农田CO2通量研究的实验与方法
土壤呼吸碳通量数据换算

土壤呼吸碳通量数据换算摘要:1.土壤呼吸碳通量的定义和意义2.土壤呼吸碳通量的测量方法3.土壤呼吸碳通量数据的换算方法4.土壤呼吸碳通量数据在生态系统研究中的应用正文:土壤呼吸碳通量是指土壤中微生物分解有机物质时释放的二氧化碳量,它是生态系统碳循环过程中的重要组成部分。
测量土壤呼吸碳通量,可以了解土壤微生物的活性和土壤有机质的分解速率,为研究土壤生态系统的碳平衡提供数据支持。
土壤呼吸碳通量的测量方法主要有两种:一种是使用土壤呼吸测定仪进行现场测量,另一种是采集土壤样品,然后在实验室中进行测定。
现场测量法可以实时监测土壤呼吸碳通量,但受环境因素影响较大;实验室测定法则可以获得更为准确的数据,但需要破坏土壤结构,对土壤产生一定影响。
土壤呼吸碳通量数据的换算方法通常是将测定得到的二氧化碳量转换为碳量。
具体的换算公式为:碳通量(g/m·d)=二氧化碳通量(μmol/m·s)×44/2。
其中,44为二氧化碳的摩尔质量,2为二氧化碳的摩尔数与碳的摩尔数的比值。
通过这个公式,可以将测定得到的二氧化碳量转换为碳量,从而更直观地了解土壤呼吸碳通量的大小。
土壤呼吸碳通量数据在生态系统研究中有广泛的应用。
首先,通过比较不同地区、不同类型土壤的呼吸碳通量,可以了解土壤有机质的分解速率和土壤微生物的活性,为研究土壤形成和演化提供数据支持。
其次,通过分析土壤呼吸碳通量的时空变化规律,可以了解生态系统的碳平衡状况,为研究全球变化提供数据支持。
最后,通过比较不同生态系统治理措施下的土壤呼吸碳通量变化,可以为生态系统修复和保护提供依据。
总之,土壤呼吸碳通量数据是研究土壤生态系统碳循环过程的重要指标,对了解土壤微生物活性、土壤有机质分解速率以及生态系统的碳平衡状况具有重要意义。
土壤碳通量测定标准

土壤碳通量测定标准一、测定原理土壤碳通量测定是通过测量土壤中二氧化碳的排放量来估算土壤呼吸速率的方法。
土壤呼吸是土壤释放二氧化碳的过程,主要由土壤微生物的呼吸作用和根系的代谢活动产生。
通过测定土壤中二氧化碳的通量,可以了解土壤中有机碳的分解速率和微生物活性。
二、采样方法在测定土壤碳通量之前,需要选择具有代表性的采样点,并确保采样点的环境条件相似。
采样深度可根据研究目的和土壤类型而定,一般选择0-20cm 的表层土壤。
在采样过程中,应保持土壤的原状,避免扰动和破坏。
采样后应及时进行测定,以免影响测定结果。
三、样品处理在测定之前,需要对采集的样品进行处理。
将样品分成若干份,每份约50g左右。
对于每份样品,需要将其中的石块、根系等杂质去除,并尽量保持土壤的原状。
处理后的样品应及时进行测定。
四、测定步骤1.将处理后的样品放入测量容器中,容器应具有良好的气密性。
2.将容器放置在二氧化碳通量测量设备上,并确保容器与设备紧密连接。
3.启动测量设备,开始测量二氧化碳通量。
测量时间可根据研究目的而定,一般以30分钟以上为宜。
4.在测量过程中,需要保持环境的恒定温度和湿度,以减小误差。
5.测量结束后,将数据记录下来,并进行分析和处理。
五、数据处理数据处理是测定过程中非常重要的一环。
需要对测量的数据进行整理、分析和转换,以得出土壤呼吸速率和有机碳的分解速率等指标。
数据处理可以采用专业的软件或Excel等办公软件进行。
六、准确度与误差土壤碳通量测定的准确度与误差主要受到测量设备、环境条件、样品处理等因素的影响。
为了减小误差和提高准确度,需要采用高精度的测量设备,严格控制环境条件,规范样品处理操作等。
此外,需要对数据进行合理的分析和处理,以减小误差和异常值的影响。
七、测量范围土壤碳通量测定的测量范围可以根据实际情况而定,一般以测量土壤中二氧化碳的排放量为指标。
