这项研究是在Kampar半岛（苏门答腊，印度尼西亚）进行的 ，这是一个大约700,000公顷的杂质的热带泥炭地 ，在过去的5100年中大部分形成（参考文献8） 。泥炭地的底部是灰色的海洋粘土，泥炭从大约60公里宽的河流边界附近约3 m到11 m以上，其平均深度为8 m 。半岛经历潮湿的热带气候 ，平均每月气温为26至29°C（参考文献17,27）。降雨的变化受季风过程的影响 ，结合了厄尔尼诺尼诺 - 南方振荡和iod51,52。通常，厄尔尼诺34和正iod35依次发生 ，厄尔尼诺之后几个月的正iod峰值峰值 ，对区域降雨模式产生了强大的综合作用26 。过去8年的平均年降雨量（2014 - 2021年，2015年的Elniño ，2017年的LaNiña和2019年的Elniño赛事加上主要的正面IOD）为1,772±201 mm 。季节性降雨有所不同 ，每年两个高峰，一个在11月至12月至12月 - 大约4月。半岛的土地掩护的特征是一个大型的中央森林地区 ，该地区仍然有茂密的茂密森林 ，代表了东南亚最大的泥炭沼泽森林之一 。在半岛的某些地区，有选择性的伐木发生在1990年代 ，包括建造访问伐木轨道和运河 ，尤其是在森林周围周围 。但是，某些区域从未被记录，并被归类为完整的泥炭沼泽森林21。在2000年代初期 ，大多数记录的森林都转化为工业纤维木种植园和小农业农业 。目前 ，中央森林地区被叶绿曲霉，油棕种植和泥炭沼泽森林降解的镶嵌物包围 ，上面有灌木和开放土地21（图1） 。
在实验性纤维木种植园区 ，泥炭沼泽森林受到选择性的记录活动的干扰，包括1990年代初期的伐木轨道和运河。在2000年代初期 ，该地区被转化为相思树种植园 。这涉及清除剩余的登录森林 ，机械土地制备过程中的人造压实，安装定期间隔的水管理和通道的运河以及种植曲霉果曲霉（A. crassicarpa） ，这是在4 - 5年的旋转中收获的 。该地区在土地利用变化之前 ，期间或之后不受火灾影响。阿aciiacrassicarpa（豆科）是一棵快速生长的n固定树，是在东南亚泥炭土壤上生长的主要纤维木种植园 。种植树幼苗到收获之间的典型人工林旋转期为4 - 5年 ，大约12到18个月的封闭式冠层发生 。当测量始于2016年10月 ，树木已经在第三种种植园旋转结束时。在2016年10月至2017年4月之间收获了涡流协方差塔周围2公里半径内的所有种植园室。收获的树高度在19-24 m的范围内，由植被调查确定，以永久采样（20 m×125 m）的植被调查确定 。重新种植第四种种植园的旋转发生在每公顷收获1,667棵树的密度（3 m×2 m间距）的密度后两周内发生 。在种植过程中 ，在幼苗周围施用每棵树的螯合微量营养素五克。在2021年6月至2021年8月之间 ，在平均种植园年龄为4.7岁之间，收获了涡流协方差塔的2公里半径内的所有车厢 ，并在收获后两周内进行了第五种种植园旋转 。种植区的地面相对均匀 ， 没有Hummock空心的微型图，几乎没有底层植被 。扩展数据表1总结了现场土壤特征。实验种植园中的GWLS通过广泛的地形定义水管理区域的广泛网络进行了积极管理 ，该网络由出口Sluices控制 ，并由GWL监测支持 。水管理区由可通道的运河组成，通常为12 m宽和3 m的深度 ，也用于运输25 。宽度为5–8 m的分支管道垂直于这些运河 ，间距为500–800 m，形成种植园 ，该隔室的间距为1-m深的田间排水 ，间距为75 m（参考文献25）。集成的气候足迹分析53表明，（1）（1）约80％的测量通量沿向上方向衍生在1,000 m以内，因此起源于Acacia种植园 ，以及（2）沟渠和运河的水面代表2％的通量足迹（图1） 。
第二个Eddy协方差塔位于降解的泥炭地和相思种植园的边界上（图1） 。为了仅代表退化的泥炭地 ，排除了从种植园位点（90°至270°）的半小时测量值，就像在Eddy协方差研究中所做的那样。在1990年代末和2000年代初 ，降级的现场被选择性地记录并排出 ，而在2014年燃烧了一些零件 。平均冠层高度约为19 m 。胸部高度大于5 cm的树密度为每公顷663棵树。一些大树已记录或倒下，其中许多剩下的树木倾斜。该站点特性总结在扩展数据表1中 。集成的气候足迹分析53表明 ，大约80％的通量沿前风方向衍生在1,000 m以内 ，而先前燃烧的区域代表了磁通量的5％（图1） 。在东南亚21中，许多非管理的泥炭地的平均涡流占地面积可以被认为是典型的典型。
