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                    中國通量觀測研究網絡(ChinaFLUX)專題 II 區論文(已發表) ? 版本 ZH3 Vol 6 (1) 2021
                    下載
                    2003–2010年西雙版納熱帶季節雨林碳水和能量通量觀測數據集
                    A dataset of carbon, water and energy fluxes observed in Xishuangbanna tropical seasonal rain forest from 2003 to 2010
                    起德花,張一平,宋清海,費學海,沙麗清,劉運通,周文君,周立國,鄧曉保,羅艷,鄧云
                    ?>>
                    : 2020 - 05 - 10
                    : 2021 - 03 - 17
                    : 2020 - 07 - 01
                    : 2021 - 03 - 31
                    极速快三
                    1878 22 0
                    摘要&關鍵詞
                    摘要:碳水通量是生態系統與大氣間碳水交換量,是量化生態系統功能及其對全球氣候變化的重要參數。熱帶季節雨林是我國重要的生態系統類型,在區域氣候調節、碳匯吸收中具有重要作用。西雙版納生態站是中國生態系統觀測網(CERN)和中國通量觀測研究網絡(ChinaFLUX)的基礎觀測站點,基于渦度相關技術,已開展了17年碳水通量觀測工作。本文基于ChinaFLUX數據處理體系,報道了2003–2010年西雙版納熱帶季節雨林碳水通量數據集的處理過程、數據結構及使用建議。本數據集經過坐標軸旋轉、異常值剔除、數據插補等標準數據處理,形成了30分鐘、日尺度、月尺度和年尺度4個時間尺度數據,涵蓋生態系統凈碳交換量、生態系統呼吸、生態系統碳交換總量、蒸散、顯熱等碳水通量及氣溫、輻射等相關氣象要素。本數據集不僅可以服務于區域生態系統功能評估、模型參數優化,還服務于地方經濟發展、生態安全、政府決策等,并在高質量論文、專著和國家及省部級獎項方面取得了豐碩的成果。本數據集是面向國家重大發展戰略和服務地方應用的有力支撐。
                    關鍵詞:渦度相關技術;碳循環;水循環;聯網觀測;氣候變化
                    Abstract & Keywords
                    Abstract:?Carbon and water fluxes, the carbon-water exchange capacity between ecosystem and atmosphere, are an important parameter to quantify ecosystem function and its global Climate Change. Tropical seasonal rainforest is an important ecosystem type in China, which play an important role in regional climate regulation and carbon sequestration. Xishuangbanna Ecological Station, as the basic observation station of China ecosystem observation Network (CERN) and China Flux Research Network (ChinaFLUX), has carried out carbon and water fluxes observation work based on Eddy Covariance Technique, for 17 years. Based on ChinaFLUX data processing system, this paper reports the processing process, data structure and application suggestions of carbon and water fluxes dataset of tropical seasonal rainforest in Xishuangbanna from 2003 to 2010. We accumulated in the dataset four time-scale data, namely half-hour, daily, monthly and yearly scales through standard data processing, such as coordinate axis rotation, abnormal value elimination, data interpolation and so on. It covers net ecosystem carbon exchange, ecosystem respiration, gross ecosystem carbon exchange, evaporation, sensible heat and other related meteorological factors, such as temperature, radiation and so on. This dataset can not only serve the regional ecosystem function assessment, model parameter optimization, but also promote the local economic development, ecological security, government decision-making etc., with fruitful results in high-quality papers, monographs and national and provincial awards. it is a powerful support for major national development strategies and local applications.
