原文以 Biophysical drivers of net ecosystem and methane exchange across phenological phases in a tidal salt marsh为标题发表在Agricultural and Forest Meteorology(IF=5.734)上。
作者 Alma V′azquez-Lule, Rodrigo Vargas
盐沼(Salt marshes)是海岸带蓝碳生态系统的重要组成部分。然而,有关这种生态系统 NEE 和CH4的通量数据非常缺乏,这限制了对该生态系统碳动态过程的理解。
研究者们使用LI-COR涡度相关通量观测系统,重点关注物候过程(返青期、生长期、枯黄期和休眠期)对NEE 和CH4通量的影响。
研究者们分析了3年的通量数据。结果显示,不同物候期内的NEE 存在显著差异(P<0.05);CH4通量在返青期和休眠期差异不大,而在其他物候期差异较大。
在生长期内,该生态系统的净碳吸收量为-61gC-CO2 m-2;而在休眠期,该生态系统的净碳释放量为182 g C-CO2 m-2,占年释放总量的72%。因此,非生长季的碳释放抵消了生长季的碳吸收。
在生长期内,CH4释放量为3.7 gC-CH4 m-2;在枯黄期内,该值为4.2 gC-CH4 m-2。
在日时间尺度上,光合有效辐射PAR是NEE的主要驱动因子;而水位、水温和大气压强是CH4通量的主要驱动因子。
整体而言,该盐沼生态系统是净碳源:CO2释放速率是13-201 gC-CO2 m-2 yr-1,CH4释放速率是8.5-15.2 gC-CH4 m-2 yr-1。
该项研究有以下几点意义:a)在生态系统尺度上,物候是决定CO2和CH4通量过程的重要因素;b)对盐沼生态系统CO2和CH4通量的数学建模是复杂的;3)在区域碳平衡分析与管理中,需考虑盐沼生态系统的碳释放。
LI-COR涡度相关通量观测系统在本研究中的作用
LI-COR涡度相关通量观测系统
2015年春季,研究者们在实验地架设了LI-COR涡度相关通量观测系统。仪器架设高度为3.5m。该系统由WindMaster Pro三维超声风速仪(Gill Instruments, Lymington, Hamisphere, UK)、LI-7200RS闭路式CO2/H2O分析仪和LI-7700开路式CH4分析仪(LI-COR Environmental, Lincoln, NE, USA)组成。
辅助测量系统包括:空气温湿度传感器(Probe HMP155, Vaisala, Helsinki, Finland)、净辐射传感器(CNR4 Net Radiometer, Kipp & Zonen B.V., Delft, The Netherlands)、光合有效辐射传感器(LI-190SL, LI-COR Environmental, Lincoln, NE, USA)、土壤温度传感器(ML2x Theta Soil Moisture Probe, Delta-T Devices, Cambridge, UK)。
通量数据质量控制和计算
采用美洲通量网的L2A标准(AmeriFlux and U. S. Department of Energy, 2020)分析原始数据。
使用EddyPro 6.2.0软件(LI-COR Environmental,Lincoln, NE, USA),执行如下操作:a)二次坐标旋转; b) 基于雷诺分解法则的块平均;c)根据需要,执行WPL订正。
使用Kljun等2004年的方法计算通量贡献区,应用Vickers和Mahrt(1997)的统计检验的方法去除异常值。使用Moncrieff等(2004)的方法进行低频数据谱订正,使用Moncrieff等(1997)的方法进行高频数据谱订正。
根据Mauder和Foken(2006)的方法,将标记为2的通量数据剔除,将Footprint中>50%的数据保留。Footprint中,66%来自于互花米草(S. alterniflora),29%来自于大绳草(S. cynosuroides),3%来自于溪流,剩余的来自于其他土地覆盖类型(如芦苇,泥滩等)。
摩擦风速阈值定为0.068m/s,目的是剔除掉夜间湍流运动发展不充分的数据(Papale等,2006)。最终,约57%的CO2通量数据和53%的CH4通量数据得到了保留。
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原文中的主要数据图
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