Name: measurements of co2 fluxes at non-ideal eddy covariance sites
Uploaded: 2019-06-24T14:00:00
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Questa ricerca è stata sostenuta da finanziamenti della Direzione generale delle foreste di Stato, Varsavia, Polonia (progetto LAS, No OR-2717/27/11). Vorremmo esprimere la nostra gratitudine all'intero gruppo di ricerca del Dipartimento di Meteorologia, dell'Università di Scienze della Vita di Poznan, Polonia, coinvolto in questa implementazione del protocollo e il loro aiuto durante la creazione della sua versione visiva.

1. Configurazione della posizione del sito e della strumentazione
<ol><li>Scegliere una posizione del sito di misurazione in terreni relativamente omogenei e pianeggianti per soddisfare i requisiti di base del metodo CE. Evitare luoghi con forme terrestri complicate (depressioni, pendenze) o situati vicino a ostacoli aerodinamici (ad esempio, supporti per alberi sopravvissuti), che possono distorcere il flusso d'aria.<ol>
<li>Controllare la composizione delle specie e la copertura delle piante. Scegli un luogo con le c...

<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>

Questo protocollo presenta il metodo eddy covariance (EC) da utilizzare in siti non ideali (qui un sito di lancio di vento ristrutturato): posizione del sito e misurazione dell'installazione dell'infrastruttura, calcolo e post-elaborazione dei flussi di CO2 netti, nonché alcuni problemi relativi gap filling e le procedure di partizionamento dei flussi.
Anche se la tecnica CE è comunemente utilizzata in molti siti di misurazione in tutto il mondo, la maggior parte di essi sono ecos...

Al giorno d'oggi, la tecnica più comunemente utilizzatanegli studi di scambio di biossido di carbonio (CO 2) dell'ecosistema dell'atmosfera-territorio è la tecnica di covarianza esca (EC)1. Il metodo CE è stato utilizzato per decenni, e descrizioni complete delle questioni riguardanti tutti gli aspetti metodologici, tecnici e pratici sono già stati pubblicati2,3,4. Rispetto ad altre tecniche utilizzate per scopi analoghi, il metodo CE consente di ottenere i flussi netti di CO2 nella media spaziale e temporale da misurazioni automatiche e puntiche che considerano il contributo di tutti gli elementi in ecosistemi, invece di laboriose misurazioni manuali (ad esempio, tecniche da camera) o il requisito di prelevare molti campioni1.
Tra gli ecosistemi terrestri, le foreste svolgono il ruolo più significativo nel ciclo C e molte attività scientifiche si sono concentrate sullo studio del loro ciclo di CO2, sullo stoccaggio del carbonio nella biomassa legnosa e sulle loro relazioni reciproche con le mutevoli condizioni climatiche misurazione diretta o modellazione5. Molti siti della CE, tra cuiuno dei record di flusso più lunghi 6, sono stati istituiti sopra diversi tipi di foreste7. Di solito, la posizione del sito è stata accuratamente scelta prima dell'inizio delle misurazioni, con l'obiettivo dell'area più omogenea e più grande possibile. Anche se, nei siti forestali disturbati, come i getti di vento, il numero di stazioni di misurazione CE è ancora insufficiente8,9,10. Uno dei motivi è la difficoltà logistica nella misurazione della configurazione del sito e, soprattutto, un piccolo numero di posizioni improvvisamente che appaiono. Al fine di ottenere i risultati più informativi nelle aree di lancio del vento, è fondamentale iniziare il più presto possibile dopo un evento incidentale di questo tipo, che può causare ulteriori problemi. A differenza dei siti forestali incontaminati, le misurazioni CE nei siti di lancio del vento sono più impegnative e possono discostarsi dalle procedure già stabilite3. Poiché alcuni fenomeni eolici estremi creano aree spazialmente limitate, è necessaria un'attenta posizione della stazione di misurazione e un'attenta elaborazione dei dati al fine di ricavare il maggior numero possibile di valori di flusso affidabili. Difficoltà simili nell'applicazione di metodi CE (ad esempio, gli studi finish eseguiti al di sopra di un lago lungo ma stretto) in cui i flussi di CO2 misurati richiedevano un rigoroso filtraggio dei dati11,12 per assicurare la loro rappresentatività spaziale.
Di conseguenza, il protocollo presentato è un esempio dell'uso del metodo CE in luoghi non tipici, progettati non solo per le zone di lancio del vento, ma per tutti gli altri tipi di vegetazione corta con l'area limitata (ad esempio, terreni coltivati situati tra tipi di vegetazione più alti). Il più grande vantaggio della metodologia proposta è una descrizione generale di procedure complesse, che richiedono conoscenze avanzate, dalla scelta della posizione del sito e la strumentazione allestita fino al risultato finale: un set di dati completo di CO2 di alta qualità Flussi. La novità tecnica del protocollo di misurazione è l'uso di una costruzione di base unica per il posizionamento del sistema CE (ad esempio, treppiede con un'altezza definita che è una "mini torre" con un albero regolabile, azionato elettricamente, che consente di modificare l'altezza finale sensori in base alle esigenze individuali).

