原文以 Biophysical drivers of net ecosystem and methane exchange across phenological phases in a tidal salt marsh為標(biāo)題發(fā)表在Agricultural and Forest Meteorology（IF=5.734）上。

作者 Alma V′azquez-Lule, Rodrigo Vargas

鹽沼（Salt marshes）是海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。然而，有關(guān)這種生態(tài)系統(tǒng) NEE 和CH₄的通量數(shù)據(jù)非常缺乏，這限制了對(duì)該生態(tài)系統(tǒng)碳動(dòng)態(tài)過(guò)程的理解。

研究者們使用LI-COR渦度相關(guān)通量觀測(cè)系統(tǒng)，重點(diǎn)關(guān)注物候過(guò)程（返青期、生長(zhǎng)期、枯黃期和休眠期）對(duì)NEE 和CH₄通量的影響。

研究者們分析了3年的通量數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，不同物候期內(nèi)的NEE 存在顯著差異（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(zhǎng)期內(nèi)，該生態(tài)系統(tǒng)的凈碳吸收量為-61gC-CO₂ m^-2；而在休眠期，該生態(tài)系統(tǒng)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(zhǎng)季的碳釋放抵消了生長(zhǎng)季的碳吸收。

在生長(zhǎng)期內(nèi)，CH4釋放量為3.7 gC-CH₄ m^-2；在枯黃期內(nèi)，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(qū)動(dòng)因子；而水位、水溫和大氣壓強(qiáng)是CH₄通量的主要驅(qū)動(dòng)因子。

整體而言，該鹽沼生態(tài)系統(tǒng)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(xiàng)研究有以下幾點(diǎn)意義：a）在生態(tài)系統(tǒng)尺度上，物候是決定CO2和CH4通量過(guò)程的重要因素；b）對(duì)鹽沼生態(tài)系統(tǒng)CO₂和CH₄通量的數(shù)學(xué)建模是復(fù)雜的；3）在區(qū)域碳平衡分析與管理中，需考慮鹽沼生態(tài)系統(tǒng)的碳釋放。

LI-COR渦度相關(guān)通量觀測(cè)系統(tǒng)在本研究中的作用

LI-COR渦度相關(guān)通量觀測(cè)系統(tǒng)

2015年春季，研究者們?cè)趯?shí)驗(yàn)地架設(shè)了LI-COR渦度相關(guān)通量觀測(cè)系統(tǒng)。儀器架設(shè)高度為3.5m。該系統(tǒng)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(cè)量系統(tǒng)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(shù)據(jù)質(zhì)量控制和計(jì)算

采用美洲通量網(wǎng)的L2A標(biāo)準(zhǔn)（AmeriFlux and U. S. Department of Energy, 2020）分析原始數(shù)據(jù)。

使用EddyPro 6.2.0軟件（LI-COR Environmental,Lincoln, NE, USA），執(zhí)行如下操作：a）二次坐標(biāo)旋轉(zhuǎn); b) 基于雷諾分解法則的塊平均；c）根據(jù)需要，執(zhí)行WPL訂正。

使用Kljun等2004年的方法計(jì)算通量貢獻(xiàn)區(qū)，應(yīng)用Vickers和Mahrt（1997）的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的方法去除異常值。使用Moncrieff等(2004)的方法進(jìn)行低頻數(shù)據(jù)譜訂正，使用Moncrieff等(1997)的方法進(jìn)行高頻數(shù)據(jù)譜訂正。

根據(jù)Mauder和Foken（2006）的方法，將標(biāo)記為2的通量數(shù)據(jù)剔除，將Footprint中>50%的數(shù)據(jù)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(yùn)動(dòng)發(fā)展不充分的數(shù)據(jù)（Papale等，2006）。最終，約57%的CO₂通量數(shù)據(jù)和53%的CH₄通量數(shù)據(jù)得到了保留。

//////////

原文中的主要數(shù)據(jù)圖

點(diǎn)擊查看原文