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                        黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展
                        

                        

                            II 區(qū)論文（已發(fā)表）
                        

                        
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                                版本

                                

    
        ZH2
    



                            
                        

                        
                            
                                
                                    Vol 9 (2)
                                        
    
                                        2024
                                    
                                

                            
                        

                    
    
                        
    







                        

                        

                        
    
                                下載
                                    
                        
    
                    
    
                    
    
                    
    


                    
    
                        
      
                            
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    2011–2018年黃河三角洲蘆葦濕地生態(tài)系統(tǒng)碳水通量觀測(cè)數(shù)據(jù)集
    A dataset of carbon and water fluxes in a Phragmites australis wetland in the Yellow River Delta during 2011–2018
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    摘要&關(guān)鍵詞
    摘要：濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于緩解全球氣候變化具有重要作用，長(zhǎng)期、連續(xù)的碳水通量渦度監(jiān)測(cè)有助于更好地保護(hù)和利用濕地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。然而，由于相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)量的欠缺，關(guān)注濕地生態(tài)系統(tǒng)碳水通量變化的研究還相對(duì)較少，因此亟需高質(zhì)量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集提供支持。中國(guó)科學(xué)院黃河三角洲濱海濕地生態(tài)試驗(yàn)站（簡(jiǎn)稱黃河三角洲站）自2010年起基于渦度協(xié)方差技術(shù)開(kāi)始對(duì)蘆葦濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，迄今已積累了多年的碳水通量觀測(cè)數(shù)據(jù)。本數(shù)據(jù)集基于黃河三角洲站已進(jìn)行的監(jiān)測(cè)工作，匯總整理了2011–2018年間的站點(diǎn)碳水通量渦度觀測(cè)數(shù)據(jù)，并形成了半小時(shí)尺度、日尺度、月尺度和年際尺度4種時(shí)間分辨率下的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。本數(shù)據(jù)集對(duì)準(zhǔn)確評(píng)估黃河三角洲濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳水通量及其各時(shí)間尺度上的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。
    關(guān)鍵詞：渦度協(xié)方差；黃河三角洲；蘆葦濕地；碳通量；水通量
    Abstract & Keywords
    Abstract:?Wetland ecosystems play an important role in mitigating global climate change. The long-term monitoring of carbon and water fluxes based on eddy covariance (EC) would be helpful to better protect and utilize ecosystem services of wetlands. However, related data and studies focusing on carbon and water fluxes in wetland ecosystems are still limited. Hence, there is an urgent need to provide more observational data for researchers. Yellow River Delta Ecological Research Station of Coastal Wetland, Chinese Academy of Sciences, has established an open-path EC system in a Phragmites australis wetland in 2010 and obtained large amounts of flux data to date. In this paper, the EC-based dataset consisted ecosystem-scale carbon and water fluxes at the study site from 2011 to 2018. Moreover, all the data were shown at four time scales, i.e., half-hourly, daily, monthly, and yearly. This dataset is of great importance for estimating carbon and water fluxes in wetland ecosystems and examining the flux variations at different time scales.
    Keywords:?eddy covariance;?Yellow River Delta;?Phragmites australis                                                                       wetland;?carbon flux;?water flux
    數(shù)據(jù)庫(kù)（集）基本信息簡(jiǎn)介
    數(shù)據(jù)庫(kù)（集）名稱2011–2018年黃河三角洲蘆葦濕地生態(tài)系統(tǒng)碳水通量觀測(cè)數(shù)據(jù)集
    數(shù)據(jù)作者魏思羽，李培廣，初小靜，宋維民，王曉杰，趙明亮，張孝帥，韓廣軒
    數(shù)據(jù)通信作者韓廣軒（gxhan@yic.ac.cn）
    數(shù)據(jù)時(shí)間范圍2011–2018年
    地理區(qū)域中國(guó)科學(xué)院黃河三角洲濱海濕地生態(tài)試驗(yàn)站（37°45′59″N，118°58′51″E）
    數(shù)據(jù)量10.5 MB
    數(shù)據(jù)格式*.xlsx
    數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)址https://doi.org/10.57760/sciencedb.j00001.00867
    			http://www.ncdc.ac.cn/portal/metadata/49b1002d-8fc9-461e-9e11-7c50559f5af4
    基金項(xiàng)目科技部基礎(chǔ)資源調(diào)查專項(xiàng)（2022FY100300）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022YFF0802101）。
    數(shù)據(jù)庫(kù)（集）組成本數(shù)據(jù)集的碳水通量數(shù)據(jù)包括半小時(shí)、日、月和年4種時(shí)間尺度的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。數(shù)據(jù)產(chǎn)品包括生態(tài)系統(tǒng)凈CO2交換（NEE）、生態(tài)系統(tǒng)總初級(jí)生產(chǎn)力（GPP）、生態(tài)系統(tǒng)呼吸（Reco）、潛熱通量（LE）和顯熱通量（H）5個(gè)觀測(cè)指標(biāo)。
    Dataset Profile
    TitleA dataset of carbon and water fluxes in a Phragmites australis wetland in the Yellow River Delta during 2011–2018
    Data authorsWEI Siyu, LI Peiguang, CHU Xiaojing, SONG Weimin, WANG Xiaojie, ZHAO Mingliang, ZHANG Xiaoshuai, HAN Guangxuan
    Data corresponding authorHAN Guangxuan (gxhan@yic.ac.cn)
    Time range2011–2018
    Geographical scopeThe Yellow River Delta Field Observation and Research Station of Coastal Wetland Ecosystem, Chinese Academy of Sciences (37°45′59″N, 118°58′51″E)
    Data volume10.5 MB
    Data format*.xlsx
    Data service system<https://doi.org/10.57760/sciencedb.j00001.00867>
    			<http://www.ncdc.ac.cn/portal/metadata/49b1002d-8fc9-461e-9e11-7c50559f5af4>
    Sources of fundingScience and Technology Fundamental Resources Investigation Program (2022FY100300); National Key Research and Development Program in China (2022YFF0802101).
    Dataset compositionThe dataset comprises carbon and water fluxes at four time scales (half-hourly, daily, monthly, and yearly) from 2011 to 2018. Specifically, the flux data unclude net ecosystem CO2 exchange (NEE), gross primary productivity (GPP), ecosystem respiration (Reco), latent heat flux (LE) and sensible heat flux (H).
    

