Name: measurements of co2 fluxes at non-ideal eddy covariance sites
Uploaded: 2019-06-24T14:00:00
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Cette recherche a été soutenue par un financement de la Direction générale des forêts d'État, Varsovie, Pologne (projet LAS, No OR-2717/27/11). Nous tenons à exprimer notre gratitude à l'ensemble du groupe de recherche du Département de météorologie de l'Université des sciences de la vie de Poznan, en Pologne, qui a participé à la mise en œuvre de ce protocole et à leur aide lors de la création de sa version visuelle.

1. Emplacement du site et configuration de l'instrumentation
<ol><li>Choisissez un emplacement de mesure en terrain relativement homogène et plat pour répondre aux exigences de base de la méthode CE. Évitez les endroits où les reliefs sont complexes (dépressions, pentes) ou situés près d'obstacles aérodynamiques (p. ex., les peuplements d'arbres survivants), qui peuvent fausser le flux d'air.<ol>
<li>Vérifier la composition des espèces et la couverture végétale. Choisissez un endroit avec les caractéristi...

<ol>
	<li>Baldocchi, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+fluxes+of+trace+gases+and+energy+between+ecosystems+and+the+atmosphere+-+the+state+and+future+of+the+eddy+covariance+method.">Measuring fluxes of trace gases and energy between ecosystems and the atmosphere - the state and future of the eddy covariance method.</a> Global Change Biology. 20, 3600-3609 (2014).</li><li>Aubinet, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimates+of+the+annual+net+carbon+and+water+exchange+of+European+forests:+the+EUROFLUX+methodology.">Estimates of the annual net carbon and water exchange of European forests: the EUROFLUX methodology.</a> Advances in Ecological Research. 30, 113-174 (2000).</li><li>Aubinet, M., Vesala, T., Papale, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A practical guide to measurements and Data Analysis. , (2012).</li><li>Burba, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Eddy Covariance Method for: Scientific, Industrial, Agricultural, and Regulatory Applications. A Field Book on Measuring Ecosystem Gas Exchange and Areal Emission Rates. , (2013).</li><li>Pan, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Large+and+Persistent+Carbon+Sink+in+the+World&#8217;s+Forests.">A Large and Persistent Carbon Sink in the World&#8217;s Forests.</a> Science. 333, 988-993 (2011).</li><li>Wofsy, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Net+exchange+of+CO2+in+a+midlatitude+forest.">Net exchange of CO2 in a midlatitude forest.</a> Science. 260 (5112), 1314-1317 (1993).</li><li>Luyssaert, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CO2+balance+of+boreal,+temperate,+and+tropical+forests+derived+from+a+global+database.">CO2 balance of boreal, temperate, and tropical forests derived from a global database.</a> Global Change Biology. 13, 2509-2537 (2007).</li><li>Knohl, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+dioxide+exchange+of+a+Russian+boreal+forest+after+disturbance+by+wind+throw.">Carbon dioxide exchange of a Russian boreal forest after disturbance by wind throw.</a> Global Change Biology. 8, 231-246 (2002).</li><li>Lindauer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Net+ecosystem+exchange+over+a+non-cleared+wind-throw-disturbed+upland+spruce+forest-Measurements+and+simulations.">Net ecosystem exchange over a non-cleared wind-throw-disturbed upland spruce forest-Measurements and simulations.</a> Agricultural and Forest Meteorology. 197, 219-234 (2014).</li><li>Schulze, E. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Productivity+of+forests+in+the+Eurosiberian+boreal+region+and+their+potential+to+act+as+a+carbon+sink+-+a+synthesis.">Productivity of forests in the Eurosiberian boreal region and their potential to act as a carbon sink - a synthesis.</a> Global Change Biology. 5, 703-722 (1999).</li><li>Mammarella, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+dioxide+and+energy+fluxes+over+a+small+boreal+lake+in+Southern+Finland.">Carbon dioxide and energy fluxes over a small boreal lake in Southern Finland.</a> Journal of Geophysical Research-Biogeosciences. 120, 1296-1314 (2015).</li><li>Vesala, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eddy+covariance+measurements+of+carbon+exchange+and+latent+and+sensible+heat+fluxes+over+a+boreal+lake+for+a+full+open+water+period.">Eddy covariance measurements of carbon exchange and latent and sensible heat fluxes over a boreal lake for a full open water period.</a> Journal of Geophysical Research-Biogeosciences. 111, 1-12 (2006).</li><li>Burba, G., Anderson, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A brief practical guide to Eddy Covariance Flux Measurements. Principles and workflow examples for scientific and industrial applications. , (2010).</li><li>Businger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+accuracy+with+which+dry+deposition+could+be+measured+with+current+micrometeorological+techniques.">Evaluation of the accuracy with which dry deposition could be measured with current micrometeorological techniques.</a> Journal of Applied Meteorology and Climatology. 25, 1100-1124 (1986).</li><li>. Eddy Pro Software Instruction Manual Available from: <a target="_blank" href="https://www.licor.com/documents/1ium2zmwm6hl36yz9bu4">https://www.licor.com/documents/1ium2zmwm6hl36yz9bu4</a> (2017)</li><li>Wilczak, J. M., Oncley, S. P., Stage, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sonic+anemometer+tilt+correction+algorithms.">Sonic anemometer tilt correction algorithms.