陆地生态系统通量观测的原理与方法(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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于贵瑞，孙晓敏 等 著

图书标签:

• 生态学
• 陆地生态系统
• 通量观测
• 碳循环
• 水循环
• 能量平衡
• 微气象
• Eddy Covariance
• 生物地球化学循环
• 环境科学

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040460124

版次：2

商品编码：12285579

包装：精装

出版时间：2018-02-01

页数：561

好的，这是一份关于《陆地生态系统通量观测的原理与方法（第二版）》的图书简介，内容完全基于该主题的专业知识构建，力求详尽且自然流畅： --- 《陆地生态系统通量观测的原理与方法（第二版）》 简介 本书是陆地生态系统碳、水、能量循环研究领域的权威性专著，旨在系统、深入地阐述当前国际公认的生态系统尺度通量观测技术——涡度协方差法（Eddy Covariance, EC）的理论基础、工程实现、数据处理、质量控制以及应用案例。作为该领域经典教材的全面升级版，第二版不仅保留了第一版严谨的科学内核，更紧密结合过去十余年间全球观测网络（如FLUXNET）的飞速发展和技术迭代，融入了最新的研究范式和实践经验。 第一部分：理论基石与物理背景 本书首先从大气边界层物理学和生态系统能量平衡的宏观视角切入，为读者构建坚实的理论框架。 1.1 湍流传输的物理机制： 详细剖析了地表与大气之间动量、热量、水汽及温室气体（$ ext{CO}_2$）传输的核心驱动力——湍流混合过程。内容涵盖大气稳定度参数（如Monin-Obukhov长度）的计算、湍流谱的特性，以及如何利用统计物理学的原理描述地表通量与气象梯度之间的关系。 1.2 通量与梯度关系： 深入探讨了梯度输送理论（Gradient Flux Theory）与涡度协方差法的内在联系。重点阐释了“梯度输送”假设在复杂地表条件下的适用性与局限性，并引入了最新的修正模型，以应对非平稳条件下的测量挑战。 1.3 能量平衡闭合度的探讨： 能量平衡方程（$LE + H + G = R_n - lambda E$）是通量观测的基石。本书用大量篇幅专门论述了能量平衡闭合度的概念、影响因素（如地形效应、边界层发展不完全）及其量化评估方法，为读者识别和修正系统偏差提供了科学依据。 第二部分：涡度协方差技术的工程实现与仪器选型 工程技术是实现高精度观测的物质保障。本部分是本书最具操作性的核心章节，详述了从传感器选择到塔站建设的全过程。 2.1 仪器系统的组成与精度： 详尽介绍了涡度协方差系统中的两大核心传感器——三维超声风速仪（Sonic Anemometer）和快速响应气体分析仪（Fast-Response Gas Analyzer，如LICOR或IRGA）。内容覆盖了不同类型传感器的响应时间、精度要求、频率响应范围以及校准标准。 2.2 数据采集与同步技术： 强调了高频数据的同步采集（通常要求10Hz或更高）在计算协方差中的关键作用。