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加州水稻田CO2/CH4排放年际变率的生物和非生物因素调控

来源:力高泰 发布时间:2017-09-29 09:46:32 点击数: 使用提问咨询价格

涡度协方差

Twitchell岛,位于加利福尼亚州萨克拉门托县萨克拉门托 - 圣华金河三角洲,

是FLUXNET网络中的湿地通量站点(FLUXNET ID US-Twt),利用LI-7700研究湿地甲烷排放。


研究意义

水稻田是温室气体甲烷的一个重要排放源。之前很多学者关注甲烷CH4排放的驱动因子研究。这些因子包括土壤质地、田间水分管理制度、田间施肥管理制度、品种选择、气候等。然而,甲烷CH4排放的生物物理过程依然存在很多不确定性。这项研究师徒回答下面的问题(1)不同时间尺度上,水稻田中甲烷CH4排放模式是怎样的?(2)水稻田CO2/CH4排放比例是多少?年际变率是怎样的?(3)影响甲烷CH4通量的最重要的生物物理因素是什么?在不同的时间尺度上会发生改变吗?
 
实验地和研究方法

实验地位于加利福尼亚州萨克拉门托县萨克拉门托-圣华金河三角洲。使用涡度协方差方法测量每30min的CH4、CO2、潜热和感热通量。涡度通量仪器安装在距离地表3.15m的塔上。使用Gill WindMaster / WindMaster Pro三维超声风速计测量u, v, w以及温度Tsonic,使用开路式LI-7500/A测量CO2和H2O摩尔密度;2012年1月7日之前,使用LGR测量CH4浓度,由于供电及泵的原因,2012年之后改用功耗更低的LI-7700测量甲烷CH4摩尔密度。

加州水稻田CO2/CH4排放年际变率的生物和非生物因素调控

每半小时(灰色圆圈)和每日(实线)时间动态数据。(a)生态系统总生产量(GEP),(b)生态系统呼吸(ER),(C)净生态系统二氧化碳交换(Fco2),(D)净生态系统甲烷CH4交换(FCH4)

加州水稻田CO2/CH4排放年际变率的生物和非生物因素调控

土温与生态系统呼吸ER,以及甲烷CH4通量的关系。

主要结论

以美国加州水稻田6.5年的甲烷CH4和CO2通量数据为基础,数据分析显示,在整个观测期内,高温干旱显著影响了该生态系统的碳排放。小波分析显示光合作用调控着甲烷CH4排放的日动态模式,而土壤温度控制着其幅度。


源/Knox, Sara Helen, et al. "Biophysical controls on interannual variability in ecosystem‐scale CO2 and CH4 exchange in a California rice paddy." Journal of Geophysical Research: Biogeosciences 121.3 (2016): 978-1001.