                    Keywords:?Eddy Covariance Technique;?carbon cycle;?water circulation;?Interconnection observation;?climate change
                    數據庫(集)基本信息簡介
                    數據庫名稱2003–2010年西雙版納熱帶季節雨林碳水和能量通量觀測數據集
                    數據通信作者宋清海(sqh@xtbg.ac.cn)、張一平(yipingzh@ xtbg.ac.cn)
                    數據生產者起德花、費學海、沙麗清、劉運通、周文君、周立國、
                    鄧曉保、羅艷、鄧云
                    數據時間范圍2003–2010年
                    地理區域云南省西雙版納州勐臘縣西雙版納生態站
                    生態系統類型熱帶季節雨林生態系統
                    數據量36 MB
                    數據格式*.xlsx
                    數據服務系統網址http://www.dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00177
                    基金項目國家973項目(2002CB412501),國家自然科學基金(41671209、40571163、31061140359、31770528、41961144017、U1602234、U1202234、41271056、31290221、41071071、41975147、42075119),國家重點研發計劃(2016YFC0502105),國家基金青年科學基金項目(40801035),國家重點基礎研究發展計劃(2010CB833501),中國科學院創新工程重大項目(KZCX1-SW-01-01A),中國科學院知識創新工程重要方向項目(KJCX2-YW-432-1、KZCX2-YW-Q1-05-04),中國科學院戰略性先導科技專項(XDA19020302)。
                    數據庫組成分為半小時、日尺度、月尺度和年尺度常規氣象數據(空氣溫度、空氣相對濕度、水汽壓、風速、風向、土壤溫度、土壤水分、太陽輻射、光合有效輻射和降水等)和碳水通量(生態系統凈碳交換量、生態系統呼吸、生態系統碳交換總量、潛熱通量、顯熱通量)數據產品表格。
                    Dataset Profile
                    TitleA dataset of carbon, water and energy fluxes observed in Xishuangbanna tropical seasonal rain forest from 2003 to 2010
                    CorrespondenceZHANG Yiping (yipingzh@ xtbg.ac.cn), SONG Qinghai (sqh@xtbg.ac.cn)
                    Data producerQI Dehua, FEI Xuehai, SHA Liqing, LIU Yuntong, ZHOU Wenjun, ZHOU Liguo, DENG Xiaobao, LUO Yan, DENG Yun
                    Time range2003–2010
                    Study siteXishuangbanna Ecological Station, Mengla County, Xishuangbanna Prefecture, Yunnan Province.
                    Ecosystem typeTropical seasonal rain forest ecosystem
                    Data amount36 MB
                    Data format*.xlsx
                    Data service system<http://www.dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00177>
                    Source of fundingNational basic research program of China(2010CB833501), National Natural Science Foundation of China(41671209, 40571163, 31061140359, 31770528, 41961144017, U1602234, U1202234, 41271056, 31290221, 41071071, 41975147, 42075119), National key Research and development program(2016YFC0502105), National Foundation youth Science Foundation project(40801035), National Key Basic Research and Development Program(2010CB833501), Major Innovation Project of the Chinese Academy of Sciences(KZCX1-SW-01-01A), Knowledge Innovation Project of The Chinese Academy of Sciences(KJCX2-YW-432-1, KZCX2-YW-Q1-05-04), Strategic Priority Research Program of Chinese Academy of Sciences (XDA19020302).
