Name: measurements of co2 fluxes at non-ideal eddy covariance sites
Uploaded: 2019-06-24T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measurements of CO2 Fluxes at Non-Ideal Eddy Covariance Sites at JoVE.com

Denne forskningen ble støttet av finansiering fra Generaldirektoratet for de statlige skogene, Warszawa, Polen (Project LAS, no eller-2717/27/11). Vi ønsker å uttrykke vår takknemlighet til hele forskningsgruppen fra Institutt for meteorologi, Poznan University of Life Sciences, Polen, som er involvert i denne protokollen gjennomføringen og deres hjelp under oppretting av sin visuelle versjon.

1. sted og instrumentering oppsett
<ol><li>Velg et måle sted i relativt homogen og flatt terreng for å oppfylle grunnleggende krav i EF-metoden. Unngå steder med kompliserte Landformer (depresjoner, skråninger) eller plassert nær aerodynamiske hindringer (f. eks, gjenlevende treet stands), som kan forvrenge luftstrømmen.<ol>
<li>Sjekk artssammensetning og plante deksel. Velg et sted med de mest lignende egenskaper: alder og høyde av den viktigste vegetasjonen type.</li>
		<li>Hvis mulig, gjennomføre noen ekstra...

<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>

Denne protokollen presenterer Eddy kovariansen (EC) metode som skal brukes på ikke-ideelle steder (her en reforested windthrow nettsted): Site sted og måle infrastruktur oppsett, netto CO2 flukser beregning og etterbehandling, samt noen spørsmål om gap fylling og flukser partisjonering prosedyrer.
Selv om EF teknikken er ofte brukt på mange måle steder rundt om i verden, de fleste av dem er ikke-forstyrret økosystemer, hvor design og følgende databehandling kan gjøres i hen...

I dag, den mest brukte teknikken i atmosfæren-land økosystem karbondioksid (CO2) Exchange studiene er Eddy KOVARIANSEN (EC) teknikk1. EF-metoden har blitt brukt i flere ti år, og omfattende beskrivelser av spørsmål om alle metoder, tekniske og praktiske aspekter er allerede publisert2,3,4. Sammenlignet med andre teknikker som brukes til lignende formål, gjør EF-metoden for å oppnå romlig og timelig gjennomsnitt netto CO2 flukser fra automatisk, punkt målinger som vurderer bidraget av alle elementer i kompliserte i stedet for arbeidskrevende, manuelle målinger (f.eks. kammer teknikker) eller kravet om å ta mange prøver1.
Blant land økosystemer, skoger spille den viktigste rollen i C sykling og mange vitenskapelige aktiviteter har fokusert på å undersøke deres CO2 syklus, karbonlagring i Woody biomasse og deres gjensidige relasjoner med skiftende klimatiske forhold ved både direkte måling eller modellering5. Mange EC nettsteder, inkludert en av de lengste Flux poster6, ble satt opp over ulike typer skoger7. Vanligvis var stedet plasseringen nøye utvalgt før målingene startet, med mål om de mest homogene og største området mulig. Selv om, i forstyrret skogområder, som windthrows, antall EC målestasjoner er fortsatt utilstrekkelig8,9,10. En grunn er logistiske vanskeligheter med å måle nettstedet oppsett og, mest av alt, et lite antall plutselig vises steder. For å få de mest informative resultatene på windthrow områder, er det avgjørende å starte så snart som mulig etter en slik tilfeldig hendelse, noe som kan føre til ytterligere problemer. I motsetning til uberørte skogsområder er EF-målingene på windthrow områder mer utfordrende og kan avvike fra allerede etablerte prosedyrer3. Siden noen ekstreme vind fenomener skape romlig begrensede områder, er det behov for en gjennomtenkt måle stasjon plassering og forsiktig databehandling for å utlede så mye pålitelig Flux verdier som mulig. Lignende vanskeligheter i EC metode programmet har oppstått (f. eks finish studier utført over en lang, men smal innsjø) der målt co2 flukser nødvendig strengdata filtrering11,12 for å sikre deres romlig representativitet.
Derfor presenteres protokollen er et eksempel på bruk av EF-metoden på ikke-typiske steder, designet ikke bare for windthrow områder, men for alle andre typer kort vegetasjon med begrenset område (f. eks kornåkre ligger mellom høyere vegetasjon typer). Den største fordelen med den foreslåtte metodikk er en generell beskrivelse av kompliserte prosedyrer, som krever avansert kunnskap, fra stedet sted valg og instrumentering satt opp til det endelige utfallet: et komplett datasett av høy kvalitet CO2 Flukser. Den tekniske nyheten av måle protokollen er bruken av en unik base konstruksjon for EF-systemet plassering (f. eks tripod med en definert høyde som er et "mini-tårn" med en justerbar, elektrisk operert mast, slik at endring av den endelige høyden på sensorer etter individuelle behov).

