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

Bu araştırma devlet ormanlarının Genel Müdürlüğü, Varşova, Polonya (proje LAS, No veya-2717/27/11) tarafından destekleniyordu. Biz tüm araştırma grubuna bizim Şükran ifade etmek istiyorum Meteoroloji Anabilim Dalı, Poznan Yaşam Bilimleri Üniversitesi, Polonya, bu protokol uygulaması ve kendi görsel sürümünü oluştururken onların yardım dahil.

1. site konumu ve enstrümantasyon kurulumu
<ol><li>AK yönteminin temel gereksinimlerini karşılamak için nispeten homojen ve düz bir arazide bir ölçüm sitesi konumu seçin. Karmaşık ev formları (depresyonlar, yamaçlarda) veya aerodinamik engelleri (örneğin, kalan ağaç standları), hava akışını deforme edebilir yakın bulunan yerlerden kaçının.<ol>
<li>Türler bileşimi ve bitki kapağını kontrol edin. En benzer özelliklere sahip bir yer seçin: Ana bitki tipi yaş ve yüksekliği.</li>
		<li>M...

<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>

Bu protokol, ideal olmayan sitelerde (burada yeniden ormanlık bir windthrow sitesi) kullanılacak olan Eddy Kovaryans (EC) yöntemini sunar: site konumu ve ölçüm altyapısı kurulumu, net Co2 Cereyanlar hesaplama ve post-processing, yanı sıra bazı sorunlar ile ilgili boşluğu doldurma ve bölme prosedürleri Cereyanlar.
AK tekniği dünyanın dört bir yanından birçok ölçüm bölgesinde yaygın olarak kullanılsa da, çoğu tasarım ve aşağıdaki veri işlemesinin stan...

Günümüzde, atmosferdeki en sık kullanılan teknik-toprak ekosistemi karbondioksit (CO2) değişim çalışmaları, Eddy Kovaryans (EC) tekniği1' dir. Ak yöntemi onlarca yıldır kullanılmıştır ve tüm metodolojik, teknik ve pratik yönleri ile ilgili konularda kapsamlı açıklamaları zaten yayınlandı2,3,4. Benzer amaçlar için kullanılan diğer tekniklerle karşılaştırıldığında, ak yöntemi, tüm elemanların karmaşık bir şekilde katkıyı göz önünde bulundurarak, otomatik, nokta ölçümlerinden, dağınık ve temporal ortalama net Co2 Cereyanlar 'i elde etmenizi sağlar ekosistemler, yerine zahmetli, manuel ölçümler (örneğin, oda teknikleri) veya birçok numune alma gereksinimi1.
Arazi ekosistemleri arasında, ormanlar C bisiklet en önemli rol oynar ve birçok bilimsel faaliyetler CO2 döngüsü, odunsu biyokütle karbon depolama ve İklim koşulları değişen ile karşılıklı ilişkileri araştırmaya odaklanmıştır hem doğrudan ölçüm ya da modelleme5. Birçok EC siteleri, en uzun Flux kayıtları6dahil olmak üzere, ormanlar farklı türde7üzerinde ayarlandı. Genellikle, site konumu dikkatle ölçümleri başlamadan önce, en homojen ve en büyük alan mümkün hedefi ile seçildi. Ancak, windthrows gibi rahatsız orman sitelerinde, ak ölçüm istasyonları sayısı hala yetersiz8,9,10. Bir nedeni site kurulumu ölçme ve en önemlisi, aniden görünen konumları az sayıda lojistik güçlüktir. Windthrow bölgelerinde en bilgilendirici sonuçları elde etmek için, bu tür tesadüfi bir olaydan sonra mümkün olduğunca kısa sürede başlamak çok önemlidir, bu da ek sorunlara neden olabilir. Dokunulmamış orman sitelerinin aksine, Rüzgar atma sitelerindeki ak ölçümleri daha zordur ve önceden kurulan prosedürlerden3' e kadar sapabilir. Bazı aşırı rüzgar fenomen dağınık sınırlı alanlar oluşturmak beri, mümkün olduğunca çok güvenilir Flux değerleri türetmek için düşünceli bir ölçüm istasyonu konumu ve dikkatli veri işleme için bir ihtiyaç vardır. Ak Yöntem uygulamasında benzer zorluklar meydana gelmiştir (örn. uzun ama dar bir gölün üzerinde gerçekleştirilen bitirme çalışmaları), ölçülen Co2 Cereyanlar 'in uzamsal temsili.
Bu nedenle, sunulan protokol, sadece windthrow alanları için değil, sınırlı alan (örneğin, uzun boylu bitki çeşitleri arasında yer alan tarlalarınızın) ile kısa bitki örtüsü diğer tüm türleri için tasarlanmış tipik olmayan konumlarda EC yönteminin kullanımı bir örnektir. Önerilen metodoloji en büyük avantajı karmaşık prosedürler genel bir açıklaması, gelişmiş bilgi gerektiren, site konumu seçim ve enstrümantasyon nihai sonuca kadar ayarlanmış: yüksek kaliteli CO2 tam bir veri kümesi Cerayanlar. Ölçüm protokolünün teknik yenilik EC sistem yerleştirme için benzersiz bir temel yapı kullanımı (örneğin, bir "mini-kule" ayarlanabilir, elektriksel olarak çalışan mast ile belirlenen yüksekliği ile tripod, son yüksekliği değiştirerek izin bireysel ihtiyaçlarına göre sensörler).

