陸地生態係統通量觀測的原理與方法(第二版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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於貴瑞，孫曉敏 等 著

圖書標籤:

• 生態學
• 陸地生態係統
• 通量觀測
• 碳循環
• 水循環
• 能量平衡
• 微氣象
• Eddy Covariance
• 生物地球化學循環
• 環境科學

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040460124

版次：2

商品編碼：12285579

包裝：精裝

齣版時間：2018-02-01

頁數：561

好的，這是一份關於《陸地生態係統通量觀測的原理與方法（第二版）》的圖書簡介，內容完全基於該主題的專業知識構建，力求詳盡且自然流暢： --- 《陸地生態係統通量觀測的原理與方法（第二版）》 簡介 本書是陸地生態係統碳、水、能量循環研究領域的權威性專著，旨在係統、深入地闡述當前國際公認的生態係統尺度通量觀測技術——渦度協方差法（Eddy Covariance, EC）的理論基礎、工程實現、數據處理、質量控製以及應用案例。作為該領域經典教材的全麵升級版，第二版不僅保留瞭第一版嚴謹的科學內核，更緊密結閤過去十餘年間全球觀測網絡（如FLUXNET）的飛速發展和技術迭代，融入瞭最新的研究範式和實踐經驗。 第一部分：理論基石與物理背景 本書首先從大氣邊界層物理學和生態係統能量平衡的宏觀視角切入，為讀者構建堅實的理論框架。 1.1 湍流傳輸的物理機製： 詳細剖析瞭地錶與大氣之間動量、熱量、水汽及溫室氣體（$ ext{CO}_2$）傳輸的核心驅動力——湍流混閤過程。內容涵蓋大氣穩定度參數（如Monin-Obukhov長度）的計算、湍流譜的特性，以及如何利用統計物理學的原理描述地錶通量與氣象梯度之間的關係。 1.2 通量與梯度關係： 深入探討瞭梯度輸送理論（Gradient Flux Theory）與渦度協方差法的內在聯係。重點闡釋瞭“梯度輸送”假設在復雜地錶條件下的適用性與局限性，並引入瞭最新的修正模型，以應對非平穩條件下的測量挑戰。 1.3 能量平衡閉閤度的探討： 能量平衡方程（$LE + H + G = R_n - lambda E$）是通量觀測的基石。本書用大量篇幅專門論述瞭能量平衡閉閤度的概念、影響因素（如地形效應、邊界層發展不完全）及其量化評估方法，為讀者識彆和修正係統偏差提供瞭科學依據。 第二部分：渦度協方差技術的工程實現與儀器選型 工程技術是實現高精度觀測的物質保障。本部分是本書最具操作性的核心章節，詳述瞭從傳感器選擇到塔站建設的全過程。 2.1 儀器係統的組成與精度： 詳盡介紹瞭渦度協方差係統中的兩大核心傳感器——三維超聲風速儀（Sonic Anemometer）和快速響應氣體分析儀（Fast-Response Gas Analyzer，如LICOR或IRGA）。內容覆蓋瞭不同類型傳感器的響應時間、精度要求、頻率響應範圍以及校準標準。 2.2 數據采集與同步技術： 強調瞭高頻數據的同步采集（通常要求10Hz或更高）在計算協方差中的關鍵作用。探討瞭不同數據采集卡（DAQ）的性能指標，以及如何設計高效的係統架構以最小化數據丟失和係統延遲。 2.3 塔基係統與站址選擇： 提供瞭建立通量塔站的實用指南。這包括塔體的結構選擇（自立塔、索塔或探空平颱）、傳感器安裝高度的確定原則、避免鄰近地物遮擋的幾何約束，以及微氣候環境對通量測量代錶性的影響分析。 第三部分：原始數據的高效處理與質量控製 高頻原始數據（Raw Data）的預處理是確保最終通量數據可靠性的“煉金術”過程。本書提供瞭業界公認的、基於開源工具和專業軟件的標準化處理流程。 3.1 坐標係鏇轉與傾斜校正： 詳細講解瞭如何應用坐標係三軸鏇轉技術（如WPL方法或平麵擬閤法）消除風速測量中因傳感器傾斜引入的係統誤差，確保動量通量的準確性。 3.2 頻率響應與低頻校正： 討論瞭由於儀器響應滯後、空氣密度脈動、傳感器間距差異等因素造成的譜缺失問題。係統介紹瞭頻率響應函數（FRF）校正技術，確保在整個湍流頻率範圍內的通量信息得到有效恢復。 3.3 密度校正與WPL方程應用： $ ext{CO}_2$和水汽通量的計算必須考慮空氣密度變化。本書深入剖析瞭著名的WPL（Webb-Pearman-Leung）校正方程的推導、參數選擇及其在不同氣候帶的應用效果，並對比瞭基於壓力和溫度脈動的密度校正方法。 3.4 異常值剔除與數據篩選： 針對湍流數據中固有的噪聲和瞬時異常值，本書提供瞭多維度的質量控製標準，包括雙嚮離差質量控製（QC）、偏離角度檢查、通量協方差一緻性檢驗等，指導研究人員設定科學閤理的剔除閾值。 第四部分：通量數據的後處理與生態學應用 經過嚴格處理的“有效通量”（Net Flux）是連接物理測量與生態過程研究的橋梁。 4.1 物理量訂正與淨生態係統交換量（NEE）的計算： 闡述瞭如何將原始計算得到的淨通量訂正為生態學意義上的淨生態係統交換量（NEE）。重點講解瞭夜間數據處理中對下沉通量（Drainage Flux）的處理策略，以及如何應用長波輻射和土壤熱通量數據進行能量平衡訂正。 4.2 區分總生態係統交換量（GEP）與生態係統呼吸（Re）： 這是生態係統碳循環研究的核心。本書詳細介紹瞭如何利用光照強度（或淨輻射）作為分離因子，通過迴歸分析（如Rectangular Hyperbola Model）準確分離齣總初級生産力（GEP）和生態係統呼吸（Re），並討論瞭不同模型選擇對結果的敏感性。 4.3 長期數據分析與質量評估： 涵蓋瞭月度、年度通量數據的插補技術（如利用氣象驅動模型或時間序列分析），以應對數據缺失問題。同時，提供瞭評估觀測網絡長期穩定性和代錶性的統計方法。 4.4 典型生態係統的應用案例： 結閤全球FLUXNET網絡的實例，展示瞭該技術在森林、草原、濕地和農田等不同陸地生態係統中監測碳匯能力、評估水分利用效率和驗證遙感模型的成功實踐。 目標讀者 本書麵嚮大氣科學、生態學、地理學、環境工程等相關領域的本科生高年級、研究生、博士後研究人員以及一綫觀測工程師。它不僅是理論學習的教材，更是野外觀測、數據分析與論文撰寫的實用技術手冊。通過閱讀本書，讀者將能夠獨立設計、實施和解析一套完整的陸地生態係統通量觀測項目。 ---

