Menu

Javascript is not activated in your browser. This website needs javascript activated to work properly.
You are here

En analys av nattliga koldioxidflöden i en boreal barrskog avseende spatial och temporal variation

An analysis of nightly carbon dioxide fluxes in a boreal coniferous forest considering spatial and temporal variation
Author:
  • Henrik Uggla
Publishing year: 2000
Language: Swedish
Publication/Series: Lunds universitets Naturgeografiska institution - Seminarieuppsatser
Document type: Student publication for Master's degree (one year)

Summary

Populärvetenskaplig sammanfattning: Koldioxid är en viktig växthusgas. Växthusgaser fungerar som värmeisolerare i atmosfären och höjer temperaturen på jorden så att liv blir möjligt. Koldioxid utgör även en viktig del av fotosyntesen och respirationen hos jordens organismer. Sen början av den industriella revolutionen har halten koldioxid i atmosfären ökat exponentiellt. Utnyttjandet av fossila bränslen tros vara den viktigaste anledningen till denna kraftiga ökning. En fortsatt ökad koncentration av koldioxid i atmosfären kommer att ge upphov till en förhöjd växthuseffekt, vilket i sin tur kommer att leda till ett varmare klimat på jorden. Regionalt kan detta få allvarliga konsekvenser för ekosystem och jordbruk. Ökningen av koldioxidkoncentrationen i atmosfären bromsas dock av en så kallad "missing sink". Med detta menas att man vet att det sker ett upptag av koldioxid någonstans men man känner inte riktigt till var. Troligtvis är det biosfären som utgör denna "missing sink". För att utröna var upptaget sker har man börjat studera jordens stora ekosystem. Detta arbete inriktar sig på ett av jordens till ytan största ekosystem, nämligen det norra halvklotets boreala barrskogar.

Arbetet gick ut på att analysera det nattliga koldioxidflödet (avgivande och upptagande av koldioxid) över en boreal barrskog och kartlägga flödets variation över tid och rum. Mätningarna som analyserades var gjorda i Norunda strax norr om Uppsala. Mätinstrumenten placerades på 35 meters höjd ovan marken på en mast, som i sin tur var placerad mitt i ett homogent skogsparti. Mätningarna gjordes mellan 1994 och 1998 som en del av NOPEX-projektet, ett nordiskt samprojekt kring klimatstudier.

Vid analysen av insamlade data fann man ett tydligt (exponentiellt) samband mellan koldioxidflödet och lufttemperaturen. Däremot kunde inga tydliga samband urskiljas mellan koldioxidflödet och luftens stabilitet. Under enstaka sommarnätter uppmättes kraftiga variationer i koldioxidflödet som inte kunde kopplas till variationer i vare sig temperatur eller stabilitet. Ur koldioxidflödessynpunkt kunde fyra distinkt skilda vindsektorer urskiljas med viss koppling till de omkringliggande skogsbeståndens ålder och markens egenskaper. En så kallad PLS-modell (Partial Least Squares model) skapades för att försöka förklara variationen hos koldioxidflödet med hjälp av uppmätta klimatvariabler. Resultatet blev dock endast marginellt bättre än då koldioxidflödet bara uppskattas efter den mätta lufttemperaturen.

Vid en eventuell uppföljning av arbetet bör mätdata kompletteras med marktemperaturer och fältundersökningar i de fyra observerade vindsektorerna. Därtill bör koldioxidflödenas rumsliga ursprung kartläggas.
Carbon dioxide in the atmosphere contributes to the greenhouse effect, which is essential to
life on our planet. Furthermore, it plays an important part of the photosynthesis and
respiration of the world’s organisms. Since the start of the industrial revolution the amount of
carbon dioxide in the atmosphere has increased exponentially. The main source is the
extensive burning of fossil fuels. If the amount of carbon dioxide in the atmosphere grows
even more it will increase the greenhouse effect and cause global climatic change.
Fortunately, there is a “missing sink” slowing down the atmospheric increase of carbon
dioxide. Most likely the “missing sink” is related to the biosphere.
The purpose of this work was to analyse nighttime carbon dioxide fluxes from a boreal
coniferous forest, and to map its spatial and temporal variations. The measurements used in
the analysis were collected in Norunda (just north of Uppsala, Sweden) between 1994 and
1998 as part of the NOPEX-project.
The analysis showed an exponential correlation between the carbon flux and the air
temperature (r2=0.43, Q10=2.94). No evident connection between the carbon flux and the
atmospheric stability was found. During single summer nights there were frequently strong
variations in the measured carbon fluxes that could not be explained by variations in
temperature. These variations occurred also when atmospheric mixing was adequate with
friction velocities above 0.4 m/s. There appeared four distinctly different wind direction
sectors that showed significantly different respiration levels. These sectors were weakly
correlated to differences in stand properties. A PLS-model for the carbon flux was created
with several predictors. The model gave only slightly better results (r2=0.47) compared with
estimates from temperature alone.
For an eventual follow-up data should be complemented with soil temperatures plus field
exams of the four observed wind sectors. The footprints of the carbon fluxes should also be
mapped.

Disputation

Keywords

  • Earth and Environmental Sciences
  • geomorphology
  • physical geography
  • boreal forests
  • Sweden
  • greenhouse effect
  • carbon dioxide fluxes
  • pedology
  • cartography
  • climatology
  • naturgeografi
  • geomorfologi
  • marklära
  • kartografi
  • klimatologi

Other

75
  • Anders Lindroth (Professor)