Journal Article Spatial characteristics of ecosystem respiration in three tundra ecosystems of Alaska

10 ( 3 )  , pp.356 - 363 , 2016-09
Ecosystem respiration (ER) is a significant source in estimating terrestrial carbon budget under climate change. Here, we report on the assessment of spatial characteristics of ER, using manual chamber over three tundra ecosystems of Alaska. Annual simulated ER was 254–307 g CO2 m−2 based on in-situ air temperature and 212–305 g CO2 m−2 based on soil temperature, at Council, North Slope, and Arctic National Wildlife Refuge (ANWR) sites of Alaska. Growing-season ERs correspond to 79–92% (air temperature) and 81–86% (soil temperature) of simulated annual ER. Hence, soil temperature is a significant driver in modulating ER over tundra, suggesting soil temperature elucidates more than 80% of air temperature. At Council, between 31 and 84 sampling points during the growing season were required to attain spatial representativeness for ER, falling within ±10% of the full sample mean, with a 95% confidence level. At North Slope and ANWR sites, the number of sampling points was chosen to yield results within at least ±20%, with a 90% confidence level. These findings suggest that larger-size chamber and its measurement frequency can overcome logistical constraints and determine mean ER at tundra sites for the quantitative assessment of the tundra carbon budget in response to drastically changing Arctic environment and climate.
生態系呼吸(ER)は、気候変動下でおいて陸域生態系炭素収支を見積もるのに重要な放出源である。そこで、我々はアラスカの異なるツンドラ生態系において、チャンバー方法を使い、ERの空間特性を評価するための観測を行った。アラスカのCouncil、North Slope、Arctic National Wildlife Refuge(ANWR)で、年間ERを見積もったところ、気温に基づくと254−307 g CO2 m−2、地温に基づくと212−05 g CO2 m−2であった。植物成長期間のERは、年間ERの72−92%(気温ベース)と、81−86%(地温ベース)に相当することがわかった。従って、地温は、ツンドラで見積もったERを制御する重要な因子であり、気温よりも精度よく説明できることを示唆している。Councilにおける31−84カ所の観測によって、95%信頼区間において、±10%以内の誤差の空間代表性を得られた。また、North SlopeとANWRにおいては、多く観測点で、90%信頼区間で±20%以内の誤差でERの空間代表性を得られた。これらの結果から、より大きいチャンバーサイズと観測頻度の増加によってERの推定精度を高めることができ、急変する北極環境と気候に応答するツンドラでの炭素収支の定量的な評価に必要な信頼出来るERを見積もることができることが示唆された。

Number of accesses :  

Other information