Мониторинг потоков парниковых газов в природных ...

280
Ɇɨɧɢɬɨɪɢɧɝɩɨɬɨɤɨɜ ɩɚɪɧɢɤɨɜɵɯɝɚɡɨɜ ɜɩɪɢɪɨɞɧɵɯɷɤɨɫɢɫɬɟɦɚɯ

Transcript of Мониторинг потоков парниковых газов в природных ...

, .

.

Piceeta parviherboso-hylocomiosaBetuleta herboso-sphagnosa

Picea abies .Sorbus aucuparia

Calamagrostis arundinacea Maianthemum bifolium

Oxalis acetosella .Vaccinium

myrtillus V. vitis-idaea Luzula pilosa

Trientalis europeaLamium galeobdolon

Aegopodium podagraria StellariaholosteaPleurozium schreberi Hylocomium splendens

Dicranum

Rapid Eye

Sorbus aucuparia Frangula alnusAlnus incana

Filipendula ulmariaAthyrium filix-femina

.

.

.

H

C

SH S C

.

Pinus sylvestris Picea abies

Festucapratensis Dactylis glomerata )Agrostis tenuis Phleum pratense )

Deschampsia caespitosa Vicia cracca Centaurea

jacea Galium verum

Salix capreaS.cinerea Pópulus trémula

Betula pendula

Sorbus aucupariaQuercus robur Acer

platanoides

Oxalis acetosella

Dryopteriscarthusiana Aegopodium podagraria

Pyrola minor . Orthilia secunda

Sphagnetum magno-pinosum

Pinus sylvestris f. willkomii Pinus sylvestris f.litwinowii

Calluna vulgarisRubus chamaemorus

Eriophorum vaginatumSphagnum fuscum

Sphagnum angustifolium

Sphagnum fuscum

Scheuchzeria palustris Andromeda polifoliaRhynchospora alba

Sphagnum balticum Sphagnum majus Sphagnum cuspidatumSphagnum rubellum

Ledo – Sphagnetum fusciCallunetosum vulgaris Calluna

vulgaris Empetrum nigrumSphagnum

fuscum Sphagnum magellanicum Sphagnum angustifoliumPolytrichum strictumSphagnum angustifolium

Sphagnum fallax Sphagnumangustifolium Sphagnum apiculatum

Carex rostrata

Caricetum limosae

Sphagnum balticum

Sphagno-Rhynchosporetum albae Hepatico-Rhynchosporetum albae

eddy covariance

CR5000

CSAT-3

LI-7500

NR-Lite FW05 TE525LI190SB

HMP45C HFP01TCAV 107-

CS616

NEE

nn

MATLAB

LI-7500

LI-7500

2.2.1. .

RI-411 Gastech Riken Keiki Company

LI-6200 LI-6400 LI-COR Inc

AZ Instrument Corp134–11–120 Hargraves

Thechnologies Corpppm

LI-8100 LI-COR IncLI-6200, LI-

6400 LI-8100A,

LI-6200, LI-6400LI-8100A

AZ 7752

AZ 7752Gastech, LI-6200, LI-6400 LI-8100A

AZ 7752 Gastech LI-6200 LI-8100A

Checktemp-1

HH2 Moisture Meter Theta Probe ML2x

AZ 7752

NEE Net Ecosystem ExchangeNEE

NEENEE

NEE

2009 –2012 .

SR,

Ts SMm

PmR2

N R2 P

SR SM SM e Ts

SR e Tse SM

SR e Ts

SR Pm Pm e Tm

SR e Tme Pm

SR e Tm

NN

N

R P NP t

P

R P NP t

P

RN P t

R NP t

tP

t

NEEmax

R

NEEmaxNEEmax

SRNEEmax

NEE

NEE

NEE

R

R

process-based models

process-based

Q

QQ

Q

NEE

NEE

NEE

R

NEE

2 « » (2009 – 2016 .).

K = 10×R/ t Rt

2.2.2. .

