Gas and energy fluxes above a tropical forest in Dong Nai

Tropical forests play a gibbous role among all types of natural ecosystems in

energy and material exchange between earth surface and the atmosphere, receiving

and converting great amounts of radiative energy and precipitation, creating about

one half of land surface evaporation and one third of land ecosystems primary

productivity [18, 29]. The fluxes of energy, water vapour and carbon dioxide in

primary seasonal tropical forests are less studied in comparison with rainforests, but

may have significant differences due to prominent seasonal course of moisture

regime [4, 6, 13, 35].

Southeast Asia (SEA) tropical forests make up 16.4% of all tropical seasonal

forests [31]. Primary SEA tropical forests, covering less than 10% of all SEA forests

[17], are among the most luxury earth ecosystems in terms of biodiversity, biomass

and complexity of a stand structure [47, 32, 5]. At the same time, there is lack of

investigations of the functioning of seasonally dry deciduous and semi-deciduous SEA

tropical forests, while significant seasonal changes in the moisture and energy supply

make it possible to reveal the peculiarities and interrelationships between fluxes of

energy and mass in a given ecosystem under contrasting conditions.

Gas and energy fluxes above a tropical forest in Dong Nai trang 1

Trang 1

Gas and energy fluxes above a tropical forest in Dong Nai trang 2

Trang 2

Gas and energy fluxes above a tropical forest in Dong Nai trang 3

Trang 3

Gas and energy fluxes above a tropical forest in Dong Nai trang 4

Trang 4

Gas and energy fluxes above a tropical forest in Dong Nai trang 5

Trang 5

Gas and energy fluxes above a tropical forest in Dong Nai trang 6

Trang 6

Gas and energy fluxes above a tropical forest in Dong Nai trang 7

Trang 7

Gas and energy fluxes above a tropical forest in Dong Nai trang 8

Trang 8

Gas and energy fluxes above a tropical forest in Dong Nai trang 9

Trang 9

Gas and energy fluxes above a tropical forest in Dong Nai trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 13 trang xuanhieu 1680
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Gas and energy fluxes above a tropical forest in Dong Nai", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Gas and energy fluxes above a tropical forest in Dong Nai