                    Dataset compositionThe dataset is composed of routine meteorological data (air temperature, air relative humidity, vapor pressure, wind speed, wind direction, soil temperature, soil moisture, solar radiation, photosynthetic active radiation, and precipitation, etc.) and carbon and water fluxes (net ecosystem carbon exchange, ecosystem respiration, gross ecosystem carbon exchange, latent heat flux, sensible heat flux), forming data products of half-hour, daily, monthly, and yearly scales.
                    引 言
                    碳水通量是指單位時間內垂直通過單位面積所傳遞的碳、水物質量。它是生態系統與大氣間碳水交換量,是量化生態系統功能及其對全球氣候變化的重要參數。碳水交換是物質和能量循環的關鍵過程,是農業、遙感、水文、生態、社會經濟、氣象、地質災害等相關領域的前沿性研究。開展植被與大氣間碳、水通量的長期觀測對人們深入研究和理解全球變化與陸地生態系統碳水循環的相互關系[1],預測全球區域性氣候變化趨勢,評價生態系統對氣候變化貢獻,發現生態系統變化規律以及對天氣預報、水資源利用等相關研究工作具有重要意義。
                    熱帶季節雨林是我國重要的生態系統類型。西雙版納生態站為中國生態系統觀測網(CERN)和中國通量觀測研究網絡(ChinaFLUX)的基礎觀測站點[2]。由于該地處于熱帶北緣,海拔偏高,年平均溫度和年降雨量相對較低,且降雨季節變化明顯。特殊的地理環境、氣候和植被結構,使其生態系統具有生物多樣性豐富、生產力高的特性,在區域的生態環境、緩解氣候變暖和全球碳循環方面具有重要作用[3]。
                    在中國科學院知識創新工程重要方向項目“中國陸地生態系統碳氮通量特征及其環境控制作用研究”,國家重點基礎研究發展計劃(國家973項目)“中國陸地生態系統碳-氮-水通量的相互關系及其環境影響機制”,中國科學院戰略性先導科技專項等支持下。西雙版納生態站積累了17年的碳水能量通量數據,以期服務政府和科研機構,提高公眾使度,進而推動中國乃至全球陸地生態系統碳水通量研究及相關領域的發展。
                    1 ? 數據采集和處理方法
                    1.1 ? 數據來源
                    通量塔位于西雙版納州勐臘縣勐侖鎮的國家級自然保護區(101°12′44″E,21°57′32″N,平均海拔為756 m)[4],四面有山丘,鐵塔底部與周圍山丘頂的水平距離為400–686 m,相對高差為80–70 m。年平均氣溫為21.5℃,最冷月(1月)平均溫度為16.0℃,最熱月(6月)平均溫度為25.7℃,年Σt≥10℃(溫度大于等于10℃之和)和Σt≥18℃(溫度大于等于18℃之和)積溫分別為7959.2℃和6638.1℃。平均日照時數為1858.7 h。多年平均降水量為1556.8 mm[5],但各月份分配不均,87 %的降水集中在5–10月,年平均相對濕度為85 %。林下土壤為磚紅壤,腐殖質層厚1–3 cm,落葉層厚2–5 cm,土壤偏酸(PH<5)。年平均風速僅為0.4 m/s,是著名的靜風區[6]。
                    通量塔所處植被類型為熱帶季節雨林,優勢種主要為絨毛番龍眼(Pometia tomentosa)、千果欖仁(Terminalia myriocarpa),其群落高35 m左右,生物量大約500 t /ha,該雨林群落胸徑≥10 cm的立木密度為386棵/ hm2,平均樹高18.6 m[7]。
                    1.2 ? 數據采集方法
                    通量塔于2002年底正式投入使用,通量塔上安裝有開路渦度相關通量系統和多層微氣象觀測系統。設置的氣象梯度觀測系統包括:7層3杯風速儀和溫濕度構成風速和溫濕度垂直梯度觀測系統;6層PAR(光合有效輻射)傳感器觀測PAR垂直變化;在通量塔頂層設置了太陽輻射傳感器和雨量筒;在鐵塔41.6 m處設置了太陽輻射傳感器以觀測太陽總輻射4分量動態;地表溫度、土壤熱通量、9層土壤溫度梯度、3層土壤體積含水量等相關數據觀測;此外,還在植被冠層安裝紅外溫度傳感器,以監測植物冠層表面溫度變化。
                    觀測系統的渦度相關和氣象梯度觀測數據都是通過數據采集器Datalogger進行自動采集并存儲,CO2、H2O和能量通量系統頻率為10 Hz,常規氣象要素的數據采樣頻率為0.5 Hz。為了保證數據可比性和準確性,提升研究結果可靠性,對所有儀器設備進行定期校對和維護。各觀測項目測定所用儀器及型號、儀器制造商,以及數據采集傳感器及其廠家等相關信息見表1,氣象數據觀測高度見表2。
                    表1 ? 觀測項目所用分析儀相關信息
                    觀測系統測定要素分析儀器分析儀
                    制造商
                    數據采集傳感器數據采集傳感器制造商
                    常規氣象要素空氣溫度/濕度HMP45CVAISALACR10X
                    CR23X
                    CAMPBELL