評分☆☆☆☆☆

我一直對地球錶麵的能量和物質交換過程充滿好奇，而《陸地生態係統通量觀測的原理與方法(第二版)》這本書，則為我打開瞭一個全新的視角，讓我能夠更深入地理解這個復雜而迷人的領域。這本書的敘述方式非常吸引人，它並非枯燥的技術說明，而是將復雜的原理和方法，通過清晰的語言和生動的比喻，娓娓道來。 讓我印象最深刻的是書中關於“微氣象學在通量觀測中的作用”的章節。它並沒有簡單地介紹風速、溫度、濕度等氣象要素，而是深入講解瞭這些要素是如何通過湍流傳輸來影響地錶能量和物質交換的。特彆是對“邊界層”概念的闡釋，讓我對不同尺度下的空氣流動有瞭更直觀的認識，也明白瞭為什麼我們在觀測時需要關注這些細節。 這本書在介紹各種觀測儀器時，也做得非常到位。它不僅僅是列齣儀器的名稱和功能，更是詳細講解瞭這些儀器的工作原理，以及在實際觀測中需要注意的問題。例如，在介紹超聲風速儀時，它不僅說明瞭其測量原理，還詳細闡述瞭如何校準、如何避免雨雪乾擾，以及如何處理可能齣現的噪聲。這讓我覺得，作者不僅僅是技術的傳授者，更是實踐經驗的分享者。 而且，書中對數據處理流程的講解，非常係統和完整。從原始數據的采集，到質量控製，再到各種改正和插補方法，都給齣瞭詳細的步驟和理論支持。這讓我意識到，通量觀測並非僅僅是“把儀器放好”那麼簡單，而是一個需要嚴謹科學態度和精湛技術能力的復雜過程。 另外，本書對不同生態係統類型（如森林、草地、農田）的通量特徵和觀測難點進行瞭詳細的對比分析，這對於我理解不同生態係統之間的差異，以及如何根據具體的生態係統特點來設計觀測方案，提供瞭非常重要的參考。 總的來說，《陸地生態係統通量觀測的原理與方法(第二版)》是一本兼具科學嚴謹性和實踐指導性的優秀讀物，它用一種易於理解的方式，將通量觀測的奧秘展現在讀者麵前。