Gas and energy fluxes above a tropical forest in Dong Nai
 
 A., Grünwald T., Morgenstern K., Pilegaard K., Rebmann C., Snijders W., 
 Valentini R., Vesala T., Estimates of the annual net carbon and water 
 exchange of forests: the EUROFLUX methodology, Advances in ecological 
 research, 1999, 30:113-175. 
2. Baldocchi D., Hicks B., Meyers T., Measuring biosphere-atmosphere exchanges of 
 biologically related gases with micrometeorological methods, Ecology, 1988, 
 69:1331-1340. 
3. Baldocchi D.D., Assessing the eddy covariance technique for evaluating carbon 
 dioxide exchange rates of ecosystems: past, present and future, Global Change 
 Biology, 2003, 9(4):479-492. 
4. Billings S.A., Phillips N., Forest biogeochemistry and drought, in Forest 
 Hydrology and Biogeochemistry, Springer, Dordrecht, 2011, p.581-597. 
5. Borota J., Tropical forests: some African and Asian case studies of 
 composition and structure, Elsevier, Amsterdam, 2012, 274 p. 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 14, 11 - 2017 43
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
6. Bullock S. H., Mooney H. A., Medina E., Seasonally dry tropical forests, 
 Cambridge University Press, Cambridge, 1995, 450 p. 
7. Burba G., Eddy Covariance Method for Scientific, Industrial, Agricultural and 
 Regulatory Applications: A Field Book on Measuring Ecosystem Gas 
 Exchange and Areal Emission Rates, LI-COR Biosciences, Lincoln, 2013, 331 p. 
8. Calder I.R., Wright I.R., Murdiyarso D., A study of evaporation from tropical 
 rain forest-West Java, Journal of Hydrology, 1986, 89(1):13-31. 
9. Cat Tien Biosphere Reserve (CTBR), Annual report in 2010, Đồng Nai, 2010. 
10. Da Rocha H.R., Goulden M. L., Miller S. D., Menton M. C., Pinto L. D., de 
 Freitas H. C., Seasonality of water and heat fluxes over a tropical forest in 
 eastern Amazonia, Ecological Applications, 2004, 14(sp4):22-32. 
11. Da Rocha H.R., Manzi A.O., Cabral O.M., Miller S.D., Goulden M.L., 
 Saleska S.R., R.-Coupe N., Wofsy S.C., Borma L.S., Artaxo P., Vourlitis G., 
 Nogueira J.S., Cardoso F.L., Nobre A.D., Kruijt B., Freitas H.C., von Randow 
 C., Aguiar R.G., Maia J.F., Patterns of water and heat flux across a biome 
 gradient from tropical forest to savanna in Brazil, Journal of Geophysical 
 Research, 2009, 114(G1). 
12. Deshcherevskaya O.A., Avilov V.K., Dinh Ba Duy, Tran Cong Huan, 
 Kurbatova J.A., Modern Climate of the Cát Tiên National Park (Southern 
 Vietnam): Climatological Data for Ecological Studies, Izvestiya, Atmospheric 
 and Oceanic Physics, 2013, 49(8):819-838 
13. Dirzo R., Young H. S., Mooney H. A., Seasonally dry tropical forests: 
 ecology and conservation, Island Press, Washington, 2011, 408 p. 
14. Dou J., Zhang Y., Yu G., Zhao S., Wang X., Song Q., A preliminary study on the 
 heat storage fluxes of a tropical seasonal rain forest in Xishuangbanna. Science in 
 China Series D: Earth Sciences, 2006, 49(2):163-173. 
15. Eddy covariance: a practical guide to measurement and data analysis. Eds. 
 Aubinet M., Vesala T., Papale D. Springer, Dordrecht&New York, 2012, 438 p. 
16. Falge E., Baldocchi D., Olson R., Anthoni P., Aubinet M., Bernhofer C., 
 Burba G., Ceulemans R., Clement R., Dolman H., Granier A., Gross P., 
 Grunwald T., Hollinger D., Jensen N.-O., Katul G., Keronen P., Kowalski A., 
 Ta Lai Chun, Law B.E., Meyers T., Moncrieff J., Moors E., Munger J.W., 
 Pilegaard K., Rannik U., Rebmann C., Suyker A.E., Tenhunen J., Tu K., 
 Verma S., Vesala T., Wilson K., Wofsy S., Gap filling strategies for long term 
 energy flux data sets, Agricultural and Forest Meteorology, 2001, 107(1):71-77. 
17. FAO, Global Forest Resources Assessment 2010. Main report, FAO forestry 
 paper 163, FAO, Rome, 2010. 