<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

Bu protokol, Polonya 'nın Şu anda yeniden ormanlanmış windthrow bölgesinde, tipik olmayan ekosistemlerde, dağınık ve geçici olarak ortalama net Co2 Cereyanlar (net ekosistem üretimi, nep) araştırmak için Eddy Kovaryans (EC) tekniği kullanarak bir örnektir. Bir kasırga olay sonra, nispeten dar "Koridor" deneyleri bu tür karmaşıklaşır yaşayan orman standları, içinde oluşturuldu. Özellikle başında, düşen ağaçlar ve sitenin genel olarak büyük heterojenliği yapmak için zorlu bir platform sağlamak çünkü oda yöntemi gibi diğer ölçüm teknikleri, bu koşullar altında daha da zordur, uygulama ve daha sonra elde edilen sonuçları düzgün bir şekilde lüks şekilde El değmemiş ormanlarda gerçekleştirilen standart EC ölçümleriyle karşılaştırıldığında, windthrow alanlarının durumu, kendi temsillerini sağlamak için site konumu ve veri analizi konusunda özel bir göz atma gerektirir. Bu nedenle, burada (1) site konumu ve enstrümantasyon kurulumu, (2) Flux hesaplaması, (3) titiz veri filtreleme ve içeren dinamik olarak değişen, ideal olmayan bir EC sitede gerçek zamanlı, sürekli CO2 Flux ölçümleri bir protokol sunuyoruz kalite kontrol ve (4) boşluk dolum ve Co2 solunum ve emilimi içine bölümleme net Cereyanlar. Açıklanan metodolojinin ana avantajı, diğer dağınık şekilde sınırlı ekosistemlere uygulanabilen deneysel kurulum ve sıfırdan ölçüm performansının ayrıntılı bir açıklamasını sağlamasıdır. Ayrıca, non-uzmanlar için bir açıklama sağlayarak, alışılmamış site operasyonu ile başa çıkmak için nasıl öneriler listesi olarak görülebilir. Elde edilen kalite kontrol edilen, boşluk dolu, yarım saat net CO2değerleri, emilim ve solunum fluxes, sonunda günlük, aylık, mevsimsel veya yıllık toplamları içine toplanmış olabilir.