                                
    引  言
    濕地生態(tài)系統(tǒng)是全球范圍內(nèi)初級(jí)生產(chǎn)力水平最高的生態(tài)系統(tǒng)類型之一，其穩(wěn)定的碳匯功能夠在緩解全球氣候變化的過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用[1-2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，盡管濕地面積僅占全球陸地面積的5–8 %，但全球濕地生態(tài)系統(tǒng)的總碳儲(chǔ)量占了陸地生態(tài)系統(tǒng)總碳儲(chǔ)量的20–30 %[3-4]。因此，準(zhǔn)確評(píng)估和量化濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能對(duì)于更好地保護(hù)、利用濕地碳匯資源具有重要意義。然而，目前針對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳水通量的連續(xù)監(jiān)測(cè)相比與其他陸地生態(tài)系統(tǒng)較少，制約了研究者對(duì)未來(lái)氣候變化背景下濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能潛在變化的預(yù)測(cè)[5]。
    近年來(lái)，渦度協(xié)方差技術(shù)（Eddy covariance）成為了觀測(cè)生態(tài)系統(tǒng)尺度碳水通量的最為常用的方法之一，渦度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)已經(jīng)為全球的研究者提供了詳實(shí)的數(shù)據(jù)支持[6]。渦度協(xié)方差技術(shù)通過(guò)測(cè)定風(fēng)速垂直脈動(dòng)和待測(cè)氣體濃度脈動(dòng)之間的協(xié)方差來(lái)計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)的碳水通量[7]。基于渦度協(xié)方差技術(shù)，研究者得以探究生態(tài)系統(tǒng)尺度的碳水通量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，以及碳水通量在不同時(shí)間尺度上對(duì)眾多環(huán)境因子的響應(yīng)；在全球氣候變化的背景下，基于渦度協(xié)方差技術(shù)進(jìn)行的相關(guān)研究能夠提供生態(tài)系統(tǒng)如何響應(yīng)氣候變化的直接證據(jù)[8]。然而，針對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的渦度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集，特別是連續(xù)多年的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集數(shù)量較少。已有研究通過(guò)搜集已發(fā)表的連續(xù)3年以上的濕地渦度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集發(fā)現(xiàn)[9]，大部分站點(diǎn)的已發(fā)表數(shù)據(jù)集時(shí)間序列長(zhǎng)度少于5年，只有極少數(shù)的數(shù)據(jù)集時(shí)間序列長(zhǎng)度超過(guò)了8年[9-10]。此外，近年來(lái)公開(kāi)發(fā)表的渦度碳水通量數(shù)據(jù)集中（例如來(lái)自全球通量網(wǎng)絡(luò)的FLUXNET2015數(shù)據(jù)集），包含濕地站點(diǎn)的數(shù)據(jù)集數(shù)量較少，時(shí)間序列長(zhǎng)度較短，且數(shù)據(jù)集中未提供較近年份的數(shù)據(jù)[11]。因此，本數(shù)據(jù)集所提供的8年（2011–2018）連續(xù)濕地碳水通量數(shù)據(jù)將為相關(guān)研究提供寶貴且可靠的數(shù)據(jù)支持。
    中國(guó)科學(xué)院黃河三角洲濱海濕地生態(tài)試驗(yàn)站（以下簡(jiǎn)稱為黃河三角洲站）位于山東省東營(yíng)市的黃河三角洲，自2010年起利用渦度協(xié)方差技術(shù)開(kāi)始對(duì)研究區(qū)域內(nèi)的濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)的碳水通量監(jiān)測(cè)。本數(shù)據(jù)集包括了黃河三角洲站2011–2018年蘆葦濕地的連續(xù)碳水通量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，具體有生態(tài)系統(tǒng)凈CO2交換（Net ecosystem CO2 exchange，NEE）、生態(tài)系統(tǒng)總初級(jí)生產(chǎn)力（Gross primary productivity，GPP）、生態(tài)系統(tǒng)呼吸（Ecosystem respiration，Reco）、潛熱通量（Latent heat flux，LE）和顯熱通量（Sensible heat flux，H）5個(gè)觀測(cè)指標(biāo)。數(shù)據(jù)處理流程按照標(biāo)準(zhǔn)化的渦度數(shù)據(jù)處理流程進(jìn)行[5,12-13]，形成了半小時(shí)值、日值、月值和年值4個(gè)時(shí)間分辨率的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。黃河三角洲站多年連續(xù)的碳水通量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)將為全國(guó)乃至全球的濕地研究者提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。
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                    數(shù)據(jù)采集和處理方法
    1.1
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                    站點(diǎn)信息
    黃河三角洲站的蘆葦濕地觀測(cè)站點(diǎn)位于中國(guó)黃河三角洲的潮上帶區(qū)域（37°45′59′′N，118°58′51′′E；圖1）。觀測(cè)區(qū)內(nèi)的蘆葦濕地面積約為7萬(wàn)平方米，其分布范圍完全涵蓋了渦度監(jiān)測(cè)的目標(biāo)區(qū)域，也為渦度監(jiān)測(cè)提供了面積充足且植被條件均一的下墊面。研究站點(diǎn)內(nèi)的蘆葦濕地生態(tài)系統(tǒng)為多年來(lái)自然形成，未受到過(guò)人類干擾，是黃河三角洲典型的潮上帶生態(tài)系統(tǒng)類型之一。黃河三角洲的氣候類型為暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明、雨熱同期。該區(qū)域的年平均氣溫為12.66 ℃，最低月平均氣溫為1月（-2.93 ℃），最高月平均氣溫則出現(xiàn)在7月（26.30 ℃）。該區(qū)域年均降水量為604 mm，并且將近60 %的降水發(fā)生在雨季（7–8月份）；由于雨季的影響，觀測(cè)站點(diǎn)每年都會(huì)經(jīng)歷1–2個(gè)月的季節(jié)性淹水過(guò)程。此外，從長(zhǎng)期氣象數(shù)據(jù)來(lái)看黃河三角洲經(jīng)歷了顯著的暖干化過(guò)程[9]。觀測(cè)站點(diǎn)的表層土壤（10 cm）的pH值為7.77，鹽度為0.95 ‰，土壤總碳和總氮含量分別為14.7 g kg-1和0.7 g kg-1[14]。渦度觀測(cè)區(qū)內(nèi)的植被以蘆葦（Phragmites australis）為優(yōu)勢(shì)種，通常在4月中旬發(fā)芽，在7–8月中旬達(dá)到1.7 m左右的最大高度，生長(zhǎng)旺盛期的總生物量可以達(dá)到600 g m-2。