<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

Denne protokollen er et eksempel på å utnytte Eddy kovariansen (EC) teknikk for å undersøke romlig og timelig gjennomsnitt netto CO2 flukser (netto økosystem produksjon, NEP), i ikke-typiske økosystemer, på en for tiden reforested windthrow området i Polen. Etter en tornado hendelse, en relativt smal "korridor" ble opprettet i gjenlevende skog stands, noe som kompliserer slike typer eksperimenter. Anvendelsen av andre måleteknikker, slik som kammer metoden, er enda vanskeligere under disse omstendighetene, fordi spesielt i begynnelsen, falt trær og generelt store heterogenitet av nettstedet gir en utfordrende plattform for å utføre Flux målinger og deretter til riktig oppskalere oppnådde resultater. I sammenligning med standard EC målinger utført i uberørt skog, krever windthrow områder spesielle hensyn når det gjelder området sted og dataanalyse for å sikre deres representativitet. Derfor, her presenterer vi en protokoll for sanntids, kontinuerlig CO2 Flux målinger på et dynamisk skiftende, ikke-ideelle EC nettsted, som inkluderer (1) sted og instrumentering oppsett, (2) Flux beregning, (3) strenge data filtrering og kvalitetskontroll, og (4) gap fylling og netto flukser partisjonering i CO2 åndedrett og absorpsjon. Den største fordelen med den beskrevne metodikken er at den gir en detaljert beskrivelse av den eksperimentelle oppsett og måling ytelse fra bunnen av, som kan brukes til andre romlig begrensede økosystemer. Det kan også sees på som en liste over anbefalinger om hvordan man skal håndtere ukonvensjonelle nettstedet drift, gir en beskrivelse for ikke-spesialister. Innhentet kvalitetskontrollert, gap fylt, halv time verdier av netto CO2, samt absorpsjon og åndedrett flukser, kan endelig samles i daglige, månedlige, sesongmessige eller årlige totaler.

En av de avgjørende skritt i Flux filtrering og kvalitetskontroll på ikke-ideelle EC nettsteder er vurderingen av den målte flukser ' romlige representativitet. Den enkleste måten å utføre en slik analyse, gitt det faktum at beregningene ble gjort ved hjelp av kommersiell, mye brukt programvare, er å inkludere målinger fra ønsket område bare, på grunnlag av vindretning og fotavtrykk estimater (se avsnitt 3,7). Dermed vinden steg tomten, med en valgt vindretning og maksimal akse...

Watch this Scientific Journal Video about Measurements of CO2 Fluxes at Non-Ideal Eddy Covariance Sites at JoVE.com

Measurements of CO2 Fluxes at Non-Ideal Eddy Covariance Sites

Den presenterte protokollen bruker Eddy kovariansen metoden på ikke-typiske steder, som gjelder for alle typer kort-baldakin økosystemer med begrenset område, på en nå reforested windthrow nettsted i Polen. Detaljer om måling av områdeoppsett regler, Flux beregninger og kvalitetskontroll, og endelig resultat analyse, er beskrevet.

