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.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: 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:
- gas_and_energy_fluxes_above_a_tropical_forest_in_dong_nai.pdf