    圖1
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                觀測(cè)站點(diǎn)地理位置
    Figure 1  Location of the study site
    觀測(cè)站點(diǎn)內(nèi)開(kāi)路式渦度協(xié)方差觀測(cè)系統(tǒng)于2010年5月起開(kāi)始監(jiān)測(cè)。碳水通量的測(cè)定主要由開(kāi)路式CO2/H2O分析儀（LI-7500）和三維超聲風(fēng)速儀（CSAT-3）組成的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，相關(guān)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于CR6數(shù)據(jù)采集器內(nèi)（表1）。整套設(shè)備架設(shè)在離地面約3 m的位置，每個(gè)月都會(huì)由專門負(fù)責(zé)的人員進(jìn)行至少兩次的維護(hù)工作。此外，基于通量源區(qū)分析計(jì)算，觀測(cè)站點(diǎn)內(nèi)的超過(guò)90 %的碳水通量數(shù)據(jù)來(lái)自觀測(cè)目標(biāo)區(qū)域[9]，保證了數(shù)據(jù)的可靠性。
    表1  
                    ?
                觀測(cè)站點(diǎn)渦度協(xié)方差儀器詳細(xì)信息
    序號(hào)觀測(cè)指標(biāo)儀器名稱儀器型號(hào)制造商
    1CO2通量、濃度開(kāi)路式CO2/H2O分析儀LI-7500Li-COR Inc., USA
    2LE通量開(kāi)路式CO2/H2O分析儀LI-7500Li-COR Inc., USA
    3H通量開(kāi)路式CO2/H2O分析儀LI-7500Li-COR Inc., USA
    4三維風(fēng)三維超聲風(fēng)速儀CSAT-3Campbell Scientific Inc., USA
    5通量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存CR系列數(shù)據(jù)采集器CR6Campbell Scientific Inc., USA
    1.2
                        ?
                    數(shù)據(jù)采集方法
    渦度觀測(cè)設(shè)備測(cè)得的10 Hz原始高頻數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)采集器內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡中，負(fù)責(zé)維護(hù)的人員每月會(huì)至少采集兩次原始數(shù)據(jù)，并進(jìn)行檢查、備份，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性。此外，觀測(cè)站點(diǎn)每年都會(huì)有儀器工程師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定，最大程度保證觀測(cè)站點(diǎn)內(nèi)碳水通量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
    1.3
                        ?
                    數(shù)據(jù)處理方法
    本數(shù)據(jù)產(chǎn)品的處理方法按照黃河三角洲站標(biāo)準(zhǔn)化的渦度數(shù)據(jù)處理流程進(jìn)行[5,12-13]，主要分為數(shù)據(jù)前處理過(guò)程、數(shù)據(jù)質(zhì)控過(guò)程、數(shù)據(jù)后處理過(guò)程和通量數(shù)據(jù)產(chǎn)品形成4個(gè)步驟（圖2）。


