Oil Palm Bulletin No. 65 (November 2012) p21-31

Protocol for Measuring Greenhouse Gas Emissions from Peatlands in Malaysia

Mohd Haniff Harun

Measurements of actual greenhouse gases (GHG) like CO2, CH4 and N2O emissions from tropical peatlands in Malaysia are needed to understand the role of peatlands as carbon sequesters (sink) or source when establishing oil palm plantations on tropical peatland. Long-term eddy covariance (EC) measurements, together with carefully focused ecological measurements of meteorological and flux data, can potentially identify the relevant climatic factors and partition of the net GHG flux from the whole ecosystem into contributions from the various major components, and quantify the effects of climatic variations on seasonal and annual net uptake of CO2. Direct measurements of CO2 flux using the EC method involving air temperature, precipitation, windspeed, vapour pressure deficit (VPD), net radiation, photosynthetically active radiation (PAR) fluxes, sensible heat flux, latent heat and net ecosystem CO2 exchange (NEE), can define the magnitude of net CO2 fluxes and net ecosystem production on time scales ranging from hourly to seasonal, annual and inter-annual, for comparing intact and converted forest ecosystems into oil palm plantations. These observations are capable of elucidating the relationships between net CO2 sequestration and underlying environmental and ecosystem parameters, on time scales long enough to be highly relevant to climate issues. Therefore, the flux measurements provide unique fundamental mechanistic, process and environmental data for evaluating ecosystem models, and for assessing the role of terrestrial ecosystems in the global carbon balance. A sequence of actions are needed for a successful EC experimental set-up, data collection and processing, such as design of the experiment, implementation and data processing. A multidisciplinary, fully integrated and focused study team is needed for each site in order to obtain the full suite of observations, and to acquire an understanding of the underlying processes through the correct data collection, processing and interpretation. Some problems are anticipated during installation of an EC system on peatland, such as peat subsidence, varying peat depths and low bulk density as a result of the existence of a water table. The tower design should not obstruct air flow and affect the instruments’ sensors. The tower should be suitably placed at the study site so that the useful footprint from all winds is maximised. Instruments should be placed at a maximum height that still allows for a useful footprint. The maintenance plan should include periodic sensor cleaning and replacement, a calibration schedule, planned replacement of damaged cables and other repairs to the instrument system. Direct measurements of GHG such as CO2, CH4 and N2O fluxes from tropical peatlands in Malaysia can be done using the EC method, which must be supported by the chamber method to measure the influence of soil respiration on GHG emission and uptake rate from peatland converted to oil palm plantation. A suitable tower design with a strong tower foundation support can minimise damage to the study site. Together with a strict maintenance programme implemented during the duration of the study can ensure the successful collection of good data.

Pengukuran pelepasan gas rumah hijau (GHG) seperti CO2, CH4 dan N2O dari tanah gambut tropika di Malaysia perlu untuk memahami fungsi tanah gambut sebagai penyerap (penyimpan) atau pelepas karbon apabila ladang sawit dibangunkan di tanah gambut tersebut. Pengukuran jangka panjang sistem Eddy Covariance (EC) dengan pengukuran ekologi terperinci seperti data meteorologi dan data fluks, berpotensi untuk mengenal pasti faktor iklim yang penting serta agihan bersih GHG dari keseluruhan ekosistem kepada pelbagai bahagian penyumbang dan mengukur kesan kepelbagaian iklim terhadap pengambilan CO2 secara bermusim dan tahunan. Pengukuran secara terus fluks CO2 dengan menggunakan kaedah EC merangkumi suhu udara, hujan, kelajuan angin, defisit tekanan wap, radiasi net, radiasi aktif fotosintesis (PAR), fluks haba sensibel, haba laten dan pertukaran ekosistem CO2 net (NEE), boleh menentukan magnitude fluks bersih CO2 dan pengeluaran bersih ekosistem mengikut skala masa bermula dari jam ke musim, tahunan dan silih tahun, untuk membandingkan ekosistem hutan utuh dengan hutan yang telah dibangunkan sebagai ladang sawit. Pemerhatian ini mampu menjelaskan hubungan antara penyerapan bersih CO2 yang berasaskan persekitaran dan parameter ekosistem pada skala jangka masa panjang untuk mendapatkan data yang cukup untuk dikaitkan dengan isu perubahan iklim. Oleh itu, pengukuran fluks ini menyediakan maklumat asas yang unik bagi mekanisasi, proses dan persekitaran untuk menilai model ekosistem dan potensi ekosistem daratan dalam keseimbangan karbon dunia. Bagaimanapun, beberapa langkah perlu diambil untuk menjamin kejayaan menggunakan EC seperti pengumpulan dan pemprosesan data, reka bentuk eksperimen dan pelaksanaan data. Kepelbagaian disiplin yang bersepadu dan kumpulan kajian yang terperinci amat diperlukan bagi setiap tapak kajian untuk memenuhi kehendak pemerhatian penuh, pemahaman proses asas melalui pengumpulan, pemprosesan dan pentafsiran data yang betul. Sesetengah masalah yang dijangka semasa pemasangan sistem EC di tanah gambut, seperti penyusutan gambut, pelbagai kedalaman gambut dan ketumpatan pukal yang rendah akibat kewujudan air gambut. Reka bentuk menara tidak seharusnya menghalang aliran udara dan menjejaskan sensor peralatan. Menara harus diletak di tapak kajian yang sesuai supaya faktor daripada semua arah angin adalah dimaksimumkan. Peralatan harus diletak di had ketinggian yang maksimum untuk menggambarkan keadaan sebenar kawasan kajian. Pelan penyelenggaraan yang diperlukan termasuk pembersihan dan penggantian sensor, jadual kalibrasi, penggantian kabel yang rosak dan pembaikan lain untuk sistem peralatan. Pengukuran secara langsung GHG seperti fluks CO2, CH4 dan N2O dari tanah gambut tropika di Malaysia boleh dijalankan dengan menggunakan kaedah EC, dibantu oleh kaedah kebuk untuk mengukur pengaruh respirasi tanah terhadap pelepasan GHG dan kadar pengambilannya dari tanah gambut yang telah dibangunkan sebagai ladang sawit. Reka bentuk menara yang sesuai dengan sokongan asas menara yang kuat boleh meminimumkan kerosakan di tapak kajian manakala program penyelenggaraan yang dilaksanakan secara tegas sepanjang tempoh kajian boleh memastikan pengumpulan data yang baik.


Tags: , , , ,

Author information: