全球長期通量觀測網路概念最早起源於1993年，由國際地圈-生物圈計畫首次提出，國際科學委員會在1995年的La Thuile研討會上對此概念進行正式討論，在這次會議上，通量觀測委員會討論了進行長期通量觀測的可能性以及存在的問題和缺陷，La Thuile會議後，全球通量觀測塔的建立及區域性觀測網的建立得到了快速發展，EuroFLux於1996 年起動 ( Aubinet et al., 2000), AmeriFLUX 在1996年開始孕育，隨著歐洲和美洲區域通量網的成功建立及對地觀測衛星(Earth Observation Satellite)(EOS/Terra)的加人，1998年美國國家航空航天局決定成立全球規模的FLUXNET，將其作為檢驗EOS產品的一種方法。
基本介紹
- 中文名：FLUXNET
- 外文名：FLUXNET
- 全稱：全球長期通量觀測網路
- 目的：觀測生物圈與大氣圈的二氧化碳等
- 意義：更好的了解通量的時空尺度的機制
- 起源：由國際地圈-生物圈計畫首次提出
FLUXNET的創建,FLUXNET的發展,數據與信息共享系統的建設,
FLUXNET的創建
在過去的一個世紀，地球大氣圈和生物圈發生了很大的變化。自從工業革命以來，隨著人類社會人口劇增和城市化的發展，陸地表面發生了劇烈的變化，許多農田變成城市郊區和城市用地、濕地乾涸、大面積熱帶森林被採伐和焚燒後退化為草地，地球大氣中二氧化碳體積分數從288 ×10-6迅速增至368×10 -6(Keeling & Whorf, 1994 Conway et al.,1994)大氣二氧化碳濃度的長期持續增長主要是由人類和自然源的二氧化碳排放率高於生物圈和海洋匯的二氧化碳吸收率所致，土地利用變化改變了地表反射率、波文比，從而改變了地球輻射平衡、葉面積指數、植物吸收碳的能力。研究大氣C和O的分布顯示陸地生物圈在二氧化碳增加量的年際變化中起著重要作用(Ciais et al，1995)大氣二氧化碳濃度增高造成的全球變化主要有El Nino/la Nina事件、全球地表變暖、極地冰川融化、海平面上升等，對這些問題的深刻理解都需要深人了解陸地表面的碳、水和能量與植物和生態系統的物理氣候和生理功能的相互作用關係，目前有許多研究大氣圈一生物圈同二氧化碳交換量的技術和方法，每種方法都有各自的優缺點其中基於微氣象學理論的渦度相關技術因可接測定植被大氣間的淨二氧化碳和水汽通量，經過長期發展和改進已成為觀測陸地生態系統二氧化碳和水汽淨交換量的合理選擇(Massman&Lee, 2002 )。
直到20世紀80年代，隨著數位化計算機的出現，超聲風速計和紅外氣體分析儀技術有很大改進，渦度相關技術才得以普遍套用。起初是在生長旺季的農田、森林和天然草地上進行短期試驗研究，到20世紀80年代末和90年代初，觀測技術進一步改進後，科學家們才得以開展更長時間的渦度相關連續觀測。Wofsy et al. ( 1993 ) 和 Vermetten et al.(1994)分別在哈佛森林站和荷蘭率先用渦度相關技術進行了為期一年的森林生態系統的二氧化碳和水汽通量的長期觀測，隨後在北美和歐洲及日本迅速建起一批通量觀測塔，這預示著長期通量觀測時代的開始，代表性的試驗有北方生態系統-大氣研究(BOREAS)(Sellers et al，1997)和北半球氣候-陸面過程試驗(NOrthern Hemisphere Climate Processes Land-Surface Experiment, NHCPLSE) ( Hall-din et al., 1999 )。