                    降水量52203RM YOUNG
                    總輻射CM11KIPP&ZONEN
                    凈輻射CNR-1KIPP&ZONEN
                    光合有效輻射LQS70-10APOGEE
                    風速A100RVECTOR
                    風向W200PVECTOR
                    壓力CS105VAISALA
                    紅外溫度傳感器IRTS-PPOGEE
                    土壤溫度105T/107-LCAMPBELL
                    土壤水分CS615-LCAMPBELL
                    土壤熱通量HFP01HUKSEFLUX
                    CO2和水熱通量三維超聲風速CSAT3CAMPBELLCR5000CAMPBELL
                    CO2、H2O密度LI-7500ALI-COR
                    1.3 ? 數據處理和產品加工方法
                    數據處理基本基于ChinaFLUX流程與標準[8-9],但基于站點(site-based)地形及氣候,故數據處理時我們做出改進/訂正:詳細方法見姚玉剛等和費學海等的文獻[10-11]。數據處理流程見圖1。


                    圖1 ? 渦度相關系統30 min碳水通量數據處理流程數據(改自文獻[11])
                    氣象數據質量保證/質量控制:
                    (1)30 min原始氣象數據時間校對:
                    檢查每年的數據是否全(平年數據是365×48=17520行/年,加上表頭信息是17524行/年;潤年數據是366×48=17568行/年,加上表頭信息是17572行/年),對于時間信息沒全的時間數據進行檢查并插補。
                    (2) 異常值剔除:對輸出30 min的氣象數據值為1.#IND,1.#INF,NAN(1.#IND,1.#INF,NAN均為數據缺失值)的數據進行剔除。
                    (3) 閾值剔除:
                    對Tair(空氣溫度)、Tsoil(土壤溫度)大于40℃、小于0℃的數據進行剔除(根據西雙版納多年、多個站點數據,溫度未出現過負值),對空氣濕度rh小于0%的數據進行剔除;對于風向數據大于360度和小于0度〔陸地上,風向一般用16個方位表示,在高空則用角度表示。用角度表示風向,是把圓周分成360度,北風(N)是0度(即360度),東風(E)是90度,南風(S)是180度,西風(W)是270度,因此風向不會大于360度,也不會小于0度?!车臄祿M行剔除;對于夜間太陽輻射Dr大于10 W m-2,白天太陽輻射Dr大于2000 W m-2的數據進行剔除;降水量明顯低于最近氣象站的降水數據進行剔除(雨量筒出現堵塞)。
                    (4) 氣象數據插補:
                    申請西雙版納熱帶雨林54 km的氣象數據,用來插補已經缺失或者剔除的氣象數據,該氣象站距通量塔1 km,是離通量塔最近的另外一個氣象站。
                    碳水通量質量保證/質量控制:
                    (1)對已經轉換出來的30 min原始通量數據時間校對:
                    檢查每年的數據是否全(平年數據是365×48=17520行/年,加上表頭信息是17524行/年;潤年數據是366×48=17568行/年,加上表頭信息是17572行/年),對于時間信息沒全的時間進行數據檢查并插補。
                    (2)異常值剔除:
                    對輸出30 min的通量數據值為1.#IND,1.#INF,NAN(1.#IND,1.#INF,NAN均為數據缺失值)的數據進行剔除。
                    (3)閾值剔除:
                    對水汽濃度H2O>40 g/m3或者H2O<0 g/m3)的數據進行剔除;對CO2濃度>1000 mg/m3或者CO2 <200 mg/m3的數據進行剔除;對n_Tot(樣本總數)<15000的數據進行剔除;對夜間摩擦風速u*<0.1 m/s(由于地處山坳,且該地區常年風速小,故沒有采用ChinaFLUX規定的u*<0.2 m/s標準)的數據進行剔除;對渦度碳通量數值Fc>2 mg m?2 s?1或者Fc<?2 mg m?2 s?1的數據進行剔除;對LE>1200 W/m2 或LE<?300 W/m2的數據進行剔除;對有降雨發生的通量和CO2濃度數據進行了剔除;對HS>900 W/m2或HS<?300 W/m2的數據進行剔除。
                    (4)坐標軸旋轉(采用自然風系統三次旋轉方法)、WPL(Webb, Pearman and Leuning’s calibration method)校正:
                    在Matalab中輸入代碼進行坐標軸旋轉、WPL校正。
                    (5) 重復數據篩選步驟,對通量數據進一步篩選(經過坐標軸旋轉、WPL校正出來的數據偶偶會出現明顯超范圍數值)。
                    西雙版納熱帶季節雨林不僅霧日較多、風速較低,而且還存在“碳湖”現象?!疤己痹?–9月出現頻率較高,在10–3月出現頻率較低,存在明顯的季節變化特征,影響高度可達20 m[12]。由于存在“碳湖效應”和“假碳源效應”,采用常規通量數據處理方法無法獲得合理的西雙版納站通量觀測數據。因此,將天亮(太陽輻射值Dr>10 W/m2的第一個值)到11∶00這個時段Fc >0 mg m?2 s?1的數據進行剔除。