7

t Nrp N

- а

Vario EL III Elementar

Ph-028

SOKKIA SET 610

n

2

0–5 C : N

0 – 5 2 -

250

- -

10 150

5–10 -

30 1 10

0–6

: R2 = N F P

R N F P

R NF P

1 = +0,846 (+0,544)

( 0,412) ( 0,266)

- 1

- , -

r P N

r

rr

rr

rp P

N

Ips typographus

N

rr

N

N

r

, -

10 )

R2 P N

rp P N

Ta T110 SM

DRYDISTDRYDIAM DRYSTATE

LOGDIST LOGDIAM

LOGSTATE H

R2 N

T – SM -

DRYDISTDRYDIAM

SM ,

DRYDIST DRYDIAM

T , TADRYSTATE, LOGDIST, LOGDIAM, LOGSTATE,

H

P

N

2.2.3. .

RhNPP

NF

Rmic

ER = Ra + Rh

GPP ERNF NPP

Ra Rh

-

in situ,

R1 RrootRmic R2

KmicKfield

Kcomp

mic

Rmic

Kcomp

Kfield Kmic

Kmic Kfield

t

N

tN

N Nt

N

t

tt

N

N t

N NN N N N

N

N

rp rp Nrp

rp N

N

t

Rmic

CM20Coefmic

BasalTsoil Tair

Moisture

R NTsoil Basal CM20

R N TsoilBasal Moisture ethod

rp N

rp N

rprp

rprp

RmicRmic

Rmic

YearSeason Tsoil

Moisture SiteCM20 Basal Coefmic

Method ExposureWaiting

BaseCoefmic

-

N

F P

R2 NSite 0,00000021Basal 0,0064CM20 0,0103Coefmic 0,0116

R NSeason 0,00005Tsoil 0,0071MoistureYearTair

R NMethod 0,0011Exposure 0,0015Base 0,0185Waiting

R

R

20

rp P N

rp P N

NN

t

Nt

t

Q

-

in situ

Rmic

Rmic

Rmic

10

t R2

t

NFER

GPP

CH4= t +

ppm t

F

F H

F 0,2 R2

F 0,2

J = 7,7 – 0,22 h, J h

J = 0,42 – 0,012h, J = 1,26 – 0,05 h,

J = 0 h = 35

.

N

и

освещенности

AZ 7752 AZ Instruments

HM Digital

STATISTICA 6.1

DC

DMP V

t

DC

Mann-Whitney U-test

DC DM P Vt

rp N P rp = + N P =

N P = rp N P

AZ Instrument Corp.

rp

rp

R2 F

t

R2

2.6.1 - « ».

Ph a d h b

Ph a hb ,

Phd

h a b

a

b

a

b

a

b

a

b

a

b

a

b

a

b

Piceetaparviherboso-hylocomiosa

Maianthemo bifoliae – Piceetum abietis

b a b

Picea abies . Sorbus aucuparia

Calamagrostis arundinacea Maianthemum bifolium Oxalis acetosella

Trientalis europea Luzula pilosa Vaccinium myrtillus V.vitis-idaea

Galeobdolon luteum Aegopodium podagraria Stellaria

holostea Pleurozium schreberi ( Hylocomium

splendens Dicranum sp.

Calamagrostis arundinacea Dryopteris

expansa Oxalis acetosella Galeobdolonluteum

Pineta sylvestris parviher-bosa

Maianthemo bifoliae – Picee-tum abietis

Oxalis acetosella Dryopterisexpansa Maianthemum bifolium

Galeobdolon luteum

Plagiomnium undulatum , Pleurozium schreberi Hylocomium splendens

Sorbus aucuparia L. Frangula alnusAlnus incana

Filipendula ulmaria Athyriumfilix-feminaVaccinium myrtillus Rubus saxatilis Trientalis europea Oxalisacetosella

Rhytidiadelphus triquetrus Rhytidiadelphus triquetrus,Hylocomium splendens , Pleurozium schreberi (

, Climacium dendroides Sphagnum girgensohnii , S.

squarrosum Calliergon cordifolium .