全球長期通量觀測網路概念最早起源於1993年，由國際地圈-生物圈計畫首次提出，國際科學委員會在1995年的La Thuile研討會上對此概念進行正式討論，在這次會議上，通量觀測委員會討論了進行長期通量觀測的可能性以及存在的問題和缺陷，La Thuile會議後，全球通量觀測塔的建立及區域性觀測網的建立得到了快速發展，EuroFLux於1996 年起動 ( Aubinet et al., 2000), AmeriFLUX 在1996年開始孕育，隨著歐洲和美洲區域通量網的成功建立及對地觀測衛星(Earth Observation Satellite)(EOS/Terra)的加人，1998年美國國家航空航天局決定成立全球規模的FLUXNET，將其作為檢驗EOS產品的一種方法。
FLUXNET的發展
在對全球碳和水循環關鍵過程的研究中，需要大尺度、長期、連續的陸地/海洋-大氣之間二氧化碳。水和能量通量觀測數據的支撐。20世紀末，美洲、歐洲和日本率先建立了各自的區域性觀測研究網路，發起了FLUXNET的建設事業，目前，FLUXNET 主要由 AmerIFLUX. CarboEurope. AsIaFLUX.OzFLUX. FLUXNET-Canada. KoFLUX. Greengrass和CHInaFLUX 9個區域性網路所組成，正在開展大洲尺度或地區尺度的長期通量觀測研究這些觀測網路的建立為多學科的科學家提供了合作機會和舞台，為多學科、多種研究方法的集成研究提供了綜合性實驗研究基地，各個通量網路都強調採用多手段和多方法對土壤、植被和大氣的各種要素以及生態系統碳循環與水循環關鍵過程進行綜合觀測，為開展陸地生態系統碳、水循環和能量傳輸過程的綜合研究提供有效的數據集，同時也為資源、生態和環境科學領域的國際性合作提供了工作條件和研究平台。
FLUXNET作為全球微氣象通量觀測網路，其目的是致力於觀測生物圈與大氣圈同的二氧化碳、水汽和能量交換通量特徵。歐洲的一些國家、美國和日本等已開發國家率先開展了陸地生態系統二氧化碳、水汽、熱量通量的觀測研究，並且歐洲通量網(EuroHux)、美洲通量網(Ameri Flux)和日本通量網(AsiaFIux)等地區通量觀測網相繼開始啟動，建立了各自國家水平的觀測網路，先後自願加盟到FLUXNET通量觀測網路。FLUXNET建立的主要目的是在分析各測點由於氣候、植被變化引起的碳收支差異和大的區域碳收支的空間變動過程中，交換各站觀測點的通量觀測方法和分析方法等信息，使各觀測測點的數據能實現共享，構建世界規模的通量觀測信息和數據交換平台。
數據與信息共享系統的建設
FLUXNET成立的目的是為人類更好的了解調控二氧化碳、水汽和能量交換的時空尺度的機制，同時為檢驗NASA.TERRA衛星估測的淨初級生產力(NPP)、蒸騰蒸發量及能量利用率提供地面信息。FLUXNET的全球性質要求FLUXNET觀測涵蓋各種生物群落類型、各種氣候區及各種觀測方法。如歐洲通量觀測網採用標準微氣象法(以閉路紅外光譜儀為基礎)觀測針葉林、落葉林和地中海灌木等不同群落。而美洲通量網(AmerIFLUX)研究的群落類型和氣候區及採用的觀測方法具有更高的多樣性，其研究群落類型有溫帶針葉和闊葉林、北方針川林、苔原、農田、草地、灌木叢林和熱帶森林觀測設備方面主要採用開路和閉路紅外光譜儀來測二氧化碳和水汽脈動，但由於人力、物力和財力有限，現在還無法觀測地球上的每一塊土地，事實上也不可能這樣做而協作下的FLUXNET可套用已有的觀測站點再通過氣候和植被帶等功能區來推算水碳通量的空同格局等信息。FLUXNET的科學目標是：
量化自然生態系統內或不同自然生態系統之間與氣候系統的二氧化碳和水汽交換率的空間差異。
量化碳和水熱通量密度的動態機制和季節及年際變化，這些數據將可以用於研究物候、乾旱、熱害、厄爾尼諾、生長季長短、降雪等對冠層尺度通量的影響。
量化由於光、水、溫度、土壤濕度、光合能力、養分、冠層結構和生態系統功能型的變化所導致的二氧化碳和水熱通量的變化。
