Энерго-массообмен между наземными экосистемами и атмосферой подвержен значительному влиянию современных изменений климата. Многолетние наблюдения за потоками диоксида углерода (СО2) с помощью технологии eddy-covariance являются действенным методом для изучения влияния изменчивости условий окружающей среды на процессы поглощения и эмиссии СО2 различными экосистемами. Как правило, потоки СО2 измеряються датчиком в одной точке над экосистемой и отражают интегральный вклад всех источников и стоков СО2, расположенных с наветренной стороны датчика.
Корректная интерпретация получаемого сигнала невозможна без определения области, с которой на датчик приходит сигнал. Используя моделирование и экспериментальные данные, сотрудники ИПЭЭ РАН провели анализ такой области воздействия на потоки СО2 для измерительного комплекса, расположенного в ельнике сфагново-черничном на юго-западе Валдайской возвышенности. Была изучена зависимость области воздействия (или области формирования сигнала) от сезона и направления превалирующего ветра. Область воздействия в анализе харатеризовалась двумя параметрами: дистанцией, с которой оказываеться максимальное влияние на измеряемый поток, и дистанцией, обеспечивающей 80% вклад в измеряемый поток. Оба параметра продемонстрировали слабую сезонную динамику из-за преобладания на территории хвойных деревьев (квазиоднородный лес). Тем не менее, большинство из используемых при анализе моделей для оценки зоны воздействия показали, что летом область, оказывающая максимальное воздействие на сигнал, удалена от датчика на 10–15% дистанции, характерной для зимы, что связано с сезонным изменением динамики воздушного потока. Анализ выявил, что небольшие удаленные участки мелколиственных лесов в отдельных направлениях от измерительного комплекса способны оказывать влияние на зону воздействия. Участки с низкой или менее густой растительностью также влияют на зону воздействия, трансформируя воздушный поток, проходящий над ними.
Результаты проведенного анализа имеют важное значение для интерпретации измерений над квазиоднородным лесом, позволяя провести разделение различных источников и стоков, оказывающих влияние на измеряемый поток СО2 в зависимости от сезона и превалирующего направления ветра.
Данная работа была выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 21-14-00209) и в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации FFER-2022-0002 (тема № 1022031600002-1-1.6.19)
Ссылка на статью:
Sogachev, A.; Varlagin, A. Seasonal Dynamics of Flux Footprint for a Measuring Tower in Southern Taiga via Modeling and Experimental Data Analysis. Forests 2023, 14, 1968. https://doi.org/10.3390/f14101968