测量的范围可以从几个微摩尔/平方米·秒到几百微摩尔/平方米·秒不等。
水稻二氧化碳的测定

水稻二氧化碳的测定
水稻是我国的主要粮食作物之一,其生长过程中需要充足的二氧化碳供应。
因此,对水稻二氧化碳的测定具有重要的意义。
二氧化碳是一种无色、无味、无毒的气体,是地球大气中的重要组成部分之一。
在水稻生长过程中,二氧化碳是进行光合作用的重要原料之一,能够促进水稻的生长和发育。
因此,对水稻二氧化碳的测定是非常必要的。
常用的水稻二氧化碳测定方法有两种:一种是通过测定水稻叶片中的二氧化碳浓度来判断水稻的二氧化碳吸收情况;另一种是通过测定水稻根系中的二氧化碳浓度来判断水稻的二氧化碳吸收情况。
对于第一种方法,可以采用红外线二氧化碳分析仪进行测定。
该仪器可以通过红外线的吸收特性来测定样品中的二氧化碳浓度,从而判断水稻叶片中的二氧化碳吸收情况。
同时,该仪器还可以测定其他气体成分,如氧气、氮气等。
对于第二种方法,可以采用气体色谱仪进行测定。
该仪器可以将样品中的气体分离出来,并通过检测器来测定各种气体的浓度。
通过测定水稻根系中的二氧化碳浓度,可以判断水稻的二氧化碳吸收情况。
水稻二氧化碳的测定对于了解水稻的生长情况和优化水稻种植管理具有重要的意义。
通过采用合适的测定方法,可以更加准确地判断
水稻的二氧化碳吸收情况,从而为水稻的生长和发展提供更好的保障。
林木非同化器官co2通量的测定方法及对结果的影响

林木非同化器官co2通量的测定方法及对结果的影响林木非同化器官CO2通量的测定方法:
1. 稳定同位素法:通过测量植物生长的稳定同位素(如13C)的比例变化,推算出CO2的通量。
2. 气体交换法:利用植物与环境之间的CO2交换来测量CO2的通量,需要对环境气体进行准确的测量。
3. 净光合速率法:通过测量植物在不同光照水平下的净光合速率来计算CO2的通量。
对结果的影响:
1. 生长状态:植物的生长状态会影响其CO2通量的测定结果,例如在不同生长期和植株大小下,CO2通量会出现差异。
2. 环境因素:环境因素如温度、湿度、光照强度等因素也会影响CO2通量的测定结果。
3. 测量方法:不同的测量方法会对CO2通量的测定结果产生影响,因此需要选择合适的测量方法进行研究。
4. 实验设计:实验设计合理与否也会影响CO2通量的测定结果,例如实验间的对比及对照组的设置等。
玉米农田生态系统C02通量的动态变化

LAN T o L ogpn , Hag e a. n m c f abndoief xi amaz goc ss m[ ] Junl fMeerlg I G a , I n —ig WU n ,t 1Dy a iso ro i d u ieareoyt J .o ra o tooo y R c x l n e
关键词 : 玉米农 田; 涡度相 关 ; O C 通量 ; 态变化 动 中 图分类号 :12 5 ¥ 6 . 文献标识码 : A 文章编 号 :6 3— 0 X(0 2 0 17 5 3 2 1 )3—04 0 0 9— 5
引 言
面与 大气 的碳 交 换 研 究 , 于 区域 碳 收支 总 量 的估 对
最大值 范围为 00 . 7~一 . 3mg m- s 。玉米农 田生长季生态 系统净碳 交换 日累积 ( E 为 一 5 . ・ 0 2 ・ 2 _ ; N E) 6 2 8g m~, 非生长 季 N E E 为 4 9 8g m~,0 8年碳收 支 一13 0g m~, 现为碳 汇。 9 . ・ 20 5 . ・ 表
月 ) 非生长季 C 通量动 态变化 。结果表 明 : 及 O: 玉米农 田生态 系统的非 生长季 日动 态趋势不 明显 ; 生长 季 日动 态明显 , 明显 呈