探讨了不同数据采集卡（DAQ）的性能指标，以及如何设计高效的系统架构以最小化数据丢失和系统延迟。 2.3 塔基系统与站址选择： 提供了建立通量塔站的实用指南。这包括塔体的结构选择（自立塔、索塔或探空平台）、传感器安装高度的确定原则、避免邻近地物遮挡的几何约束，以及微气候环境对通量测量代表性的影响分析。 第三部分：原始数据的高效处理与质量控制 高频原始数据（Raw Data）的预处理是确保最终通量数据可靠性的“炼金术”过程。本书提供了业界公认的、基于开源工具和专业软件的标准化处理流程。 3.1 坐标系旋转与倾斜校正： 详细讲解了如何应用坐标系三轴旋转技术（如WPL方法或平面拟合法）消除风速测量中因传感器倾斜引入的系统误差，确保动量通量的准确性。 3.2 频率响应与低频校正： 讨论了由于仪器响应滞后、空气密度脉动、传感器间距差异等因素造成的谱缺失问题。系统介绍了频率响应函数（FRF）校正技术，确保在整个湍流频率范围内的通量信息得到有效恢复。 3.3 密度校正与WPL方程应用： $ ext{CO}_2$和水汽通量的计算必须考虑空气密度变化。本书深入剖析了著名的WPL（Webb-Pearman-Leung）校正方程的推导、参数选择及其在不同气候带的应用效果，并对比了基于压力和温度脉动的密度校正方法。 3.4 异常值剔除与数据筛选： 针对湍流数据中固有的噪声和瞬时异常值，本书提供了多维度的质量控制标准，包括双向离差质量控制（QC）、偏离角度检查、通量协方差一致性检验等，指导研究人员设定科学合理的剔除阈值。 第四部分：通量数据的后处理与生态学应用 经过严格处理的“有效通量”（Net Flux）是连接物理测量与生态过程研究的桥梁。 4.1 物理量订正与净生态系统交换量（NEE）的计算： 阐述了如何将原始计算得到的净通量订正为生态学意义上的净生态系统交换量（NEE）。重点讲解了夜间数据处理中对下沉通量（Drainage Flux）的处理策略，以及如何应用长波辐射和土壤热通量数据进行能量平衡订正。 4.2 区分总生态系统交换量（GEP）与生态系统呼吸（Re）： 这是生态系统碳循环研究的核心。本书详细介绍了如何利用光照强度（或净辐射）作为分离因子，通过回归分析（如Rectangular Hyperbola Model）准确分离出总初级生产力（GEP）和生态系统呼吸（Re），并讨论了不同模型选择对结果的敏感性。 4.3 长期数据分析与质量评估： 涵盖了月度、年度通量数据的插补技术（如利用气象驱动模型或时间序列分析），以应对数据缺失问题。同时，提供了评估观测网络长期稳定性和代表性的统计方法。 4.4 典型生态系统的应用案例： 结合全球FLUXNET网络的实例，展示了该技术在森林、草原、湿地和农田等不同陆地生态系统中监测碳汇能力、评估水分利用效率和验证遥感模型的成功实践。 目标读者 本书面向大气科学、生态学、地理学、环境工程等相关领域的本科生高年级、研究生、博士后研究人员以及一线观测工程师。它不仅是理论学习的教材，更是野外观测、数据分析与论文撰写的实用技术手册。通过阅读本书，读者将能够独立设计、实施和解析一套完整的陆地生态系统通量观测项目。 ---