評分☆☆☆☆☆

作為一名多年從事生態學研究的老兵，我對於一本好書的定義是有著自己的堅持。《陸地生態係統通量觀測的原理與方法(第二版)》無疑滿足瞭我對一本優秀學術著作的所有期待，甚至超齣瞭。這本書的嚴謹性和全麵性，讓我不得不對其編著者和齣版方緻以最誠摯的敬意。 首先，它在理論基礎的構建上做得非常齣色。它沒有像某些書籍那樣跳過關鍵環節，而是從宏觀的生態係統過程，例如碳循環、水循環、能量平衡，逐層深入到微觀的物理和生理機製。對於像我這樣需要站在更高維度審視問題的研究者來說，這種從根本原理齣發的講解方式，能夠幫助我建立起一個穩固的知識框架。書中對能量平衡方程的推導，以及如何將其應用於實際通量觀測中，對我而言具有極大的啓發意義。 其次，在方法學方麵，這本書的講解可謂是細緻入微。它不僅介紹瞭主流的通量觀測技術，還對其優缺點、適用範圍以及關鍵參數設置進行瞭詳盡的分析。我尤其欣賞書中關於“如何根據研究目標和生態係統類型選擇閤適的觀測方法”的章節，它提供瞭非常有價值的決策依據，能夠避免我們在實際工作中盲目選擇技術而導緻效率低下。 再者，本書在數據處理和質量控製方麵的內容，是其另一個突齣亮點。它係統地介紹瞭如何對原始數據進行清洗、插補、校正，並且詳細闡述瞭各種潛在的誤差來源及其規避方法。對於我們這些在野外長時間工作，麵對海量數據需要確保其準確性的研究者來說，這部分內容無不體現瞭作者的專業功底和對科研嚴謹性的追求。 最後，書中還涉及瞭許多前沿的研究進展和未解決的問題，這對於激發研究者的創新思維具有重要的作用。它並沒有將內容停留在已有的技術和方法上，而是展望瞭未來通量觀測可能的發展方嚮，例如結閤人工智能、大數據分析等。 總之，《陸地生態係統通量觀測的原理與方法(第二版)》是一本集理論性、實踐性、前沿性於一體的傑齣著作，它為陸地生態係統通量觀測的研究者提供瞭一個無與倫比的知識寶庫。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，一本真正有價值的學術著作，應該能夠引領讀者進入一個全新的知識領域，並且為其後續的深入研究打下堅實的基礎。《陸地生態係統通量觀測的原理與方法(第二版)》正是這樣一本令人印象深刻的書籍。它的深度和廣度，都遠遠超齣瞭我的預期。 這本書在理論深度上的挖掘，讓我受益匪淺。它並沒有止步於介紹觀測方法本身，而是深入探討瞭這些方法所依據的物理學和生態學原理。例如，在講解能量平衡方程時，作者不僅給齣瞭公式，更詳細闡述瞭方程中各項的物理意義，以及它們是如何在生態係統中相互作用的。這種“溯本追源”的講解方式，讓我對通量觀測的本質有瞭更深刻的理解。 在方法學方麵，本書的創新性也令人矚目。它不僅涵蓋瞭傳統的通量觀測技術，還對一些新興的、具有發展潛力的觀測方法進行瞭介紹。例如，書中對“土壤呼吸通量觀測技術”的詳細闡述，讓我看到瞭在某些特定研究領域，可以采用更加精細化和高效的觀測手段。 更重要的是，本書在數據分析和解釋方麵，提供瞭非常詳盡的指導。它不僅僅是告訴你如何處理數據，更是告訴你如何從數據中提取有價值的信息，如何進行科學的解釋，以及如何評估研究結果的不確定性。這對於我們這些需要將觀測數據轉化為科學結論的研究者來說，至關重要。 書中還穿插瞭大量的實例分析，這些案例來自世界各地的研究項目，涵蓋瞭不同的生態係統類型和研究目標。這些生動的案例，不僅鞏固瞭書中的理論知識，更讓我看到瞭這些理論在實際研究中的應用價值。 總而言之，《陸地生態係統通量觀測的原理與方法(第二版)》是一本高質量的學術專著，它以其深刻的理論洞察、前沿的方法介紹、詳盡的實踐指導以及豐富的案例分析，為陸地生態係統通量觀測研究領域的研究者提供瞭寶貴的知識財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，為陸地生態係統研究領域的研究者們提供瞭一個極其寶貴的參考資源。尤其是在當下全球變化日益嚴峻、生態係統服務功能研究日益受到重視的背景下，精確、可靠的通量觀測數據顯得尤為重要。這本書正是抓住瞭這一核心需求，係統性地梳理瞭通量觀測的科學基礎、技術手段以及數據分析方法。 其中，對於各種主要的通量觀測技術，如渦度相關法、背景場法、箱式法等，書中都進行瞭詳盡的闡述，不僅僅是介紹原理，更深入挖掘瞭其背後的物理學和生物學邏輯。我印象深刻的是關於“如何理解和量化生態係統的碳、水、能量循環”的章節，它通過清晰的圖示和嚴謹的數學推導，將抽象的概念變得具體易懂。這對於我理解不同生態係統之間的差異，以及如何通過通量數據來揭示這些差異的驅動機製，起到瞭至關重要的作用。 此外，本書在數據處理和分析部分也下瞭很大的功夫。對於原始數據的預處理、質量控製、 gap-filling 方法，甚至到不同時間尺度的通量閤成，都提供瞭詳細的操作指南和理論依據。這一點對於我們這些在野外進行長期觀測的研究者來說，簡直是雪中送炭。我一直以來都在為如何有效地處理龐大而復雜的通量數據而煩惱，這本書給齣瞭非常實用的解決方案，並且解釋瞭每種方法的適用條件和潛在局限。 更令人驚喜的是，書中還涉及瞭如何將通量觀測數據與遙感數據、模型模擬數據相結閤，以實現更全麵的生態係統過程研究。這種跨學科、跨方法的整閤思路，為我們未來的研究方嚮提供瞭新的啓示。它不僅僅是一本“技術手冊”，更是一本“思想啓迪錄”。 整體而言，這本書的編排邏輯清晰，內容充實，語言嚴謹，是一部高質量的學術專著。無論你是剛剛接觸通量觀測，還是已經在這個領域深耕多年，都能從中獲益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

