Zmienność dobowa strumieni CO2 wymienianych między atmosferą a różnymi uprawami rolniczymi

Jedną z metod, służącą poznaniu mechanizmów procesów wymiany masy i energii między atmosferą a powierzchnią czynną różnych ekosystemów lądowych, jest bezpośredni pomiar strumieni gazów szklarniowych. Szczególna uwaga badaczy skupia sie na ditlenku węgla, którego koncentracja w atmosferze wzrasta w niepokojącym tempie (URBANIAK 2006). W pracy przedstawiono wyniki pomiarów wymiany ditlenku węgla przeprowadzonych w dniu 29 czerwca 2011 r. i wykonanych na trzech poletkach doświadczalnych (uprawa lucerny, pszenicy oraz ziemniaków), zlokalizowanych na terenie Rolniczej Stacji Doświadczalnej w Brodach (województwo wielkopolskie) oraz wymodelowane wielkości oddychania (R_eco), wymiany netto (NEE) i produkcji pierwotnej (GEP) ekosystemu. Pomiary przeprowadzono techniką dynamicznych komór zamkniętych. W dniu 29 czerwca 2011 r. wartości zmierzonego R_eco wahały się w granicach od 3,61 do 16,62 µmol CO₂·m-²·s-¹, natomiast wartości zmierzonego NEE od 4,22 do -24,08 µmol CO₂·m-²·s-¹. Wyniki modelowania oddychania ekosystemu (R_eco) dla poszczególnych upraw, uzyskane za pomocą modelu LLOYDA i TAYLORA (1994), nie różniły się średnio od wartości zmierzonych o wiecej niż 4%. Wyniki modelowania NEE wskazują że wybrany model (MICHAELIS, MENTEN 1913) sprawdził się dla stanowiska z uprawą lucerny i pszenicy (średni bezwzględny błąd procentowy - MAPE równał sie, odpowiednio, 25,0 i 7,3%). Prognozy NEE dla stanowiska z uprawą ziemniaka rożniły się w znacznym stopniu (MAPE równy 98,5%) od wartości pomierzonych, dlatego też przesłankę do dalszych badań stanowi poszukiwanie modelu, który uwzględniałby, oprócz PPFD, także inne czynniki środowiska kontrolujące proces fotosyntezy.

One of the methods to study the exchange of mass and energy between the atmosphere and the surface of various terrestrial ecosystems is direct measurement of the fluxes of greenhouse gases. Particular attention is focussed on carbon dioxide whose concentration in the atmosphere dramatically increases (URBANIAK 2006). The paper presents results of the measurements of carbon dioxide exchange conducted on 29th of June 2011 on three experimental plots (alfalfa, winter wheat and potato crops) situated in Agricultural Experimental Station in Brody (Wielkopolskie Province) and modeled values of ecosystem respiration (R_eco), net ecosystem exchange (NEE) and gross ecosystem production (GEP). Measurements were carried out by means of closed dynamic chamber system. R_eco measured on 29th of June 2011 ranged from 3.61 to 16.62 µmol CO₂·m-² ·s-¹ and measured NEE - from 4.22 to -24.08 µmol CO₂·m-² ·s-¹. Modeled values of the ecosystem respiration (Reco) for particular crops obtained with the LLOYD and TAYLOR [1994] function did not differ from measured values by more than 4% on average. The results of NEE modeling indicate that selected model [MICHAELIS, MENTEN 1913] worked well for sites with alfalfa and winter wheat crops (mean absolute percentage error - MAPE was 25.0 and 7.3%, respectively). NEE predictions for the site with potato crop differed largely (MAPE = 98.5%) from measured values and hence there is a need for looking for a model that would consider, apart from PPFD, also other environmental factors driving photosynthesis.