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原文以 Biophysical drivers of net ecosystem and methane exchange across phenological phases in a tidal salt marsh為標題發(fā)表在A(yíng)gricultural and Forest Meteorology(IF=5.734)上。
作者 Alma V′azquez-Lule, Rodrigo Vargas
鹽沼(Salt marshes)是海岸帶藍碳生態(tài)系統的重要組成部分。然而,有關(guān)這種生態(tài)系統 NEE 和CH4的通量數據非常缺乏,這限制了對該生態(tài)系統碳動(dòng)態(tài)過(guò)程的理解。
研究者們使用LI-COR渦度相關(guān)通量觀(guān)測系統,重點(diǎn)關(guān)注物候過(guò)程(返青期、生長(cháng)期、枯黃期和休眠期)對NEE 和CH4通量的影響。
研究者們分析了3年的通量數據。結果顯示,不同物候期內的NEE 存在顯著(zhù)差異(P<0.05);CH4通量在返青期和休眠期差異不大,而在其他物候期差異較大。
在生長(cháng)期內,該生態(tài)系統的凈碳吸收量為-61gC-CO2 m-2;而在休眠期,該生態(tài)系統的凈碳釋放量為182 g C-CO2 m-2,占年釋放總量的72%。因此,非生長(cháng)季的碳釋放抵消了生長(cháng)季的碳吸收。
在生長(cháng)期內,CH4釋放量為3.7 gC-CH4 m-2;在枯黃期內,該值為4.2 gC-CH4 m-2。
在日時(shí)間尺度上,光合有效輻射PAR是NEE的主要驅動(dòng)因子;而水位、水溫和大氣壓強是CH4通量的主要驅動(dòng)因子。
整體而言,該鹽沼生態(tài)系統是凈碳源:CO2釋放速率是13-201 gC-CO2 m-2 yr-1,CH4釋放速率是8.5-15.2 gC-CH4 m-2 yr-1。
該項研究有以下幾點(diǎn)意義:a)在生態(tài)系統尺度上,物候是決定CO2和CH4通量過(guò)程的重要因素;b)對鹽沼生態(tài)系統CO2和CH4通量的數學(xué)建模是復雜的;3)在區域碳平衡分析與管理中,需考慮鹽沼生態(tài)系統的碳釋放。
LI-COR渦度相關(guān)通量觀(guān)測系統在本研究中的作用
LI-COR渦度相關(guān)通量觀(guān)測系統
2015年春季,研究者們在實(shí)驗地架設了LI-COR渦度相關(guān)通量觀(guān)測系統。儀器架設高度為3.5m。該系統由WindMaster Pro三維超聲風(fēng)速儀(Gill Instruments, Lymington, Hamisphere, UK)、LI-7200RS閉路式CO2/H2O分析儀和LI-7700開(kāi)路式CH4分析儀(LI-COR Environmental, Lincoln, NE, USA)組成。
輔助測量系統包括:空氣溫濕度傳感器(Probe HMP155, Vaisala, Helsinki, Finland)、凈輻射傳感器(CNR4 Net Radiometer, Kipp & Zonen B.V., Delft, The Netherlands)、光合有效輻射傳感器(LI-190SL, LI-COR Environmental, Lincoln, NE, USA)、土壤溫度傳感器(ML2x Theta Soil Moisture Probe, Delta-T Devices, Cambridge, UK)。
通量數據質(zhì)量控制和計算
采用美洲通量網(wǎng)的L2A標準(AmeriFlux and U. S. Department of Energy, 2020)分析原始數據。
使用EddyPro 6.2.0軟件(LI-COR Environmental,Lincoln, NE, USA),執行如下操作:a)二次坐標旋轉; b) 基于雷諾分解法則的塊平均;c)根據需要,執行WPL訂正。
使用Kljun等2004年的方法計算通量貢獻區,應用Vickers和Mahrt(1997)的統計檢驗的方法去除異常值。使用Moncrieff等(2004)的方法進(jìn)行低頻數據譜訂正,使用Moncrieff等(1997)的方法進(jìn)行高頻數據譜訂正。
根據Mauder和Foken(2006)的方法,將標記為2的通量數據剔除,將Footprint中>50%的數據保留。Footprint中,66%來(lái)自于互花米草(S. alterniflora),29%來(lái)自于大繩草(S. cynosuroides),3%來(lái)自于溪流,剩余的來(lái)自于其他土地覆蓋類(lèi)型(如蘆葦,泥灘等)。
摩擦風(fēng)速閾值定為0.068m/s,目的是剔除掉夜間湍流運動(dòng)發(fā)展不充分的數據(Papale等,2006)。最終,約57%的CO2通量數據和53%的CH4通量數據得到了保留。
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原文中的主要數據圖
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