    圖2
                    ?
                數(shù)據(jù)處理技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化流程
    Figure 2  Standard procedure for data processing technology
    1.3.1
                        ?
                    數(shù)據(jù)前處理過(guò)程
    由于自然生態(tài)系統(tǒng)中的實(shí)際情況往往無(wú)法全部滿足渦度監(jiān)測(cè)理論的理想狀態(tài)（如下墊面均一、湍流活躍等），渦度協(xié)方差技術(shù)在進(jìn)行野外監(jiān)測(cè)工作時(shí)將不可避免地產(chǎn)生異常值或低質(zhì)量數(shù)據(jù)，因此需要數(shù)據(jù)前處理技術(shù)對(duì)10 Hz的原始高頻通量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。目前，常用、標(biāo)準(zhǔn)的前處理過(guò)程主要包括野點(diǎn)剔除、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)、WPL（Webb，Pearman，and Leuning）校正和時(shí)滯補(bǔ)償?shù)?sup>[15]。這些前處理過(guò)程均可有效地提高原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量，例如通過(guò)WPL校正可以減少由于冬季溫度波動(dòng)而產(chǎn)生的“CO2假吸收”現(xiàn)象，而時(shí)滯補(bǔ)償則有助于消除由于氣體分析儀和三維風(fēng)測(cè)量時(shí)間之間的不匹配而產(chǎn)生的誤差。在進(jìn)行前處理過(guò)程時(shí)，通過(guò)相關(guān)軟件（如EdiRe、Eddypro）或內(nèi)置在數(shù)采內(nèi)的在線計(jì)算程序（如Easyflux）均可完成所有前處理步驟。本數(shù)據(jù)集中的所有年份數(shù)據(jù)均使用EdiRe軟件進(jìn)行前處理過(guò)程。完成前處理過(guò)程后，形成的30 min原始通量數(shù)據(jù)將進(jìn)入數(shù)據(jù)質(zhì)控過(guò)程。
    1.3.2
                        ?
                    數(shù)據(jù)質(zhì)控過(guò)程
    數(shù)據(jù)質(zhì)控過(guò)程的主要目的是剔除明顯異常值（如降雨期間）以及不滿足渦度觀測(cè)條件（如湍流過(guò)低時(shí)）下的低質(zhì)量數(shù)據(jù)。本數(shù)據(jù)集的質(zhì)控過(guò)程參照黃河三角洲站已建立的數(shù)據(jù)處理過(guò)程進(jìn)行[12]：（1）根據(jù)半小時(shí)的通量數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化，剔除偏離正常范圍過(guò)大的異常值，即不具有生物學(xué)意義的異常數(shù)據(jù)，例如夜間或非生長(zhǎng)季過(guò)小的負(fù)值；（2）剔除降雨前后30 min內(nèi)的通量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，這部分?jǐn)?shù)據(jù)質(zhì)量通常較低；（3）剔除摩擦風(fēng)速過(guò)小（閾值通過(guò)REddyProc數(shù)據(jù)處理程序包進(jìn)行計(jì)算）時(shí)的碳水通量數(shù)據(jù)，低湍流情況在夜間發(fā)生的較為頻繁。質(zhì)控后未插補(bǔ)的30 min原始通量數(shù)據(jù)將進(jìn)入數(shù)據(jù)后處理過(guò)程。
    1.3.3
                        ?
                    數(shù)據(jù)后處理過(guò)程
