土壤剖面CO2廓線測(cè)量系統(tǒng)

   土壤剖面CO2濃度的分析研究

·土壤空氣中CO2主要來源于土壤呼吸,其濃度主要決定于生物因素(植物根系、土壤微生物活性等)和環(huán)境因素(土壤溫度、含水量等)。研究了解土壤空氣CO2濃度剖面分布、季節(jié)動(dòng)態(tài)及其影響因素,有助于人們認(rèn)識(shí)土壤中CO2產(chǎn)生、累積、輸運(yùn)以及向大氣排放的生物和物理過程。

      主要的測(cè)定方法：

·傳感器埋入法：土壤分層埋入傳感器，做防水透氣處理

·分析儀/泵吸式傳感器吸氣多路分析法：利用一個(gè)多路控制器，通過抽氣防水，把多層氣體抽入分析儀進(jìn)行分析

·人工監(jiān)測(cè)：  

系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：

相較于傳感器分層埋入法，該系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

·使用一個(gè)分析儀分析多層數(shù)據(jù),沒有系統(tǒng)誤差

·可以更換其他測(cè)量要素分析儀,如:碳氧同位素,N2O,CH4等  

·梯度測(cè)量?jī)?nèi)容,更靈活的實(shí)驗(yàn)

·不破壞土壤原位                           

·保持實(shí)驗(yàn)的原始狀態(tài)

采樣探頭-透氣管的安裝方法

CO2 Analyzer and datalogger

·SBA-5 CO2/O2 Analyzer                                                                              ·LI840 CO2/H2O Analyzer

系統(tǒng)組成：

·數(shù)據(jù)采集單元                

·CO2傳感器：

  CO2分析儀SBA5/LI840       

·多路閥及循環(huán)泵控制器  

·過濾裝置、抽氣泵            

·通訊單元、數(shù)據(jù)處理軟件

                           系統(tǒng)運(yùn)行原理圖                                                           CO2 擴(kuò)散率和土壤CO2 響應(yīng)平衡時(shí)間測(cè)試

土壤CO2通量計(jì)算-菲克di一定律

根據(jù)菲克di一定律(Fick’s first law)，在（穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的情況下）單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于擴(kuò)散方向的單位截面積的擴(kuò)散物質(zhì)流量（稱為擴(kuò)散通量Diffusion flux，用J表示）與該截面處的濃度梯度(Concentration gradient)成正比。土壤剖面CO2通量（μmol CO2 m-2s-1）即根據(jù)該定律求出，具體計(jì)算公式為：J= -D(dC/dx)