18. Fisher J.B., Malhi Y., Bonal D., da Rocha H., de Araujo A.C., Gamo M., Goulden 
 M., Hirano T., Huete A.R., Kondo H., Kumagai T., Loescher H.W., Miller S., 
 Nobre A., Nouvellon Y., Oberbauer S.F., Panuthai S., Roupsard O., Saleska S., 
 Tanaka K., Tanaka N., Tu K.P., Von Randow C., The land-atmosphere water flux 
 in the tropics, Global change biology, 2009, 15:2694-2714. 
44 Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 14, 11 - 2017 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
19. Foken T., The energy balance closure problem: An overview, Ecological 
 Applications, 2008, 18(6):1351-1367. 
20. Huete A.R., Restrepo-Coupe N., Ratana P., Didan K., Saleska S. R., Ichii K., 
 Panuthai S., Gamo M., Multiple site tower flux and remote sensing 
 comparisons of tropical forest dynamics in Monsoon Asia, Agricultural and 
 Forest Meteorology, 2008, 148(5):748-760. 
21. Khokhlova O.S., Myakshina T.N., Gubin S.V., Kuznetsov A.N., 
 Morphogenetic features of soils in the Cat Tien National Park, southern 
 Vietnam, Eurasian Soil Science, 2017, 50(2):158-175. 
22. Kosugi Y., Takanashi S., Tani M., Ohkubo S., Matsuo N., Itoh M., Noguchi 
 S., Nik A. R., Effect of inter-annual climate variability on evapotranspiration 
 and canopy CO2 exchange of a tropical rainforest in Peninsular Malaysia, 
 Journal of forest research, 2012, 17(3):227-240. 
23. Kumagai T., Saitoh T.M., Sato Y., Morooka T., Manfroi O.J., Kuraji K., 
 Suzuki M., Transpiration, canopy conductance and the decoupling coefficient 
 of a lowland mixed dipterocarp forest in Sarawak, Borneo: dry spell effects, 
 Journal of Hydrology, 2004, 287:237-251. 
24. Kumagai T., Saitoh, T.M., Sato Y., Takahashi H., Manfroi O.J., Morooka T., Kuraji 
 K., Suzuki M., Yasunari T., Komatsu H., Annual water balance and seasonality of 
 evapotranspiration in a Bornean tropical rainforest, Agricaltural and Forest 
 Meteorology, 2005, 128:81-92. 
25. Kume T., Takizawa H., Yoshifuji N., Tanaka K., Tanaka N., Tantasirin C., Suzuki 
 M., Impact of soil drought due to seasonal and inter-annual variability of rainfall 
 on sap flow and water status of evergreen trees in a tropical monsoon forest in 
 northern Thailand, Forest Ecology and Management, 2007, 238(1):220-230. 
26. Li Z., Zhang Y., Wang S., Yuan G., Yang Y., Cao M., Evapotranspiration of a 
 tropical rain forest in Xishuangbanna, southwest China, Hydrological 
 Processes, 2010, 24(17):2405-2416. 
27. Loescher H.W., Gholz H.L., Jacobs J.M., Oberbauer S.F., Energy dynamics 
 and modeled evapotranspiration from a wet tropical forest in Costa Rica, 
 Journal of Hydrology, 2005, 315(1):274-294. 
28. Malhi Y., Pegoraro E., Nobre A.D., Pereira M.G.P., Grace J., Culf A.D., 
 Clement R., Energy and water dynamics of a central Amazonian rain forest, 
 Journal of Geophysical Research, 2002, 107(D20):8061. 
29. Malhi Y., The productivity, metabolism and carbon cycle of tropical forest 
 vegetation, Journal of Ecology, 2012, 100(1):65-75. 
30. McKnight T.L., Hess D., Climate zones and types: Physical geography. A 
 landscape appreciation, Prentice Hall, Upper River, 2000, p.629. 
31. Miles L., Newton A.C., DeFries R.S., Ravilious C., May I., Blyth S., Kapos 
 V., Gordon J.E., A global overview of the conservation status of tropical dry 
 forests, Journal of Biogeography, 2006, 33(3):491-505. 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 14, 11 - 2017 45
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
32. Myers N., Mittermeier R.A., Mittermeier C.G., da Fonseca G.A.B., Kent J., 
 Biodiversity hotspots for conservation priorities, Nature, 2000, 403:853-858. 
33. Nobuhiro T., Shimizu A., Kabeya N., Tsuboyama Y., Kubota T., Abe T., 
 Araki M., Tamai K., Chann S., Keth N., Year-around observation of 
 evapotranspiration in an evergreen broadleaf forest in Cambodia. In: Forest 