Climacio dendroides – Piceetum abietis

Rhodobryo rosei – Piceetum abietis

Rubusidaeus Dryopteris expansa

Pteridium aquilinumMaianthemum bifolium Oxalis

acetosella Gymnocarpium dryopteris Calamagrostisarundinacea Aegopodium podagrariaGaleobdolon luteum Stellaria nemorum

Urtica dioica

2.6.2. - ,

.

Эко-

сист

ема

Над

земн

ые

резе

рвуа

ры б

иома

ссы

П

одзе

мны

е ре

зерв

уары

био

масс

ы

(оце

ночн

о)

Общ

ий за

пас

биом

ассы

Общ

ий за

пас

угле

рода

би

омас

сы,

т С

га-1

Изм

ене-

ние

запа

сов

угле

ро-

да за

20

09 –

20

15, %

фито

масс

а мо

ртма

сса

фито

масс

а мо

ртма

сса

2009

20

15

2009

20

15

2009

20

15

2009

20

15

2009

20

15

2009

20

15

Зал

ежь с

19

91

-19

93

гг.

6

,3±

1,3

5

,0±

2,9

2

,5±

0,6

4

,3±

0,0

5

10

,9±

2,2

8

,7±

5,1

8

,1±

2,1

1

4,0

±0

,1

27

,8±

3,3

3

2,0

±5

,9

12

,0±

1,4

1

3,5

±2

,5

+1

2,2

Зал

ежь с

19

85

-19

87

гг.

5

,1±

0,5

5

,5±

2,2

4

,0±

1,2

6

,2±

0,2

8

,9±

0,9

9

,6±

3,8

1

2,8

±3

,8

19

,8±

0,6

3

0,8

±4

,1

40

,9±

4,4

1

3,0

±1

,7

17

,1±

1,8

+

31

,5

Зал

ежь с

19

82

-19

84

гг.

5

,0±

3,1

8

,4±

7,7

3

,3±

1,0

1

,4±

1,0

8

,8±

5,4

1

4,6

±1

3,5

1

0,4

±3

,3

4,4

±3

,3

27

,5±

7,1

2

8,7

±1

5,9

1

1,7

±3

,0

12

,6±

7,0

+

8,3

Сен

око

с

(заб

ро

шен

в

19

99

г.)

10

,1±

4,0

5

,6±

0,3

4

,1±

1,3

0

,6±

0,1

1

5,6

±6

,2

8,6

±0

,4

13

,3±

4,3

1

,8±

0,3

4

3,1

±8

,7

16

,5±

0,6

1

8,5

±3

,7

7,3

±0

,3

-60

,5

Паш

ня в

20

09

г.,

залеж

ь с

20

11

-20

12

гг.

3,7

±0

,4

2,5

±0

,3

0,1

±0

,05

0,8

±0

,5

2,6

±0

,3

4,4

±0

,4

1,1

±0

,7

2,5

±1

,5

7,5

±0

,9

10

,2±

1,7

3

,3±

0,4

4

,4±

0,7

+

24

,8

Тр

авян

ист

ый

по

кр

ов

поса

док

сосн

ы и

ели

19

54

г.

0,5

±0

,4

0,0

0,0

5

10

,1±

4,0

1

0,3

±3

,8

- -

- -

- -

- -

-

-1 -2 -3-1

R

J = e T

JT

J = (T)

GPP

ER NF

J = (T)

J = T, rp = J= , rp = J = T, rp =

J = T, rp = J

J= f(T)

J = 2 + , rp = J = - 2 + , rp =

J = 2 + , rp = J = 3 – 2 + , rp =

J

,

J E E rp

J

J = h + Ji

h

Cv T T rp

v T

J

v

v

v

Landsat

MODIS TERRA AQU,

NASA NDVI – MOD NDWI – MOD LAI – MOD LST – MOD

NDVI = (Nir – Red)/(Nir + Red)

NDWI = (Nir – Swir)/(Nir + Swir)

Nir MODIS

Red MODISSwir

MODIS

TM LandsatOLI Landsat

-Jena–Optronik Rapid Eye

--1 -

BHRC 60 Quick Bird

Landsa,t

- (3) Quick Bird (2,44)- (3) Landsat (30)

