基本介紹
- 中文名：生態系統碳通量測定
- 外文名：Ecosystem carbon flux measurement
- 方法1：基於生物量變化的估算方法
- 方法2：同化箱測定法
- 方法3：基於碳平衡方程的估算法
- 方法4：基於碳循環模型的估算法
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基於生物量變化的估算方法
生態系統淨初級生產力(NPP)、淨生態系統生產力(NEP)和淨生物群系生產力(NBP)的概念與碳通量相似，可以直接反映生態系統或生物群落的陸地-大氣間的淨碳交換量。在一定假設條件下，NPP、NEP和NBP都可以利用生態系統生物量變化動態監測數據進行估算。
NPP的測定主要有兩種基本的方法，一種方法就是測定生物量(植物體乾重)變化的方法，稱為堆積法(summationmethod)，這是一種較為廣泛使用的方法。另一種方法就是著眼於光合量和呼吸量，構築理論方面的數理模型然後進行計算的方法。
堆積法又叫收穫法(harvest method)或現存量法 ( standing crop method/biomass method).。巨觀上NPP相當於生態系統植物生長量(growth)，即單位時間生態系統生物量的增長量。可利用生態系統生物量的時間變化數據來推算。
基於碳平衡方程的估算法
只要我們能夠逐項預定或估計出NPP.NEP.NBP.NEE等有關的碳通量參數，就可以評估生態系統的碳平衡狀況該種方法的關鍵是我們能否對各項進行準確的測定或評估。隨著植物葉片的光合作用和呼吸作用、土壤微生物的呼吸通量、凋落物分解過程等測定技術的進步，許多項目的精確測定已經成為可能。
葉片光合作用和呼吸作用的測定方法主要有半葉法、鹼吸收測定法、氧電極測定法、紅外氣體分析儀測定法(於貴瑞，2003)。
土壤呼吸的測定方法主要有靜態氣室-鹼吸收法、靜態箱-氣相色譜法、動態(靜態)氣室紅外二氧化碳分析儀法(於貴瑞，2003)。
對樹幹和根呼吸還沒有很好的測定方法，主要方法是利用與土壤呼吸測定相似的原理開發各種適合樹幹和根系的測定裝置。凋落物分解的。定一般是分類進行。對於枯葉和小枝的分解速本測定，常用方法是尼龍網袋法對於較大的枝條，則都用拴線法。分解速率通常用失重法來測定(通採用網袋法，將預製凋落物樣品布置於定位樣地中，定期回收，測定凋落物的消失量)。
值得注意的是，上述大多數測定方法只能適合於單葉或單株等十分有限的樣品或樣地，其測定數據的時間和空間代表性存在很多問題，還沒有很好的方法將測定數據反演到群落水平。
基於碳循環模型的估算法
近年，隨著計算機的發展，將植物的物質生產過程進行數學模式化，利用模型估算生產力成為研究熱點。已提出的諸多模型中，有的是經驗的，有的是理論的。
同化箱測定法
同化箱測定法是採用不同類型的同化箱罩住植被地面或土壤表面，通過測定箱內的CO2和CH4等氣體濃度變化來計算植被-大氣或土壤-大氣間的氣體交換通量(參見於貴瑞，2003陳泮勤，2004)其中靜態氣室-鹼吸收法雖然已被普遍採用，並被沿用至今已有70餘年，但其最大的缺陷是不能進行短時間內連續測定，而且測定結果不同於紅外氣體交換法的測定結果(Kucera&Kirkham,1971 Coleman,1973Anderson,1982)，因而有其局限性。靜態箱-氣相色譜法是國際國內廣泛使用的比較經濟可靠的測量方法(Wassmann et al，1994 Schiitz etal.,1989),不足之處在於它的使用會明顯地改變被測地表的物理狀態,在採樣時會因箱室的擠壓和抽氣時的負壓引起偏差。 動態(靜態)氣室-紅外CO2分析儀法被認為是最理想的一種方法,利用同化箱內下墊面處理的不同,可以獲得不同含義的氣體交換量。這種方法是生態系統碳通量直接測定的一種,其優點之一是設備的成本低,便於進行不同生態系統類型和不同生態系統管理方式間的碳通量的比較;其另一優點是可以用氣體採樣法進行室內的多種氣體的精細分析,因此能夠同時測定CH.等痕量氣體的通量。 但是,該方法的缺點是不適宜於森林或高稈作物群體的測定,更為嚴重的缺點是被箱子罩住的植被其生活環境將發生重大變化,嚴重地改變了植被的水分溫度和氣體交換環境,改變了植被-大氣,土壤-大氣間的能量,水分和氣體交換特徵和平衡,其測定結果很難反映實際情況。
