今天读了这篇Baldocchi的Turner review，其实很惭愧，08年的综述文章我到现在才看到，作为一个做通量的人，真是该下地狱了……

Baldocchi如今是JGR-Biogeosciences的主编，加州伯克利，在这篇文章之前印象深刻的两篇文章，刚google了一下，2001年的这篇[Fluxnet: A new tool to study the temporal and spatial variability of ecosystem-scale carbon dioxide, water vapor, and energy flux densities]被引812次，2003年的这篇[Assessing the eddy covariance technique for evaluating carbon dioxide exchange rates of ecosystems: past, present and future]被引575次，今天看的这篇发表两年多，被引122次。这些杂志的引用率得给Balocchi发个奖吧~

废话少说，做一下这篇文献的阅读笔记。文章讲的太清楚，以至于我基本蹩脚的翻译了一遍，汗…没啥可解释的

‘Breathing’ of the terrestrial biosphere: lessons learned from a global network of carbon dioxide flux measurement systems。这里的breathing不是呼吸，跟respiration绝对是俩概念，感觉应该就是陆地生物圈的气体交换。

1.       涡相关通量观测发展历史 第一次成功的野外条件下涡相关观测在20世纪80年代。最早的长期观测开始于20世纪90年代。1995年，意大利La Thuile会议之后，欧洲通量网及北美通量网开始筹建。1997年，FLUXNET正式成立。在发展初期，为了验证模型及遥感观测，需要日、月及年尺度的数据，主要发展数据插补方法。第二个阶段，由于基于MODIS等遥感观测的资料不能直接得到NEE，因此主要研究如何将NEE拆分为光合和呼吸。

2.       涡相关方法：涡相关观测需要平坦的下垫面，在上风向均一且足够面积的风浪区以及稳定的大气条件等。但在实际情况中往往不能满足，因此，需要评价误差及不确定性的来源及大小，并校正。由于传感器的机械或电路设计、传感器的高度计数据获取系统的可能问题，高频的脉动往往会被过滤或未被记录，这时就会出现系统的偏差。随机误差往往较小(~5%)。大气条件的变化也会产生一部分并非基于生物过程的湍流通量。如：在日出时夜间呼吸作用储存在冠层的大量CO2会由于湍流混合变得剧烈而排到大气中。但在日尺度或年尺度，储存效应造成的影响较小，因为平均为0。U*校正目前的争议仍然较大。一般u*阈值在0.1~0.5之间。能量闭合常用来评价数据的质量，但一般不作为通量校正的依据。不同能量传感器的覆盖区不同以及净辐射、土壤热通量等的空间及统计取样不一致都会导致能量不闭合。年收支不确定性较大。需要评价年收支的不确定性。U*的影响

3.       观测结果分析

3.1    季节动态 NEE的季节动态是由GEP于Re的季节动态决定的。GEP与Re到达峰值的时间可能不同，在温带落叶林及北方针叶林中，呼吸到达峰值的时间一般比光合晚。这主要是春季土壤温度较低，限制了呼吸。干旱半干旱去的生态系统主要受水分控制。北方森林及极地冻原一般受到辐射即温度限制，他们的季节动态受到无雪期的影响。作物的碳吸收在短期内是所有系统中最大的，但一般年收支并不是最大的。他们的有效吸收期并不长，因为他们必须由种子逐渐成长为种苗，而在这段相当长的时间内农田都是裸地或非常稀疏的作物，呈现为碳释放。