- (3,5) Landsat (30)

- (3,5) (50)

Landsat (30) Landsat (30)Landsat (30) (50)Landsat (30) (50)Landsat (30) (50)Landsat (30) Landsat (30)Landsat (30) Landsat (30)Landsat (30) Landsat (30)Landsat (30) RapidEye (5)

(50) Landsat (30)Landsat (30) (50)Landsat (30) RapidEye (5)Landsat (30) Landsat (30)Landsat (30) Landsat (30)Landsat (30) - (3,5)Landsat (30) Landsat (30)

(50) Landsat (30) (50)

Landsat (30)Landsat (30)

Planeta Monitoring

Landsat Rapid Eye

- Landsat Jena-Optronik Rapid Eye

Rapid Eye

Landsat Rapid Eye

- Landsat Jena-Optronik Rapid Eye

-Landsat

Jena-Optronik Rapid Eye

Jena-Optronik/Rapid Eye Landsat -

123

4

5

6

Jena-OptronikRapid Ey , TM Landsat / - .

Rapid Eye Landsat -

-

Jena-Optronik Rapid EyTM Landsat

Jena-Optronik Rapid Ey .Jena-Optronik Rapid Ey

/ -

TM Landsat – Jena-Optronik

Rapid Eye

Rapid Eye (Jena-Optronik)

Landsat ( ) -

( )

,

,

, / ,

Jena–Optronik Rapid Eye

TM Landsat,/ -

Rapid Eye Landsat-

Rapid Eye

Rapid Eye Landsat -

Rapid Eye

Rapid Eye -

-

Rapid Eye.

Rapid Eye

- ,

0,9 1,7 1,2 0,5 2,3 0,6

Rapid Eye

, % % *

0,3 5,1 0,4

-

NF

GPP – ER = NF, NF = (GPP – Rabove – Rbelow) – Rh = NPP – Rh,

Rsoil – Rroot + Rdebris = Rh,

GPP ERNF R

RR

NPP

R

NEEmax

ERRa Rh

GPP

Ra

GPP GPP Ra

NPP

NPP

Rh

NPP

NPP

CASA GLO-PEM SDBM TURC SIB2 MODIS-NPP.

MODIS-NPP

MODIS EOS TERRA/AQUAMODIS MODIS-N

MODIS GPP/NPP Project (MOD 17)/Numerical Terradynamic Simulation Group

MODIS-NPP

SWRadNCEP/DOE Reanalysis II

BPLUTBiome Properties Lookup Table

f(Tmin)f(VPD)

FPAR

MODIS MOD15Rm

LAIBPLUT

–Q T

NPP SWRad maxf Tmin f VPD FPAR Rm

FrootMR LAI QTcp

Lea MR – Q T

MODIS-NPsnNetc

MOD17 A2

MOD17 A3hdf»