    數(shù)據(jù)后處理過(guò)程主要包括數(shù)據(jù)插補(bǔ)、碳通量拆分、各時(shí)間尺度數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)匯總4個(gè)步驟。首先，本研究采用REddyProc數(shù)據(jù)處理程序包進(jìn)行通量數(shù)據(jù)的插補(bǔ)和拆分。該程序包自2018年發(fā)布以來(lái)，已經(jīng)在全球的渦度研究中得到了廣泛運(yùn)用[16]。REddyProc內(nèi)置三種數(shù)據(jù)插補(bǔ)算法：查表法、平均日變化法和樣本邊緣分布采樣法。在實(shí)際插補(bǔ)過(guò)程中，REddyProc程序包會(huì)根據(jù)氣象數(shù)據(jù)的測(cè)量情況選擇合適的插補(bǔ)方法進(jìn)行碳水通量數(shù)據(jù)的插補(bǔ)。例如，在缺失數(shù)據(jù)同時(shí)期氣象數(shù)據(jù)均正常測(cè)量的情況下使用查表法插補(bǔ)，而在某些氣象數(shù)據(jù)也同時(shí)缺失時(shí)則使用平均日變化法進(jìn)行插補(bǔ)。在本數(shù)據(jù)集中，CO2、LE和H通量的插補(bǔ)方法相同且均使用REddyProc數(shù)據(jù)處理程序包完成。在數(shù)據(jù)插補(bǔ)完成后，可利用REddyProc程序包的CO2通量拆分功能進(jìn)行碳通量的拆分，即將NEE拆分為GPP和Reco。程序包中內(nèi)置了兩種CO2通量拆分算法，分別為夜間溫度響應(yīng)法和白天光響應(yīng)法。本數(shù)據(jù)集選擇最為常用的夜間溫度響應(yīng)法進(jìn)行CO2通量的拆分[17]，即利用夜間Reco的溫度響應(yīng)關(guān)系推算出白天的Reco，進(jìn)而根據(jù)3種生態(tài)系統(tǒng)CO2通量之間的相互關(guān)系（GPP = Reco - NEE）計(jì)算出每個(gè)時(shí)刻的GPP，最終得到半小時(shí)尺度的NEE、GPP和Reco數(shù)據(jù)。完成處理之后的碳水通量數(shù)據(jù)按照半小時(shí)值、日值、月值和年值的順序進(jìn)行了相應(yīng)計(jì)算和整理，并匯總成相應(yīng)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。
    1.3.4
                        ?
                    通量數(shù)據(jù)產(chǎn)品形成
    在完成了標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)處理流程之后，本數(shù)據(jù)集按照半小時(shí)值、日值、月值和年值的順序匯總了NEE、GPP、Reco、LE和H通量5種觀測(cè)數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)均以Excel的形式進(jìn)行了儲(chǔ)存和上傳。
    2
                        ?
                    數(shù)據(jù)樣本描述
    本數(shù)據(jù)集的時(shí)間跨度為2011-2018年，包括了4種時(shí)間分辨率下的蘆葦濕地碳水通量渦度觀測(cè)數(shù)據(jù)，總大小為10.5 MB。數(shù)據(jù)子集按照4種不同的時(shí)間分辨率進(jìn)行了區(qū)分，以半小時(shí)值、日值、月值和年值進(jìn)行了命名。數(shù)據(jù)集表頭說(shuō)明：（1）NEE_raw和NEE分別代表未插補(bǔ)和插補(bǔ)后的生態(tài)系統(tǒng)凈CO2交換通量；（2）GPP和Reco分別代表NEE夜間拆分法估算獲得的生態(tài)系統(tǒng)總初級(jí)生產(chǎn)力和生態(tài)系統(tǒng)呼吸；（3）NEE_raw和LE分別代表未插補(bǔ)和插補(bǔ)后的生態(tài)系統(tǒng)潛熱通量；（4）NEE_raw和H分別代表未插補(bǔ)和插補(bǔ)后的生態(tài)系統(tǒng)顯熱通量。以上所有未插補(bǔ)數(shù)據(jù)中的缺失數(shù)據(jù)均用-9999.00表示。數(shù)據(jù)集的詳細(xì)表頭信息和各時(shí)間尺度下的碳水通量單位見(jiàn)（表2）。
    表2  
                    ?
                觀測(cè)數(shù)據(jù)集表頭說(shuō)明