                    (6) NEE的計算:
                    生態系統凈碳交換量(NEE)是生態系統中植物光合作用吸收的CO2〔即生態系統總初級生產力(GPP)〕與生態系統生物及非生物呼吸釋放的CO2〔即生態系統呼吸(Reco)〕間平衡的結果。對于森林生態系統來說,其由渦度相關系統測得的碳通量(Fc)與同一時間段內存儲在地表到測量界面這段空間碳儲量(Fs)這兩部分組成,Fc,Fs和NEE的計算如公式(1)[13]和公式(2)[14]所示:
                    (1)
                    (2)
                    其中,Fc 為生態系統與大氣間CO2通量,其由EC〔渦度相關(Eddy covariance technique)〕測得,在數據處理時Fc 為經過坐標軸旋轉(采用自然風系統三次旋轉方法)、WPL校正后的Fc 值;Fs 表示渦度相關系統觀測高度與地面間CO2儲存量變化量,其根據單位時間內單位體積CO2濃度變化計算所得,?c/?t表示單位時間內CO2濃度變化速率,?t為相鄰時間間隔(取30 min),zr 為觀測界面(渦度相關系統安裝)的高度。當NEEFc 為正值時,表示生態系統釋放CO2;為負值時表示生態系統吸收CO2,此時生態系統為碳匯功能。以太陽輻射(Dr)區分白天(Dr≥10 w m-2)和夜間(Dr<10 w m-2),視夜間的NEE(μmol m–2 s–1)為生態系統夜間呼吸速率(Reco )。
                    通量數據插補:通量數據插補在渦流相關數據處理工具網(https://www.bgc-jena.mpg.de/REddyProc/brew/REddyProc.rhtml)進行在線插補。
                    CO2通量數據拆分:由于渦度相關法只能直接測量出生態系統的NEE,因此需通過一定方法實現NEE的拆分,從而得到RecoGPP值。本研究據Lloyd-Taylor方程,即式(3)[15]來計算生態系統呼吸Reco
                    (3)
                    式(3)中T為土壤5 cm處溫度;Rref 為生態系統在參考溫度Tref (13℃即283.15 K)下的呼吸值;E0 為活化能;Reco,ref 表示生態系統的基礎呼吸速率;T0 是生態系統呼吸為零時5 cm土壤溫度(K),本研究取?46.02℃,即227.13 K。單位為μmol m–2 s–1。
                    由于在夜間(Dr<10 w m-2),夜間凈CO2交換量(NEEn )與夜間生態系統呼吸(Rn-eco )間關系為NEEn = ?Rn-eco ,故用式(3)對夜間篩選后的有效CO2凈交換(NEEn )數據與土壤5 cm溫度分時段進行擬合,從而對模型進行校準和參數化,就可以求得生態系統白天的呼吸(Rd-eco )結果。故GPP表達式為(4):
                    GPP = Reco ?NEE (4)
                    式(4)中,GPP、RecoNEE單位都為μmol m–2 s–1。
                    2 ? 數據樣本描述
                    2.1 ? 數據子集與數據量
                    本數據集為版納熱帶季節雨林2003–2010年連續8年的碳水通量觀測數據。每年有8個EXCEL數據文件,分為兩類數據文件,一類常規氣象數據文件,一類通量數據文件。每年每類數據文件各有4個,即30 min、日、月和年尺度,總共64個文件,總數據量36 MB。
                    2.2 ? 數據文件示例
                    以2003年數據文件為例,表2為2003年西雙版納熱帶季節雨林通量塔30 min氣象數據表頭說明,表3為2003年版納熱帶季節雨林通量塔不同時間尺度通量數據表頭說明。所有數據均是以數字形式呈現。氣象觀測系統包括7層三杯風速儀(A100R,VECTOR, UK),近地面觀測高度為4.2 m。7層溫濕探頭(HMP45C, VAISALA, Netherlands)。氣壓觀測設置在距地表4.2 m高度(CS105, VAISALA, Netherlands),頂層設置有雨量筒(52203, RM YOUNG, USA)。上述儀器均與CR10X型數據采集器(CR10X, Campbell, USA)相連,每30 min輸出一組平均值。
                    表2 ? 氣象數據表說明及指標觀測高度
                    數據項計量單位觀測高度數據項說明
                    年份
                    月份
                    日期
                    小時
                    分鐘
                    近地面空氣溫度4.2 m近地面平均空氣溫度
                    冠層上方空氣溫度42 m冠層上方平均空氣溫度
                    近地面空氣濕度%4.2 m近地面平均相對濕度
                    冠層上方空氣濕度%42 m冠層上方平均相對濕度
                    近地面水汽壓kPa4.2 m近地面水汽壓
                    冠層上方水汽壓kPa42 m冠層上方水汽壓
                    近地面風速m/s4.2 m近地面風速
                    冠層上方風速m/s42 m冠層上方風速
                    風向degree70 m風向
                    大氣壓kPa4.2 m大氣壓強
                    太陽輻射W/m270 m太陽輻射
                    凈輻射W/m241 m凈輻射