</a> Boundary-Layer Meteorology. 99, 127-150 (2001).</li><li>Foken, T., Lee, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Post-field+quality+control.">Post-field quality control.</a> Handbook of Micrometeorology: A Guide for Surface Flux Measurements. , (2004).</li><li>Kljun, N., Rotach, M. W., Schmid, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+three-dimensional+backward+Lagrangian+footprint+model+for+a+wide+range+of+boundary-layer+stratifications.">A three-dimensional backward Lagrangian footprint model for a wide range of boundary-layer stratifications.</a> Boundary Layer Meteorology. 103, 205-226 (2002).</li><li>Foken, T., Wichura, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tools+for+quality+assessment+of+surface-based+flux+measurements.">Tools for quality assessment of surface-based flux measurements.</a> Agricultural and Forest Meteorology. 78, 83-105 (1996).</li><li>Mauder, M., Foken, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+post-field+data+processing+on+eddy+covariance+flux+estimates+and+energy+balance+closure.">Impact of post-field data processing on eddy covariance flux estimates and energy balance closure.</a> Meteorologische Zeitschrift. 15, 597-609 (2006).</li><li>Gu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Objective+threshold+determination+for+nighttime+eddy+flux+filtering.">Objective threshold determination for nighttime eddy flux filtering.</a> Agricultural and Forest Meteorology. 128 (3-4), 179-197 (2005).</li><li>Papale, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+a+standardized+processing+of+Net+Ecosystem+Exchange+measured+with+eddy+covariance+technique:+algorithms+and+uncertainty+estimation.">Towards a standardized processing of Net Ecosystem Exchange measured with eddy covariance technique: algorithms and uncertainty estimation.</a> Biogeosciences. 3 (4), 571-583 (2006).</li><li>Barr, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interannual+variability+in+the+leaf+area+index+of+a+boreal+aspen-hazelnut+forest+in+relation+to+net+ecosystem+production.">Interannual variability in the leaf area index of a boreal aspen-hazelnut forest in relation to net ecosystem production.</a> Agricultural and Forest Meteorology. 126, 237-255 (2004).</li><li>Krishnan, P., Black, T. A., Jassal, R. S., Chen, B., Nesic, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interannual+variability+of+the+carbon+balance+of+three+different-aged+Douglas-fir+stands+in+the+Pacific+Northwest.">Interannual variability of the carbon balance of three different-aged Douglas-fir stands in the Pacific Northwest.</a> Journal of Geophysical Research. 114, 1-18 (2009).</li><li>Reichstein, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+separation+of+net+ecosystem+exchange+into+assimilation+and+ecosystem+respiration:+Review+and+improved+algorithm.">On the separation of net ecosystem exchange into assimilation and ecosystem respiration: Review and improved algorithm.</a> Global Change Biology. 11, 1424-1439 (2005).</li><li>Falge, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gap+filling+strategies+for+defensible+annual+sums+of+net+ecosystem+exchange.">Gap filling strategies for defensible annual sums of net ecosystem exchange.</a> Agricultural and Forest Meteorology. 107, 43-69 (2001).</li><li>Ooba, M., Hirano, T., Mogami, J. I., Hirata, R., Fujinuma, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparisons+of+gap-filling+methods+for+carbon+flux+dataset:+A+combination+of+a+genetic+algorithm+and+an+artificial+neural+network.">Comparisons of gap-filling methods for carbon flux dataset: A combination of a genetic algorithm and an artificial neural network.</a> Ecological Modelling. 198, 473-486 (2006).</li><li>Papale, D., Valentini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+assessment+of+European+forests+carbon+exchanges+by+eddy+fluxes+and+artificial+neural+network+spatialization.">A new assessment of European forests carbon exchanges by eddy fluxes and artificial neural network spatialization.</a> Global Change Biology. 9, 525-535 (2003).</li><li>Baldocchi, D. D., Vogel, C. A., Hall, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seasonal+variation+of+carbon+dioxide+exchange+rates+above+and+below+a+boreal+jack+pine+forest.">Seasonal variation of carbon dioxide exchange rates above and below a boreal jack pine forest.</a> Agricultural and Forest Meteorology. 83, 147-170 (1997).</li><li>Lloyd, J., Taylor, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+Temperature+Dependence+of+Soil+Respiration.">On the Temperature Dependence of Soil Respiration.</a> Functional Ecology. 8, 315-323 (1994).</li><li>Lasslop, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+of+net+ecosystem+exchange+into+assimilation+and+respiration+using+a+light+response+curve+approach:+critical+issues+and+global+evaluation.">Separation of net ecosystem exchange into assimilation and respiration using a light response curve approach: critical issues and global evaluation.</a> Global Change Biology. 16, 187-208 (2010).</li><li>Kljun, N., Calanca, P., Rotach, M. W., Schmid, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+two-dimensional+parameterisation+for+Flux+Footprint+Prediction+(FFP).">A simple two-dimensional parameterisation for Flux Footprint Prediction (FFP).</a> Geoscientific Model Development. 8, 3695-3713 (2015).</li></ol>

