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CAMPBELL
案例分享
AP200在
森林碳匯觀測中的重要性
SCIENTIFIC
在森林碳匯觀測中
復雜地形的碳通量的準確評估
一直是研究難點
福建師范大學團隊
采用 AP200廓線系統(tǒng)
對冠層下層CO?濃度進行觀測
為解析復雜地形碳匯過程提供了重要依據(jù)
研究區(qū)域概述
研究地點位于中國福建省上杭縣的森林山谷，林冠高度18~22米，林下植被茂密，該區(qū)域為常綠闊葉林，葉面積指數(shù)(LAI)全年穩(wěn)定在4.35~4.94。研究團隊在山谷內(nèi)建設6米山谷塔，通過AP200廓線系統(tǒng)在0.3米、0.8米、2米及5米四層連續(xù)監(jiān)測CO?濃度，并同步記錄溫濕度，在臨近山脊上建設29米主塔，主要測量風速、輻射、降雨量等氣象參數(shù)。
(a) 該站點(用紅星標出)位于中國福建省
(b) 該站點的地形及主塔(MT)
和山谷塔位置(VT)
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主要發(fā)現(xiàn)
冠層下CO?濃度呈 “白天高、夜間低” 的反常規(guī)特征：白天太陽輻射使冠層升溫幅度大于林下，形成穩(wěn)定層結(jié)抑制湍流，導致土壤釋放的CO?在近地表聚集；夜間冠層冷卻使林下湍流增強，CO?混合均勻且濃度降低。這改變了低矮植被區(qū) “晝低夜高” 的經(jīng)典模式，凸顯了復雜地形和森林對碳分配的影響。
(a) 向下太陽輻射(DSR)和凈輻射(Rn)
(b) 氣溫(T)
(c) 由虛位溫梯度所表征的穩(wěn)定度(Gθv)
(d) 相對二氧化碳濃度(δcCO2)的
日變化情況
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溫度控制著CO?濃度日變化的幅度：冠層下CO?濃度日變化幅度由日平均氣溫(2米處)或土壤溫度(5厘米深度)主導且隨溫度降低呈指數(shù)減小，反映出溫度對CO?累積與消耗的調(diào)控作用。
日平均溫度與2米高度處
二氧化碳濃度日變化幅度之間的關系
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捕捉到日落前后CO?濃度“快速下降事件”：43次事件中，CO?濃度1小時內(nèi)從峰值降至夜間低值，因冠層輻射冷卻引發(fā)湍流增強，2-5米先出現(xiàn)湍流并向下發(fā)展，使近地面積累的CO?被混合至更深厚的氣層，這一過程直接影響日尺度碳收支的準確計算。
合成的日落前后43個濃度快速下降事件的
(a) 凈輻射
(b) 溫度
(c) 穩(wěn)定性
(d) 相對CO2濃度
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主要啟示
該研究第一作者為福建師范大學付仕佐
使用2023年8月5日至12月31日收集的數(shù)據(jù)
成果于2025年發(fā)表在《Earth and Space Science》
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