İdeal olmayan EC sitelerinde Flux filtreleme ve kalite kontrolü açısından önemli adımlardan biri de ölçülen fluxes 'in uzamsal temsillerinin değerlendirilmesi. Hesaplamalar ticari, yaygın olarak uygulanan yazılım kullanılarak yapıldı aslında verilen bu tür analiz gerçekleştirmek için en basit yolu, Rüzgar yönü ve ayak izi tahminler temelinde, yalnızca istenilen alandan ölçümleri içerecek şekilde (bkz. Bölüm 3,7). Böylece, Rüzgar arsa, seçilmiş bir rüz...

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

Sunulan protokol, Polonya 'nın Şu anda yeniden ormanlanmış windthrow sitesinde, sınırlı alan ile kısa gölgelikli ekosistemlerin her türlü uygulanabilir tipik olmayan konumlarda, Eddy Kovaryans yöntemini kullanır. Site kurulum kurallarının ölçümü, Flux hesaplamaları ve kalite kontrolü ile nihai sonuç analizinin detayları açıklanmıştır.

Ideal olmayan Eddy Kovaryans sitelerinde CO2 fluxes ölçümleri

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

Protokol, mekansal olarak sınırlı ekosistemlerde başarıyla uygulanabilen eddy covariance site kurulumu ve sıfırdan ölçüm performansının adım adım açıklamasıdır. Protokolün, katı şartların yerine getirilmesi gerektiğini niçin daha kolay gerçekleştirdiğine inanıyoruz. Covariance tekniği ideal olmayan yerlerde de tatmin edici bir şekilde uygulanabilir.Bir kez görsel bir biçimde sunulduğunda, protokol olmayan uzmanlar için ilk ve nispeten kolay bir seçim olarak kullanılabilir zorlanan veya eddy covariance tekniğini kullanmak isteyen. Başlangıç olarak, yükseklik haritasında, EC yönteminin temel gereksinimlerini karşılamak için nispeten homojen ve düz arazide bir ölçüm alanı konumu seçin. Engelsiz bir konum seçin ve araştırılacak alanın yerleştirilecek sensörün yüksekliğinin en az 100 katı kadar her yöne uzandığından emin olun.Sahada, bir yıl boyunca hakim rüzgar yönlerini araştırmak veya en yakın meteoroloji istasyonundan verileri analiz etmek için bir anemometre kullanın. Hangi AT sistemini kullanacağınıza karar verin. Güç kaynağında herhangi bir sınırlama yoksa veya zorlu ortamlarda kısa bir alım tüpüne sahip kapalı bir yol analizörü ile yolu kızılötesi gaz analizörüaçın.Sitede, üzerine EC sistemi monte etmek için dikey kutuplu bir tripod yerleştirin. Kızılötesi gaz analizörü ve 3B sonik anemometreyi birbirine yakın konumlandırın. Sonik anemometreyi mükemmel bir dikey konuma yerleştirin.Yağmur suyunun kolayca akmasını sağlamak için gaz analizörühafifçe yatırın. Aletleri toprak yüzeyinden iki kat daha yüksek liğe ve gölgeliğin tepesinden en az bir buçuk ila iki metre yüksekliğe yükseltin. HAVA akışını bozabilecek gereksiz elemanları EC sistemine yakın bir şekilde monte etmekten kaçının.Daha fazla hesaplama ve akı analizi için, en az hava ve toprak sıcaklığı, havanın bağıl nemi, fotosentetik foton akısı yoğunluğu, gelen güneş radyasyonu ve yağış dahil olmak üzere bazı yardımcı değişkenleri aynı anda ölçün. Karbondioksit akı hesaplamak için, EC akı hesaplama için düzeltme uygulamaları içeren ticari olarak kullanılabilir özgür yazılım EddyPro kullanın. İlk olarak, yeni bir proje oluşturun ve ardından proje bilgi sekmesinde ham veri dosyası biçimini belirtin ve bir meta veri dosyası seçin.Akı bilgi sekmesine gidin, veri kümesi ni ve çıktı dizinlerini seçin, ham dosya adı biçimini belirtin ve akı hesaplaması için öğelerin listesini denetleyin. Ardından, işleme seçenekleri sekmesine gidin ve ham veri işleme ayarlarını seçin. Yerel rüzgar düzeneilişkin olarak sonik anemometrenin herhangi bir yanlış hizalanmasının muhasebeleştirilmesine olanak tanıyan anemometre ölçümlerinin düzeltilmesi için döndürme yöntemini seçin.Anlaşma olmayan heterojen konumlar için ilk düzlemsel uyum yaklaşımını işaretleyin. 