    序號(hào)數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)說(shuō)明單位備注
    半小時(shí)值日值月值年值
    1NEE_raw未插補(bǔ)生態(tài)系統(tǒng)凈CO2交換μmol CO2 m-2 s-1///-9999.00為缺失值
    2NEE插補(bǔ)后生態(tài)系統(tǒng)凈CO2交換μmol CO2 m-2 s-1g C m-2 d-1g C m-2 month-1g C m-2 year-1/
    3GPP估算生態(tài)系統(tǒng)總初級(jí)生產(chǎn)力μmol CO2 m-2 s-1g C m-2 d-1g C m-2 month-1g C m-2 year-1/
    4Reco估算生態(tài)系統(tǒng)
    			呼吸    		μmol CO2 m-2 s-1g C m-2 d-1g C m-2 month-1g C m-2 year-1/
    5LE_raw未插補(bǔ)潛熱通量W m-2W m-2W m-2W m-2-9999.00為缺失值
    6LE插補(bǔ)后潛熱通量W m-2W m-2W m-2W m-2/
    7H_raw未插補(bǔ)顯熱通量W m-2W m-2W m-2W m-2-9999.00為缺失值
    8H插補(bǔ)后顯熱通量W m-2W m-2W m-2W m-2/
    3
                        ?
                    數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和評(píng)估
    經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)前處理和質(zhì)控過(guò)程后，大部分年份的碳水通量有效數(shù)據(jù)比例維持在60 %左右（表3）。其中，觀測(cè)期間NEE的有效數(shù)據(jù)比例為57 ± 5 %，LE為61 ± 5 %，H為62 ± 5 %。在所有年份中，2012年8–10月間由于儀器故障產(chǎn)生了較多的數(shù)據(jù)缺失，使得該年數(shù)據(jù)缺失相對(duì)較多。
    表3 
                    ?
                 碳水通量質(zhì)控后的有效數(shù)據(jù)比例
    年份NEELEH
    201157%61%65%
    201247%51%53%
    201362%67%66%
    201464%68%68%
    201559%61%62%
    201654%59%60%
    201752%57%58%
    201857%61%63%
    4種時(shí)間分辨率下的生態(tài)系統(tǒng)CO2通量動(dòng)態(tài)變化如圖3所示。半小時(shí)尺度和日尺度的CO2通量具有相似動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，即生長(zhǎng)季變化幅度大而在非生長(zhǎng)季波動(dòng)平緩，每年的峰值都出現(xiàn)在生長(zhǎng)季中期。在月尺度上，NEE的谷值和GPP、Reco的峰值集中在6、7、8月份。年際尺度的數(shù)據(jù)反映了觀測(cè)站點(diǎn)內(nèi)濕地生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力的年際波動(dòng)。在2011–2018年期間，觀測(cè)站點(diǎn)的年平均NEE為-204.76 ± 41.01 g C m-2 year-1，GPP為865.89 ± 95.71 g C m-2 year-1，Reco為661.00 ± 73.62 g C m-2 year-1。從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，觀測(cè)站點(diǎn)內(nèi)的濕地生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)為穩(wěn)定的碳匯，并且其碳匯能力具有明顯的年際變化。總體而言，4種時(shí)間分辨率下的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化均能反映出觀測(cè)站點(diǎn)內(nèi)良好的數(shù)據(jù)質(zhì)量。


