Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Biến động theo ngày và theo mùa của lưu lượng CO2 và các yếu tố khí hậu điều khiển trong rừng nhiệt đới cận nhiệt đới ở Ningxiang
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, các biến động theo ngày và theo mùa của lưu lượng CO2 trong một rừng thường xanh hỗn hợp cận nhiệt đới tại Ningxiang, tỉnh Hồ Nam, thuộc khu vực gió mùa Đông Á, đã được định lượng lần đầu tiên. Lưu lượng được dựa trên các phép đo từ kỹ thuật phânuộn cuồng (eddy covariance) từ một tháp lưu lượng vừa mới được triển khai. Mối quan hệ giữa lưu lượng CO2 và các yếu tố khí hậu cũng đã được phân tích. Kết quả cho thấy hệ sinh thái mục tiêu có vẻ như là một bể chứa carbon rõ ràng vào năm 2013, với tổng hợp trao đổi khí CO2 của hệ sinh thái (NEE), hô hấp hệ sinh thái (RE) và năng suất tổng hợp của hệ sinh thái (GEP) lần lượt là −428.8, 1534.8 và 1963.6 g C m−2yr−1. Lượng carbon ròng hấp thụ (tức là -NEE), RE và GEP cho thấy sự biến đổi theo mùa rõ rệt, và thấp hơn vào mùa đông và dưới điều kiện hạn hán và cao hơn trong mùa sinh trưởng. Giá trị NEE tối thiểu xảy ra vào ngày 12 tháng 6 (−7.4 g C m−2 d−1), chủ yếu do bức xạ mạnh, độ ẩm đầy đủ và nhiệt độ vừa phải; trong khi một lượng hấp thụ CO2 ròng rất thấp xảy ra vào tháng 8 (9 g C m−2 tháng−1), có thể quy do hạn hán mùa hè khắc nghiệt. Ngoài ra, NEE và GEP cho thấy sự biến đổi theo ngày rõ rệt thay đổi theo các mùa. Vào mùa đông, bức xạ mặt trời và nhiệt độ là những yếu tố chính điều khiển cho GEP, trong khi nội độ ẩm đất và độ thiếu hụt áp suất hơi là các yếu tố điều khiển vào mùa hè. Hơn nữa, NEE vào ban ngày chủ yếu bị giới hạn bởi tác động do stress về nước dưới các điều kiện khí quyển khô và ấm, chứ không phải do tác động stress về nhiệt độ trực tiếp.
Từ khóa
#lưu lượng CO2 #hệ sinh thái #biến động theo mùa #khí hậu #rừng cận nhiệt đớiTài liệu tham khảo
Aubinet, M., and Coauthors, 2000: Estimates of the annual net carbon and water exchange of forests: The EUROFLUX methodology. Adv. Ecol. Res., 30, 113–175.
Baldocchi, D., and Coauthors, 2001: Fluxnet: A new tool to study the temporal and spatial variability of ecosystem-scale carbon dioxide, water vapor, and energy flux densities. Bull. Amer. Meteor. Soc., 82(11), 2415–2434.
Carrara, A., I. A. Janssens, J. C. Yuste, and R. Ceulemans, 2004: Seasonal changes in photosynthesis, respiration and NEE of a mixed temperate forest. Agricultural and Forest Meteorology, 126, 15–31.
Chen, Z., and Coauthors, 2013: Temperature and precipitation control of the spatial variation of terrestrial ecosystem carbon exchange in the Asian region. Agricultural and Forest Meteorology, 182, 266–276.
Du, Q., H. Liu, J. Feng, and L. Wang, 2014: Effects of different gap filling methods and land surface energy balance closure on annual net ecosystem exchange in a semiarid area of China. Sci. China (D), 57, 1340–1351.
Falge, E., and Coauthors, 2001: Gap filling strategies for defensible annual sums of net ecosystem exchange. Agricultural and Forest Meteorology, 107(1), 43–69.
Farquhar, G. D., and T. D. Sharkey, 1982: Stomatal conductance and photosynthesis. Annu. Rev. Plant Physiol., 33, 317–345.
Gao, Z., D. H. Lenschow, Z. He, and M., Zhou, 2009: Seasonal and diurnal variations in moisture, heat and CO2 fluxes over a typical steppe prairie in Inner Mongolia, China. Hydrol. Earth Syst. Sci., 13, 987–998.
Joo, S. J., S. U. Park, M. S. Park, and C. S. Lee, 2012: Estimation of soil respiration using automated chamber systems in an oak forest at the Nam-San site in seoul. Korea. Sci. Total. Environ., 416, 400–409.