012 tür bayrak işaretleme ilkesini seçin. Ölçülen akılar üzerindeki etki alanı için tercih edilen ayak izi yöntemini seçin.Diğer tüm ayarları değiştirmeden bırakın. Sonunda akı hesaplamaları başlatmak için gelişmiş modda çalıştır'ı tıklatın. Akı hesaplama yazılımı ve yardımcı ölçümlerin sonuçlarını içeren bir elektronik tablo oluşturun.Olumsuz hava koşullarında ve alet arızaları sırasında ölçülen karbondioksit akılarını filtrelemek için elektronik tablodaki filtreleme araçlarını kullanın. Kapalı bir yol çözümleyicisi için ortalama sinyal gücü değerini kontrol edin. Ardından, ASS ile ölçülen tüm akıları, enstrümanın kılavuzunda önerilen %60 eşikten daha düşük olarak işaretleyin ve atın.P 0,1 milimetreden daha büyük veya eşit olan herhangi bir yağmur olayı sırasında ölçülen akıları atın. Eddy covariance yöntemi uygulaması için uygun olmayan koşulları hesaba katmak için, ortak sonuç dosyasında birden fazla karbondioksit işaretli değerlere sahip düşük kaliteye sahip akı verilerini atın. Gece ölçülen karbondioksit akı değerlerini filtrelemek için çıktı dosyasında verilen gece dönemi göstergesi, gündüz sıfır eşit kullanın.Gece karbondioksit akılarını ilgili sürtünme hızı değerlerine göre çizin ve bu akıların artmayı bıraktığı U-star değerini bulun. Elde edilen değeri, yetersiz türbülans koşullarının bir ölçüsü olarak kullanılacak sürtünme hızı eşiği olarak işaretleyin. Veri setinden, eşikten daha az u-yıldız değerine sahip tüm karbondioksit akılarını atın ve bu da yeterli türbülansı gösterir.Şimdi, arsa rüzgar akı mekansal temsil kısıtlamaları için araştırılmış alan haritasında yükseldi. Çapraz rüzgar entegre ayak izlerinin tahminine göre, daha fazla analiz için kullanılacak mekansal olarak sınırlı siteler için olasılık olarak% 70 seçin. Daha sonra, bir harita yönlendirmek ve bir rüzgar aynı şekilde yükseldi ve bir gösterge olarak kuzey yönünü kullanarak, ilgi alanında herhangi bir yönde engeller olup olmadığını kontrol edin, örneğin, ekosistemler diğer tür, ve temsili olarak işaretlemek.Rüzgar yönü sektörlerini ve ölçüm alanını en çok temsil eden ayak izi değerlerini seçin, boyutu kontrol edin ve maksimum uzunluğu belirtin. Her iki gereksinimi de karşılamayan akı değerlerini filtreleyin. Karbondioksit verileri için boşluk doldurma işlemi yapmak için, kalite kontrol edilmiş karbondioksit akı boşluğu doldurma ve üç temel gruptan emme ve solunum bölümleme yöntemini seçin: süreç tabanlı yaklaşım, istatistiksel yöntemler ve sinir ağlarının kullanımı.Önerilen yöntemler diğer uzmanlar tarafından ayrı ayrı geliştirildiği ve sadece önerilen teknikler olarak burada uygulandığından, protokolün en zayıf noktası boşluk doldurma ve akı bölümleme tanımıdır. Süreç tabanlı yaklaşımın bir örneği FLUXNET Kanada Araştırma Ağı'ndan dır. Boşlukları doldurmak için, sadece karbondioksit değil, aynı zamanda diğer EasyFlux değerleri, mantıklı ve gizli ısı gibi, hem de önemli meteorolojik unsurlar, r yazılım paketi olarak da kullanılabilir REddyProc online aracı kullanın.Daha sonra, örneğin, R yazılımı, net ekosistem üretimi, brüt ekosistem üretimi ve ekosistem solunumu da dahil olmak üzere tüm boşluk doldurmalı karbondioksit akılarının günlük, aylık ve yıllık toplamlarını hesaplar. TLEN 1 site alanının arka planında yer alan rüzgar gülü arsa, seçilen rüzgar yönü için mavi gölgeli çokgenleri ve 200 metre yarıçaplı bir dairenin sektörleri olarak içlerindeki kırmızı gölgeli çokgenleri gösterir ve bu da akı ayak izlerinin maksimum kabul edilebilir derecesini temsil eder. Bu rakam, bir yıllık net ekosistem üretim örneği üzerine bir filtreleme işleminin sonuçlarını TLEN 1 rüzgar atma alanından ölçümleri akılar.Olumsuz hava koşulları ve alet arızaları nedeniyle en az sayıda veri noktası atıldı. Kalite güvence protokolünün son bölümü, akı mekansal temsil kısıtlamaları göz önünde bulundurularak, AK tarafından ölçülen tüm ham net ekosistem üretim akılarının sadece 1/3'ünün nihai veri kapsamını ortaya koydu. Net ekosistem üretim akıları, süreç bazlı yöntem için doldurulan boşluk ve istatistiksel yaklaşım arasındaki ilişki basit bir doğrusal gerilemeyi göstererek, genel olarak her iki tekniğin de karşılaştırılabilir olduğunu ve böylece net ekosistem üretim akılarının boşluk doldurmasında kullanılabileceğini düşündürmektedir. Bu iki yöntem kullanılarak, günlük ekosistem solunum akı toplamları da bölümleme işleminden elde edilmiştir.İdeal olmayan sitelerde veri filtreleme ve kalite kontrol de önemli adımlardan biri ölçülen akıların mekansal temsilcisilik değerlendirmesi olduğu unutulmamalıdır.