    圖3
                    ?
                2011–2018年觀測(cè)站點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)CO2通量
    Figure 3 CO2 fluxes of the ecosystems at the study site from 2011 to 2018
    4
                        ?
                    數(shù)據(jù)使用方法和建議
    本數(shù)據(jù)集可通過(guò)科學(xué)數(shù)據(jù)銀行（https://doi.org/10.57760/sciencedb.j00001.00867）和國(guó)家冰川凍土沙漠?dāng)?shù)據(jù)中心（http://www.ncdc.ac.cn/portal/metadata/49b1002d-8fc9-461e-9e11-7c50559f5af4）下載，數(shù)據(jù)集的詳細(xì)說(shuō)明和具體信息也可參照本文。
    使用建議：（1）雖然渦度協(xié)方差技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)開(kāi)發(fā)了出了多種數(shù)據(jù)質(zhì)控、數(shù)據(jù)插補(bǔ)和CO2通量拆分的算法，但基于這些算法得到的結(jié)果都會(huì)存在一定的不確定性。因此，使用者可根據(jù)自身研究需要并使用本數(shù)據(jù)集中提供的未插補(bǔ)數(shù)據(jù)（即NEE_raw、LE_raw和H_raw）應(yīng)用其他算法來(lái)進(jìn)行重新的處理分析。（2）生態(tài)系統(tǒng)水汽通量多以蒸散發(fā)（Evapotranspiration，ET）來(lái)表示。在渦度監(jiān)測(cè)中，ET數(shù)據(jù)是基于LE數(shù)據(jù)換算所得。考慮到不同研究中所使用的換算公式和通量單位均有所差別，因此在本數(shù)據(jù)集中未做出直接換算，使用者可根據(jù)自身需要進(jìn)行相應(yīng)的換算。（3）濕地生態(tài)系統(tǒng)具有季節(jié)性淹水等水文過(guò)程，均會(huì)對(duì)各種時(shí)間尺度的碳水通量動(dòng)態(tài)變化產(chǎn)生顯著影響。使用者在使用本數(shù)據(jù)集前，可參考黃河三角洲站已發(fā)表的相關(guān)文章[9, 12-13]，有助于更好的分析利用本數(shù)據(jù)集中所提供的各項(xiàng)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。
    致謝                                                               
    感謝黃河三角洲站全體老師和同學(xué)在10多年運(yùn)維過(guò)程中的辛苦付出。
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    數(shù)據(jù)引用格式
    魏思羽, 李培廣, 初小靜, 等. 2011–2018年黃河三角洲蘆葦濕地生態(tài)系統(tǒng)碳水通量觀測(cè)數(shù)據(jù)集[DS/OL]. V1. Science Data Bank, 2024. (2024-04-09). DOI:10.57760/sciencedb.j00001.00867.
    


