Published July 24, 2020
| Version v1
Publication
Open
Estimating canopy gross primary production by combining phloem stable isotopes with canopy and mesophyll conductances
Creators
- 1. Swedish University of Agricultural Sciences
- 2. University of Helsinki
- 3. Duke University
- 4. Chulalongkorn University
Description
Abstract Gross primary production (GPP) is a key component of the forest carbon cycle. However, our knowledge of GPP at the stand scale remains uncertain, because estimates derived from eddy covariance (EC) rely on semi‐empirical modelling and the assumptions of the EC technique are sometimes not fully met. We propose using the sap flux/isotope method as an alternative way to estimate canopy GPP, termed GPP iso/SF , at the stand scale and at daily resolution. It is based on canopy conductance inferred from sap flux and intrinsic water‐use efficiency estimated from the stable carbon isotope composition of phloem contents. The GPP iso/SF estimate was further corrected for seasonal variations in photosynthetic capacity and mesophyll conductance. We compared our estimate of GPP iso/SF to the GPP derived from PRELES, a model parameterized with EC data. The comparisons were performed in a highly instrumented, boreal Scots pine forest in northern Sweden, including a nitrogen fertilized and a reference plot. The resulting annual and daily GPP iso/SF estimates agreed well with PRELES, in the fertilized plot and the reference plot. We discuss the GPP iso/SF method as an alternative which can be widely applied without terrain restrictions, where the assumptions of EC are not met.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعد إجمالي الإنتاج الأولي (GPP) مكونًا رئيسيًا في دورة الكربون في الغابات. ومع ذلك، لا تزال معرفتنا بـ GPP على مقياس الوقوف غير مؤكدة، لأن التقديرات المستمدة من التباين الدوامي (EC) تعتمد على النمذجة شبهالتجريبية ولا يتم استيفاء افتراضات تقنية EC في بعض الأحيان بشكل كامل. نقترح استخدام طريقة تدفق النسغ/النظائر كطريقة بديلة لتقدير GPP للمظلة، والتي تسمى GPP iso/SF ، على مقياس الحامل وبالقرار اليومي. يعتمد على توصيل المظلة المستنتج من تدفق النسغ وكفاءة استخدام المياه الجوهرية المقدرة من تكوين نظائر الكربون المستقرة لمحتويات اللحاء. تم تصحيح تقدير GPP iso/SF بشكل أكبر للتغيرات الموسمية في قدرة التمثيل الضوئي وتوصيل الميزوفيل. قارنا تقديرنا لـ GPP iso/SF بـ GPP المستمدة من PRELES، وهو نموذج معلمات مع بيانات EC. أجريت المقارنات في غابة صنوبر اسكتلندية شمالية عالية التجهيز في شمال السويد، بما في ذلك قطعة أرض مخصبة بالنيتروجين ومرجعية. تتفق تقديرات ISO/SF السنوية واليومية الناتجة عن GPP بشكل جيد مع PRELES، في قطعة الأرض المخصبة والقطعة المرجعية. نناقش طريقة GPP iso/SF كبديل يمكن تطبيقه على نطاق واسع دون قيود التضاريس، حيث لا يتم استيفاء افتراضات EC.Translated Description (French)
Résumé La production primaire brute (ppm) est un élément clé du cycle du carbone forestier. Cependant, notre connaissance de la GPP à l'échelle du peuplement reste incertaine, car les estimations dérivées de la covariance de Foucault (CE) reposent sur une modélisation semi‐empirique et les hypothèses de la technique CE ne sont parfois pas entièrement satisfaites. Nous proposons d'utiliser la méthode du flux de sève/isotope comme méthode alternative pour estimer la GPP de la canopée, appelée GPP iso/SF , à l'échelle du peuplement et à la résolution quotidienne. Il est basé sur la conductance de la canopée déduite du flux de sève et de l'efficacité intrinsèque de l'utilisation de l'eau estimée à partir de la composition isotopique stable du carbone des teneurs en phloème. L'estimation de l'iso/SF de la GPP a en outre été corrigée pour tenir compte des variations saisonnières de la capacité photosynthétique et de la conductance