Ce protocole présente la méthode de covariance des remous (CE) à utiliser sur des sites non idéaux (ici un site de lancer sais à vent reboisé) : emplacement du site et configuration de l'infrastructure de mesure, calcul net des flux de CO2 et post-traitement, ainsi que quelques questions concernant procédures de partage des lacunes et des flux.
Même si la technique CE est couramment utilisée dans de nombreux sites de mesure à travers le monde, la plupart d'entre eux sont d...

Aujourd'hui, la technique la plus couramment utilisée dans les études d'échange de dioxyde de carbone de l'écosystème atmosphère-terre (CO2) est la technique de covariance des remous (CE)1. La méthode CE est utilisée depuis des décennies, et des descriptions complètes des questions concernant tous les aspects méthodologiques, techniques et pratiques ont déjà été publiées2,3,4. Par rapport à d'autres techniques utilisées à des fins similaires, la méthode CE permet d'obtenir les flux nets de CO2 à moyen spatial et temporel à partir de mesures automatiques ponctuelles qui tiennent compte de la contribution de tous les éléments dans des les écosystèmes, au lieu de mesures manuelles laborieuses (p. ex., techniques de chambre) ou l'exigence de prélever de nombreux échantillons1.
Parmi les écosystèmes terrestres, les forêts jouent le rôle le plus important dans le cyclisme C et de nombreuses activités scientifiques se sont concentrées sur l'étude de leur cycle de CO 2, le stockage du carbone dans la biomasse ligneuse et leurs relations mutuelles avec les conditions climatiques changeantes en à la fois la mesure directe ou la modélisation5. De nombreux sites communautaires, y compris l'un des plus longs enregistrements de flux6, ont été mis en place au-dessus de différents types de forêts7. Habituellement, l'emplacement du site a été soigneusement choisi avant le début des mesures, avec l'objectif de la zone la plus homogène et la plus grande possible. Bien que, dans les sites forestiers perturbés, tels que les jets de vent, le nombre de stations de mesure CE sont encore insuffisants8,9,10. L'une des raisons est les difficultés logistiques dans la mesure de l'aménagement du site et, surtout, un petit nombre d'emplacements apparaissant soudainement. Afin d'obtenir les résultats les plus informatifs dans les zones de lancer du vent, il est crucial de commencer dès que possible après un tel événement accidentel, ce qui peut causer des problèmes supplémentaires. Contrairement aux sites forestiers intacts, les mesures des CE sur les sites de lancers du vent sont plus difficiles et peuvent s'écarter des procédures déjà établies3. Étant donné que certains phénomènes de vent extrême créent des zones spatialement limitées, il est nécessaire d'avoir une position réfléchie de la station de mesure et un traitement minutieux des données afin de tirer autant de valeurs de flux fiables que possible. Des difficultés similaires dans l'application de la méthode EC se sont produites (p. ex., études de finition effectuées au-dessus d'un lac long mais étroit) où les flux de CO2 mesurés nécessitaient un filtrage rigoureux des données11,12 afin d'assurer leur représentativité spatiale.