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

Modlu Optik Mikroskopi Yöntemleri Caribbean Reef Yapı Mercanlar içinde Polip Doku Morfoloji ve Yapı Göstermektedir

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

Radyoaktif izleyiciler ile Bitkilerde Mineral Besin ve Toksikantların Değişimler Ölçme

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

Fiziksel, Kimyasal ve için üretilen Altı Biochars Biyolojik Karakterizasyonu Kontamine Siteleri İyileştirilmesi

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

A CO<sub&gt; 2</subTest CO&gt; Konsantrasyon Gradient Tesisi<sub&gt; 2</subÇayır Ekosistem Fonksiyon&gt; Zenginleştirme ve Toprak Etkileri

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

Ölçme Karbon bazlı Kirletici Mineralleştirme Kombine CO kullanma<sub&gt; 2</sub&gt; Akı ve Radyokarbon Analizleri

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

Kalibre Pasif Örnekleme - NH Çok arsa Arazi Ölçümleri<sub&gt; 3</subDinamik Tüp Yöntemi ve Pasif Numune bir kombinasyonu ile&gt; Emisyon

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

Ham Petrol Reolojisinin CO İle Dengesinde Ölçümü<sub&gt; 2</sub&gt; Rezervuar Koşullarında

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

Laboratuvarda ölçmek yüzeyler bitki bakterilerin bağlılık

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

Değerlendirme metan ve azot oksit Cerayanlar Paddy alanından aracılığıyla statik Headspace içinde bitki bakımı Chambers kapalı

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.

Yüksek işlem hacmi, analiz işleme parametrelerini ve Mısır (Zea mays L.) beslenme nitelikleri için Microscale Protokolü

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