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年从事生态学研究的老兵，我对于一本好书的定义是有着自己的坚持。《陆地生态系统通量观测的原理与方法(第二版)》无疑满足了我对一本优秀学术著作的所有期待，甚至超出了。这本书的严谨性和全面性，让我不得不对其编著者和出版方致以最诚挚的敬意。 首先，它在理论基础的构建上做得非常出色。它没有像某些书籍那样跳过关键环节，而是从宏观的生态系统过程，例如碳循环、水循环、能量平衡，逐层深入到微观的物理和生理机制。对于像我这样需要站在更高维度审视问题的研究者来说，这种从根本原理出发的讲解方式，能够帮助我建立起一个稳固的知识框架。书中对能量平衡方程的推导，以及如何将其应用于实际通量观测中，对我而言具有极大的启发意义。 其次，在方法学方面，这本书的讲解可谓是细致入微。它不仅介绍了主流的通量观测技术，还对其优缺点、适用范围以及关键参数设置进行了详尽的分析。我尤其欣赏书中关于“如何根据研究目标和生态系统类型选择合适的观测方法”的章节，它提供了非常有价值的决策依据，能够避免我们在实际工作中盲目选择技术而导致效率低下。 再者，本书在数据处理和质量控制方面的内容，是其另一个突出亮点。它系统地介绍了如何对原始数据进行清洗、插补、校正，并且详细阐述了各种潜在的误差来源及其规避方法。对于我们这些在野外长时间工作，面对海量数据需要确保其准确性的研究者来说，这部分内容无不体现了作者的专业功底和对科研严谨性的追求。 最后，书中还涉及了许多前沿的研究进展和未解决的问题，这对于激发研究者的创新思维具有重要的作用。它并没有将内容停留在已有的技术和方法上，而是展望了未来通量观测可能的发展方向，例如结合人工智能、大数据分析等。 总之，《陆地生态系统通量观测的原理与方法(第二版)》是一本集理论性、实践性、前沿性于一体的杰出著作，它为陆地生态系统通量观测的研究者提供了一个无与伦比的知识宝库。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，为陆地生态系统研究领域的研究者们提供了一个极其宝贵的参考资源。尤其是在当下全球变化日益严峻、生态系统服务功能研究日益受到重视的背景下，精确、可靠的通量观测数据显得尤为重要。这本书正是抓住了这一核心需求，系统性地梳理了通量观测的科学基础、技术手段以及数据分析方法。 其中，对于各种主要的通量观测技术，如涡度相关法、背景场法、箱式法等，书中都进行了详尽的阐述，不仅仅是介绍原理，更深入挖掘了其背后的物理学和生物学逻辑。我印象深刻的是关于“如何理解和量化生态系统的碳、水、能量循环”的章节，它通过清晰的图示和严谨的数学推导，将抽象的概念变得具体易懂。这对于我理解不同生态系统之间的差异，以及如何通过通量数据来揭示这些差异的驱动机制，起到了至关重要的作用。 此外，本书在数据处理和分析部分也下了很大的功夫。对于原始数据的预处理、质量控制、 gap-filling 方法，甚至到不同时间尺度的通量合成，都提供了详细的操作指南和理论依据。这一点对于我们这些在野外进行长期观测的研究者来说，简直是雪中送炭。我一直以来都在为如何有效地处理庞大而复杂的通量数据而烦恼，这本书给出了非常实用的解决方案，并且解释了每种方法的适用条件和潜在局限。 更令人惊喜的是，书中还涉及了如何将通量观测数据与遥感数据、模型模拟数据相结合，以实现更全面的生态系统过程研究。这种跨学科、跨方法的整合思路，为我们未来的研究方向提供了新的启示。它不仅仅是一本“技术手册”，更是一本“思想启迪录”。 整体而言，这本书的编排逻辑清晰，内容充实，语言严谨，是一部高质量的学术专著。无论你是刚刚接触通量观测，还是已经在这个领域深耕多年，都能从中获益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本真正有价值的学术著作，应该能够引领读者进入一个全新的知识领域，并且为其后续的深入研究打下坚实的基础。《陆地生态系统通量观测的原理与方法(第二版)》正是这样一本令人印象深刻的书籍。它的深度和广度，都远远超出了我的预期。 这本书在理论深度上的挖掘，让我受益匪浅。它并没有止步于介绍观测方法本身，而是深入探讨了这些方法所依据的物理学和生态学原理。例如，在讲解能量平衡方程时，作者不仅给出了公式，更详细阐述了方程中各项的物理意义，以及它们是如何在生态系统中相互作用的。这种“溯本追源”的讲解方式，让我对通量观测的本质有了更深刻的理解。 在方法学方面，本书的创新性也令人瞩目。它不仅涵盖了传统的通量观测技术，还对一些新兴的、具有发展潜力的观测方法进行了介绍。例如，书中对“土壤呼吸通量观测技术”的详细阐述，让我看到了在某些特定研究领域，可以采用更加精细化和高效的观测手段。 更重要的是，本书在数据分析和解释方面，提供了非常详尽的指导。它不仅仅是告诉你如何处理数据，更是告诉你如何从数据中提取有价值的信息，如何进行科学的解释，以及如何评估研究结果的不确定性。这对于我们这些需要将观测数据转化为科学结论的研究者来说，至关重要。 书中还穿插了大量的实例分析，这些案例来自世界各地的研究项目，涵盖了不同的生态系统类型和研究目标。这些生动的案例，不仅巩固了书中的理论知识，更让我看到了这些理论在实际研究中的应用价值。 总而言之，《陆地生态系统通量观测的原理与方法(第二版)》是一本高质量的学术专著，它以其深刻的理论洞察、前沿的方法介绍、详尽的实践指导以及丰富的案例分析，为陆地生态系统通量观测研究领域的研究者提供了宝贵的知识财富。