的 u型 曲线 , O2 C 通量最大值 出现在 1 :0, 一1 1 ・ 2 ~; 同物候期的 日动 态呈现 u 型曲线 , 20 为 . 9mg m- s 不 各发 育期 C 2通量 日 O
计 以及 区域天气气候预测都具有重要意义。本文基
碳 循 环是 生态 系 统最 重 要 的 物 质 能量 循 环 过 程 于辽 宁锦 州农 田生 态 系 统 野 外 观 测 20 08年 的 涡 相 之一 … , 田是 陆地 生 态 系 统 碳 循 环 的重 要 组 成 部 关 系统 观测 资 料 , 析 东 北 雨 养 玉 米 农 田生 态 系 统 农 分 分 【 。对农 田生 态 系 统 碳 收 支 的 深 入 了解 , 完 整 C 2 ] 是 O 通量变化特征 , 定量 阐述 了玉米作物发育期 的 探讨 整个 陆地 生 态 系统 功 能 必不 可 少 的 内容 。农 田 碳 通 量变化 特 征 , 为 进 一 步 定 量 研 究 区域 碳循 环 可 是人 类活 动 干 预 程 度 较 高 的 生 态 系 统 , 田生 态 系 及粮食安全应对气候变化 的技术提供科学依据。 农 统对 区域 的 碳 收 支 有 着 举 足 轻 重 的 影 响 , 其 在 中 尤 高纬 度地 区 。
华北平原农田尺度和个体尺度上水、热及CO2通量的研究

华北平原农田尺度和个体尺度上水、热及CO2通量的研究华北平原位于中国华北地区,是我国重要的农业和粮食生产基地之一。
随着农业现代化的推进,农田的水、热和二氧化碳(CO2)通量对于农业生产和环境效应的研究日益受到关注。
本文将从华北平原农田的尺度以及个体尺度上分析水、热和CO2通量的研究成果。
首先,从华北平原农田尺度上来看,水、热和CO2通量的研究主要集中在农田的不同生长期和不同农作物上。
农田水、热和CO2通量的变化与农作物的生长有密切的关系。
一般而言,农田的水、热和CO2通量在不同生长期会出现显著的差异。
例如,在农田的播种期,土壤湿度较低,作物对土壤中的水分需求较大,因此土壤蒸发的水通量较大。
而随着农作物的生长,作物的冠层越来越密集,土壤湿度逐渐增加,土壤蒸发的水通量逐渐减小。
此外,农田的水、热和CO2通量还受到气象因素的影响。
如降雨量的变化会直接影响土壤水分的供应,进而影响土壤蒸发的水通量。
同时,气温的变化也会对农田的蒸发和腾发过程产生影响。
其次,从华北平原农田的个体尺度上来看,水、热和CO2通量的研究更关注于不同类型的农田个体之间的差异。
农田个体的差异主要体现在土壤类型、植被类型和管理措施等方面。
例如,不同土壤类型对水、热和CO2通量的影响是不同的。
比如,沙质土壤具有较强的通气性,水分蒸发较快;而粘质土壤则具有较强的含水保持能力,水分蒸发相对较慢。
这些差异会直接影响土壤的水通量。
农田的植被类型和管理措施也会对水、热和CO2通量产生影响。
例如,农田中的农作物类型和种植密度会直接影响蒸腾通量。
而农田的耕作方式和灌溉制度也会对土壤水分和土壤CO2通量产生影响。
总之,在华北平原农田尺度和个体尺度上,水、热和CO2通量的研究都具有重要意义。
通过对这些通量的研究,可以更好地了解农田生态系统的运行机制,为农业生产提供科学依据,同时也有助于优化农田的管理措施,提高农业生产的效益。
因此,未来需要进一步加强对华北平原农田水、热和CO2通量的研究,以促进农田生态环境的可持续发展综上所述,华北平原农田的水、热和CO2通量研究对于了解农田生态系统的运行机制、优化农田管理措施以及提高农业生产效益具有重要意义。
应用浓度梯度法估算农田和草地土壤地表CO_2通量

应用浓度梯度法估算农田和草地土壤地表CO_2通量土壤地表CO2通量是陆地碳循环中的一个重要组成部分,并且对气候变化有显著的影响,所以受到许多研究者的关注。
