Name: measurements of co2 fluxes at non-ideal eddy covariance sites
Uploaded: 2019-06-24T14:00:00
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この研究は、ワルシャワ、ポーランドの国有林総局からの資金援助によって支えられた(プロジェクトLAS、いいえOR-2717/27/11)。ポーランドのポズナン生命科学大学気象学科の研究グループ全体に感謝の意を表したいと思います。

1. サイトの場所とインストルメンテーションの設定
<ol><li>EC法の基本的な要件を満たすために、比較的均質で平坦な地形の測定場所を選択します。複雑な地形(くぼみ、斜面)を持つ場所や、空気の流れを歪める可能性のある空力障害物(例えば、生き残った木のスタンド)の近くに位置する場所は避けてください。<ol>
<li>種の組成と植物カバーをチェックしてください。最も類似した特性を持?...

<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>

このプロトコルは、非理想的なサイト(ここでは再森林化された風打ちサイト)で使用される渦共分散(EC)法を提示します:サイトの場所と測定インフラのセットアップ、ネットCO2フラックス計算と後処理、および関連するいくつかの問題ギャップ充填とフラックスのパーティショニング手順。
EC技術は世界中の多くの測定サイトで一般的に使用されていますが、その...

今日、大気陸上生態系二酸化炭素(CO2)交換研究で最も一般的に使用される技術は、渦共分散(EC)技術1である。EC法は何十年も使用されており、すべての方法論的、技術的および実用的な側面に関する問題の包括的な記述は、すでに2、3、4に公開されています。同様の目的で使用される他の技術と比較して、EC法は、複雑なすべての要素の寄与を考慮した自動、点測定から空間的および時間的に平均化されたネットCO2フラックスを得ることを可能にする生態系は、面倒な代わりに、手動測定(例えば、チャンバー技術)または多くのサンプルを採取する必要がある1.
土地生態系の中で、森林はCサイクリングにおいて最も重要な役割を果たしており、多くの科学的活動は、CO2サイクル、木質バイオマスにおける炭素貯蔵、気候条件の変化との相互関係の調査に焦点を当ててきた。直接測定またはモデリング5の両方。最も長いフラックスレコード6の1つを含む多くのECサイトは、異なるタイプの森林の上に設置されました 7.通常、サイトの位置は、可能な限り最も均質で最大の面積を目標に、測定を開始する前に慎重に選択されました。しかし、風下などの森林の乱れた場所では、EC測定ステーションの数はまだ8、9、10では不十分です。その理由の1つは、サイトのセットアップを測定するロジスティクスの難しさと、何うまず、突然出現する場所が少なからずあることです。風投げエリアで最も有益な結果を得るためには、追加の問題を引き起こす可能性のある偶発的な事象の後、できるだけ早く開始することが重要です。手つかずの森林地帯とは対照的に、風投げサイトでのEC測定はより困難であり、既に確立された手順3から逸脱する可能性があります。極端な風の現象によっては空間的に限られた領域が生まれるため、可能な限り信頼性の高いフラックス値を導き出すためには、慎重な測定ステーションの位置と慎重なデータ処理が必要です。EC法の適用において同様の困難が生じ(例えば、長くて狭い湖の上で行われた終了研究)、測定されたCO2フラックスは、厳密なデータフィルタリング11、12を保証する必要があります。 空間的な代表性。
したがって、提示されたプロトコルは、風投風力発電所だけでなく、限られた面積(例えば、より高い植生タイプの間に位置する作物)を持つ他のすべてのタイプの短い植生のために設計された非典型的な場所でのEC法の使用の例である。提案された方法論の最大の利点は、複雑な手順の一般的な説明であり、高度な知識を必要とし、サイトの場所の選択とインストルメンテーションの設定から最終結果まで:高品質のCO2の完全なデータセットフラックス。測定プロトコルの技術的な目新しさは、ECシステムの配置のためのユニークなベース構造の使用です(例えば、調整可能な電気的に動作するマストを持つ「ミニタワー」である定義された高さの三脚、の最終的な高さを変更することができます個々のニーズに応じてセンサー)。