NEE

PsnNetMODIS TERRA/AQUA

MODIS TERRA/AQUAMOD17 A2 MOD17 A3

NPP,MODIS

TERRA/AQUA

LeafMR Q

NEE

PsnNet MODIS TERRA/AQUA MOD17 A2

CBij Vij × KBij × CF CBij –

j i Vij –j

i KBij–j

i CF –F KBij

KBij

CSij Sij × K Sij

CSij – j i Sij –

j i KSij –j

i KSij

10

,07

0,0

06

0,1

06

±0

,00

90

,11

0,0

09

0,1

05

±0

,00

90

,09

0,0

08

0,0

58

±0

,00

5

20

,06

0,0

05

0,0

96

±0

,00

80

,11

0,0

09

0,1

12

±0

,00

90

,09

0,0

08

0,0

64

±0

,00

5

30

,06

0,0

05

0,0

89

±0

,00

70

,11

0,0

10

0,1

18

±0

,01

00

,10

0,0

09

0,0

76

±0

,00

6

10

,03

0,0

03

0,0

98

±0

,00

80

,15

0,0

12

0,1

54

±0

,01

30

,07

0,0

06

0,0

70

±0

,00

6

20

,02

0,0

02

0,0

87

±0

,00

70

,14

0,0

12

0,1

59

±0

,01

30

,08

0,0

07

0,0

72

±0

,00

6

30

,03

0,0

03

0,1

01

±0

,00

80

,11

0,0

09

0,1

44

±0

,01

20

,09

0,0

08

0,0

97

±0

,00

8

1-3

0,0

25

±0

,00

20

,07

0,0

06

0,0

90

±0

,00

70

,11

0,0

09

0,0

75

±0

,00

60

,06

0,0

05

10

,02

0,0

02

0,0

64

±0

,00

50

,11

0,0

09

0,1

11

±0

,00

90

,06

0,0

06

0,0

74

±0

,00

6

20

,02

0,0

02

0,0

43

±0

,00

40

,11

0,0

09

0,1

24

±0

,01

00

,06

0,0

05

0,0

71

±0

,00

6

30

,02

0,0

02

0,0

40

±0

,00

30

,08

0,0

07

0,1

05

±0

,00

90

,07

0,0

06

0,0

74

±0

,00

6

1-3

0,1

53

±0

,01

20

,11

0,0

10

0,0

43

±0

,00

30

,03

0,0

03

0,0

30

±0

,00

20

,03

0,0

02

1-3

0,0

34

±0

,00

30

,03

0,0

03

0,0

33

±0

,00

30

,03

0,0

03

0,0

27

±0

,00

20

,02

0,0

02

1-3

0,0

20

±0

,00

20

,03

0,0

03

0,0

57

±0

,00

50

,07

0,0

06

0,0

60

±0

,00

50

,06

0,0

05

1-3

0,0

18

±0

,00

10

,02

0,0

02

0,0

30

±0

,00

20

,02

0,0

02

0,0

09

±0

,00

10

,01

0,0

02

1-3

0,0

33

±0

,00

30

,06

0,0

06

0,0

53

±0

,00

40

,05

0,0

04

0,0

15

±0

,00

10

,01

0,0

01

10

,02

0,0

02

0,0

47

±0

,00

40

,07

0,0

06

0,0

69

±0

,00

60

,04

0,0

04

0,0

57

±0

,00

5

20

,02

0,0

02

0,0

38

±0

,00

30

,07

0,0

06

0,0

64

±0

,00

50

,03

0,0

03

0,0

45

±0

,00

4

30

,02

0,0

02

0,0

35

±0

,00

30

,06

0,0

05

0,0

67

±0

,00

50

,04

0,0

03

0,0

45

±0

,00

4

1-3

0,0

22

±0

,00

20

,05

0,0

05

0,0

78

±0

,00

60

,07

0,0

06

0,0

30

±0

,00

20

,03

0,0

03

1-3

0,0

20

±0

,00

20

,05

0,0

05

0,0

58

±0

,00

50

,05

0,0

05

0,0

33

±0

,00

30

,03

0,0

03

1-3

0,0

12

±0

,00

10

,01

0,0

01

0,0

44

±0

,00

40

,05

0,0

04

0,0

68

±0

,00

60

,07

0,0

06

MCij Cij Sij

MAij MCij MC i j Tij T i j TijMC i j MCij Tij Tij T i j Tij

Aij Sij × MSij

MCiji j Cij

ij Sij i

j MAiji

j MC i ji

i j Tiji j T i j

i j MC i j i

j T i ji j

Aiji j

i MC i j

ADS DS TR

ADSDS

TR

LBH AHS × CBm SmLBH

AHSCBm

Sm

LBF AFS × Ca Sa LBF

AFSCa

Sa

LSH AHS CSm Sm MCL

LSH

AHS CSm

CL

Sm

LSF AFS CSa Sa MCL

LSF

AFS CSa

CL

Sa

BC = A – LH – LF, BC

ALH

LF

in situ

RapidEye

-

.

.

Eucalyptuspauciflora

.

90

35

Научное издание

Компьютерная верстка — Л.А.Прохоровой Корректура — Л.В. Кудрявцевой