Målinger av CO2 flukser på ikke-ideal Eddy kovariansen nettsteder

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

Protokollen er en trinnvis beskrivelse av eddy kovariance nettstedet oppsett og målinger ytelse fra bunnen av, som kan brukes i romlig begrensede økosystemer. Vi mener protokollen gjør det lettere å innse at strenge krav må oppfylles. Kovariance teknikken kan brukes tilfredsstillende også på ikke-ideelle steder.Når den presenteres i visuell form, kan protokollen brukes som et første og relativt enkelt valg for ikke-spesialister tvunget eller villig til å bruke eddy kovariance teknikken. For å begynne, på et høydekart, velg et målestedssted i relativt homogent og flatt terreng for å møte de grunnleggende kravene til EF-metoden. Velg et sted uten hindringer, og sørg for at området som skal undersøkes strekker seg i hver retning minst 100 ganger høyden på sensoren som skal plasseres.På stedet bruker du et vindmåler for å undersøke rådende vindretninger i ett år eller analysere data fra nærmeste meteorologiske stasjon. Bestem hvilket EC-system du vil bruke. Åpne banen infrarød gass analysator med lavere strømforbruk eller en lukket bane analysator med et kort inntak rør hvis det ikke er noen begrensninger for strømforsyningen eller hvis i tøffe miljøer.På stedet plasserer du et stativ med en vertikal stang for å montere EC-systemet på toppen. Plasser den infrarøde gassanalysatoren og 3D-sonisk anemometer nær hverandre. Plasser det soniske anemometeret i en perfekt vertikal posisjon.Vipp gassanalysatoren litt slik at regnvann kan renne av lett. Løft instrumentene til en høyde dobbelt så stor baldakinhøyde fra jordoverflaten og minst en og en halv til to meter over toppen av kalesjen. Unngå å montere unødvendige elementer nær EF-systemet, noe som kan forvrenge luftstrømmen.For videre beregning og fluksanalyse, måle noen hjelpevariabler samtidig, inkludert minst luft- og jordtemperatur, relativ fuktighet i luften, fotosyntetisk foton flukstetthet, innkommende solstråling og nedbør. For å beregne karbondioksidfluks, bruk kommersielt tilgjengelig fri programvare EddyPro som inkluderer korreksjonsprogrammer for EC-fluksberegning. Først oppretter du et nytt prosjekt, og deretter angir du rådatafilformatet i kategorien prosjektinformasjon og velger en metadatafil.Gå til flux info-fanen, velg datasett- og utdatakatalogene, angi råfilnavnformatet og sjekk listen over elementer for fluksberegning. Deretter går du til kategorien behandlingsalternativer og velger innstillinger for rå databehandling. Velg rotasjonsmetoden for korrigering av vindmålerens målinger, noe som gjør det mulig å ta hensyn til eventuell feiljustering av det soniske anemometeret med hensyn til den lokale vinden effektivisere.Merk av for den første planar fit-tilnærmingen for ikke-avtale heterogene steder. Velg flaggepolicyen 012. Velg den foretrukne fotavtrykksmetoden for påvirkningsområdet på målte flukser.La alle andre innstillinger være uendret. Klikk kjør i avansert modus for å starte flux beregninger på slutten. Opprett et regneark som inneholder resultatene fra programvare for fluxberegning og hjelpemålinger.Bruk filtreringsverktøy i regnearket til å filtrere ut karbondioksidflukser målt under ugunstige værforhold og instrumentfeil. For en vedlagt baneanalysator kontrollerer du den gjennomsnittlige signalstyrkeverdien. Merk og kast deretter alle flukser målt med ASS lavere enn 60%-terskelen som er foreslått i instrumentets håndbok.Kast fluksene målt under eventuelle regnhendelser med P større enn eller lik 0,1 millimeter. For å ta høyde for upassende forhold for eddy kovariance metode søknad, kaste flux data med dårlig kvalitet har karbondioksid flagget verdier større enn én i den vanlige resultatfilen. Bruk nattetidsindikatoren, som tilsvarer null på dagtid, gitt i utdatafilen for å filtrere ut karbondioksidfluksverdiene målt om natten.Plott nattekarbondioksid flukser mot tilsvarende friksjonshastighetsverdier og finn U-stjerneverdien der disse fluksene sluttet å øke. Merk den oppnådde verdien som friksjonshastighetsterskelen som skal brukes som et mål på utilstrekkelige turbulensforhold. Kast fra datasettet alle karbondioksid flukser som har en U-stjerne verdi mindre enn terskelen, noe som indikerer utilstrekkelig turbulens.Nå, tomten vinden steg på kartet over undersøkte området for flux romlig representativitet begrensninger. I henhold til estimeringen av kryssvindintegrerte fotavtrykk, velg 70%som sannsynligheten for romlig begrensede steder som skal brukes til videre analyse. Deretter orienterer du et kart og en vind steg på samme måte og bruker nordretning som en indikator, sjekk om noen retning på interesseområdet har hindringer, for eksempel andre typer økosystemer, og merk dem som ikke representative.Velg vindretningssektorene og fotavtrykksverdiene som er mest representative for målestedet, kontroller dimensjonen og angi maksimumslengden. Filtrer ut fluksverdier som ikke oppfyller begge kravene. For å utføre gapfylling for karbondioksiddata, velg metoden for kvalitet sjekket karbondioksid flux gap fylling og partisjonering i absorpsjon og respirasjon fra tre grunnleggende grupper:prosessbasert tilnærming, statistiske metoder, og bruk av nevrale nettverk.Det svakeste punktet i protokollen er gapfylling og flux partisjonering beskrivelse siden foreslåtte metoder ble individuelt utviklet av andre spesialister og bare implementert her som foreslåtte teknikker. Et eksempel på den prosessbaserte tilnærmingen er fra FLUXNET Canada Research Network. For å fylle hullene, ikke bare i karbondioksid, men også andre EasyFlux-verdier, for eksempel fornuftig og latent varme, så vel som i de viktige meteorologiske elementene, bruk REddyProc online-verktøyet, som også er tilgjengelig som en R-programvarepakke.Deretter beregner for eksempel R-programvare daglige, månedlige og årlige totaler av alle gapfylte karbondioksidflukser, inkludert netto økosystemproduksjon, brutto økosystemproduksjon og økosystemånding. Vindrosplottet på bakgrunn av TLEN 1-området viser de blåskyggede polygonene for den valgte vindretningen og de rødskyggede polygonene i dem som sektorer av en sirkel med en radius på 200 meter, noe som representerer maksimal akseptabel grad av fluksfotavtrykk. Dette tallet viser resultatene av en filtreringsprosedyre på eksempelet på ett år med netto økosystemproduksjon flukser målinger fra TLEN 1 vindkast området.Det minste antallet datapunkter ble kassert på grunn av ugunstige værforhold og instrumentfeil. Mens den siste delen av kvalitetssikringsprotokollen, med tanke på fluksemessige representantskapsbegrensninger, ga en endelig datadekning på bare 1/3 av alle rå netto økosystemproduksjonsflyter målt ved EF. Forholdet mellom netto økosystemproduksjonsflukser, gap fylt for den prosessbaserte metoden, og en statistisk tilnærming viser en enkel lineær regresjon, noe som tyder på at begge teknikkene generelt er sammenlignbare og dermed kan brukes til netto økosystemproduksjon flukser gapfylling. Ved å bruke de to metodene ble daglige økosystem respirasjonsflukstotaler også hentet fra partisjoneringsprosedyren.Det må huskes at et av de avgjørende trinnene i datafiltrering og kvalitetskontroll på ikke-ideelle steder er vurderingen av målt flukses romlige representativitet.