Ju, W. M., J. M. Chen, D. Harvey, and S. Wang, 2007: Future carbon balance of China’s forests under climate change and increasing CO2. Journal of Environmental Management, 85, 538–562.
Le Quéré, C., and Coauthors, 2013: The global carbon budget 1959–2011. Earth System Science Data Discussions, 5, 165–185.
Liu, J. G., and Coauthors, 2013: The long-term field experiment observatory and preliminary analysis of land-atmosphere interaction over hilly zone in the subtropical monsoon region of southern China. Atmos. Oceanic. Sci. Lett., 6, 203–209.
Liu, Y., and Coauthors, 2006: Seasonal dynamics of CO2 fluxes from subtropical plantation coniferous ecosystem. Sci. China (D), 49(Supp. II), 99–109.
Luo, Y., R. Sherry, X. Zhou, and S. Wan, 2009: Terrestrial carboncycle feedback to climate warming: Experimental evidence on plant regulation and impacts of biofuel feedstock harvest. GCB Bioenergy, 1, 62–74.
Lloyd, J., and J. A. Taylor, 1994: On the temperature dependence of soil respiration. Funct. Ecol., 8, 315–323.
Moffat, A., and Coauthors, 2007: Comprehensive comparison of gap-filling techniques for eddy covariance net carbon fluxes. Agricultural and Forest Meteorology, 147, 209–232.
Papale, D., and Coauthors, 2006: Towards a standardized processing of net ecosystem exchange measured with eddy covariance technique: Algorithms and uncertainty estimation. Biogeosciences, 3, 571–583.
Piao, S., J. Fang, P. Ciais, P. Peylin, Y. Huang, S. Sitch, and T. Wang, 2009: The carbon balance of terrestrial ecosystems in China. Nature, 458, 1009–1013.
Reichstein, M., and Coauthors, 2005: On the separation of net ecosystem exchange into assimilation and ecosystem respiration: Review and improved algorithm. Global. Change. Biol., 11(9), 1424–1439.
Song, X., G. Yu, Y. F. Liu, X. M. Sun, Y. M. Lin, and X. F. Wen, 2006: Seasonal variations and environmental control of water use efficiency in subtropical plantation. Sci. China (D), 49(Supp. II), 119–126.
Webb, E. K., G. I. Pearman, and R. Leuning, 1980: Correction of flux measurement for density effects due to heat and water vapor transfer. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 106, 85–100.
Wilczak, J. M., S. Oncley, and S. Stage, 2001: Sonic anemometer tilt correction algorithms. Bound. -Layer Meteor., 99, 127–150.
Xu, Y., Y. Huang, and Y. Li, 2012: Summary of recent climate change studies on the carbon and nitrogen cycles in the terrestrial ecosystem and ocean in China. Adv. Atmos. Sci., 29(5), 1027–1047, doi: 10.1007/s00376-012-1206-9.
Yu, G., Y. L. Fu, X. M. Sun, X. F. Wen, and L. M. Zhang, 2006: Recent progress and future directions of ChinaFLUX. Sci. China (D), 49(Supp. II), 1–23.
Yuan, W., Y. Q. Luo, A. Richardson, R. Oren, and S. Luyssaert, 2009: Latitudinal patterns of magnitude and interannual variability in net ecosystem exchange regulated by biological and environmental variables. Global. Change. Biol., 15, 2905–2920.
Zeng, N., H. F. Qian, C. Roedenbeck, and M. Heimann, 2005: Impact of 1998–2002 midlatitude drought and warming on terrestrial ecosystem and the global carbon cycle. Geophys. Res. Lett., 32, L22709, doi: 10.1029/2005GL024607.
Zhao, L., Y. Li, S. Xu, H. Zhou, S. Gu, G. Yu, and X. Zhao, 2006: Diurnal, seasonal and annual variation in net ecosystem CO2 exchange of an alpine shrubland on Qinghai-Tibetan plateau. Global. Change. Biol., 12, 1940–1953.
Zhao, M. S., and S.W. Running, 2010: Drought-induced reduction in global terrestrial net primary production from 2000 through 2009. Science, 329, 940–943, doi: 10.1126/science.1192666.
Zheng, X. H., and Coauthors, 2008: Quantifying net ecosystem carbon dioxide exchange of a short-plant cropland with intermittent chamber measurements. Global Biogeochemical Cycles, 22, GB3031, doi: 10.1029/2007GB003104.
Zhu, Z. L., X. M. Sun, X. F. Wen, Y. L. Zhou, J. Tian, and G. F. Yuan, 2006: Study on the processing method of nighttime CO2 eddy covariance flux data in ChinaFLUX. Sci. China (D), 49(Supp. II), 36–46.