<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

Questo protocollo è un esempio di utilizzo della tecnica della covarianza di eddy (EC) per studiare i flussi netti di CO2 (produzione nettica dell'ecosistema, NEP), in ecosistemi non tipici, su un'area di lancio del vento attualmente ribospolata in Polonia. Dopo un evento di tornado, è stato creato un "corridoio" relativamente stretto all'interno degli stand forestali sopravvissuti, il che complica questo tipo di esperimenti. L'applicazione di altre tecniche di misurazione, come il metodo della camera, è ancora più difficile in queste circostanze, perché soprattutto all'inizio, gli alberi caduti e in generale la grande eterogeneità del sito forniscono una piattaforma impegnativa da eseguire misurazioni del flusso e quindi aumentare correttamente i risultati ottenuti. Rispetto alle misurazioni standard della CE effettuate nelle foreste incontaminate, il caso delle aree di lancio del vento richiede una considerazione particolare quando si tratta della posizione del sito e dell'analisi dei dati al fine di garantire la loro rappresentatività. Pertanto, qui presentiamo un protocollo di misurazioni continue del flusso di CO2 in tempo reale in un sito CE in modo dinamico, non ideale, che include (1) la posizione del sito e la configurazione della strumentazione, (2) il calcolo del flusso, (3) il filtraggio rigoroso dei dati e controllo della qualità e (4) riempimento gap e partizionamento dei flussi di rete in risonanza e assorbimento della rete di CO 2. Il vantaggio principale della metodologia descritta è che fornisce una descrizione dettagliata dell'impostazione sperimentale e delle prestazioni di misurazione da zero, che può essere applicata ad altri ecosistemi spazialmente limitati. Può anche essere visto come un elenco di raccomandazioni su come gestire il funzionamento non convenzionale del sito, fornendo una descrizione per i non specialisti. I valori ottenuti in termini di qualità,di vuoto, di mezz'ora di CO 2 netta, nonché di flussi di assorbimento e respirazione, possono essere infine aggregati in totali giornalieri, mensili, stagionali o annuali.

Uno dei passi cruciali nel filtraggio del flusso e nel controllo della qualità in siti comunitari non ideali è la valutazione della rappresentatività spaziale dei flussi misurati. Il modo più semplice per eseguire tale analisi, dato che i calcoli sono stati effettuati utilizzando software commerciale ampiamente applicato, consiste nell'includere le misurazioni solo dall'area desiderata, sulla base della direzione del vento e delle stime dell'impronta (cfr. sezione 3.7). Così, la tram...

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Measurements of CO2 Fluxes at Non-Ideal Eddy Covariance Sites

Il protocollo presentato utilizza il metodo della covarianza eddy in luoghi non tipici, applicabile a tutti i tipi di ecosistemi a baldacchino a corto raggio con area limitata, in un sito di lancio del vento attualmente riforestato in Polonia. Vengono descritti i dettagli relativi alla misurazione delle regole di configurazione del sito, dei calcoli del flusso e del controllo qualità e dell'analisi dei risultati finali.