 Environments in the Mekong River Basin. Eds.: Sawada H., Araki M., 
 Chappell N.A., LaFrankie J.V., Shimizu A., Springer, Tokyo, 2007, p.75-86. 
34. Ohsawa, T., Ueda H., Hayashi T., Watanabe A., Matsumoto J., Diurnal 
 variation of convective activity and rainfall in tropical Asia, Journal of 
 Meteorological Society of Japan, 2003, 79:333-352. 
35. Phillips O.L., Aragão L.E., Lewis S.L., Fisher J.B., Lloyd J., López-González 
 G., Malhi Y., Monteagudo A., Peacock J., Quesada C.A., Van Der Heijden G., 
 Drought sensitivity of the Amazon rainforest, Science, 2009, 323(5919):1344-1347. 
36. Pinker R.T., Thompson O.E., Eck T.F., The albedo of a tropical evergreen forest, 
 Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1980, 106:551-558. 
37. Reichstein M., Falge E., Baldocchi D., Papale D., Aubinet M., Berbigier P., 
 Bernhofer C., Buchmann N., Gilmanov T., Granier A., Grünwald T., 
 Havránková, K., Ilvesniemi H., Janous D., Knohl A., Laurila T., Lohila A., 
 Loustau D., Matteucci G., Meyers T., Miglietta F., Ourcival J.-M., Pumpanen 
 J., Rambal S., Rotenberg E., Sanz M., Tenhunen J., Seufert G., Vaccari F., 
 Vesala T., Yakir D., Valentini R., On the separation of net ecosystem 
 exchange into assimilation and ecosystem respiration: review and improved 
 algorithm. Global Change Biology, 2005, 11:1424-1439. 
38. Rodrigues T.R., de Paulo S.R., Novais J.W.Z., Curado L.F.A., Nogueira J.S., 
 de Oliveira R.G., de A. Lobo F., Vourlitis G.L., Temporal patterns of energy 
 balance for a Brazilian tropical savanna under contrasting seasonal 
 conditions, International Journal of Atmospheric Sciences, 2013. 
39. Saigusa N., Yamamoto S., Hirata R., Ohtani Y., Ide R., Asanuma J., Gamo M., 
 Hirano T., Kondo H., Kosugi Y., Li S.-G. Nakai Y., Takagi K., Tani M., 
 Wang H., Temporal and spatial variations in the seasonal patterns of CO2 
 flux in boreal, temperate, and tropical forests in East Asia, Agricultural and 
 forest meteorology, 2008, 148(5):761-775. 
40. Shuttleworth W.J., Observations of radiation exchange above and below 
 Amazonian forest, Journal of the Royal Meteorological Society, 1984, 
 110:1163-1169. 
41. Takanashi S., Kosugi Y., Ohkubo S., Matsuo N., Tani M., Nik A.R., Water 
 and heat fluxes above a lowland dipterocarp forest in Peninsular Malaysia, 
 Hydrological Processes, 2010, 24:472-480. 
42. Takanashi S., Kosugi Y., Tani M., Matsuo N., Mitani T., Nik A.R., 
 Characteristics of the gas exchange of a tropical rain forest in Peninsular 
 Malaysia, Phyton, 2005, 45:61-66. 
46 Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 14, 11 - 2017 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
43. Tan Z., Zhang Y., Yu G., Sha L., Tang J., Deng X., Song Q., Carbon balance 
 of a primary tropical seasonal rain forest, Journal of Geophysical Research: 
 Atmospheres (1984-2012), 2010, 115, p.D4. 
44. Tanaka N., Kume T., Natsuko Yoshifuji N., Tanaka K., Takizawa H., Shiraki 
 K., Tantasirin C., Tangthamh N., Suzuki M., A review of evapotranspiration 
 estimates from tropical forests in Thailand and adjacent regions. Agricultural 
 and forest meteorology, 2008, 148:807-819. 
45. Toda M., Nishida K., Ohte N., Tani M., Musiake K., Observations of energy 
 fluxes and evapotranspiration over terrestrial complex land covers in the 
 tropical monsoon environment, Journal of the Meteorological Society of Japan, 
 2002, 80(3):465-484. 
46. Ueyama M., Hirata R., Mano M., Hamotani K., Harazono Y., Hirano T., 
 Miyata A., Takagi K., TakahashiY., Influences of various calculation options 
 on heat, water and carbon fluxes determined by open-and closed-path eddy 
 covariance methods, Tellus B, 2012, 64(1):19048. 
47. Vandekerkhove K., De Wulf R., Chin N.N., Dendrological composition and forest 
