Китайские ученые оценили влияние колебаний концентрации CO2 на оценку чистого экосистемного обмена лесов умеренного пояса

Дайджест исследований

Общее накопление CO2 (Fs) - это накопление или уменьшение количества CO2 за определенный период в экосистеме. Наряду с потоком вихревой ковариации и адвекцией COб ветровым потоком оно является основным членом в уравнении чистого экосистемного обмена CO2 (NEE). Накопление CO2 доминирует в уравнении NEE при стабильной стратификации атмосферы, когда это уравнение используется для лесных экосистем на сложных рельефах. Однако оценка Fs остается сложной из-за частых порывов и случайных колебаний потоков в пограничном слое, которые приводят к огромным трудностям в улавливании истинной тенденции изменений CO2 для использования в оценке хранилища по вихревой ковариации наряду с методами атмосферного профиля. Используя измерения с башен Цинъюань Кер, оснащенных системами приборов NEE, отдельно охватывающих башни смешанного широколиственного, дубового и лиственничного леса в горном водоразделе, в данном исследовании изучаются периоды порывов и величины колебаний CO2, а также их влияние на оценку Fs в зависимости от индекса сложности рельефа (TCI). Порывы вызывают колебания CO2 в течение многочисленных периодов от 1 до 10 мин на протяжении 2 ч. Суточные, сезонные и пространственные различия (P < 0,01) в максимальной амплитуде колебаний CO2 (Am) составляют от 1,6 до 136,7 ppm, и эти различия составляют от 140 до 170 с во времени (Pm) при том же уровне значимости. Am и Pm значимо коррелируют с величиной и случайной ошибкой Fs с суточными и сезонными различиями. Эти корреляции уменьшаются по мере увеличения времени усреднения CO2. Для минимизации неопределенностей в Fs постоянное временное окно усреднения концентрации CO2 для оценок Fs не является идеальным. Динамические временные окна усреднения и модель слияния на уровне принятия решений могут уменьшить потенциальную недооценку Fs на 29 %-33 % для лесов умеренной зоны в сложном рельефе. В нашем исследовании относительный вклад Fs в 30-минутные наблюдения NEE варьировался от 17 % до 82 % в зависимости от турбулентного перемешивания и TCI. Подход исследования примечателен тем, что он включает в себя TCI и использует три башни для репликации потоков, что делает полученные результаты релевантными для аналогичных регионов с одной башней.

Исследование опубликовано в журнале Atmospheric Measurement Techniques.