                    光合有效輻射μmol/m270 m光合有效輻射
                    一層土壤溫度0 cm0 cm土壤溫度
                    二層土壤溫度?40 cm40 cm土壤溫度
                    三層土壤溫度?60 cm60 cm土壤溫度
                    四層土壤溫度?80 cm80 cm土壤溫度
                    五層土壤溫度?100 cm100 cm土壤溫度
                    一層土壤體積含水量m3/mm?5 cm5 cm土壤水分
                    二層土壤體積含水量m3/mm?20 cm20 cm土壤水分
                    三層土壤體積含水量m3/mm?40 cm40 cm土壤水分
                    降水量mm72 m總降雨量
                    表3 ? 通量數據表說明
                    時間尺度數據項計量單位數據項說明
                    半小時年份
                    月份
                    日期
                    小時
                    分鐘
                    質控NEEmg CO2 m-2 s-1進行質量保證/質量控制后半小時尺度的生態系統凈碳交換量
                    質控LEW m-2進行質量保證/質量控制后半小時尺度的潛熱通量
                    質控HsW m-2進行質量保證/質量控制后半小時尺度的顯熱通量
                    NEEmg CO2 m-2 s-1半小時尺度的生態系統凈碳交換量(NEE值為負值表示生態系統是碳匯功能,反之為碳源)
                    REmg CO2 m-2 s-1半小時尺度的生態系統呼吸
                    GEEmg CO2 m-2 s-1半小時尺度的生態系統碳交換總量
                    LEW m-2半小時尺度的潛熱通量
                    HsW m-2半小時尺度的顯熱通量
                    ETg m-2s-1半小時尺度的蒸發量
                    日尺度年份
                    月份
                    日期
                    NEEgC m-2 d-1每日生態系統凈碳交換量累計值
                    REgC m-2 d-1每日生態系統呼吸累計值
                    GEEgC m-2 d-1每日生態系統碳交換總量累計值
                    LEMW m-2 d-1每日潛熱通量累計值
                    HsMW m-2 d-1每日顯熱通量累計值
                    ETkg H2O m-2 d-1每日蒸發量累計值
                    月尺度年份
                    月份
                    NEEgC m-2 m-1每月生態系統凈碳交換量累計值
                    REgC m-2 m-1每月生態系統呼吸累計值
                    GEEgC m-2 m-1每月生態系統碳交換總量累計值
                    LEMW m-2 m-1每月潛熱通量累計值
                    HsMW m-2 m-1每月顯熱通量累計值
                    ETkg H2O m-2 m-1每月蒸發量累計值
                    年尺度年份
                    NEEgC m-2 y-1每年生態系統凈碳交換量累計值
                    REgC m-2 y-1每年生態系統呼吸累計值
                    GEEgC m-2 y-1每年生態系統碳交換總量累計值
                    LEMW m-2 y-1每年潛熱通量累計值
                    HsMW m-2 y-1每年顯熱通量累計值
                    ETkg H2O m-2 y-1每年蒸發量累計值
                    3 ? 數據質量控制和評估
                    半小時尺度上,不同年份之間生態系統凈碳交換量(NEE)、潛熱通量(LE)和顯熱通量(H)有效觀測數據比例分別為48.0%–83.0%、57.4%–91.1%、58.1 %–92.2%。其中,除2008年潛熱通量和顯熱通量有效數據在57.4%和58.1%外,其余年份潛熱通量和顯熱通量有效數據量均達到70%以上,且均高于生態系統凈碳交換量質控后有效通量數據比例(圖2)。


                    圖2 ? 半小時尺度上不同年份質控的有效通量數據比例(%)
                    4 ? 數據使用方法和建議
                    本數據已在國家科技資源共享服務平臺(http://www.cnern.org.cn)發布,用戶登錄系統后,點擊數據資源欄目,在碳氮水通量觀測數據集中搜索“版納站”,點擊查詢,即可進入相關數據下載界面。用戶也可登錄Science Data Bank(http://www.dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00177)訪問和下載數據集。