Par conséquent, le protocole présenté est un exemple de l'utilisation de la méthode DES Ce à des endroits non typiques, conçu non seulement pour les zones de lancer du vent, mais pour tous les autres types de végétation courte avec la superficie limitée (par exemple, les terres cultivées situées entre les types de végétation plus grandes). Le plus grand avantage de la méthodologie proposée est une description générale des procédures compliquées, nécessitant des connaissances avancées, du choix de l'emplacement du site et de l'instrumentation mise en place jusqu'au résultat final : un ensemble complet de données complètes de CO2 de haute qualité Flux. La nouveauté technique du protocole de mesure est l'utilisation d'une construction de base unique pour le placement du système CE (p. ex., trépied à hauteur définie qui est une « mini-tour » avec un mât réglable à commande électrique, permettant de changer la hauteur finale de capteurs en fonction des besoins individuels).

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Adjustable mast with metal rails and electric engine (24 V)</td>
			<td>maszty.net</td>
			<td>-</td>
			<td>Alternative basic construction. To be designed and made by professionals</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EddyPro</td>
			<td>LI-COR, Inc.</td>
			<td>ver. 6.2.0.</td>
			<td>Free commercial software for fluxes calculation. Available on a website: https://www.licor.com/env/products/eddy_covariance/software.html, on request</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Enclosed-path infrared gas analyzer</td>
			<td>LI-COR, Inc.</td>
			<td>LI-7200</td>
			<td>One of two instruments of the eddy covariance system (EC) used for CO2 fluxes measurements. Other types of fast analyzers (&#62;10Hz sampling frequency) can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>REddyProc</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>Free software for EC fluxes gap filling and partitioning. Available on Max Planck Institute for Biogeochmistry: https://www.bgc-jena.mpg.de/bgi/index.php/Services/REddyProcWeb. Both online tool and R package are provided.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Short aluminum tower base with concrete foundation</td>
			<td>maszty.net</td>
			<td>-</td>
			<td>Alternative basic construction (pioneering solution). To be designed and made by professionals</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonic anemometer</td>
			<td>Gill Instruments</td>
			<td>Gill Windmaster</td>
			<td>One of two instruments of the eddy covariance system (EC) used for wind speed measurements. Other types of three-dimensional sonic anemometers can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless-steel tripod</td>
			<td>Campbel Scientific, Inc.</td>
			<td>CM110 10 ft</td>
			<td>The basic construction for eddy covariance (EC) system. Can be constructed by yourself- materials to be found in a hardware store</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sunshine sensor</td>
			<td>Delta-T Devices Ltd.</td>
			<td>BF5</td>
			<td>One of the exemplary instruments for photosynthetic photon flux density measurements (PPFD). To be bought from several commercial companies. Remember to place it above the canopy, far from reflective surfaces.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermistors</td>
			<td>Campbel Scientific, Inc.</td>
			<td>T107</td>
			<td>One of the exemplary instruments for soil temperature measurements. To be bought from several commercial companies. It is advisable to have a profile of soil temperature</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermohygrometer</td>
			<td>Vaisala Oyj</td>
			<td>HMP155</td>
			<td>One of the exemplary instruments for air temperature and humidity measurements. To be bought from several commercial companies. Remember to place it inside radiation shield at similar height as the EC system.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurements of co2 fluxes at non-ideal eddy covariance sites

