土壤碳通量測量(介紹)LML.ppt

土壤碳通量測量,基因有限公司農(nóng)業(yè)環(huán)境科學部 北京力高泰科技有限公司 2009-03-16,主要內(nèi)容,一、土壤呼吸研究背景 二、土壤呼吸測量 三、LI-8100設計的獨特之處 四、LI-8100硬件介紹,源與庫/全球碳循環(huán),單位：10億噸碳,一、土壤呼吸研究背景,一、土壤呼吸研究背景,土壤 CO2 從哪里來?,植物根系和微生物的自養(yǎng)呼吸 土壤微生物費解土壤有機質(zhì)和植物凋落物的異養(yǎng)呼吸 土壤的動物呼吸 土壤碳酸鹽的水解,一、土壤呼吸研究背景,土壤CO2 通量研究的重要性?,土壤碳儲藏量十分巨大 2x 大氣碳, 3x 陸地植物, 0.3x 全部石油燃料儲量 (Schlesinger, 1991) 碳的排放量十分巨大 土壤碳通量是10x 石油 燃料和采伐森林資源的總和 (Pacala, S. W. et. al. 2001. Consistent land- and atmosphere-based U.S. carbon sink estimates. Science 292: 2316-2320) 土壤呼吸在整個生態(tài)系統(tǒng)呼吸中所占比例十分巨大 如山毛櫸林為 9215% (Longdoz, et al., 2000. Soil CO2 flux in a mixed forest:. Global Change Biol 6:907),一、土壤呼吸研究背景,土壤CO2 通量的十分不確定性,根系的分布是多變的. 凋落物的分布是多變的. 動物的數(shù)量分布是多變的. 土壤的結(jié)構(gòu)是多變的. 因此，土壤表面的CO2 擴散隨時間和空間的變化是非常大的,一、土壤呼吸研究背景,土壤呼吸要求：足夠多的取樣 空間上的變異 采用短期調(diào)查室快速測量 時間上的變異 使用長期測量時對某一地點隨著時間的過去自動連續(xù)取樣測量,一、土壤呼吸研究背景,主要內(nèi)容,一、土壤呼吸研究背景 二、土壤呼吸測量 三、LI-8100設計的獨特之處 四、LI-8100的硬件介紹,LI-8100 方法,閉路式關(guān)閉測量室，室內(nèi)CO2 開始增加； 專用數(shù)學模型在測量室內(nèi)CO2 累積前，估算出CO2增加的初始速度(initial rate)；,二、土壤呼吸測量,LI-8100 方法,估算初始斜率,Initial rate = slope at C= C0,主要內(nèi)容,一、土壤呼吸研究背景 二、土壤呼吸測量 三、LI-8100設計的獨特之處 四、LI-8100的硬件介紹,三、LI-8100設計的獨特之處,1、氣室內(nèi)外壓力平衡問題的解決 壓力通風口的獨特設計 2、數(shù)據(jù)分析模型指數(shù)擬合 3、特殊的氣室驅(qū)動機制減少對環(huán)境的擾動 4、氣室基座多孔設計避免CO2累積,傳統(tǒng)的壓力通風口,缺陷：無法解決文氏管效應,文氏管效應,三、LI-8100設計的獨特之處,壓力通風口 保持氣室內(nèi)外壓力平衡（發(fā)明專利，LI-COR獨有?。?氣室頂部壓力通風口的橫截面為錐形，氣室內(nèi)外氣壓在靜滯環(huán)境和大風環(huán)境下均能夠保持平衡，使得風向?qū)馐覂?nèi)部空氣的擾動最小， LI-8100 氣室的通風口設計在真正意義上消除了文氏管效應（文氏管效應導致管內(nèi)出現(xiàn)負壓，驅(qū)使土壤中的高濃度CO2氣體快速擴散到氣室中來，導致最后的測定結(jié)果比正常值顯著增高）。,Initial rate = slope at C = C0,Fit to C (water vapor dilution corrected CO2 concentration) vs. time,Final equation,Requirements: CO2-chamber = CO2-air,The flux at the time when CO2-chamber = CO2-air,LI-8100設計的獨特之處 數(shù)據(jù)分析模型指數(shù)擬合,LI-8100設計的獨特之處 特殊的氣室驅(qū)動機制減少對環(huán)境的擾動,104呼吸室,氣室在測定過程中以較緩慢的速度打開或關(guān)閉，盡可能減少了對周邊大氣環(huán)境的擾動，消除了對CO2通量測定的影響。 8100-101 長期監(jiān)測室以垂直驅(qū)動機制帶動氣室開合，適宜測定壟間或壟內(nèi)土壤CO2通量； 8100-104 長期監(jiān)測室有六個張開角度，適合低矮冠層或有障礙物的環(huán)境。,LI-8100設計的獨特之處 氣室基座多孔設計避免CO2累積,Perforated Baseplate,Perforated Baseplate,氣室基座的多孔設計大大減小了氣室周邊環(huán)境（光照、降水、風等）擾動對氣室內(nèi)部測定的影響，并有助于消除基座下部CO2濃度梯度的改變，而無孔基座常常導致對土壤CO2釋放的抑制。,主要內(nèi)容,一、土壤呼吸研究背景 二、土壤呼吸測量 三、LI-8100設計的獨特之處 四、LI-8100的硬件介紹,LI-8100 自動土壤 CO2 通量測量系統(tǒng) 主機,四、LI-8100的硬件與軟件操作 介紹,LI-8100 自動土壤 CO2 通量測量系統(tǒng) 四種氣室,8100-102 Survey chamber,8100-104 long-term chamber,8100-103 Survey chamber,LI-8100 自動土壤 CO2 通量測量系統(tǒng) LI-8150多通道測定系統(tǒng),LI-8100 自動土壤 CO2 通量測量系統(tǒng) PDA掌上電腦,LI-8100 自動土