                            
                            
    
                                    
                                    
    
                                        稿件與作者信息
                                        
                                            
                                        
                                        
                                            
                                        
                                    
    
                                    
    
                                        
                                            
    論文引用格式
    魏思羽, 李培廣, 初小靜, 等. 2011–2018年黃河三角洲蘆葦濕地生態(tài)系統(tǒng)碳水通量觀測(cè)數(shù)據(jù)集[J/OL]. 中國(guó)科學(xué)數(shù)據(jù), 2024, 9(2). (2024-04-09). DOI: 10.11922/11-6035.ncdc.2023.0007.zh.
    魏思羽
    WEI Siyu
    主要承擔(dān)工作：儀器維護(hù)、數(shù)據(jù)處理和論文撰寫(xiě)。
    魏思羽（1994—），男，博士研究生，研究方向?yàn)闈竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)碳水循環(huán)過(guò)程。
    李培廣
    LI Peiguang
    主要承擔(dān)工作：儀器維護(hù)、數(shù)據(jù)處理和論文撰寫(xiě)。
    李培廣（1986—），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)闈竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)碳水循環(huán)過(guò)程。
    初小靜
    CHU Xiaojing
    主要承擔(dān)工作：儀器維護(hù)、數(shù)據(jù)安全管理。
    初小靜（1988—），女，博士，工程師，研究方向?yàn)闈竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)碳水循環(huán)過(guò)程。
    宋維民
    SONG Weimin
    主要承擔(dān)工作：儀器運(yùn)維、數(shù)據(jù)采集。
    宋維民（1982—），男，博士，副研究員，研究方向?yàn)闉I海濕地土壤學(xué)。
    王曉杰
    WANG Xiaojie
    主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)采集與分析。
    王曉杰（1987—），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)闉I海濕地遙感。
    趙明亮
    ZHAO Mingliang
    主要承擔(dān)工作：儀器維護(hù)和數(shù)據(jù)管理。
    趙明亮（1991—），男，博士，工程師，研究方向?yàn)闉I海濕地土壤碳循環(huán)。
    張孝帥
    ZHANG Xiaoshuai
    主要承擔(dān)工作：儀器維護(hù)和數(shù)據(jù)分析。
    張孝帥（1994—），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)闈竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)碳水循環(huán)過(guò)程。
    韓廣軒
    HAN Guangxuan
    主要承擔(dān)工作：觀測(cè)站點(diǎn)的整體運(yùn)維和科學(xué)發(fā)展。
    gxhan@yic.ac.cn
    韓廣軒（1978—），男，博士，研究員，研究方向?yàn)闈竦厣鷳B(tài)學(xué)。
    科技部基礎(chǔ)資源調(diào)查專項(xiàng)（2022FY100300）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022YFF0802101）。
    Science and Technology Fundamental Resources Investigation Program (2022FY100300); National Key Research and Development Program in China (2022YFF0802101).
    

                                        


                                        
    

    
    
    出版歷史
    
    
    

        

        
            
    
            II區(qū)出版時(shí)間：2024年4月9日
            （
            版本ZH2）
    
        

        

    
        

        

        


        
        

        

        

        

        

    
    

    



                                        
                                    
    


                                
    


                        
    

                    
                
    

            
    
            
        
    
    
    


    
    
    
    
    
        
    
        
        
    參考文獻(xiàn)列表中查看
    
    
    
    
    
    
        
    
    
    

    
    
    
    
    
    
        
    
            
    
                
    
                    
                    
    中國(guó)科學(xué)數(shù)據(jù)
    
                    
    csdata
    
                    
                
    
                
    
                    
    
                        


                    
    
                    
      
                        

                        
      
                        
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