浓度梯度法基于气体扩散原理,通过测定土壤CO2浓度和气体扩散系数,计算得到土壤cO2通量。
而地表以下CO2通量估算的准确性与土壤气体扩散系数有直接的关系,进而影响土壤地表CO2通量估算的准确性。
另外,现有的“近地表通量相等法”和“通量线性外推法”在估算土壤地表CO2通量时,分别假设土壤剖面CO2产生速率为零和常数。
当土壤剖面CO2产生速率与假设情况不符时,可能会导致土壤地表CO2通量估算的不准确。
本研究通过比较装置实测和模型模拟气体扩散系数,说明模型模拟会造成CO2通量计算的不准确。
对位于中国农业大学上庄试验站的农田和河北沽源试验站的草地分别开展实验,并估算农田和草地土壤的地表CO2通量,主要研究结论如下:(1)设计了气体扩散装置,并测定气体扩散系数(Ds)。
试验结果显示,该装置由漏气造成的相对气体扩散系数(Dleak/D0)误差值为6×1O4,远远小于实测值,保证了数据的可靠性。
2-3 mm石英砂充气孔隙度(ε)为0.42 cm3 cm-3时相对气体扩散系数(Ds/DD)为0.25,0.15-0.5 mm粒径石英砂在ε为0.38和0.40 cm3 cm-3时的Ds/Do值分别为0.20和0.21,与Currie和Hamamoto等的实验结果相近。
说明该气体扩散装置的测定结果准确可靠。
(2)在三种土壤上评价了不同气体扩散系数模型的表现。
结果表明:不存在普遍适用的扩散系数模型。
Marshall(1959)模型对风干石英砂的相对气体扩散系数模拟最准确,WLR-Marshall(1959)模型对装填石英砂和砂质壤土的模拟值最准确,而对砂质壤土的相对扩散系数模拟最准确的是Buckingham(1904)模型。
在冬小麦生长季(DOY 94-181)的监测期间内,WLR-Marshall (1959)模型对2.5 cm和7.5 cm处的CO2通量分别累积高估6.6和4.2 mol m-2,而对12.5 cm处的CO2通量,WLR-Marshall(1959)模型累积低估1.7 mol m-2。
农田CO2通量研究的实验与方法

农田CO2通量研究的实验与方法摘要由于人类的活动而引发的“温室效应”已成为影响全球气候变化的一个重要而不可浓度将比工业化前增加一倍,而农业生忽视的因素,估计到21世纪中叶,大气中的CO2产活动已成为加速全球变暖不容忽视的人类活动之一,因此农业碳循环的研究必须得到了发展和重视。
因此在此基础上进行科学的农田CO2通量研究就显得十分重要。
因此,在这里本文将对农田CO通量研究的实验与方法进行详细的介绍。
2通量,研究方法关键词:农田生态系统,CO21 农田CO2通量的研究现状在现阶段,农田CO2通量的研究属于热门学科,各位学者对此关注都较大。
这种现在是现实需要的体现。
因为当今社会,人们对环保与温室效应等这些当前热门话题都非常关注。
因此,谁能更好地研究这一领域才更有可能对社会做出贡献。
在过去的30年间农业管理以及杂交育种取得了显著的进步,许多农田管理措的施用使得农田产量增大。
但是它却不能使净生态系统交换量(NEE)达到最优。
Suyker认为生长季节灌溉可以增加生物量的累积,但是也会使微生物和根呼吸有变大的趋势[1]。
根据现有的资料,可以推测目前所排放的CO2有约25%来自土地利用的变化。
由于90年代初全球土地面积近乎40%转化为耕地或永久牧场,从而导致生态系统的退化,使其CO2的排放大幅度减弱,而土壤呼吸作用排放的CO2却在增加,成为了新的CO2的排放源。
农田生态系统是碳循环的一个重要组成部分,李克让[2]等对中国主要农作物类型变化CO2引起的净排放进行了较为系统的论述。