<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

このプロトコルは、渦共分散(EC)技術を利用して、ポーランドの現在の森林再生された風打ち領域で、非典型的な生態系における空間的および時間的に平均化された純CO2フラックス(純生態系生産、NEP)を調査する例である。竜巻の後、生き残った森林のスタンド内に比較的狭い「回廊」が作られ、このような実験が複雑になります。チャンバー法などの他の測定技術の適用は、特に最初に、倒れた木やサイトの一般的に大きな不均一性を実行するための挑戦的なプラットフォームを提供するので、このような状況下で、さらに困難ですフラックス測定し、適切にアップスケールの結果を得た。手つかずの森林で行われる標準的なEC測定と比較して、風の場所やデータ分析に関しては、その代表性を確保するためには、特に考慮が必要です。そこで、(1)現場の位置と計装の設定、(2)フラックス計算、(3)厳格なデータフィルタリング、および動的に変化する非理想的なECサイトで、リアルタイムで連続的なCO2フラックス測定のプロトコルを提示します。品質管理、および(4)ギャップ充填およびネットフラックスは、CO2呼吸および吸収に分割されます。説明された方法論の主な利点は、他の空間的に限られた生態系に適用できる実験セットアップと測定性能をゼロから詳細に説明できることです。また、非専門家の説明を提供し、非従来型のサイト操作に対処する方法に関する推奨事項のリストとして表示することもできます。得られた品質チェック、ギャップ充填、正味CO2の半時間値、ならびに吸収および呼吸フラックスは、最終的に毎日、毎月、季節または年次合計に集計することができます。

非理想的なECサイトにおけるフラックスフィルタリングと品質管理における重要なステップの1つは、測定されたフラックスの空間的代表性の評価です。このような分析を実行する最も簡単な方法は、計算が商用で広く適用されたソフトウェアを使用して行われたという事実を考えると、風向きとフットプリントの推定に基づいて、所望の領域からの測定値のみを含む?...

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Measurements of CO2 Fluxes at Non-Ideal Eddy Covariance Sites

提示されたプロトコルは、ポーランドの現在再植林された風打ちサイト上で、限られた面積を持つすべてのタイプの短い天蓋生態系に適用可能な非典型的な場所で渦共分散法を使用します。測定サイトの設定ルール、フラックス計算と品質管理、最終結果分析の詳細について説明します。