Ce protocole est un exemple d'utilisation de la technique de covariance de remous (CE) pour étudier les flux nets de CO2 (production nette d'écosystème, NEP) dans des écosystèmes non typiques, sur une zone de jet de vent actuellement reboisée en Pologne. Après une tornade, un « corridor » relativement étroit a été créé dans les peuplements forestiers survivants, ce qui complique ce genre d'expériences. L'application d'autres techniques de mesure, telles que la méthode de chambre, est encore plus difficile dans ces circonstances, parce que surtout au début, les arbres tombés et en général une grande hétérogénéité du site fournissent une plate-forme difficile à effectuer mesures de flux, puis à bien haut de gamme obtenu des résultats. En comparaison avec les mesures communautaires standard effectuées dans les forêts intactes, le cas des zones de jet de vent nécessite une attention particulière en ce qui concerne l'emplacement du site et l'analyse des données afin d'assurer leur représentativité. Par conséquent, nous présentons ici un protocole de mesures continues en temps réel du flux CO2 sur un site Ce qui change dynamiquement et non l'idéal, qui comprend (1) l'emplacement du site et la configuration de l'instrumentation, (2) le calcul des flux, (3) le filtrage rigoureux des données et contrôle de la qualité, et (4) le remplissage des lacunes et les flux nets se divisent en respiration et absorption du CO 2. Le principal avantage de la méthodologie décrite est qu'elle fournit une description détaillée de la configuration expérimentale et de la performance de mesure à partir de zéro, qui peut être appliquée à d'autres écosystèmes spatialement limités. Il peut également être considéré comme une liste de recommandations sur la façon de traiter le fonctionnement non conventionnel du site, fournissant une description pour les non-spécialistes. Les valeurs obtenues de CO 2, vérifiéesde qualité, remplies d'écarts et d'une demi-heure, ainsi que les flux d'absorption et de respiration, peuvent enfin être agrégées en totaux quotidiens, mensuels, saisonniers ou annuels.

L'une des étapes cruciales du filtrage des flux et du contrôle de la qualité sur les sites EC non idéaux est l'évaluation de la représentativité spatiale des flux mesurés. La façon la plus simple d'effectuer une telle analyse, étant donné que les calculs ont été effectués à l'aide de logiciels commerciaux largement appliqués, est d'inclure des mesures à partir de la zone désirée seulement, sur la base de la direction du vent et des estimations de l'empreinte (voir la se...

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Measurements of CO2 Fluxes at Non-Ideal Eddy Covariance Sites

Le protocole présenté utilise la méthode de covariance des remous à des endroits non typiques, applicable à tous les types d'écosystèmes à canopée courte avec une superficie limitée, sur un site de lancer seau à vent actuellement reboisé en Pologne. Les détails de la mesure des règles d'configuration du site, des calculs de flux et du contrôle de la qualité, ainsi que l'analyse finale des résultats, sont décrits.

Mesures des flux de CO2 sur les sites de covariance Eddy non-idéal

This protocol is an example of utilizing the eddy covariance (EC) technique to investigate spatially and temporally averaged net CO2 fluxes (net ecosystem ...