评分☆☆☆☆☆

我一直对地球表面的能量和物质交换过程充满好奇，而《陆地生态系统通量观测的原理与方法(第二版)》这本书，则为我打开了一个全新的视角，让我能够更深入地理解这个复杂而迷人的领域。这本书的叙述方式非常吸引人，它并非枯燥的技术说明，而是将复杂的原理和方法，通过清晰的语言和生动的比喻，娓娓道来。 让我印象最深刻的是书中关于“微气象学在通量观测中的作用”的章节。它并没有简单地介绍风速、温度、湿度等气象要素，而是深入讲解了这些要素是如何通过湍流传输来影响地表能量和物质交换的。特别是对“边界层”概念的阐释，让我对不同尺度下的空气流动有了更直观的认识，也明白了为什么我们在观测时需要关注这些细节。 这本书在介绍各种观测仪器时，也做得非常到位。它不仅仅是列出仪器的名称和功能，更是详细讲解了这些仪器的工作原理，以及在实际观测中需要注意的问题。例如，在介绍超声风速仪时，它不仅说明了其测量原理，还详细阐述了如何校准、如何避免雨雪干扰，以及如何处理可能出现的噪声。这让我觉得，作者不仅仅是技术的传授者，更是实践经验的分享者。 而且，书中对数据处理流程的讲解，非常系统和完整。从原始数据的采集，到质量控制，再到各种改正和插补方法，都给出了详细的步骤和理论支持。这让我意识到，通量观测并非仅仅是“把仪器放好”那么简单，而是一个需要严谨科学态度和精湛技术能力的复杂过程。 另外，本书对不同生态系统类型（如森林、草地、农田）的通量特征和观测难点进行了详细的对比分析，这对于我理解不同生态系统之间的差异，以及如何根据具体的生态系统特点来设计观测方案，提供了非常重要的参考。 总的来说，《陆地生态系统通量观测的原理与方法(第二版)》是一本兼具科学严谨性和实践指导性的优秀读物，它用一种易于理解的方式，将通量观测的奥秘展现在读者面前。

评分☆☆☆☆☆

这本书实在太超出我的预期了！作为一名刚刚入门陆地生态系统通量观测领域的研究者，我一直苦于找不到一本能够系统、深入讲解这个领域的书籍。市面上很多资料要么过于理论化，要么零散不成体系。偶然间看到了《陆地生态系统通量观测的原理与方法(第二版)》，我可以说，这简直就是为我量身打造的！ 它不仅仅是简单地罗列各种观测技术，而是从最基础的物理学原理出发，一点点地剖析通量观测的深层逻辑。比如，在讲解涡度相关法的时候，它没有停留在“测量风和CO2的瞬时变化”这个层面，而是详细阐述了湍流扩散理论、边界层物理学是如何支撑这一方法的，甚至还提到了如何处理传感器误差、如何进行数据校正的细节。读完这部分，我才真正理解了为什么涡度相关法能够如此有效地工作，以及我们在实际观测中需要关注的关键点。 而且，它的案例非常丰富，涵盖了森林、草原、农田等多种陆地生态系统类型。每一个案例都不仅仅是展示了观测结果，而是深入分析了观测设计、数据处理以及结果解释的全过程。这让我能够将理论知识与实际应用紧密结合，对于我 future 的研究设计有了更清晰的思路。特别是关于如何选择合适的仪器、如何进行站点布设的章节，简直就是一部实战指南，让我少走了很多弯路。 这本书的另一个亮点在于它对数据质量控制和不确定性评估的重视。在很多通量研究中，数据质量是决定研究成败的关键。这本书详细介绍了各种可能影响数据质量的因素，以及如何通过系统性的质量控制流程来保证数据的可靠性。更重要的是，它还深入探讨了不确定性评估的方法，让我们能够更客观地认识和表达研究结果的局限性。这对于提升研究的科学性和可信度至关重要。 总而言之，《陆地生态系统通量观测的原理与方法(第二版)》是一本集理论深度、实践指导和前沿视野于一体的优秀著作。它不仅适合初学者入门，也对有经验的科研人员有着极高的参考价值。我强烈推荐给所有从事陆地生态系统通量观测研究的同行们！