978-83-7160-933-6.jpg
METODA KOWARIANCJI WIRÓW JAKO NOWOCZESNE NARZĘDZIE W BADANIACH WYMIANY CO2 MIĘDZY EKOSYSTEMAMI LEŚNYMI, PODMOKŁYMI I ROLNICZYMI A ATMOSFERĄ
Marek Urbaniak
ISBN 978-83-7160-933-6  
Wydanie I
2019
s. 188
rozprawy naukowe
Dział: Melioracje i Inżynieria Środowiska

Książka nieprzeznaczona do sprzedaży

W ostatnich dekadach zaobserwowano niezwykle szybki wzrost średniej globalnej temperatury na powierzchni Ziemi. Wzrost ten jest wywołany w większości antropogeniczną emisją gazów szklarniowych, głównie dwutlenku węgla, która prowadzi do intensyfikacji efektu szklarniowego i zmian klimatycznych. Poprzez skomplikowany system sprzężeń zwrotnych pomiędzy elementami środowiska zmiany klimatyczne wpływają
również na ekosystemy, które są rezerwuarem węgla i ogniwem w jego obiegu. Przyszłe warunki klimatyczne – w zależności od jakiego scenariusza emisji CO2 potoczy się rozwój świata – będą wpływać na rolę ekosystemów w obiegu węgla, a tym samym ich kondycję. Na podstawie wybranych powierzchni oceniono obecne możliwości akumulacji węgla przez ekosystemy leśne, podmokłe i rolnicze. Podjęto również próbę określenia wpływu opadów i warunków wilgotnościowych na wahania produktywności badanych ekosystemów w różnych skalach czasowych.

Do oceny wymiany CO2 pomiędzy lasem sosnowym w Tucznie, torfowiskiem w Rzecinie i polem uprawnym w Brodach posłużono się pomiarami metodą kowariancji wirów. Do obliczeń strumieni wykorzystano oprogramowanie EddyPro®. Dane z wszystkich stacji poddano weryfikacji pod kątem jakości, a następnie brakujące dane wypełniono dwiema metodami: Max Planck Institute of Biogeochemistry (MPI) oraz Fluxnet Canada Research Network (FCRN). Wykazano, że obie metody pozwalają na uzyskanie porównywalnych wyników. Do pomiarów nad lasem wykorzystano dwa systemy pomiarowe, wyposażone w różne typy analizatorów gazowych (z otwartą (OP) i zamkniętą (CP) ścieżką pomiarową). Wykazano, że pomiary wykonane systemem OP wskazują na większą asymilację CO2 w porównaniu z otrzymanymi z systemu typu CP. Stwierdzono potrzebę wprowadzenia dodatkowej korekty pomiarów wykonanych za pomocą systemu OP oraz zaproponowano jej metodykę. Po jej zastosowaniu stwierdzono podobieństwo miesięcznych sum wymiany netto uzyskanych z obu typów systemów. Ustalenie to jest istotne w kontekście porównań pomiarów metodą kowariancji wirów, które są prowadzone w różnych częściach świata nad różnymi ekosystemami.

Przeprowadzone prace pozwoliły określić średnie (w obecnych warunkach klimatycznych) możliwości akumulacji węgla przez las w Tucznie w wysokości 418,5 ±11,8 g·m–2·rok–1, natomiast torfowiska w Rzecinie na 118,6 ±26,0 g·m–2·rok–1. Ekosystemy leśne i podmokłe (torfowiska) mogą odegrać istotną rolę w usuwaniu z atmosfery CO2 pochodzącego z emisji antropogenicznej. W czasie opadów deszczu, na stacji leśnej i rolniczej, zauważono wzrost emisji CO2 w stosunku do jego asymilacji. Jako tego główną przyczynę wskazano zmniejszenie gęstości promieniowania całkowitego (Rg) w tym czasie, natomiast wzrost emisji CO2 wywołany intensyfikacją oddychania ekosystemu został
zauważony jedynie na polu uprawnym.


Słowa kluczowe: analizator typu otwarta ścieżka, analizator typu zamknięta ścieżka, metody uzupełniania braków, wpływ opadów deszczu na wymianę ekosystemu netto, wpływ długości okresów bez opadów na wymianę ekosystemu netto