                    本數據集可應用于模型的開發、驗證。為了便于不同站點數據的比較,本數據集采用ChinaFLUX制定的標準技術體系進行數據處理和質量控制。但是由于不同插值方法計算結果存在差異,即使年通量差異相對較小,也可能導致季節動態較大的不同,因此在機理解析中應尤其慎重。
                    5 ? 展望
                    西雙版納熱帶季節雨林碳水通量在能量平衡及全球小氣候特征中至關重要。后續需要進一步加強以下幾個方面的研究:
                    (1)由于該地處于熱帶北緣,海拔偏高,年平均溫度和年降雨量相對較低,風速較小,霧日較多,而且還存在“碳湖”現象。有特殊的地理環境、氣候和植被結構,在觀測系統運行以及數據質量控制時要考慮多種因素。
                    (2)隨著碳水通量觀測儀器的推陳出新以及碳水通量數據處理方法的不斷改進、完善和創新,碳水通量質控后有效數據比例將越來越高。
                    (3)在得到標準化數據的同時,應深入開展CO2濃度,氮沉降、氣溶膠等其他環境因子對森林生態系統碳匯影響方面的研究,并探討其背后機制。
                    (4)以后研究可運用長期連續觀測的通量和氣象數據(20年以上),并結合模型來探討碳交換年間變異機制及其對氣候變化響應。年際變異的生態系統響應與氣候要素貢獻、生物氣候要素在年際變異中的貢獻。
                    (5)本研究采用渦度相關法,得到的是點上碳交換研究結果。以后研究可整合單點碳交換數據、遙感影像數據和地表過程模型(Land surface model,如EALCO),實現從點到區域地研究生態系統碳交換及其對氣候變化的響應,從而把點上研究結果擴展到區域乃至全球尺度。
                    致 謝
                    西雙版納熱帶季節雨林碳水能量通量觀測數據積累離不開中國科學院西雙版納熱帶植物園和西雙版納生態站的大力支持,西雙版納生態站承擔了通量和氣象觀測設備的野外維護和原始數據采集工作,為本數據集的生產做出了不可缺少的貢獻。同時也感謝國家973項目(2002CB412501、2010CB833501),國家自然科學基金(41671209、40571163、31061140359、31770528、41961144017、U1602234、U1202234、41271056、31290221、41071071、41975147、42075119)、國家重點研發計劃(2016YFC0502105)、國家基金青年科學基金項目(40801035),中國科學院項目(KZCX1-SW-01-01A、KZCX2-YW-432-1、KZCX2-YW-Q1-05-04、XDA05050601),中國科學院“一三五”專項(方向一:2017XTBG-F01、突破一:2017XTBG-T01),云南省中青年學術和技術帶頭人后備人才項目(202005AC160003),云南省萬人計劃青年拔尖人才項目(宋清海),中國科學院戰略性先導科技專項(XDA19020302)等項目的資助,因有這些項目源源不斷的支持,西雙版納熱帶季節雨林通量塔各個儀器探頭才得以正常運行,并能持續積累17年標準化西雙版納熱帶季節雨林碳水能量通量觀測數據集,特此致謝!
                    [1]
                    董剛. 中國東北松嫩草甸草原碳水通量及水分利用效率研究[D]. 長春: 東北師范大學研究生院, 2011.
                    [2]
                    CHEN B, GE Q, FU D, et al. A data-model fusion approach for upscaling gross ecosystem productivity to the landscape scale based on remote sensing and flux footprint modeling[J]. Biogeosciences, 2010, 7: 2943-2958.
                    [3]
                    竇軍霞, 張一平, 于貴瑞, 等. 西雙版納熱帶季節雨林水熱通量[J]. 生態學報, 2007, 27 (8): 3099-3109.
                    [4]
                    宋清海. 熱帶季節雨林植物CO2交換及其與冠層CO2通量比較研究[D]. 北京: 中國科學院研究生院, 2006.
                    [5]
                    姚玉剛, 張一平, 于貴瑞. 等. 熱帶森林植被冠層CO2儲存項的估算方法研究[J]. 北京林業大學學報, 2011, 33(1): 23-29.
                    [6]
                    姚玉剛, 張一平, 于貴瑞, 等. 熱帶季節雨林近地層CO2堆積的氣象條件分析[J]. 應用基礎與工程科學學報, 2012, 20(1). DOI:10.3969/j.issn. 1005-0930. 2012. 01. 005.
                    [7]
                    張一平, 沙麗清, 于貴瑞, 等. 熱帶季節雨林碳通量年變化特征及影響因子初探[J]. 地球科學, 2006, 36: 139-152.
                    [8]
                    譚正洪. 西雙版納熱帶季節雨林生態系統碳平衡研究[D]. 北京: 中國科學院研究生院, 2011.
                    [9]
                    張雷明, 羅藝偉, 劉敏, 等. 2003–2005年中國通量觀測研究聯盟(ChinaFLUX)碳水通量觀測數據集[J/OL]. 中國科學數據, 2019, 4(1). (2018-12-29). DOI: 10.11922/csdata.2018.0028.zh.