du mésophylle. Nous avons comparé notre estimation de GPP iso/SF au GPP dérivé de PRELES, un modèle paramétré avec des données EC. Les comparaisons ont été effectuées dans une forêt de pins écossais boréale hautement instrumentée dans le nord de la Suède, y compris une parcelle fertilisée à l'azote et une parcelle de référence. Les estimations annuelles et quotidiennes de l'iso/SF GPP résultantes étaient bien en accord avec PRELES, dans la parcelle fertilisée et la parcelle de référence. Nous discutons de la méthode GPP iso/SF comme une alternative qui peut être largement appliquée sans restrictions de terrain, lorsque les hypothèses de CE ne sont pas respectées.Translated Description (Spanish)
Resumen La producción primaria bruta (GPP) es un componente clave del ciclo del carbono forestal. Sin embargo, nuestro conocimiento de la GPP a escala de stand sigue siendo incierto, porque las estimaciones derivadas de la covarianza de Foucault (EC) se basan en modelos semi-empíricos y los supuestos de la técnica EC a veces no se cumplen por completo. Proponemos utilizar el método de flujo de savia/isótopo como una forma alternativa de estimar la GPP del dosel, denominada GPP iso/SF , a escala de stand y a resolución diaria. Se basa en la conductancia del dosel inferida del flujo de savia y la eficiencia intrínseca del uso del agua estimada a partir de la composición estable de isótopos de carbono del contenido del floema. La estimación de iso/SF de GPP se corrigió aún más por las variaciones estacionales en la capacidad fotosintética y la conductancia del mesófilo. Comparamos nuestra estimación de GPP iso/SF con la GPP derivada de PRELES, un modelo parametrizado con datos de EC. Las comparaciones se realizaron en un bosque de pino escocés boreal altamente instrumentado en el norte de Suecia, que incluye una parcela fertilizada con nitrógeno y una parcela de referencia. Las estimaciones de iso/SF de GPP anuales y diarias resultantes coincidieron bien con PRELES, en la parcela fertilizada y la parcela de referencia. Discutimos el método GPP iso/SF como una alternativa que puede aplicarse ampliamente sin restricciones de terreno, donde no se cumplen los supuestos de EC.Files
pce.13835.pdf
Files
(15.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:bf392752699a4de6af82734385a14fbb
|
15.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقدير إجمالي الإنتاج الأولي للمظلة من خلال الجمع بين نظائر اللحاء المستقرة مع موصلات المظلة والميزوفيل
- Translated title (French)
- Estimation de la production primaire brute de la canopée en combinant les isotopes stables du phloème avec les conductances de la canopée et du mésophylle
- Translated title (Spanish)
- Estimación de la producción primaria bruta del dosel mediante la combinación de isótopos estables del floema con conductancias del dosel y del mesófilo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3037671151
- DOI
- 10.1111/pce.13835
References
- https://openalex.org/W128320313
- https://openalex.org/W1595895953
- https://openalex.org/W1729031511
- https://openalex.org/W1921287286
- https://openalex.org/W1969455885
- https://openalex.org/W1969514745
- https://openalex.org/W1970685547
- https://openalex.org/W1973786358
- https://openalex.org/W1974937245
- https://openalex.org/W1986649263
- https://openalex.org/W1986849456
- https://openalex.org/W1990097996
- https://openalex.org/W1996718360
- https://openalex.org/W1997438922
- https://openalex.org/W1999674544
- https://openalex.org/W2000528384
- https://openalex.org/W2004816750
- https://openalex.org/W2005169530
- https://openalex.org/W2012155078
- https://openalex.org/W2014514780
- https://openalex.org/W2016961712
