LI-7700应用案例 |【New Phytologist】河岸杨树林生态系统的CH4释放涉及多个生物化学过程

原文以 Multiple processes contribute to methane emission in a riparian cottonwood forest ecosystem 为标题发表在New Phytologist 上。
       作者 | Lawrence B. Flanagan , Dylan J. Nikkel, Lauren M. Scherloski等
       翻译 | 子毅

树体释放CH₄，在一定程度上抵消了土壤对CH₄的吸收。研究者以河岸杨树林生态系统及附近河流为对象，研究了CH₄产生、氧化和传输的多个生物化学过程。 

研究者使用Chamber法测量了树体茎干表面、森林土壤表面以及附近水体表面的CH4通量。同时，采用涡度协方差方法测量了生态系统水平的CH₄通量。此外，研究者还检测了杨树茎干内、中空土壤层以及冲积扇区地下水样品，确认其中是否存在产甲烷菌。 

涡度协方差数据表明，正午CH₄释放峰值平均水平约为12 nmol m^-2 s^-1。树体茎干的CH₄释放平均速率为0.75 nmol m^-2 s^-1，这在很大程度上抵消了土壤对CH₄的吸收（平均速率为0.87 nmol m^-2 s^-1）。研究发现，在树体茎干中存在产甲烷菌，而在中空土壤层中则没有。 

从5月到9月整个生长季内，CH₄的累积释放量为17.4 mmol m^-2。主要包括三个过程：杨树茎干的CH₄释放、夜间森林以及附近河流表面向大气的CH₄输送。 

因此，在河岸杨树林生态系统中，多个生物化学过程对CH₄释放起到了作用。

含LI-7700的LI-COR涡度协方差通量测量系统在本研究中的作用

LI-COR涡度协方差通量测量系统 

使用涡度协方差通量测量技术监测该生态系统的CH₄、CO₂、感热和潜热通量（Baldocchi, 2014）。

整套系统安装在一个通量塔上，塔高22.5m。三维超声风速仪型号为HS-50（Gill Instruments Ltd.，Lymington，England），安装高度22m，用于风向、风速和温度波动测量。 

LI-7700（LI-COR,Lincoln, NE, USA）用于大气中CH₄浓度测量；LI-7500（LI-COR, Lincoln, NE, USA）用于大气中CO₂和H₂O浓度测量。仪器的采样频率是10Hz。 

使用EddyPro软件（LI-COR, Lincoln, NE, USA）计算通量数据。 

在夜间，湍流发展不充分的条件下，CH₄和CO₂会在塔下林冠中积累，这部分称为储存通量(Papale et al., 2006)。在接下来的白天，当湍流运动发展充分后，这些储存在林冠中的CH₄和CO₂会释放到大气中。 

由涡度协方差方法测量得到的通量数据，结合通量储存相，计算净生态系统气体交换NEE（ NEE =eddy flux + storage flux）。从地面到通量塔顶部，在垂直剖面上测量CH₄和CO₂浓度的时间序列数据，用于储存通量计算（Papale et al.,2006）。

原文中的主要数据图