 structure in Nam Bai Cat Tien National Park, Vietnam, Silva Gandavensis, 1993, 
 58:41-83. 
48. Wilson K., Goldstein A., Falge E., Aubinet M., Baldocchi D., Berbigier P., 
 Bernhofer C., Ceulemans R., Dolman H., Field C., Grelle A., Ibrom A., Law 
 B.E., Kowalski A., Meyers T., Moncrieff J., Monson R., Oechel W., Tenhunen 
 J., Valentini R., Verma S., Energy balance closure at FLUXNET sites, 
 Agricultural and Forest Meteorology, 2002, 113(1):223-243. 
49. WMO, 2017. World Meteorological Organization. WMO Statement on the Status of 
 the Global Climate in 2016, WMO, Geneva, 2017, 1189. 
50. Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я., 
 Технологии анализа геофизических временных рядов. Часть.1. Требования к 
 программе обработки, Сейсмические приборы, 2016a, 52(1):61-82. Часть 2. 
 WinABD - пакет программ для сопровождения и анализа данных 
 геофизического мониторинга, Сейсмические приборы, 2016b, 52(3):50-80. 
51. Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я., 
 Проблемы анализа временных рядов с пропусками и методы их решения в 
 программе WinABD, Геофизические процессы и биосфера, 2016c, 15(3):5-34. 
52. Кузнецов А.Н., Кузнецова С.П., Лесная растительность: видовой 
 состав и структура древостоев, в сб. Структура и функции почвенного 
 населения тропического муссонного леса (национальный парк Кат Тьен, 
 Южный Вьетнам), под общей редакцией А.В. Тиунова, Товарищество 
 научных изданий КМК, Москва, 2011, с. 16-43. 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 14, 11 - 2017 47
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
 TÓM TẮT 
 DÒNG NĂNG LƯỢNG VÀ KHÍ TRAO ĐỔI TRONG RỪNG NHIỆT ĐỚI 
 CỦA ĐỒNG NAI 
 Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu, đo đạc liên tục hơn 5 năm về các dòng 
năng lượng, hơi nước và khí CO2 trên hệ sinh thái rừng nhiệt đới bán thường xanh 
thuộc Vườn Quốc gia Cát Tiên thông qua trạm quan trắc dòng sử dụng kỹ thuật 
Eddy-Covariance đầu tiên tại Việt Nam. Những thay đổi của khí hậu trong khu vực 
đã ghi nhận ở thời kỳ mùa khô 2011÷2012, 2016÷2017, thời kỳ hạn 2011÷2012, 
2013÷2014 và đặc biệt là thời kỳ mùa khô 2015÷2016 khí hậu “ẩm ướt” hơn thường 
lệ. Khảo sát trong số 20 trạm quan trắc dòng trong rừng nhiệt đới của khu vực, bao 
gồm bức xạ thuần và tổng lượng mưa đều ghi nhận được một trong số những giá trị 
cao nhất ở các thời kỳ này. 
 Mặc dù thời kỳ mùa khô chỉ kéo dài khoảng 3,5 tháng, song các kết quả 
nghiên cứu đã chỉ ra tổng lượng bốc thoát hơi E và tổng sản lượng sơ cấp GPP hàng 
năm trong thời kỳ mùa khô tại đây gần với các dữ liệu của rừng nhiệt đới ẩm. Đối 
với các dòng sinh ra chủ yếu do sinh vật sống trong hệ sinh thái, sự suy giảm mùa 
khô có ý nghĩa quan trọng nhất đối với hô hấp hệ sinh thái hơn là đối với GPP và 
E, Đại lượng E ít nhạy cảm nhất với hạn hán. Rừng Nam Cát Tiên là một bể chứa 
CO2 quan trọng từ khí quyển giai đoạn 2012÷2015, ngoại trừ những tháng nóng nhất 
của năm. Điều kiện nóng và khô bất thường trong tháng 4 và tháng 5 năm 2016 đã 
gây ra sự gia tăng dòng năng lượng hiển nhiệt và hô hấp của hệ sinh thái. Sau cơn 
mưa đầu tiên, trong khi các dòng năng lượng nhanh chóng quay trở lại trạng thái 
thông thường của thời kỳ mùa mưa thì rừng vẫn đóng vai trò là nguồn phát CO2 vào 
khí quyển trong khoảng thời gian thêm 1,5 tháng. 
 Keywords: Eddy covariance, seasonally dry tropical forest, Đồng Nai 
biosphere reserve, net ecosystem excange, evapotranspiration. 
 Nhận bài ngày 24 tháng 9 năm 2017 
 Hoàn thiện ngày 02 tháng 11 năm 2017 
 (1) A.N.Severtsov Institute of Ecology and Evolution, RAS 
 (2) Vietnam - Russian Tropical Center 
48 Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 14, 11 - 2017 

File đính kèm:

  • pdfgas_and_energy_fluxes_above_a_tropical_forest_in_dong_nai.pdf