北極地區(qū)林地通量觀測

2022-04-20 15:00:09 點(diǎn)將科技系統(tǒng)集成部 184

森林能夠穩(wěn)定吸收和儲(chǔ)存碳，在全球碳循環(huán)過程中的起到重要作用。科學(xué)家和土地利用管理人員很早就認(rèn)識到林地的這一重要特性。由于熱帶森林的快速生長和易于頻繁收獲的特性，過去研究的重點(diǎn)一直放在這些區(qū)域。受制于惡劣的環(huán)境條件以及偏遠(yuǎn)的地理位置，極地地區(qū)的林地通量研究則相對較少。

阿拉斯加Fairbanks大學(xué)的研究人員在美國地質(zhì)調(diào)查局的資助下，在Bonanza Creek實(shí)驗(yàn)林建設(shè)了三個(gè)通量觀測站點(diǎn)（美國國家科學(xué)基金會(huì)長期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)的一部分）。

這三個(gè)站點(diǎn)包括：黑云杉林，活躍的喀斯特地貌以及一個(gè)穩(wěn)定的沼澤地。這些站點(diǎn)位于多年凍土退化的時(shí)間序列上，代表了陸地寒帶景觀的關(guān)鍵棲息地。該項(xiàng)目的目標(biāo)是收集全年碳，水和能量通量的連續(xù)測量結(jié)果，這些要素是極地氣候系統(tǒng)陸地表面，大氣和海洋之間的關(guān)鍵聯(lián)系和反饋因子。

在北極地區(qū)的冬季季節(jié)，太陽能供電的可用性受到限制。因此在極地環(huán)境野外觀測的類似應(yīng)用中，通常需要在冬季月份（極夜）定期為蓄電池充電。為了應(yīng)對上述惡劣的環(huán)境條件并降低人工充電成本，F(xiàn)airbanks大學(xué)的研究人員最終選擇了Campbell Scientific的EC150開路CO₂ / H₂O氣體分析儀（帶有CSAT3A超聲風(fēng)速儀和CR3000數(shù)據(jù)采集器）用于通量測量。

EC150的一個(gè)優(yōu)勢是可以對溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制，在極冷的天氣條件下保護(hù)分析儀的內(nèi)部器件，同時(shí)提高用電效率。基于EC150氣體分析儀的觀測站點(diǎn)在整個(gè)冬季僅需要一次充電過程，而該項(xiàng)目中使用其他型號的CO₂ / H₂O氣體分析儀的站點(diǎn)則需要三次充電過程。事實(shí)證明，EC150的極低功耗在太陽能受限的冬季尤其有利，該特點(diǎn)使其成為寒冷、偏遠(yuǎn)地區(qū)的理想選擇。

從Bonanza Creek站點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)包括全年的CO₂通量，H₂O通量，動(dòng)量通量，光合有效輻射，空氣和土壤溫度，降雨，積雪深度，土壤濕度，風(fēng)向和速度以及大氣中的CO₂和H₂O濃度等。這些數(shù)據(jù)集將有助于改進(jìn)當(dāng)前碳通量的模型，并指導(dǎo)預(yù)測這些過程是如何隨著區(qū)域和全球氣候變化而變化。

文章來源： Campbell Scientific

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