Misurazioni di flussi di CO2 in siti di covarianza Eddy non ideali

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

Il protocollo è una descrizione dettagliata della configurazione del sito di covarianza eddy e delle prestazioni delle misurazioni da zero, che possono essere applicate con successo in ecosistemi spazialmente limitati. Riteniamo che il protocollo renda più facile rendersi conto che, tuttavia, è necessario soddisfare requisiti rigorosi. La tecnica di covarianza può essere applicata in modo soddisfacente anche in luoghi non ideali.Una volta presentato in una forma visiva, il protocollo può essere utilizzato come prima e relativamente facile scelta per i non specialisti costretti o disposti a utilizzare la tecnica di covarianza eddy. Per iniziare, su una mappa dell'altezza, scegliere una posizione del sito di misurazione in terreni relativamente omogenei e pianeggianti per soddisfare i requisiti di base del metodo CE. Selezionare una posizione senza ostacoli e assicurarsi che l'area da esaminare si estenda in ogni direzione almeno 100 volte l'altezza del sensore da posizionare.Nel sito, utilizzare un anemometro per studiare le direzioni del vento prevalenti per un anno o analizzare i dati dalla stazione meteorologica più vicina. Decidere quale sistema CE utilizzare. Aprire l'analizzatore di gas infrarosso a percorso con un minor consumo energetico o un analizzatore a percorso chiuso con un tubo di aspirazione corto se non ci sono limitazioni all'alimentazione o se in ambienti difficili.Nel sito, posizionare un treppiede con un palo verticale per montare il sistema EC in cima. Posizionare l'analizzatore di gas infrarosso e l'anemometro sonico 3D uno vicino all'altro. Posizionare l'anemometro sonico in una posizione perfettamente verticale.Inclina leggermente l'analizzatore di gas per consentire all'acqua piovana di fuoriesaurirsi facilmente. Elevare gli strumenti a un'altezza doppia rispetto all'altezza del baldacchino dalla superficie del suolo e ad almeno un metro e mezzo a due metri sopra la parte superiore del baldacchino. Evitare di montare elementi non necessari vicino al sistema EC, che possono distorcere il flusso d'aria.Per ulteriori calcoli e analisi del flusso, misurare alcune variabili ausiliarie contemporaneamente, tra cui almeno la temperatura dell'aria e del suolo, l'umidità relativa dell'aria, la densità del flusso fotosintetico del fotone, la radiazione solare in entrata e le precipitazioni. Per calcolare il flusso di anidride carbonica, utilizzare il software libero disponibile in commercio EddyPro che include applicazioni di correzione per il calcolo del flusso CE. Creare innanzitutto un nuovo progetto e quindi nella scheda informazioni progetto specificare il formato di file di dati non elaborati e scegliere un file di metadati.Passare alla scheda informazioni sul flusso, scegliere il set di dati e le directory di output, specificare il formato del nome file non elaborati e controllare l'elenco degli elementi per il calcolo del flusso. Passare quindi alla scheda opzioni di elaborazione e scegliere impostazioni di elaborazione dati non elaborati. Scegli il metodo di rotazione per la correzione delle misurazioni dell'anemometro, che consente di contabilizzarsi per qualsiasi disallineamento dell'anemometro sonico rispetto alla razionalizzazione del vento locale.Spunta il primo approccio di adattamento planare per posizioni eterogenee non-deal. Scegliere il tipo 012 di criterio di segnalazione. Selezionare il metodo di impronta preferito per l'area dell'influenza sui flussi misurati.Lascia invariate tutte le altre impostazioni. Fate clic su Esegui in modalità avanzata (Run) in modalità avanzata per avviare i calcoli di flusso alla fine. Creare un foglio di calcolo contenente i risultati del software di calcolo del flusso e delle misurazioni ausiliarie.Utilizzare strumenti di filtraggio nel foglio di calcolo per filtrare i flussi di anidride carbonica misurati durante le condizioni meteorologiche sfavorevoli e i malfunzionamenti dello strumento. Per un analizzatore di percorso chiuso, controllare il valore medio della potenza del segnale. Quindi, contrassegnare e scartare tutti i flussi misurati con ASS inferiore alla soglia del 60% suggerita nel manuale dello strumento.Scartare i flussi misurati durante qualsiasi evento di pioggia con P maggiore o uguale a 0,1 millimetri. Per tenere conto delle condizioni inappropriate per l'applicazione del metodo di covarianza parasddy, scartare i dati di flusso con scarsa qualità con valori contrassegnati con anidride carbonica maggiori di uno nel file dei risultati comune. Utilizzare l'indicatore del periodo notturno, diurno uguale a zero, indicato nel file di uscita per filtrare i valori del flusso di anidride carbonica misurati di notte.Traccia i flussi notturni di anidride carbonica rispetto ai corrispondenti valori di velocità di attrito e trova il valore delle stelle U a cui questi flussi hanno smesso di aumentare. Contrassegnare il valore ottenuto come soglia di velocità di attrito da utilizzare come misura di condizioni di turbolenza insufficienti. Scartare dal set di dati tutti i flussi di anidride carbonica con un valore u-star inferiore alla soglia, indicando turbolenze insufficienti.Ora, traccia la rosa del vento sulla mappa dell'area studiata per i vincoli di rappresentatività spaziale del flusso. Secondo la stima delle impronte integrate cross-wind, scegli il 70% come probabilità che i siti spazialmente limitati siano utilizzati per ulteriori analisi. Successivamente, orienta una mappa e un vento alzato allo stesso modo e usando la direzione nord come indicatore, controlla se una direzione nell'area di interesse ha ostacoli, ad esempio altri tipi di ecosistemi, e contrassegnali come non rappresentativi.Scegliere i settori di direzione del vento e i valori di ingombro più rappresentativi del sito di misurazione, controllare la dimensione e specificare la lunghezza massima. Filtrare i valori di flusso che non soddisfano entrambi i requisiti. Per eseguire il riempimento gap per i dati sull'anidride carbonica, scegliere il metodo per il riempimento del flusso di anidride carbonica controllato di qualità e la partizione in assorbimento e respirazione da tre gruppi di base: approccio basato sul processo, metodi statistici e l'uso di reti neurali.Il punto più debole del protocollo è la descrizione del riempimento delle fessure e della partizionamento del flusso, poiché i metodi suggeriti sono stati sviluppati individualmente da altri specialisti e implementati qui solo come tecniche proposte. Un esempio dell'approccio basato sui processi proviene dalla rete di ricerca FLUXNET Canada. Per colmare le lacune, non solo nell'anidride carbonica ma anche in altri valori EasyFlux, come il calore sensibile e latente, nonché negli importanti elementi meteorologici, utilizzare lo strumento online REddyProc, disponibile anche come pacchetto software R.Successivamente, ad esempio, nel software R, calcolare i totali giornalieri, mensili e annuali di tutti i flussi di anidride carbonica riempiti di gap, tra cui la produzione netta dell'ecosistema, la produzione di ecosistemi lordi e la respirazione dell'ecosistema. Il grafico a rosa del vento sullo sfondo dell'area del sito TLEN 1 mostra i poligoni blu-ombreggiati per la direzione del vento scelta e i poligoni ombreggiati di rosso al loro interno come settori di un cerchio con un raggio di 200 metri, che rappresentano la massima estensione accettabile delle impronte di flusso. Questa figura mostra i risultati di una procedura di filtraggio sull'esempio di un anno di misurazioni dei flussi di produzione netti dell'ecosistema dal sito di lancio del vento TLEN 1.Il minor numero di punti dati è stato scartato a causa di condizioni meteorologiche sfavorevoli e malfunzionamenti dello strumento. Mentre l'ultima parte del protocollo di garanzia della qualità, considerando i vincoli di rappresentatività spaziale del flusso, ha prodotto una copertura finale dei dati di solo 1/3 di tutti i flussi di produzione di ecosistemi netti grezzi misurati dalla CE. La relazione tra i flussi netti di produzione dell'ecosistema, il gap colmato per il metodo basato sul processo e un approccio statistico mostra una semplice regressione lineare, suggerendo che in generale, entrambe le tecniche sono comparabili e quindi possono essere utilizzate per il riempimento delle fessure dei flussi di produzione netti degli ecosistemi. Utilizzando i due metodi, i totali giornalieri del flusso di respirazione dell'ecosistema sono stati ottenuti anche dalla procedura di partizionamento.Va ricordato che uno dei passaggi cruciali nel filtraggio dei dati e nel controllo della qualità in siti non ideali è la valutazione della rappresentatività spaziale dei flussi misurati.

Research

JoVE Journal

Environment

Measurements of CO2 Fluxes at Non-Ideal Eddy Covariance Sites

Multimodal Optical Microscopy Methods Reveal Polyp Tissue Morphology and Structure in Caribbean Reef Building Corals

Multimodali ottici Metodi Microscopia Reveal Polyp Tissue morfologia e struttura in Caribbean Reef costruzione Coralli

An integrated suite of imaging techniques has been applied to determine the three-dimensional (3D) morphology and cellular structure of polyp tissues ...

Ricerca

Ambiente

Measuring Fluxes of Mineral Nutrients and Toxicants in Plants with Radioactive Tracers

Flussi di minerali nutrienti e sostanze tossiche in misura Piante con traccianti radioattivi

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. ...

Physical, Chemical and Biological Characterization of Six Biochars Produced for the Remediation of Contaminated Sites

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A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

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A CO<sub&gt; 2</sub&gt; Gradiente di concentrazione strumento per il test di CO<sub&gt; 2</sub&gt; Arricchimento e del suolo Effetti sulla Prateria Ecosistema Funzione

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Misurazione di carbonio a base di contaminanti mineralizzazione Utilizzando combinata CO<sub&gt; 2</sub&gt; flusso e radiocarbonio analisi

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Calibrated Passive Sampling - Multi-plot Field Measurements of NH3 Emissions with a Combination of Dynamic Tube Method and Passive Samplers

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Calibrato passivo di campionamento - Multi-trama di campo Misure di NH<sub&gt; 3</sub&gt; Emissioni con una combinazione di metodo del tubo dinamico e campionatori passivi

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Misurazione della reologia del petrolio greggio in equilibrio con CO<sub&gt; 2</sub&gt; Presso le condizioni del serbatoio

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Adherence of Bacteria to Plant Surfaces Measured in the Laboratory

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