土壤剖面CO2廓线测量系统

土壤剖面CO2廓线测量系统

   土壤剖面CO2浓度的分析研究

·土壤空气中CO2主要来源于土壤呼吸,其浓度主要决定于生物因素(植物根系、土壤微生物活性等)和环境因素(土壤温度、含水量等)。研究了解土壤空气CO2浓度剖面分布、季节动态及其影响因素,有助于人们认识土壤中CO2产生、累积、输运以及向大气排放的生物和物理过程。

      主要的测定方法：

·传感器埋入法：土壤分层埋入传感器，做防水透气处理

·分析仪/泵吸式传感器吸气多路分析法：利用一个多路控制器，通过抽气防水，把多层气体抽入分析仪进行分析

·人工监测：  

系统优点：

相较于传感器分层埋入法，该系统具有如下优点：

·使用一个分析仪分析多层数据,没有系统误差

·可以更换其他测量要素分析仪,如:碳氧同位素,N2O,CH4等  

·梯度测量内容,更灵活的实验

·不破坏土壤原位                           

·保持实验的原始状态

采样探头-透气管的安装方法

CO2 Analyzer and datalogger

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

系统组成：

·数据采集单元                

·CO2传感器：

  CO2分析仪SBA5/LI840       

·多路阀及循环泵控制器  

·过滤装置、抽气泵            

·通讯单元、数据处理软件

                           系统运行原理图                                                           CO2 扩散率和土壤CO2 响应平衡时间测试

土壤CO2通量计算-菲克di一定律

根据菲克di一定律(Fick’s first law)，在（稳态扩散的情况下）单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量（称为扩散通量Diffusion flux，用J表示）与该截面处的浓度梯度(Concentration gradient)成正比。土壤剖面CO2通量（μmol CO2 m-2s-1）即根据该定律求出，具体计算公式为：J= -D(dC/dx)