ECHO在線(xiàn)土壤動(dòng)態(tài)氣體含量檢測(cè)儀

為什么要測(cè)量土壤氣體通量,？

大氣中的二氧化碳濃度一直在穩(wěn)步上升，從1959年的大約315ppm（百萬(wàn)分之一）到現(xiàn)在的大氣平均值大約為385 ppm（Keeling 等,，2009）,。目前的預(yù)測(cè)是，到2100年,，濃度將繼續(xù)上升至500-1000 ppm（IPCC,，2007）。

土壤呼吸在生態(tài)系統(tǒng)和全球范圍內(nèi)的碳循環(huán)調(diào)節(jié)中起著至關(guān)重要的作用,。每年大約有 120拍克(Pg)或120 x 109 噸(t)的碳被陸地植物吸收,，并通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)呼吸作用釋放到大氣中。研究表明,，土壤呼吸每年釋放到大氣中的碳達(dá)到77Pg,。這比化石燃料燃燒等人為來(lái)源（每年6 Pg）造成的碳排放還要多。因此,，土壤呼吸的微小變化會(huì)嚴(yán)重改變大氣CO₂濃度與土壤碳儲(chǔ)存的平衡,。我們還必須考慮到人類(lèi)活動(dòng)對(duì)土壤呼吸有很大影響。

土壤中CO₂的產(chǎn)生受環(huán)境因素（土壤溫度,、土壤水分等）和生物因素（地上冠層大小和生長(zhǎng)等）的影響,。測(cè)量的挑戰(zhàn)是提供一種精確的工具，該工具對(duì)環(huán)境條件的干擾最小,，這些環(huán)境條件對(duì)土壤剖面內(nèi)的CO₂生產(chǎn)和運(yùn)輸有影響,。

二十多年來(lái)，ECHO一直在開(kāi)發(fā)系統(tǒng),，用于測(cè)量不同環(huán)境中的CO₂通量,。Flux CO₂有一個(gè)特殊的機(jī)械手，對(duì)環(huán)境條件的干擾降至,。腔室內(nèi)的空氣經(jīng)過(guò)混合,，以確保具有代表性的采樣，而不會(huì)產(chǎn)生會(huì)影響CO₂從土壤表面演化的壓力差,。

在哪里測(cè)量土壤氣體通量,？

城市環(huán)境與農(nóng)村地區(qū)

量化城市地區(qū)在全球碳預(yù)算中的作用，主要集中在CO₂濃度的短期研究,，記錄跨城市或單個(gè)地點(diǎn)的空間模式,。市區(qū)的CO₂的濃度高于農(nóng)村地區(qū)，其被認(rèn)為是人類(lèi)活動(dòng)的結(jié)果,。然而,，記錄CO₂的實(shí)際通量及其在城市環(huán)境中的擴(kuò)散特性對(duì)于評(píng)估對(duì)氣候和生物圈的所有尺度的潛在影響至關(guān)重要。

特殊應(yīng)用：

-土地

-煤炭行業(yè)

-火山

-森林

-沼澤

各種生態(tài)系統(tǒng)中的土壤通量

土壤通量CO₂或CO₂移出土壤是土壤呼吸的主要功能,。土壤呼吸反映了土壤維持土壤生命的能力,，包括作物、土壤動(dòng)物和微生物,。它描述了微生物活動(dòng)水平,、土壤有機(jī)質(zhì) (SOM) 含量及其分解。測(cè)量還提供和指示土壤維持植物生長(zhǎng)的能力,。在缺乏額外投入的情況下,，枯竭的SOM、減少的土壤聚集,、有限的植物和微生物養(yǎng)分會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量減少,。

分析與控制

長(zhǎng)期多空間測(cè)量

自動(dòng)土壤氣體測(cè)量系統(tǒng)可準(zhǔn)確測(cè)量土壤中的CO₂交換，對(duì)于調(diào)查或長(zhǎng)期測(cè)量非常有用,。CO₂演化的每日和季節(jié)性變化模式是土壤水分,、溫度、碳資源和其他因素變化的結(jié)果,?？梢栽谝粋€(gè)位置進(jìn)行數(shù)周或數(shù)月的長(zhǎng)期測(cè)量,。

由于土壤的固有可變性，通常需要在多個(gè)位置進(jìn)行測(cè)量才能獲得可靠的平均土壤CO₂通量值,。為了評(píng)估空間可變性以及時(shí)間測(cè)量,，可以多路復(fù)用并可以測(cè)量多達(dá)四個(gè)腔室。模塊化系統(tǒng)使研究人員能夠根據(jù)他們的要求構(gòu)建他們的定制系統(tǒng),。

傳感器技術(shù)

土壤的濕度,、溫度、壓力和其他輔助傳感器都內(nèi)置在每個(gè)腔室中,，風(fēng)雨嚴(yán)密的封閉空間系統(tǒng)包括：

1）CO₂,，H₂0，T,，p 紅外傳感器

2）輔助傳感器接口（O₂ ,、H₂S、CH₄ ,、NH₃ ,、VOC等）

機(jī)載數(shù)據(jù)收集

氣動(dòng)回路將樣氣從腔室輸送到控制單元。數(shù)據(jù)分析由用戶(hù)友好的軟件應(yīng)用程序提供,。用戶(hù)可以快速繪制有意義的分析圖來(lái)評(píng)估和管理測(cè)量,。

鋰電池動(dòng)力單元

每個(gè)腔室系統(tǒng)都有內(nèi)部電池供電。電池是可充電的,。配備外部電池用于長(zhǎng)期測(cè)量,。電池可以通過(guò)連續(xù)操作輕松更換。

機(jī)械腔臂系統(tǒng)

專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的機(jī)械腔臂系統(tǒng)可將惡劣環(huán)境條件的干擾降至,，例如風(fēng),、雪、降水,、自然陽(yáng)光土壤等,。請(qǐng)查看機(jī)械臂性能。