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

Multimodal optisk mikros Metoder Avslør Polyp Tissue morfologi og struktur i Caribbean Reef Bygge Koraller

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

Måle fluks av mineral næringsstoffer og miljøgifter i Planter med radioaktive tracere

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

Fysisk, kjemisk og biologisk karakterisering av Seks Biochars Produserte for opprydding av forurenset nettsteder

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

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

En CO<sub&gt; 2</sub&gt; Konsentrasjon Gradient anlegg for testing CO<sub&gt; 2</sub&gt; Berikelse og geoteknikk Effekter på Grass Ecosystem Funksjon

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

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

Måling Carbon-baserte Forurensing Minera Bruke Kombinert CO<sub&gt; 2</sub&gt; Flux og radiokarbon Analyser

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

Kalibrert Passiv Sampling - Multi-tomten feltmålinger av NH<sub&gt; 3</sub&gt; Utslipp med en kombinasjon av Dynamic Tube Metode og passive prøvetakere

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

Måling av rheologi av råolje i likevekt med CO<sub&gt; 2</sub&gt; Ved reservoarforholdene

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

Overholdelse av bakterier å plante overflater måles i laboratoriet

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

Vurdering av metan og lystgass flukser fra Paddy feltet ved hjelp av statisk lukket kammer opprettholde planter innenfor Headspace

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.

Høy gjennomstrømming, Mikroskala protokollen for analyse av behandling parametere og ernæringsmessige egenskaper i mais (Zea mays L.)

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