土壤剖面 CO₂监测系统：探秘地下碳循环的 “隐形哨兵”

一、设备原理：捕捉土壤呼吸的 “密码”

土壤剖面 CO₂监测系统通过埋设于不同深度的传感器探头（如图 1 所示），实时采集土壤孔隙中的 CO₂浓度。

传感器采用非分散红外（NDIR）技术，配合温度、湿度同步监测模块，可消除环境因素对 CO₂浓度测量的干扰。数据通过线缆传输至地面接收终端，经 GMP343 说明书中指定的算法校正后，生成分钟级 CO₂通量动态曲线。

二、应用案例：青藏高原生态监测的实践

在青藏高原某生态站，科研人员正在安装土壤剖面 CO₂监测系统。

监测数据显示，海拔 4500 米处的高寒草甸土壤 CO₂释放速率具有显著季节差异：夏季（6-8 月）平均通量达 2.3 μmol・m⁻²・s⁻¹，冬季降至 0.4 μmol・m⁻²・s⁻¹，这与冻土层融化深度呈显著正相关（R²=0.87，p<0.01）。系统提供的高精度数据为评估气候变化背景下的土壤碳库稳定性提供了关键依据。

三、技术优势与未来展望

相较于传统静态箱法，该系统具有三大优势：一是空间分辨率达 5cm（垂直分层），可捕捉土壤剖面 CO₂浓度梯度变化；二是支持 - 40℃至 60℃极端环境运行，适应高海拔、冻土区等特殊生境；三是采用低功耗设计，单次充电可持续工作 6 个月以上。未来结合卫星遥感技术，有望构建从点到面的土壤碳通量监测网络。

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