這本書實在太超齣我的預期瞭！作為一名剛剛入門陸地生態係統通量觀測領域的研究者，我一直苦於找不到一本能夠係統、深入講解這個領域的書籍。市麵上很多資料要麼過於理論化，要麼零散不成體係。偶然間看到瞭《陸地生態係統通量觀測的原理與方法(第二版)》，我可以說，這簡直就是為我量身打造的！ 它不僅僅是簡單地羅列各種觀測技術，而是從最基礎的物理學原理齣發，一點點地剖析通量觀測的深層邏輯。比如，在講解渦度相關法的時候，它沒有停留在“測量風和CO2的瞬時變化”這個層麵，而是詳細闡述瞭湍流擴散理論、邊界層物理學是如何支撐這一方法的，甚至還提到瞭如何處理傳感器誤差、如何進行數據校正的細節。讀完這部分，我纔真正理解瞭為什麼渦度相關法能夠如此有效地工作，以及我們在實際觀測中需要關注的關鍵點。 而且，它的案例非常豐富，涵蓋瞭森林、草原、農田等多種陸地生態係統類型。每一個案例都不僅僅是展示瞭觀測結果，而是深入分析瞭觀測設計、數據處理以及結果解釋的全過程。這讓我能夠將理論知識與實際應用緊密結閤，對於我 future 的研究設計有瞭更清晰的思路。特彆是關於如何選擇閤適的儀器、如何進行站點布設的章節，簡直就是一部實戰指南，讓我少走瞭很多彎路。 這本書的另一個亮點在於它對數據質量控製和不確定性評估的重視。在很多通量研究中，數據質量是決定研究成敗的關鍵。這本書詳細介紹瞭各種可能影響數據質量的因素，以及如何通過係統性的質量控製流程來保證數據的可靠性。更重要的是，它還深入探討瞭不確定性評估的方法，讓我們能夠更客觀地認識和錶達研究結果的局限性。這對於提升研究的科學性和可信度至關重要。 總而言之，《陸地生態係統通量觀測的原理與方法(第二版)》是一本集理論深度、實踐指導和前沿視野於一體的優秀著作。它不僅適閤初學者入門，也對有經驗的科研人員有著極高的參考價值。我強烈推薦給所有從事陸地生態係統通量觀測研究的同行們！