Le protocole est une description étape par étape de la configuration du site de covariance eddy et mesure les performances à partir de zéro, qui peuvent être appliquées avec succès dans des écosystèmes limités dans l’espace. Nous croyons que le protocole facilite la conscience que, toutefois, des exigences strictes doivent être respectées. La technique de covariance peut également être appliquée de manière satisfaisante dans des endroits non idéaux.Une fois qu’il est présenté sous une forme visuelle, le protocole peut être utilisé comme un premier choix relativement facile pour les non-spécialistes forcés ou disposés à utiliser la technique de covariance eddy. Pour commencer, sur une carte de hauteur, choisissez un emplacement de mesure du site en terrain relativement homogène et plat pour répondre aux exigences de base de la méthode EC. Sélectionnez un endroit sans obstacles et assurez-vous que la zone à étudier s’étend dans chaque direction au moins 100 fois la hauteur du capteur à placer.Sur le site, utilisez un anémomètre pour étudier les directions du vent en vigueur pendant un an ou analyser les données de la station météorologique la plus proche. Décider quel système EC utiliser. Ouvrez le chemin analyseur de gaz infrarouge avec une consommation d’énergie inférieure ou un analyseur de chemin fermé avec un tube d’admission courte s’il n’y a pas de limitations à l’alimentation électrique ou si dans des environnements difficiles.Sur le site, placez un trépied avec un poteau vertical pour monter le système EC sur le dessus. Placez l’analyseur de gaz infrarouge et l’anémomètre sonore 3D près l’un de l’autre. Placez l’anémomètre sonore à une position parfaitement verticale.Inclinez légèrement l’analyseur de gaz pour permettre à l’eau de pluie de s’éteindre facilement. Élever les instruments à une hauteur deux fois la hauteur de la canopée de la surface du sol et au moins un mètre et demi à deux mètres au-dessus du sommet de la canopée. Évitez de monter des éléments inutiles à proximité du système EC, ce qui peut fausser le flux d’air.Pour d’autres analyses de calcul et de flux, mesurez certaines variables auxiliaires en même temps, y compris au moins la température de l’air et du sol, l’humidité relative de l’air, la densité photosynthétique du flux photon, le rayonnement solaire entrant et les précipitations. Pour calculer le flux de dioxyde de carbone, utilisez le logiciel libre EddyPro disponible dans le commerce qui inclut des applications de correction pour le calcul du flux EC. Tout d’abord, créez un nouveau projet, puis dans l’onglet info projet spécifiez le format de fichier de données brute et choisissez un fichier de métadonnées.Consultez l’onglet info flux, choisissez l’ensemble de données et les répertoires de sortie, spécifiez le format de nom de fichier brut et consultez la liste des éléments pour le calcul du flux. Ensuite, passez à l’onglet options de traitement et choisissez les paramètres de traitement des données brutes. Choisissez la méthode de rotation pour la correction des mesures de l’anémomètre, ce qui permet de comptabiliser tout désalignement de l’anémomètre sonore par rapport à la rationalisation du vent local.Cochez la première approche d’ajustement planaire pour les emplacements hétérogènes non deal. Choisissez le type de politique de pavillon 012. Sélectionnez la méthode d’empreinte préférée pour la zone d’influence sur les flux mesurés.Laissez tous les autres paramètres inchangés. Cliquez sur exécuter en mode avancé pour démarrer les calculs de flux à la fin. Créez une feuille de calcul qui contient les résultats du logiciel de calcul du flux et des mesures auxiliaires.Utilisez des outils de filtrage dans la feuille de calcul pour filtrer les flux de dioxyde de carbone mesurés dans des conditions météorologiques défavorables et des dysfonctionnements des instruments. Pour un analyseur de chemin fermé, vérifiez la valeur moyenne de la puissance du signal. Ensuite, marquez et jetez tous les flux mesurés avec ass inférieur au seuil de 60% suggéré dans le manuel de l’instrument.Jetez les flux mesurés lors de tout événement pluvieux avec P supérieur ou égal à 0,1 millimètre. Pour tenir compte des conditions inappropriées pour l’application de la méthode de covariance eddy, jetez les données de flux de mauvaise qualité ayant des valeurs signalées par le dioxyde de carbone supérieures à une dans le fichier de résultats commun. Utilisez