非理想の渦共分散部位におけるCO2フラックスの測定

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

このプロトコルは、渦共分散サイトのセットアップとゼロからの測定パフォーマンスのステップバイステップの説明であり、空間的に制限された生態系にうまく適用できます。このプロトコルは、厳密な要件を満たす必要があることを認識しやすくしていると考えています。共分散技術は、理想的でない場所でも十分に適用できます。一度視覚的な形で提示されると、このプロトコルは、渦共分散技術を強制的に使用する非専門家のための最初で比較的簡単な選択として使用することができます。まず、高さマップで、EC法の基本的な要件を満たすために、比較的均質で平坦な地形で測定部位の位置を選択します。障害物のない場所を選択し、調査対象のエリアが設置するセンサーの高さの少なくとも100倍の高さを各方向に延びるようにします。現場では、風速計を使用して1年間の風向きを調査したり、最寄りの気象台からのデータを分析したりします。使用する EC システムを決定します。電源に制限がない場合や過酷な環境にある場合は、低消費電力の経路赤外線ガスアナライザまたは短い取り込みチューブを使用して閉じたパスアナライザを開きます。現場では、垂直ポール付きの三脚を置き、ECシステムを上に取り付けます。赤外線ガス分析器と3Dソニックの気力計を互いに近くに配置します。完全に垂直な位置にソニックの気力計を置きます。ガス分析器を少し傾けて、雨水が簡単に流れ落ちるようにします。機器を土壌表面からキャノピーの高さの2倍、キャノピーの上部から2メートル上に少なくとも1.5メートルの高さに引き上げてください。ECシステムの近くに不要な要素を取り付けないようにして、気流を歪めないようにしてください。さらに計算とフラックス解析を行う場合は、少なくとも空気と土の温度、空気の相対湿度、光合成光子束密度、日射量、降水量など、補助変数を同時に測定します。二酸化炭素フラックスを計算するには、ECフラックス計算用の補正アプリケーションを含む市販のフリーソフトウェアEddyProを使用します。まず、新しいプロジェクトを作成し、次にプロジェクト情報タブで生データファイル形式を指定し、メタデータファイルを選択します。Flux info タブに移動し、データセットと出力ディレクトリを選択し、生のファイル名の形式を指定して、フラックス計算のために項目のリストをチェックします。次に、処理オプションタブに移動し、生データ処理設定を選択します。局所風流線に関してソニック風速計の任意のミスアライメントを考慮することができる風計の測定値の補正のための回転方法を選択します。非取引の異種の場所に対する最初の平面適合アプローチにチェックを入れる。012 タイプのフラグ設定ポリシーを選択します。測定されたフラックスに対する影響の面積に適したフットプリント方法を選択します。他のすべての設定は変更しません。[詳細モードで実行]をクリックすると、最後にフラックス計算が開始されます。フラックス計算ソフトウェアと補助計測の結果を含むスプレッドシートを作成します。スプレッドシートのフィルターツールを使用して、悪天候時や機器の故障時に測定された二酸化炭素フラックスを除外します。囲まれたパスアナライザーの場合は、平均信号強度値を確認します。次に、ASS で測定したすべてのフラックスをマークして廃棄し、計測器のマニュアルで推奨されている 60% のしきい値より低い値を指定します。P が 0.1 ミリメートル以上の雨イベント中に測定されたフラックスを破棄します。渦共分散法の適用に不適切な条件を考慮するには、共通の結果ファイルで二酸化炭素フラグが1より大きい値を持つ品質の悪いフラックスデータを破棄します。夜間の期間インジケータを使用して、昼間はゼロに等しい、夜に測定された二酸化炭素フラックス値を除外するために出力ファイルに与え。二酸化炭素が対応する摩擦速度値に対してフラックスをプロットし、これらのフラックスが増加しなくなったU星の値を見つけます。不十分な乱流条件の尺度として使用する摩擦速度しきい値として取得した値をマークします。データセットから破棄すると、U 星の値がしきい値より小さいすべての二酸化炭素フラックスが、不十分な乱流を示します。次に、流束空間的な代表制約のために調査された領域の地図上に風が上昇をプロットします。クロスウィンド統合フットプリントの推定によると、空間的に制限されたサイトの確率として 70% を選択して、さらなる分析に使用します。次に、地図と風が同じように上昇し、北方向を指標として使用し、対象地域の任意の方向に障害物があるかどうかを確認し、例えば他の種類の生態系を代表とマークします。風向セクタと、計測部位の最も代表的なフットプリント値を選択し、寸法を確認し、最大長を指定します。両方の要件を満たしていないフラックス値を除外します。二酸化炭素データのギャップ充填を行うために、プロセスベースのアプローチ、統計的手法、ニューラルネットワークの使用という3つの基本グループから吸収と呼吸への二酸化炭素フラックスギャップの充填と仕切りの品質チェック方法を選択します。提案された方法は、個別に他の専門家によって開発され、提案された技術としてここで実装されているので、プロトコルの最も弱いポイントは、ギャップ充填とフラックス分割の説明です。プロセスベースのアプローチの例は、FLUXNETカナダ研究ネットワークからです。ギャップを埋めるために、二酸化炭素だけでなく、賢明で潜在的な熱などの他のEasyFlux値だけでなく、重要な気象要素でも、Rソフトウェアパッケージとしても利用可能なREddyProcオンラインツールを使用します。次に、たとえば、R ソフトウェアでは、ネット生態系生産、総生態系生産、生態系呼吸など、ギャップで満たされた二酸化炭素フラックスの毎日、月、および年間の合計を計算します。TLEN 1 サイト領域の背景にある風のバラプロットは、選択した風向きの青い色のポリゴンと、その中の赤いシェーディングポリゴンを半径 200 メートルの円のセクタとして示し、最大許容範囲の流束フットプリントを表します。この図は、TLEN 1風の投げ場からの1年間の正味生態系生産の流動測定の例に関するフィルタリング手順の結果を示す。悪天候や計器の故障により、データポイントの数が最も少なかった。品質保証プロトコルの最後の部分は、フラックス空間的な代表性の制約を考慮すると、ECによって測定されたすべての生の純生態系生産フラックスのうちわずか1/3の最終的なデータカバレッジをもたらしました。正味生態系生産流束、プロセスベースの手法に対するギャップ、統計的アプローチの関係は、単純な線形回帰を示しており、一般的に、両方の技術が同等であり、したがって、ネット生態系生産の流束ギャップ埋め合せに使用できることを示唆している。この2つの方法を用いることで、分別手順から毎日の生態系呼吸フラックスの合計も得られた。理想的でない場所でのデータフィルタリングと品質管理の重要なステップの1つは、測定されたフラックスの空間的な代表性の評価であることを覚えておく必要があります。