                    于貴瑞, 孫曉敏. 陸地生態系統通量觀測的原理與方法(第二版)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2018.
                    [10]
                    姚玉剛. 西雙版納熱帶雨林“碳湖”形成機理及其對凈生態系統CO2交換量的影響[D]. 北京: 中國科學院研究生院, 2010.
                    [11]
                    費學海. 云南典型森林生態系統碳交換及其對氣候變化響應研究[D]. 北京: 中國科學院研究生院, 2018.
                    [12]
                    YAO Y G, ZHANG Y P, LIANG N S, et al. Pooling of CO2 within a small valley in a tropical seasonal rain forest[J]. Journal of Forest Research, 2012, 17(3): 241-252.
                    [13]
                    HOLLINGER D, KELLIHER F, BYERS J, et al. Carbon dioxide exchange between an undisturbed old‐growth temperate forest and the atmosphere[J]. Ecology, 1994, 75(1): 134-150.
                    [14]
                    AUBINET M, CHERMANNE B, VANDENHAUTE M, et al. Long term carbon dioxide exchange above a mixed forest in the Belgian Ardennes. Agricultural and Forest Meteorology, 2001, 108(4): 293-315.
                    [15]
                    LLOYD J and TAYLOR J A. On the Temperature-Dependence of Soil Respiration. Functional Ecology, 1994, 8(3): 315-323.
                    數據引用格式
                    宋清海, 張一平, 起德花, 等. 2003–2010年西雙版納熱帶季節雨林碳水通量觀測數據集[DB/OL]. Science Data Bank, 2020. (2020-05-10). DOI: 10.11922/sciencedb.j00001.00177.
                    稿件與作者信息
                    論文引用格式
                    起德花, 張一平, 宋清海, 等. 2003–2010年西雙版納熱帶季節雨林碳水通量觀測數據集[J/OL]. 中國科學數據, 2021, 6(1). (2021-03-31). DOI: 10.11922/csdata.2020.0037.zh.
                    起德花
                    Qi Dehua
                    主要承擔工作:數據采集和處理。
                    (1993—),女,云南省永仁縣人,碩士,研究助理,研究方向為全球變化。
                    張一平
                    Zhang Yiping
                    主要承擔工作:通量的總體運行與科學發展。
                    yipingzh@xtbg.ac.cn
                    (1957—),男,云南省昆明市人,博士,研究員,研究方向為區域氣候變化。
                    宋清海
                    Song Qinghai
                    主要承擔工作: 碳水通量數據最終質量控制。
                    sqh@xtbg.ac.cn
                    (1979—),男,云南省昆明市人,博士,副研究員,研究方向為生態系統碳水分配模式。
                    費學海
                    Fei Xuehai
                    主要承擔工作:數據處理和質量控制。
                    (1984—),男,貴州省貴陽市人,博士,講師,研究方向為氣候變化與生態響應。
                    沙麗清
                    Sha Liqing
                    主要承擔工作:碳水通量數據綜合處理方法和技術途徑。
                    (1963—),男,云南省昆明市人,博士,研究員,研究方向為生態系統碳水循環過程與全球變化。
                    劉運通
                    Liu Yuntong
                    主要承擔工作:數據質量分析。
                    (1979—),男,云南省昆明市人,博士,副研究員,研究方向為生態系統碳通量時空格局。
                    周文君
                    Zhou Wenjun
                    主要承擔工作:數據集格式規范化、數據管理和服務。
                    (1977—),女,云南省昆明市人,博士,副研究員,研究方向為數據挖掘與運用。
                    周立國
                    Zhou Liguo
                    主要承擔數據觀測、整理、初級質控及上報。
                    鄧曉保
                    Deng Xiaobao
                    主要承擔工作:數據處理和質量控制。
                    (1959—),男,云南省昆明市人,博士,高級工程師,研究方向為生態系統通量觀測與數據分析。
                    羅艷
                    Luo Yan
                    主要承擔工作:數據集格式規范化、數據管理和服務。
                    (1989—),女,云南省西雙版納市人,碩士,助理工程師,研究方向為數據庫運行。
                    鄧云
                    Deng Yun
                    主要承擔工作:數據處理和質量控制。
                    (1983—),男,云南省昆明市人,碩士,助理研究員,研究方向為生態信息學。
                    出版歷史
                    I區發布時間:2020年7月1日 ( 版本ZH2
                    II區出版時間:2021年3月31日 ( 版本ZH3
                    參考文獻列表中查看
                    中國科學數據
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