完整的泥炭沼泽森林结构与不均匀的冠层混合（平均树冠高度= 32 m） 。直径大于5 cm的树木密度为每公顷1,343茎 。扩展数据表1总结了植被和土壤特征。由于面积的杂菌营养性 ，GWL降雨变化后的GWL波动 。17,27 。综合气候足迹分析53表明 ，大约80％的通量沿向上方向衍生在1,000 m以内（图1），因此起源于完整的森林 ，既没有记录 ，也不是运河构造活动21。周围种植园的水文管理的一些长期区域影响不能排除，但是先前的分析表明，最强的影响发生在种植界边界的300 m之内 ，而最近的多变量分析表明 ，内部森林中的沉降与种植园距离距离无关 。最近的活跃人工林距离通量塔3.5公里，远离通量足迹 。此外 ，为了避免任何可能的边界效应和相关的偏见 ，在本研究中排除了从78°和191°之间的风向进行测量（图1）。
Eddy协方差提供了半小时的测量，可以测量整个生态系统与植被冠层上方的大气之间的湍流交流54 。因此 ，Eddy协方差测量结合了所有现有的来源和吸收 ，这些来源和吸收可能在环境条件下因时空和时间的生态系统而有很大变化 。考虑到平坦的地形（坡度小于0.05％），使用测量的植被镜的高度和风速 ，估计的80％涡流协方差通量足迹代表了一个兴趣的区域 ，约为1,000 m半径（图1）。涡流协方差技术的通量测量值昂贵且维护较高，很少有研究包括来自热带森林生态系统中多个塔的复制测量值。在相同的泥炭景观中 ，相思是种植园以及完整和退化的位点的相对接近 ，避免了潜在的混淆变量，例如过去的自然继承55和泥炭形成的差异8 。
Each eddy covariance system consisted of an enclosed-path CO2/H2O analyser (LI-7200, LI-COR) to measure CO2 and H2O concentrations, an open-path CH4 analyser (LI-7700, LI-COR) to measure CH4 concentrations and a three-dimensional sonic anemometer (WindMaster Pro 3-Axis Anemometer, Gill Instruments) to measure the orthogonal components of wind-speed波动 。涡流协方差传感器安装在每个塔的顶部，以确保在各个方向上完全曝光（图1）。每两周一次手动清洁二氧化碳分析仪的过滤器 ，或者如果流动驱动器增加了80％（表明过滤器堵塞） 。CH4分析仪的镜子每天在当地时间05:00自动清洁 ，或者如果接收的信号强度指示灯降至20％以下，因为CH4数据在此阈值以下嘈杂 。此外 ，每两周一次手动清洁CH4分析仪的上和下镜。使用分析仪接口单元（LI-7550 ，LI-COR）记录了原始的Eddy协方差数据，并将其存储在可移动闪光灯（工业级USB闪光灯 ，APRO）上 。
将量子传感器（LI-190SL-50 ，LI-COR）安装在每个塔的顶部，以测量传入的光合光子通量密度（PPFD） 。辐射计（CNR4 ，Kipp＆Zonen）也安装在每个塔的顶部 ，以测量全球和净辐射。使用空气 - 温度和湿度探针（HMP155，Vaisala）测量相对湿度和空气温度的垂直轮廓 ，这些探针安装在距地面五个高度的通风辐射屏蔽层内 ，用于3 、7 、13、23和40 m，用于3、7 、14 、14、14 、21和40 m的垂直辐射屏蔽，3 、7、14 、14 、14、21和40 m的垂直辐射屏蔽层用于降低的位置 ，用于降低的部位 ，用于降级 。二氧化碳浓度的垂直曲线是通过在四个高度，3 、12 、22和40 m的空气采样中为降解位点的3、14 、21和40 m的垂直采样 ，对于完整位点的4 、11、29、29和48 m ，以使用封闭的Path Co2 Analizer（Li-Cor-81 000，Li-8100 ，lux-Storage56）计算 ，以计算磁通状态的磁通量 。每90 s自动更改一次空气采样进气口，并在每个采样高度下每90 s采样时间的最后10 s测量二氧化碳浓度 ，并使用数据记录器（LI-8100 ，li-cor）记录；因此，每30分钟的测量旋转需要6分钟。每三个月 ，使用浓度为396和444 ppm二氧化碳的参考气体（认证级别±1 ppm）和超高硫酸氮作为零点的气体 ，每三个月校准封闭式路径和封闭式二氧化碳分析仪每三个月校准 。从2017年9月至2016年11月至2020年6月，使用温度探针（Hydraprobe II，Stevens水量监测系统）在空心泥炭表面以下0.15 m以下测量土壤温度 ，分别在完整和种植园位置进行了三个重复 。从2019年11月到2022年5月 ，在完整地点和2019年11月至2021年5月在种植园区测量了土壤温度，并使用温度探针进行了两次重复 （南非阿奎克克）。由于现场逻辑问题 ，未在退化地点测量土壤温度。