3.2    年总和 涡相关的观测与大气反演模型的结果并不一致。这是因为观测一般没有考虑干扰的影响，如火烧，收割等。年尺度的NEE并没有被气候变量、植物功能型以及光合潜力等很好的解释。逐步多元回归分析得出中北欧森林生态系统的年NEE仅能被相关因子（包含光照、LAI及气温）解释45%。高产的系统(光合强，GEP大)的系统并不一定能吸收更多的co2(NEE大)，因为呼吸可能也随适宜环境条件增大。因此，最好将NEE拆分成GEP与Re进行分析。关于NEE的空间变异仍存在争论。一个学派认为NEE的空间变异是由呼吸的纬向变异造成的，而光合趋向于稳定(Valentini基于欧洲温带森林的结果)。但最近基于更大范围更多站点的研究表明，光合与呼吸本身在年尺度上相关性很好，NEE随纬度并未表现出显著变异性。基于光合与呼吸本身的相关性得出，每100g光合得到的C中有77g被呼吸消耗掉。一项研究认为欧洲南部年GEP 50%的变异性可以由实际蒸散与潜在潜在蒸散的比例(水分值表)解释，而欧洲北部83%的变异性可以由温度解释。另一项研究认为LAI可以解释欧洲站点66%的GEP变异。如果加上光照及温度因子，解释率分别能达到75%和86%。温度是年Re的主要驱动因子，光照及LAI也能解释一部分Re的变异。在半干旱及热带区域，土壤水分能更好的解释Re，但土壤水分的解释仍然以土壤温度的驱动为基础。另外，碳吸收时期的长度可以很好的解释年NEE变异。对于落叶阔叶林来说，生长期每增加一天意味着可以多吸收5.57gC。但对其他类型来说，这个值有较大的变异。值得一提的是，年NEE与冠层的持续时间（遥感观测到的）相关性较弱，因为该时间按包含了叶片没有生理活性及衰老的时间。

3.3    年际变异 超过5年做年际变异可能才合适。年际变异影响因子复杂，包含夏季干旱的发生，云及冬季雪盖等。不同生态系统都有一套不同的影响因子。Richardson的模型研究得出某针叶森林40%的年际变异可以由环境变量解释，55%由模型对于生物过程(如光合、呼吸)描述的参数解释。如果观测时间超过10年，还可以做NEP的年级变化趋势。

3.4    Emergent processes 散射光 多数研究表明，在散射辐射条件下，LUE会显著增大。但在peatland中还无此类发现。温度驯化 对于欧洲多数站点来讲，最适温度在15-20°之间。而对于北美，多数在20-30°之间。北美植物比欧洲更能适应热浪。研究表明北部生态系统(适应低温 在5-10°左右生存)的呼吸速率与南部生态系统(适应更高的温度 20-30°)类似。关于Q10的争议：不少研究得出很大的Q10，大于3甚至到10。但另外一部分研究表明，Q10值相当稳定(2左右)。主要原因在于：一部分人用月甚至整个季节的数据来得到Q10。但其实在这么长的时间段内，参考呼吸本身有很大的变化（随着植物的生长，植物的参考呼吸本身有很大的变化）。把生长呼吸与维持呼吸混在一起考虑导致得到的Q10偏大。

3.5    Episodic and transient events 降雨脉冲

干旱 多数研究得出干旱的影响：1. 干旱对NEE的影响是负面的，但影响程度比GEP小，原因是干旱对呼吸的影响补偿了一部分对GEP的影响。2. 当土壤水分或水分限制指标降到阈值以下时，光合与呼吸会急剧下降。3. 蒸散会随NEE下降。4. 在加拿大和欧洲，干旱对针叶林的影响比对阔叶林的影响小。5. 幼龄林比成熟林更容易受干旱影响。但也有干旱导致“正面影响”的例子。在加拿大北方林区及热带、湿润的温带森林，都有干旱导致碳吸收增强的例子。

物候 传统的物候观测与冠层的光合及呼吸不是对应的关系。一个供参考的结论：当土壤温度大于年均气温时，冠层开始光合。

3.6    干扰 以空间代替时间  砍伐及火烧 氮沉降

3.7    土地利用及碳交换

3.8    验证参数化模型及遥感计算

通量资料并不能验证模型！one does not validate a model。 One can only falsify a model with flux data.

涡相关技术需要逐渐扩展到full GHG。如臭氧、VOCS、甲烷、nitrous oxide及NOx等。