但相对于森林生态系统来说[3~5],Baldocch 发现在通量观测网络中对农田生态系统CO2通量研究相对较少,通常对农田的CO2通量测定是在有作物的季节测定,在休闲时期CO2的排放观测较少[6]。
现对这一现实,现阶段可行的温室气体减源增汇的农业对策主要包括3个方面:减少化肥用量、增加有机肥;作物品种的选育与推广;退耕还林还草和农业新技术推广。
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农田CO2通量研究的实验与方法摘要由于人类的活动而引发的“温室效应”已成为影响全球气候变化的一个重要而不可浓度将比工业化前增加一倍,而农业生忽视的因素,估计到21世纪中叶,大气中的CO2产活动已成为加速全球变暖不容忽视的人类活动之一,因此农业碳循环的研究必须得到了发展和重视。
因此在此基础上进行科学的农田CO2通量研究就显得十分重要。
因此,在这里本文将对农田CO通量研究的实验与方法进行详细的介绍。
2通量,研究方法关键词:农田生态系统,CO21 农田CO2通量的研究现状在现阶段,农田CO2通量的研究属于热门学科,各位学者对此关注都较大。
这种现在是现实需要的体现。
因为当今社会,人们对环保与温室效应等这些当前热门话题都非常关注。
因此,谁能更好地研究这一领域才更有可能对社会做出贡献。
在过去的30年间农业管理以及杂交育种取得了显著的进步,许多农田管理措的施用使得农田产量增大。
但是它却不能使净生态系统交换量(NEE)达到最优。
Suyker认为生长季节灌溉可以增加生物量的累积,但是也会使微生物和根呼吸有变大的趋势[1]。
根据现有的资料,可以推测目前所排放的CO2有约25%来自土地利用的变化。
由于90年代初全球土地面积近乎40%转化为耕地或永久牧场,从而导致生态系统的退化,使其CO2的排放大幅度减弱,而土壤呼吸作用排放的CO2却在增加,成为了新的CO2的排放源。
农田生态系统是碳循环的一个重要组成部分,李克让[2]等对中国主要农作物类型变化CO2引起的净排放进行了较为系统的论述。
但相对于森林生态系统来说[3~5],Baldocch 发现在通量观测网络中对农田生态系统CO2通量研究相对较少,通常对农田的CO2通量测定是在有作物的季节测定,在休闲时期CO2的排放观测较少[6]。
现对这一现实,现阶段可行的温室气体减源增汇的农业对策主要包括3个方面:减少化肥用量、增加有机肥;作物品种的选育与推广;退耕还林还草和农业新技术推广。
有研究表明[7]:与施化肥的农田相比,不施化肥农田的温室气体综合排放效应下降15.99%,少施化肥则下降5.9%,不施化肥或少施化肥是减少温室气体排放的最佳措施。
通过选育高产的优良作物品种,贮备和培育一批高产、优质、抗病虫害的作物品种,提高碳利用率,减少碳损失,进而实现减少温室气体排放的目的。
1.实验区的选择条件试验布区的设制要有代表性,其中擅及到许多相关的条件的选择。
本文以布设在中国科学院长武农业生态试验站的试验区为例,将详细介绍其所需要的相关条件。
此站位于黄土高原中南部,陕甘交界处的陕西省长武县洪家镇王东村。
1.1具代表性的气候由于实验区不可能涉及到每个地区,因此所选择实验区的气候必须具有代表性。
而布设在中国科学院长武农业生态试验站的试验区的气候属暖温带半湿润偏旱大陆性季风气候。
这可使得所观测的实验数据更有代表性。
1.2充足的日照日照是农田作用正常健康生长的必要条件,因此在选择相应的实验区时必须到日照的问题。
例如布设在中国科学院长武农业生态试验站的试验区的年日照时数2226.5小时,日照百分率51%,年总辐射483700J/cm3。
其适宜的光照将有利于农田作物地生长。
1.3合适的温度温度一直是影响作物生长的一个重要因素,它决定着农田作物各生长阶段的健康情况。
