帽儿山站在森林生态系统碳通量研究方法中取得新进展

作者：帽儿山站   更新时间：2017-10-27

近期，黑龙江帽儿山森林生态系统国家野外科学观测研究站（生态研究中心）教师王兴昌（王传宽教授研究团队）,在农林科学著名学术期刊Agricultural and Forest Meteorology（农林科学1区，IF = 3.887）上先后发表了题为“Improving the CO₂ storage measurements with a single profile system in a tall-dense-canopy temperate forest”、“Quantifying and reducing the differences in forest CO₂-fluxes estimated by eddy covariance, biometric and chamber methods: A global synthesis”等系列研究论文，推进了森林生态系统碳通量的测定，对改进陆地生态系统碳通量观测技术有重要意义。

地球系统碳循环与全球气候变化息息相关，但目前陆地生态系统（特别是森林生态系统）CO₂收支的定量测定依然是全球碳循环估测中不确定性的主要来源之一。精确测定森林生态系统碳通量是合理评估森林生态系统在生物地球化学循环及其调节气候变化作用的基础。目前森林生态系统尺度CO₂通量测定的3种主要方法（测树学方法、箱式法、涡动协方差法），各有优缺点，其中涡动协方差方法以其高时间分辨率、原位无干扰连续监测等优点而应用越来越广泛。然而，全球森林生态系统复杂多样、冠层高大、地形起伏多变等因素，给涡动协方差方法的有效应用带来了很大的挑战。经过在帽儿山森林生态站历时10年的连续观测研究发现：利用常用的单点观测或标准廓线估计森林冠层CO₂储存通量，均会明显低估森林与大气之间的净CO₂交换，从而带来显著的测定误差。进一步的全球数据整合分析发现：涡动协方差方法获得的森林净固碳量比测树学法的测定结果高25%，但其生态系统呼吸又比箱式法的测定结果低10%，而且这种误差在地形复杂和冠层浓密的森林生态系统更为突出。究其原因，与开路涡动协方差系统的表面加热效应显著相关。这些研究结果有利于提高森林碳收支的估算精度，而且为全球CO₂通量观测网络的数据融合与评估提供了重要的方法学依据。

本研究得到了国家自然科学基金、“十二五”科技支撑项目、教育部长江学者创新团队项目支持。