所有气象传感器每秒进行测量 ，并使用数据记录器（模型9210 Xlite，Sutron）记录为1分钟的平均值 。每个测量系统都使用五个太阳能电池板（65-W太阳能电池板 ，Sunwize）以及八个可充电电池（6 V和305 AH ，Sun Xtender）供电 。每日降雨（mm day-1）是使用三个，两个和三个桶形的仪表手动测量的 ，分别距离种植园的塔位置11公里 ，分别退化和完整的地点。每个雨量表都安装在地面上方1.5 m的空地中，因此降雨不受周围植被的影响 。
将GWL监测为相对于地面的水位 ，将空心的底部作为datum17 。将数据记录为表面以下的负距离 ，正值表明在表面上方的池塘。GWL伐木机（在种植园塔周围四个，一个在退化的地点，在完整的站点中有6个） ，每30分钟使用压力换能器（Levelogger 3001 ，Solinst）记录GWL每30分钟记录GWL，将其放置在穿孔的聚乙烯基氯管中 ，将垂直插入PEAT并固定在Peat clay（图1）中（图1） 。每个GWL记录仪还记录了泥炭表面1.5 m的管道中的水温 。在人工林的七个位置和三个位置和三个位置 ，在完整地点的八个位置进行了每两周一次的每两周记录GWL数据（图1）。
在人工林中的11 、4和14个位置测量了泥炭的沉降，分别降解和完整的位点（图1） ，带有空心的 ，穿孔的5厘米直径的聚氯化氯杆，垂直插入泥炭中 ，并锚定在参考文献中所述的方法中 。25 。年平均沉降率是从2016年10月至3月2021年的种植场所的测量结果 ，2017年12月至5月在2022年5月在退化和完整的地点。
对于表面层的泥炭物理和化学特性（0-50 cm），在涡流协方差足迹（200-1,000 m距离每个塔的位置；图1）中随机选择了每个相思种植园和降解位点的四个地块和完整位点的三个地块 。在每个图中 ，综合200米半径内的十个子样本 。Peat samples for bulk density, pH and ash content were collected in September 2017, February 2019 and September 2019 in the intact site, June 2017, January 2018, October 2018 and February 2019 in the degraded site and June 2017, February 2018, October 2018, February 2019 and October 2019 in the Acacia plantation.土壤C ，N，硝酸盐和铵含量的样品在2020年8月和2021年10月为所有地点收集。
对于阿acacia种植部位，在收获的木材中与C出口相结合的时间集成在人工林旋转上。收获木材的总c出口总量从平均人工林年龄的220公顷的总面积面积为4.7岁 ，使用455±25 kg m -3和平均C含量为48.2％（参考文献56,57,58,59） 。出口木材被转化为纸浆产品和生物量燃料 ，以产生生物能源 。我们应用了保守的假设，即出口木材中的所有C都将以CO2返回到大气中。在研究期间 ，完整和退化的位点被认为没有生物质C出口 。
由于土地利用变化而导致的生物质C损失是根据地上和地下生物量C储备的差异计算的 ，该地点与相思种植园和降解区域之间的差异 。使用七个永久性采样图（20 m×125 m）确定地上和下地下生物量，并遵循参考文献中描述的异形方程。完整和退化的站点和参考文献60,61 。62用于相思种植园 。转换后使用100年土地的时间范围是根据C足迹的ISO 14067选择的。
使用EDDYPRO软件（版本6.2.0 ，LI-COR）以标准的半小时平均间隔54计算了CO2 ，CH4和蒸散量的EDDY协方差通量 。采用了一个令人讨厌的程序来检测和消除垂直风速和浓度数据的单个偏僻值63 。使用块平均方法进行下降。采用坐标校正来迫使平均垂直风速度通过平面拟合方法64 。应用频率响应损失校正以补偿低频和高频下的通量损失65 。使用温度（热膨胀）和水蒸气（稀释）引起的空气密度波动的Webb – Pearman leuning校正。
处理数据时，请考虑部署特异性变量之间的差异 ，即传感器的分离距离和仪器位置。从二氧化碳浓度 ，相对湿度和空气温度的临时插值56的四点垂直轮廓计算出磁通量测量高度以下的半小时二氧化碳存储 。56 。最后，将净生态系统CO2交换计算为存储通量和涡流协方差的总和。由于单独的CH4分析仪的巨大功率要求和成本 ，我们无法进行CH4 profile测量来计算CH4存储67 。从理论上讲 ，在夜间的树冠下方累积的CH4可能会在日出后湍流发作后由涡流协方差系统释放并测量，并且每年的偏见应忽略不计67 。