- https://openalex.org/W2022125408
- https://openalex.org/W2025016118
- https://openalex.org/W2027379513
- https://openalex.org/W2033010362
- https://openalex.org/W2034003997
- https://openalex.org/W2034053353
- https://openalex.org/W2039761626
- https://openalex.org/W2047065658
- https://openalex.org/W2048836483
- https://openalex.org/W2052648234
- https://openalex.org/W2054259981
- https://openalex.org/W2056760934
- https://openalex.org/W2061817950
- https://openalex.org/W2065039444
- https://openalex.org/W2068105269
- https://openalex.org/W2083788231
- https://openalex.org/W2084659566
- https://openalex.org/W2084972017
- https://openalex.org/W2086361936
- https://openalex.org/W2091819351
- https://openalex.org/W2094723062
- https://openalex.org/W2096409528
- https://openalex.org/W2097033164
- https://openalex.org/W2097276962
- https://openalex.org/W2097925104
- https://openalex.org/W2098488809
- https://openalex.org/W2100174116
- https://openalex.org/W2100375841
- https://openalex.org/W2101779404
- https://openalex.org/W2102755510
- https://openalex.org/W2103214791
- https://openalex.org/W2103735544
- https://openalex.org/W2104457494
- https://openalex.org/W2106021164
- https://openalex.org/W2106708698
- https://openalex.org/W2107400637
- https://openalex.org/W2108669919
- https://openalex.org/W2110363088
- https://openalex.org/W2112207548
- https://openalex.org/W2112608799
- https://openalex.org/W2114474537
- https://openalex.org/W2115359717
- https://openalex.org/W2116028704
- https://openalex.org/W2116414571
- https://openalex.org/W2123870359
- https://openalex.org/W2124011928
- https://openalex.org/W2125513295
- https://openalex.org/W2127606596
- https://openalex.org/W2128342866
- https://openalex.org/W2132368370
- https://openalex.org/W2132991176
- https://openalex.org/W2134113342
- https://openalex.org/W2134307851
- https://openalex.org/W2134884992
- https://openalex.org/W2136043818
- https://openalex.org/W2136079968
- https://openalex.org/W2137109668
- https://openalex.org/W2137959004
- https://openalex.org/W2138309709
- https://openalex.org/W2144621007
- https://openalex.org/W2144828687
- https://openalex.org/W2151362091
- https://openalex.org/W2151698475
- https://openalex.org/W2155016538
- https://openalex.org/W2158025285
- https://openalex.org/W2158405444
- https://openalex.org/W2159264954
- https://openalex.org/W2159334309
- https://openalex.org/W2166356512
- https://openalex.org/W2168108537
- https://openalex.org/W2168509438
- https://openalex.org/W2170572575
- https://openalex.org/W2171137015
- https://openalex.org/W2179729543
- https://openalex.org/W2312552576
- https://openalex.org/W2315521333
- https://openalex.org/W2318376325
- https://openalex.org/W2333081167
- https://openalex.org/W2337134787
- https://openalex.org/W2402432381
- https://openalex.org/W2463335026
- https://openalex.org/W2476619931
- https://openalex.org/W2481672476
- https://openalex.org/W2515067423
- https://openalex.org/W2515202081
- https://openalex.org/W2528003102
- https://openalex.org/W2557651103
- https://openalex.org/W2592046452
- https://openalex.org/W2604936213
- https://openalex.org/W2763556526
- https://openalex.org/W2771188679
- https://openalex.org/W2776028915
- https://openalex.org/W2791198573
- https://openalex.org/W2792327572
- https://openalex.org/W2807080855
- https://openalex.org/W2899513550
- https://openalex.org/W2913863402
- https://openalex.org/W2914355392
- https://openalex.org/W2945345430
- https://openalex.org/W2950571675
- https://openalex.org/W2999078549
- https://openalex.org/W3004928888
- https://openalex.org/W3010026710
- https://openalex.org/W3088859894
- https://openalex.org/W4247477422
- https://openalex.org/W4253045508