因此试验区的温度也是一个必须考虑的因素。
例如布设在中国科学院长武农业生态试验站的试验区的年平均气温9.1℃,1月份平均气温-5.0℃,极端最低温度-24.9℃,7月份平均气温22.1℃,极端最高温36.9℃。
塬面全年≥0℃活动积温3688℃,≥10℃活动积温3029℃,多年平均无霜期171天。
1.4适宜降水量水作为生命之源,在农田作物的生长阶段必须为它们提供充足的水,而这又与降水量的大小有着直接的关系。
因此实验区的选择必须充分考虑到这一点。
例如布设在中国科学院长武农业生态试验站的试验区的多年平均降水量为584.1mm,2003年为特大降雨年,降雨量超过800mm。
2观测仪器农田CO通量研究中所要观测的数据较多,因此会用到许多仪器。
例如测定垂直脉动2风速和脉动温度、空气中水汽含量脉动和CO2浓度的脉动量等,就可能要用到三维超声波风速温度计(ultra-sonic anemometer-thermometer. 1210R3,Gill Instruments, Ltd.,UK)、红外开路CO2/H2O气体分析仪(infrared CO2/H2O gas analyzer.Li-7500,Li-cor,USA)和气压计(barometer)等。
而所获得的湍流数据又必须依靠其它仪器帮助传输。
例如湍流数据经传输到达控制室,需通过高速采集器(CR5000,Campbell Scientific,Inc.,USA)进行数据采集和存储,以计算获得CO2通量数值。
又为了尽量减小通量塔对开路涡度相关系统空气动力学干涉作用,必须将超声风温仪和CO2/H2O安装在1m长的支臂上,并尽可能垂直于长武站盛行风的方向[8]。
由此不难发现,进行农田CO2通量研究必须依靠各仪器的使用,才能保证研究的正常进行。
3 观测方法测定生态系统碳通量的方法主要有箱法和微气象学方法。
目前普遍认为微气象学方法是长期测定生态系统碳通量的最可靠和切实可行的办法,广泛应用于地表通量研究的仪器还有波文比和闪烁通量仪。
3.1 微气象法微气象法所测气体通量值是较大范围内的平均值,减少了密闭采样系统采样时带来的误差,同时大大改善了观测结果的代表性,实验装置及观测活动不会干扰被测区域的自然环境状况,观测持续时间较长,能得到被测区域微气象要素的时间变化,进而获得被测气体交换特征的时间变化。
微气象法主要有涡度相关法、质量平衡法、能量平衡法、空气动力学法[7],在中国微气象法仍处于研究阶段。
其中涡度相关技术(Eddy Covariance Technique)是通过测定垂直风速和CO2密度脉动而直接获得植被/大气间的CO2通量,被认为是当前最好的微气象学方法,因为它不要求有涡度扩散系数和大气稳定性校正或假定风速的垂直廓线形状等。
为研究农田生态系统CO2净交换(NEE)提供了一种可靠的方法[9]。
涡度相关技术的优点就是能通过测量各种属性的湍流脉动值来直接测量它们通量,和其它方法相比,它是一种直接测量乱流通量的方法,不受平流条件限制,是各种方法中较精密而可靠的方法。
3.2 箱法根据箱内气体与外界有无气体交换的关系,箱法可以分为动态箱法和静态箱法。
静态箱法主要分为静态暗箱法和静态透明箱法。
静态箱法已有10余年的历史,已经趋于成熟。
研究人员通过试验发现对测量地点自然环境的扰动,对光合有效辐射、温度、湿度以及气体组成等产生的干扰可能会在一定程度上改变箱内土壤和植物与空气间的气体交换过程。
为了降低环境因子的变化影响而采用暗箱进行的测定,仅能直接测定土壤作物系统的CO 2呼吸量,不能反映农田生态系统与大气之间的CO 2净交换量。
透明箱法能够直接观测农作物对大气CO 2的同化过程,反映了真实同化量,可是受环境因子影响,存在一定的误差[10]。