After a set of quality controls68,69,70 and system malfunctions and power-supply failure mainly because of lightning strikes, the numbers of high-quality measurements during the course of the study were 37%, 34% and 34% for CO2, 26%, 29% and 25% for CH4 and 34%, 34% and 28% for evapotranspiration in the plantation, degraded and intact sites,分别。在热带森林泥炭地42,56的其他涡流协方差研究中，据报道 ，相似的25–50％范围 。符合所有质量标准的剩余半小时测量总计30,196 、14,330和18,136 ，CO2、21,305 、12,721和13,021和13,026和13,026和13,026和13,65 、27,965、14,437 、14,437和14,919的蒸发剂的蒸发剂的蒸发率（降级为190-90-90-90-90-90-90-90-90-90-90-90-90-90）（方向）位置 。
在涡流协方差研究中通常做到的那样，我们弥补了低质量和缺失的数据 ，17,27,42,56,71,72,72,73,74,75。以下参考 。17 ，我们对CO2采用了三种差距填充方法：（1）边际分布采样（MDS）56,76，（2）白天分别（ANN）73和（3）随机森林（RF）74日为74（RF）74（06：00-18：00本地时间）和夜间（18：：00-0-06：00-06：00-06：00-00-00-06：006：00-00-00-06：00-00-00-06：00-00-00-00-06：00-00-00-00-00-00- 00-06：00 local local）数据 。为了避免在二氧化碳 ，CH4和蒸散量的估计中估计任何可能的缝隙偏差 ，我们使用了三种方法的平均值17。我们将主成分分析作为对算法的输入，以解决CO2交换的多向依赖性 ，并使用PPFD ，PPFD，白天的蒸气压榨赤字（VPD）和空气温度降低MDS近似算法结构的内部复杂性 。夜间二氧化碳交换被认为等于生态系统呼吸（RECO）值78 。据报道 ，GWL是热带泥炭地17,56的RECO的主要控制因素。因此 ，我们将GWL，空气温度和土壤温度用作查找表的环境因素，以使用MDS GAP填充算法来得出夜间二氧化碳交换。遵循泥炭沼泽森林中的其他区域涡流协方差研究17,56 ，我们使用ReddyProc软件包（https://cran.r-project.org/package = resddyproc）进行了MDS GAP填充 ，以半为基础进行了77 。ANN和RF程序迭代20次 。对于ANN和RF，PPFD ，VPD ，空气温度，GWL和摩擦速度被用作白天的预测变量 ，并且在夜间排除了PPFD和VPD数据。
我们也将上述缝隙填充方法应用于CH4和蒸散量 。对于CH4 ，我们使用了GWL，VPD ，空气温度 ，摩擦速度，潜热通量 ，明智的热通量 ，大气压力和白天的全球辐射以及ANN和RF的夜间排除了潜在的热通量和全球辐射 。对于MDS，我们在白天使用潜热通量，GWL和空气温度 ，而GWL ，夜间的空气温度和土壤温度。对于蒸散液，我们在白天使用净辐射而不是PPFD ，而夜间净辐射和VPD则被排除在夜间 。差距填充后 ，我们使用净辐射，明智的热量和潜在热量纠正了每日蒸散量 ，如参考文献中所述 。79。
在参考后计算通量随机不确定性 。80 。由于使用reddyProc package的摩擦速度阈值 ，将第5个，第50和第95个百分位数的三种不同通量值的标准偏差作为不确定性应用为不确定性。从MDS程序的标准偏差计算出缝隙通量不确定性77 。使用20 ANN和RF建模值的平均值来填补空白 ，并使用标准偏差来量化由于间隙填充而量化的不确定性 。二氧化碳 ，CH4和蒸散量的涡流协方差测量的总不确定性包括间隙填充，随机和摩擦速度不确定性81。CO2 ，CH4 ，蒸散量和温室气体平衡的年度估计包括使用错误法的传播计算得出的总不确定性。
有关研究设计的更多信息可在与本文有关的自然投资组合报告摘要中获得 。
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本文概览： 这项研究是在Kampar半岛（苏门答腊，印度尼西亚）进行的，这是一个大约700,000公顷的杂质的热带泥炭地，在过去的5100年中大部分形成（参考文献8）。泥炭地的底部是灰...
文章不错《印度尼西亚泥炭上纤维木种植园的净温室气体平衡》内容很有帮助