l’indicateur de la période nocturne, d’une durée de jour égalant zéro, donné dans le fichier de sortie pour filtrer les valeurs de flux de dioxyde de carbone mesurées la nuit.Tracez les flux nocturnes de dioxyde de carbone par rapport aux valeurs correspondantes de vitesse de frottement et trouvez la valeur u-star à laquelle ces flux ont cessé d’augmenter. Marquez la valeur obtenue comme seuil de vitesse de frottement à utiliser comme mesure des conditions de turbulence insuffisantes. Rejetez de l’ensemble de données tous les flux de dioxyde de carbone ayant une valeur U-star inférieure au seuil, ce qui indique une turbulence insuffisante.Maintenant, tracer le vent a augmenté sur la carte de la zone étudiée pour les contraintes de représentativité spatiale flux. Selon l’estimation des empreintes intégrées entre vents croisés, choisissez 70 % comme probabilité que des sites limités dans l’espace soient utilisés pour une analyse plus approfondie. Ensuite, orientez une carte et un vent s’est levé de la même façon et en utilisant la direction nord comme indicateur, vérifiez si une direction à la zone d’intérêt a des obstacles, par exemple, d’autres types d’écosystèmes, et les marquer comme non représentatifs.Choisissez les secteurs de direction du vent et les valeurs d’empreinte qui sont les plus représentatives du site de mesure, vérifiez la dimension et spécifiez la longueur maximale. Filtrez les valeurs de flux qui ne répondent pas aux deux exigences. Pour effectuer le remplissage des écarts pour les données sur le dioxyde de carbone, choisissez la méthode de remplissage et de partition des écarts de flux de dioxyde de carbone vérifiés de qualité en absorption et en respiration à partir de trois groupes de base : l’approche basée sur les processus, les méthodes statistiques et l’utilisation de réseaux neuronaux.Le point faible du protocole est le remplissage des lacunes et la description du partage des flux puisque les méthodes suggérées ont été développées individuellement par d’autres spécialistes et uniquement mises en œuvre ici en tant que techniques proposées. Le Réseau de recherche FLUXNET Canada est un exemple de l’approche fondée sur les processus. Pour combler les lacunes, non seulement dans le dioxyde de carbone, mais aussi dans d’autres valeurs EasyFlux, telles que la chaleur sensible et latente, ainsi que dans les éléments météorologiques importants, utilisez l’outil en ligne REddyProc, qui est également disponible sous forme de logiciel R.Ensuite, dans, par exemple, les logiciels de R, calculez les totaux quotidiens, mensuels et annuels de tous les flux de dioxyde de carbone remplis d’écart, y compris la production nette d’écosystèmes, la production brute d’écosystèmes et la respiration des écosystèmes. La parcelle de vent rose sur le fond de la zone du site TLEN 1 montre les polygones à l’ombre bleue pour la direction du vent choisie et les polygones à l’ombre rouge à l’intérieur d’eux comme secteurs d’un cercle avec un rayon de 200 mètres, ce qui représente l’étendue maximale acceptable des empreintes de flux. Ce chiffre montre les résultats d’une procédure de filtrage à l’exemple d’une année de production nette de flux d’écosystèmes à partir du site de jet de vent TLEN 1.Le plus petit nombre de points de données a été rejeté en raison de conditions météorologiques défavorables et de dysfonctionnements des instruments. Alors que la dernière partie du protocole d’assurance de la qualité, compte tenu des contraintes de représentativité spatiale des flux, n’a donné lieu qu’à une couverture finale des données représentant seulement 1/3 de tous les flux nets bruts de production de l’écosystème mesurés par EC. La relation entre les flux nets de production des écosystèmes, les écarts comblés pour la méthode basée sur les processus et une approche statistique montre une régression linéaire simple, ce qui suggère qu’en général, les deux techniques sont comparables et peuvent donc être utilisées pour combler les écarts de production nette des écosystèmes. En utilisant les deux méthodes, des totaux quotidiens de flux de respiration de l’écosystème ont également été obtenus à partir de la procédure de partitionnement.Il ne faut pas oublier que l’une des étapes cruciales du filtrage des données et du contrôle de la qualité sur des sites non idéaux est l’évaluation de la représentativité spatiale des flux mesurés.

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