Pickering and Leadley 研究表明罩箱后明箱内太阳辐射一般较箱外低l0%~20%,并且衰减程度还受箱体的材料、厚度、透光度的影响。
4 数据处理方法4.1 涡度相关技术基本假设在进行农田CO 2通量研究时,必然会擅及到涡度相关技术的相关假设。
它在通量的计算中有着重要的作用。
涡度相关技术要求仪器应固定在CO 2通量随高度不发生变化的内边界层即常通量层内。
对于常通量层的明确理解,可以通过CO 2的物质守恒方程得到。
常通量层假设要求满足3个条件:①稳态;②测定下垫面与仪器之间没有任何的源或汇(S=0);③在足够长的风浪区内具有水平均匀的下垫面。
4.2 涡度相关技术基本理论公式4.2.1 CO 2湍流通量CO2湍流通量对农田CO 2通量研究时着重要的作用,本文在此处将对它进行简单介绍。
涡度相关技术应用的最基本理论公式是从雷诺经典定义出发推导得到的,当忽略平均垂直通量时,CO 2湍流通量可定义为[11]:cF w s w ρρ''''=≅ (1) 这里ρ是干空气密度,s ’是CO 2混合比率的脉动,w ’是垂直风速脉动,—代表时间平均。
利用坐标轴系统的旋转迫使w 为0,从而可以消除平均垂直通量。
由于大多数传感器不能直接测量CO 2混合比率,而是测定CO 2的密度,因此由于水气和热量对密度脉动效应的存在,必须对测定结果进行WPL 校正。
4.2.2 净生态系统CO 2交换净生态系统CO2交换的计算在农田CO 2通量计算中有着重要的作用。
它是其研究中一个重要参数,以下是对其的简单介绍。
当大气热力分层达到稳定或湍流混合作用较弱时,从土壤和植被与大气间交换的CO 2也就不能传输到测定仪器的高度。
在这种条件下观测高度以下的储存项不为零,因此只有在涡度相关测定结果中加入储存项,才能真正评价土壤和植被与大气间交换的CO 2通量。
净生态系统CO 2交换定义为[11]: 0()z c e c r N w dz tρ∂=+∂⎰ (2) 方程(5)忽略了CO 2物质守恒方程中的大部分项,尤其是在非理想条件下忽略水平和垂直平流项是有疑问的。
但是,目前FLUXNET 内大部分研究人员估算净生态系统CO 2交换量的理论框架是方程(5)。
5 农田生态系统CO 2通量研究影响因素农田生态系统CO2通量特征擅及到摩擦风速临界值,生态呼吸以及生态系统呼吸对温度的响应。
它们能从不同的方面所映出农田CO 2通量的研究结果好坏,对实验有着至关重要的作用。
5.1 摩擦风速临界值摩擦风速临界值之所以作为农田生态系统CO2通量影响因素,是因为它与涡度有一定程度上有着一定的联系。
涡度相关法可直接测定植被与大气间CO 2通量,但在夜间大气层结比较稳定、湍流较弱时,从土壤和叶片扩散的CO 2不能达到仪器测定高度,仪器测定的精确性降低导致夜间CO 2通量的值偏低。
根据摩擦风速u *与CO 2通量的关系可确定一个临界u *,,在u *>0.15ms −1时,CO 2通量随u *的增加而趋于稳定,这些值可以认为是正确的,而在u *<0.15ms −1所观测的CO 2通量将舍去。
它可以帮助研究人选择对面实验更有用的数据。
5.2 生态系统呼吸生态系统呼吸在一定程度可以反映CO2通量的变化情况,它与整个研究过程有着重要的联系。
5.2.1生态系统呼吸人们通常用生态系统呼吸来说明一个生态系统的CO 2排放,它实际上包括了土壤呼吸和植物地上部分呼吸,而土壤呼吸又包括土壤微生物呼吸和植物根系呼吸。
影响土壤微生物呼吸的因子主要有:温度、含水率和有机质。
温度影响微生物分解过程,通过研究发现较高温度下的微生物优势种群能够分解较低温度下微生物种群所不能利用的有机物,且证实了微生物种群组成和结构确是随着温度的变化而改变。