Abstract Assessing the greenhouse gas (GHG) balance of a landscape or land use can be challenging since greenhouse gas fluxes change over time and can be very different locally. While the spatial variability of carbon dioxide (CO2) fluxes and nitrous oxide (N2O) on the plot scale can hardly be explained, there is first evidence that methane (CH4) consumption covaries with CO2 fluxes in upland forest soils. Yet, if this spatial correlation is persistent over time is unclear. We studied the spatial variability in soil respiration (CO2 fluxes) and soil CH4 consumption in a homogenous, planted forest on an 800 m2 plot. The study was repeated after two weeks at sampling points next to those of the first study. Both studies showed that CH4 consumption was higher at locations with higher soil respiration, and that the correlation between CH4 consumption and soil respiration was persistent between the studies. This result agrees with the interpretation of the rhizosphere as most important source of soil CO2 and potentially preferred habitat for methanotrophic bacteria. The correlation found in the first study allowed predicting CH4 consumption rates of the second study based on the observed CO2 fluxes at the new measurement locations with a standardized root-mean-square error (SRMSE) of 26%. Since soil respiration measurements are much easier to conduct, they would be a good means to complement the more laborious and cost-intensive measurements of CH4 consumption in order to get a more comprehensive estimate of the representative CH4 consumption of a site.

中文翻译：

---

土壤呼吸和 CH4 消耗在地块尺度上的共变

摘要 评估景观或土地利用的温室气体 (GHG) 平衡可能具有挑战性，因为温室气体通量随时间变化并且在当地可能会有很大差异。虽然在地块尺度上二氧化碳 (CO2) 通量和一氧化二氮 (N2O) 的空间变异性难以解释，但首先有证据表明，甲烷 (CH4) 消耗与高地森林土壤中的 CO2 通量存在共变。然而，这种空间相关性是否随着时间的推移持续存在尚不清楚。我们在 800 平方米的地块上研究了同质人工林中土壤呼吸（CO2 通量）和土壤 CH4 消耗的空间变异性。两周后在第一项研究旁边的采样点重复该研究。两项研究都表明，土壤呼吸强度较高的地方 CH4 消耗量较高，并且 CH4 消耗量与土壤呼吸之间的相关性在研究之间持续存在。这一结果与将根际解释为土壤 CO2 最重要的来源和甲烷营养细菌的潜在首选栖息地的解释一致。第一项研究中发现的相关性允许根据在新测量位置观察到的 CO2 通量预测第二项研究的 CH4 消耗率，标准化均方根误差 (SRMSE) 为 26%。由于土壤呼吸测量更容易进行，它们将是补充更费力和成本密集的 CH4 消耗测量的好方法，以便更全面地估计一个地点的代表性 CH4 消耗。这一结果与将根际解释为土壤 CO2 最重要的来源和甲烷营养细菌的潜在首选栖息地的解释一致。第一项研究中发现的相关性允许根据在新测量位置观察到的 CO2 通量预测第二项研究的 CH4 消耗率，标准化均方根误差 (SRMSE) 为 26%。由于土壤呼吸测量更容易进行，它们将是补充更费力和成本密集的 CH4 消耗测量的好方法，以便更全面地估计一个地点的代表性 CH4 消耗。这一结果与将根际解释为土壤 CO2 最重要的来源和甲烷营养细菌的潜在首选栖息地的解释一致。第一项研究中发现的相关性允许根据在新测量位置观察到的 CO2 通量预测第二项研究的 CH4 消耗率，标准化均方根误差 (SRMSE) 为 26%。由于土壤呼吸测量更容易进行，它们将是补充更费力和成本密集的 CH4 消耗测量的好方法，以便更全面地估计一个地点的代表性 CH4 消耗。第一项研究中发现的相关性允许根据在新测量位置观察到的 CO2 通量预测第二项研究的 CH4 消耗率，标准化均方根误差 (SRMSE) 为 26%。由于土壤呼吸测量更容易进行，它们将是补充更费力和成本密集的 CH4 消耗测量的好方法，以便更全面地估计一个地点的代表性 CH4 消耗。第一项研究中发现的相关性允许根据在新测量位置观察到的 CO2 通量预测第二项研究的 CH4 消耗率，标准化均方根误差 (SRMSE) 为 26%。由于土壤呼吸测量更容易进行，它们将是补充更费力和成本密集的 CH4 消耗测量的好方法，以便更全面地估计一个站点的代表性 CH4 消耗。