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

マルチモーダル光学顕微鏡法カリビアン·リーフビルサンゴにポリープの組織形態と構造を明らかに

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

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

放射性トレーサーで植物にミネラル栄養素や毒性物質のフラックスを測定する

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

汚染サイトの修復のために製造シックスBiocharsの物理的、化学的および生物学的特性評価

The physical and chemical properties of biochar vary based on feedstock sources and production conditions, making it possible to engineer biochars with ...

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

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CO<sub&gt; 2</subテスト用のCO&gt;濃度勾配施設<sub&gt; 2</sub&gt;濃縮および草地生態系の機能に及ぼす土壌の影響

Continuing increases in atmospheric carbon dioxide concentrations (CA) mandate techniques for examining impacts on terrestrial ecosystems. Most ...

Measuring Carbon-based Contaminant Mineralization Using Combined CO2 Flux and Radiocarbon Analyses

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複合COを用いたカーボンベースの汚染鉱化作用を測定します<sub&gt; 2</sub&gt;フラックスと放射性炭素分析

A method is described which uses the absence of radiocarbon in industrial chemicals and fuels made from petroleum feedstocks which frequently contaminate ...

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

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

キャリブレーションされたパッシブサンプリング - NHのマルチプロット場計測<sub&gt; 3</sub&gt;ダイナミックチューブ法の組み合わせによる排出量およびパッシブサンプラー

Agricultural ammonia (NH3) emissions (90% of total EU emissions) are responsible for about 45% airborne eutrophication, 31% soil acidification and 12% ...

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

COとの平衡状態における原油のレオロジーの測定<sub&gt; 2</sub&gt;貯水池の条件で

A rheometer system to measure the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide (CO2) at high temperatures and pressures is described. The ...

Adherence of Bacteria to Plant Surfaces Measured in the Laboratory

植物実験室で測定した表面への細菌の付着

This manuscript describes a method to measure bacterial binding to axenic plant surfaces in the light microscope and through the use of viable cell ...

Assessment of Methane and Nitrous Oxide Fluxes from Paddy Field by Means of Static Closed Chambers Maintaining Plants Within Headspace

メタンおよび亜酸化窒素フラックス静電気による水田からの評価閉鎖チャンバー ヘッド スペース内の植物を維持します。

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based ...

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize (Zea mays L.)

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize Zea mays L.

マイクロ スケール プロトコル処理解析パラメーターとトウモロコシ (Zea mays l.) で栄養の資質の高いスループット

Maize is an important grain crop in the United States and worldwide. However, maize grain must be processed prior to human consumption. Furthermore, whole ...