Лес одновременно поглощает и выделяет углекислый газ. Листья связывают CO₂ при фотосинтезе, а дыхание растений и разложение органики возвращают его в атмосферу. Газообмен охватывает эти встречные процессы и перенос других газов; его результат меняется между днём и ночью, сезонами и годами.[1][2]
От процесса к суммарному потоку
Для углекислого газа различают валовое фотосинтетическое поглощение и дыхание всей экосистемы, включая корни и микроорганизмы почвы. Разность этих величин определяет чистый обмен CO₂. В принятой здесь записи NEE = R − GPP: положительное значение означает выделение, отрицательное — поглощение. В других наборах данных знак может быть обратным, поэтому его проверяют в описании переменной.[3]
Условный расчёт: если за выбранные сутки растительность поглотила 8 г углерода на квадратный метр, а дыхание вернуло 5 г, чистый обмен равен −3 г C/(м²·сут). Такой результат относится только к CO₂ и указанной территории. Он не учитывает автоматически вывоз древесины, растворённый углерод в стоке или выбросы метана.
Метан образуется преимущественно при разложении органики без кислорода и может окисляться по пути к поверхности. Закись азота связана с превращениями азота. В воде на обмен влияют растворимость газов, перемешивание и состояние поверхности; в почве — заполнение пор водой и доступ воздуха.[2]
Как получают измерения
Камера над участком почвы позволяет оценить поток по изменению концентрации газа за известное время. Башня турбулентных измерений регистрирует быстрые колебания вертикальной скорости ветра и содержания газа. Метод турбулентных пульсаций используется сетью AmeriFlux[3] для наблюдений за обменом углерода, воды и энергии.[1]
Обработанные ряды проходят контроль качества; пропуски и разделение чистого обмена на фотосинтез и дыхание требуют специальных расчётов. В итогах указывают измеренные и восстановленные данные, единицы и пространственный охват. Концентрация CO₂ в одной точке сама по себе не показывает, сколько газа выделила вся экосистема.[3]