FLUXNETは、渦相関法を用いて生物圏と大気圏の間の二酸化炭素、水蒸気、およびエネルギーの交換を測定する微気象観測タワーサイトのグローバルネットワークです。FLUXNETは、科学コミュニティのためにデータの収集、アーカイブ、配信を行うためのインフラストラクチャを提供する、グローバルな「地域ネットワークのネットワーク」です。最新のFLUXNETデータ製品であるFLUXNET2015は、ローレンス・バークレー国立研究所（米国）がホストしており、誰でもダウンロードできます。現在、1,000を超える稼働中および過去のフラックス測定サイトが存在します。
FLUXNETは、異なるフラックスネットワークがサイト間の比較を容易にするために調整されていることを保証するとともに、科学者間の知識とデータの共有のためのフォーラムを提供しています。[1]研究者たちは、タワーサイトの植生、土壌、微量ガスフラックス、水文学、気象特性 に関するデータも収集しています。
歴史と背景
FLUXNETは1997年に開始され、北米とヨーロッパの数カ所から始まり、現在では世界中で260を超える登録サイトを擁するまでに成長しました。現在、FLUXNETは北米（AmeriFlux、Fluxnet-Canada、NEON）、南米（LBA）、ヨーロッパ（CarboEuroFlux、ICOS）、オーストラレーシア（OzFlux）、アジア（China Flux、Asia Flux）、アフリカ（AfriFlux）の地域ネットワークで構成されています。各タワーサイトでは、渦共分散フラックス測定が30分ごとに行われ、日、月、年の時間スケールで積分されています。各タワーサイトにおけるフットプリントの空間スケールは200メートルから1キロメートルに及びます。
FLUXNETとその地域パートナーの包括的な意図は、TERRAやAQUAなどのNASA衛星搭載センサーや生物地球化学モデルから得られる陸上炭素フラックスの検証に使用できるデータを提供することです。この包括的な目標を達成するために、FLUXNETの目的と優先事項は、ネットワークの成長と成熟に伴って進化してきました。FLUXNETの初期段階では、私たちの研究の優先事項は、純生態系生産性、NEP、蒸発、エネルギー交換、気象に関するギャップを埋めたデータセットなど、付加価値製品の開発でした。この取り組みの根拠は、1) 純炭素、水、エネルギー交換の日次、月次、年次の合計を計算すること、および2) さまざまな生物地球化学/生物物理学/生態系動的モデルと衛星ベースのリモートセンシングアルゴリズムの実行とテストのための継続的なデータセットを作成することでした。
FLUXNET の第 2 段階では、研究の優先事項として、NEE測定値をGPPや生態系呼吸R ecoなどの成分フラックスに分解することが含まれていました。このステップは、FLUXNET が MODIS ベースの陸上炭素交換の推定を検証するための有効なツールとなるために必要です。衛星ベースのリモート センシング機器によって駆動されるアルゴリズムではNEE を直接評価することができないため、代わりにGPPまたはNPPを計算します。その後の数年間、FLUXNET の科学者はフラックス成分データセット ( GPP、R eco ) を使用して、樹冠光合成と生態系呼吸が 1) 季節、2) 植物の機能タイプ、3) 環境要因の関数としてどのように変化するかを評価しました。
これらの初期研究は、生態系全体の生理機能の理解に大きく貢献しましたが、FLUXNETの将来的な進化と生産性向上に向けた最初の一歩に過ぎません。例えば、初期の研究の大部分は、針葉樹林と落葉樹林に大きく偏った一部のフィールドサイトで行われました。ネットワークの継続的な成長と運用期間の延長に伴い、二酸化炭素交換の空間的・時間的側面に関する多くの新たな研究機会が残されています。第一に、FLUXNETは植生の種類と気候をより広範囲に表現するように拡張されました。現在、ネットワークには、熱帯林、高山林、サバンナ、チャパラル、ツンドラ、草原、湿地、そして様々な農作物に及ぶ多数のタワーサイトが含まれています。第二に、落葉樹林と針葉樹林に関する多くの研究の範囲が拡大しました。いくつかの協力研究グループは、火災と伐採による撹乱に関連する時系列研究を行っています。この研究から、科学者たちは、気候要因と植物の機能型に基づくモデルスキームに撹乱に関する情報を組み込むことで、タワーフラックスを景観や地域に拡大する必要があり、それが新たな複雑性をもたらすことを学んでいます。第三に、FLUXNETは、デジタルカメラ、土壌水分、メタンフラックスのネットワークを用いてフェノロジーの変化を測定している他のグループと提携しています。
現在、20 年以上に及ぶデータセットが多数存在する FLUXNET は、二酸化炭素と水蒸気のフラックスの年次変動と傾向に対する気候と生態系の要因の影響を評価するために必要なデータを提供する機会を持っています。
データの共有は、機械学習手法を使用し、FLUXNET、リモートセンシング、グリッドデータ製品からのデータストリームを組み合わせて炭素と水のフラックスのマップを作成する技術の開発にも役立っています。
参考文献
- ^ Baldocchi, Dennis; Falge, Eva; Gu, Lianhong; Olson, Richard; Hollinger, David; Running, Steve; Anthoni, Peter; Bernhofer, Ch; Davis, Kenneth; Evans, Robert; Fuentes, Jose; Goldstein, Allen; Katul, Gabriel; Law, Beverly; Lee, Xuhui; Malhi, Yadvinder ; Meyers, Tilden; Munger, William; Oechel, Walt; Paw, KT; Pilegaard, Kim; Schmid, HP; Valentini, Riccardo; Verma, Shashi; Vesala, Timo; Wilson, Kell; Wofsy, Steve (2001). 「FLUXNET: 生態系規模の二酸化炭素、水蒸気、エネルギーフラックス密度の時間的・空間的変動を研究するための新ツール」アメリカ気象学会誌. 82 (11): 2415– 2434. Bibcode :2001BAMS...82.2415B. doi : 10.1175/1520-0477(2001)082<2415:FANTTS>2.3.CO;2 . ISSN 0003-0007.
さらに読む
- バルドッキ、DD（2008）。「陸上生物圏の『呼吸』：二酸化炭素フラックス測定システムのグローバルネットワークから学んだ教訓」。オーストラリア植物学ジャーナル。56 ：1-26。doi ： 10.1071 /bt07151。
- Pastorello, G.、D. Papale、H. Chu、C. Trotta、D. Agarwal、EC Canfora、D. Baldocchi、および M. Torn (2016)、「FLUXNET2015 データセット: 地球規模の炭素、水、およびエネルギーフラックスの最長記録が更新されました」、Eos Trans. AGU。
- Pastorello, G., et al. (2020)、FLUXNET2015データセットと渦共分散データ用のONEFlux処理パイプライン、Scientific Data、7(1)、225、doi:10.1038/s41597-020-0534-3。
外部リンク
- フラックスネット
- FLUXNET2015データセット（2015年）
- FLUXNET LaThuile データセット (2007)
- FLUXNET マルコーニデータセット (2000)
- Fluxnet サイトの歴史インタラクティブ マップ
- ORNL における FLUXNET の歴史的事例
- 歴史的な Fluxdata.org
- NOSA の Fluxnet [リンク切れ]
地域FLUXNETウェブサイト
- アメリフラックス
- アジアフラックス
- カーボヨーロッパ
- チャイナフラックス
- 欧州フラックスデータベース
- Fluxnet-カナダ
- KoFlux 2009年2月10日アーカイブ - Wayback Machine
- オズフラックス
- アーバンフラックスネットワーク