Interakce působení různé teploty, úrovně ozářenosti a koncentrace CO2 na asimilační procesy

vybraných druhů lesních dřevin

Autor: Mgr. Ladislav ŠigutVedoucí práce: Mgr. Otmar Urban, PhD.

Ostravská univerzita v Ostravě, BiofyzikaCentrum výzkumu globální změny AV ČR, v.v.i.

Předchozí práce• Vliv vnějších faktorů na vybrané

charakteristiky fotosyntézy měřené pomocí analýzy výměny plynů na jednotlivých listech/výhonech (Li6400)

• Využíváno měření teplotních křivek fotosyntézy

Předchozí práce

↑RD + ↑ΓQ

A

T

CO2 ↓gs + ↓E

+ ↓RD

Synergy?

Předchozí práce

Materiál a metody

• Smrk ztepilý (Picea abies L.)• Laboratorní podmínky

• Analýza výměny plynů (CO2/H2O)

• Li-6400 (Licor, USA)• Světelné křivky a teplotní

křivky

• Buk lesní (Fagus sylvatica L.)

• Smrk ztepilý (Picea abies L.) • Polní experiment

Materiál a metody

• Analýza výměny plynů (CO2/H2O)

• Li-6400 (Licor, USA)• CO2 křivky a teplotní křivky

Doktorské studium

• Školitel: Doc. RNDr. Vladimír Špunda, CSc.

• Školitel specialista: Dr. Marian Pavelka, Dr. Otmar Urban

• Obor : Biofyzika, PřF OU Ostrava

Doktorské studium

• Vířivá kovariance, gazometrie, fluorescence chl a

• Analýza chodů hrubé a čisté primární produkce stanovených metodou vířivé kovariance v lesních ekosystémech ČR Top-down analýza vlivu vnějších

faktorů na jednotlivé složky ekosystémůMetod

y

Cíl

Letní škola - Tuczno

Flux measurement techniques: methods, sensors,

databases and modeling• 11. 9. - 20. 9. 2011, zámek Tuczno• 45 účastníků ze 17 evropských zemí

+ lektoři

Letní škola - Tuczno

Literatura

• Aubinet, M., Vesala, T., Papale, D.: Eddy Covariance – A practical guide to measurement and data analysis, 2011, ISBN-10: 9400723504

• Bonan, G. B.: Forest and climate change: forcing, feedbacks, and climate benefits and forests (2008) - Science 320, 1444

• Aubinet et al.: Estimates of the annual net carbon and water exchange of forests: the EUROFLUX methodology. Advances in Ecological Research 30, 1999.

• Battin a kol., The boundless carbon cycle, Nature Geoscience 2, 598 - 600 (2009)

Letní škola - Tuczno

Literatura

• Moffat a kol.: Comprehensive comparison of gap-filling techniques for eddy covariance net carbon fluxes, 2007, Agricultural and Forest Meteorology.

Letní škola - Tuczno

Toky

• Materiál je ukládán nebo transportován Vertikální transport: víry (rozměry mm –

stovky m) Horizontální transport: advekce

• Za dne sestupné víry průměrně bohatší na CO2

Letní škola - Tuczno

Transport

• Hnací síla = koncentrační gradient Trasport proti směru gradientu:

- Sweep (směr dolů)- Rejection (směr nahoru)

• Bez toku vzduchu nelze z měření usuzovat na fyziologické procesy

• Žijeme v hraniční vrstvě atmosféry• Drsnost korunového zapojení vytváří přídavnou

turbulenci a zlepšuje míchaní vzduchu

Letní škola - Tuczno

Evapotranspirace

• Lesní ekosystém: převažuje transpirace, menší část uvolněné vody evaporací

• Nemá sink – jedině tvorba mlhy v lese?

Sluneční záření

• Jeho intenzita a poledníková distribuce primárně řídí klima planety

• Procesy výměny energie mezi aktivním povrchem a atmosférou jsou velmi důležité; z dopadající radiace:• ~ 49 % absorbováno povrchem• ~ 20 % absorbováno atmosférou

Letní škola - Tuczno

Změna teploty

• Ve Finsku dlouhou dobu není světlo – zvýšení teploty má velký vliv respiraci a uvolňování CO2

Roční průběh fotosyntézy

• U neopadavých velmi rychlý nárůst rychlosti asimilace po zimě

Letní škola - Tuczno

Letní škola - Tuczno

Dusíková bilance

• Měření komplikováno reakcemi VOC před samotnou detekcí

Stanovení metanu - mokřad• Z půdy uvolnění difúzí• Přispívá také tok O2 ke kořenům – vytěsňuje

CH4 z půdy• Poměrně nízká citlivost detektorů – vhodný

výběr situ

Letní škola - Tuczno

Měření ve městech

• Nepřirozené povrchy – voda nevsakuje – vliv na evapotranspiraci

• Drsný povrch – mechanicky zvýšená turbulence• Člověkem uvolňované teplo => více

mechanicky způsobované turbulence

Letní škola - Tuczno

R software

• Werner Eugster• Praktické cvičení (Mdata/MLáďa/Tuczno)

Letní škola - Tuczno

Dario Papale

• Sdílení dat• Je důležité stanovovat nejistotu měření• Vyhodnocení „storage“ efektu – vertikální profil

5-9 měřících bodů [CO2]• Advekce – aktuálně se doporučuje u* filtrování

(nízká turb.)

Děkuji za pozornost