应用合集 | 2025年度土壤温室气体通量测量系统部分科研成果推文一览

海洋蓝碳与水域碳循环

牡蛎养殖：隐藏在海里的“碳捕手”（点击跳转）

研究核心：模拟真实养殖生境，通过 120 天中尺度围隔实验与遥感大尺度验证，首次完整构建牡蛎养殖碳收支图谱。

技术表现：利用 PS-9000 系统 实现水-气界面CO₂通量高效连续监测。其在复杂盐雾环境下的卓越稳定性与高频采样，为重磅成果提供了核心数据支撑。

文献背书：《PNAS》 | 中国海洋大学

湖面碳通量对比：养殖区 vs 非养殖区（点击跳转）

研究核心： 实地对比骆马湖养殖区与非养殖区CO₂通量，解析螃蟹养殖活动对水-气界面碳收支的驱动机制。研究发现养殖区平均通量为+0.012 μmol/(m2·s)（表现为碳源），而非养殖区为–0.006 μmol/(m2·s)（表现为碳汇）。

技术表现：利用 PS-9000 系统 搭载浮体平台开展原位监测。系统每 4 小时自动循环采样，凭借极高的监测频次，精准捕捉到养殖区在投饵活动后（下午 17 时）出现的排放高峰。

文献背书：《上海海洋大学学报》 | 上海海洋大学

高寒湿地与泥炭地系统

若尔盖高寒泥炭地：增温如何撼动“高寒碳库”？（点击跳转）

研究核心：通过原位增温实验（TL/TH 两级强度），解析气候变暖对泥炭地 GPP（总初级生产力）、NEE（净生态系统交换） 及 WUE（水分利用效率） 的复杂影响。研究证实：增温显著削弱了高寒泥炭地的碳汇能力。

技术表现：在若尔盖高海拔、低气压的严苛环境下，利用 PS-9000 系统实现了长周期、全天候的通量观测。设备精准捕捉到了 GPP下降（10%-13%）与NEE萎缩（21%-30%）的细微动态，为解析“水通量驱动碳循环”提供了高质量的数据基石。

文献背书：《Water》 | 中国林业科学研究院

高寒草甸：增温如何影响温室气体（CH4、N2O）的收支平衡（点击跳转）

研究核心：在海拔 3500 米的青藏高原东部开展原位模拟增温实验（+1.5°C、+3.0°C），系统解析高寒草甸CO₂、CH₄与N₂O通量对气候变暖的响应。研究强调了非生长季节排放对变暖的正反馈作用，并提出了控制增温在 2°C 以内的生态重要性。

技术表现：在极端高海拔生境下实现了CH₄与N₂O通量的高精度、多点位同步自动化监测，为揭示非生长季气体排放脉冲提供了可靠的数据支撑。

文献背书：《Science of the Total Environment》 | 中国科学院地理科学与资源研究所

草原与干旱区生态过程与响应

冬季增雪：草原N2O排放的“热时刻”与微生物驱动机制（点击跳转）

研究核心：解析冬季增雪对冻融期N₂O排放的驱动机制。研究首次提出分阶段控制模型：当土壤含水率（WFPS）在 43%~66% 时，受水分与微生物联合控制；当超过 66% 时，则由微生物（相关酶活性及基因表达）完全主导。

技术表现：利用 SF-3500 多通道土壤气体通量测量系统开展高频监测，精准捕捉到了增雪触发的N₂O排放“热时刻”（Hot Moments）。配合原位环境数据，揭示了narG、napA 等功能基因丰度比值对排放强度的精准预测能力。

文献背书：《Global Change Biology》 | 中国科学院植物研究所

内蒙古荒漠草原土壤CH4和CO2通量在不同冻融阶段对增温和氮添加的响应（点击跳转）

研究核心：解析增温与氮添加对荒漠草原冻融期CH₄吸收与CO₂排放的影响。研究发现，增温与氮添加的复合作用在多个阶段抑制了CH₄吸收，并在春季解冻期诱发了剧烈的CO₂排放脉冲，揭示了水分封闭孔隙对甲烷氧化菌活性的制约机制。

技术表现：SF-3500 多通道土壤气体通量测量系统在荒漠草原极端严酷的春季解冻环境下表现稳定，精准捕捉到了随融雪过程发生的温室气体通量剧烈波动，为解析“氮素干扰微生物呼吸”提供了高频实测证据。

文献背书：《植物生态学报》 | 内蒙古农业大学

草原“微呼吸”的秘密：水与氮，如何撬动温室气体N2O的释放？（点击跳转）

研究核心： 解析水氮耦合对草原N₂O排放的驱动机制。研究证实，单一的水分或氮素添加对排放提升并不显著，而水氮共同作用显著提高了可溶性有机碳（DOC）与微生物量碳（MBC），通过为微生物提供充足“燃料”与底物支持，协同激活了反硝化过程。

技术表现：在野外多因子控制实验中， SF-3000多通道自动土壤通量测量系统精准捕捉到了水氮协同作用下的排放峰值变化，为从“单因子调控”走向“多因子系统耦合”提供了关键的高频观测证据。

文献背书：《Agriculture》 | 河北农业大学

放牧强度如何影响草原碳汇？希拉穆仁草原研究揭示深层土壤碳的流失风险（点击跳转）

研究核心：基于连续 6 年的控制实验，解析放牧强度对草原碳收支的驱动机制。研究证实：中度放牧（MG）能使土壤有机碳（SOC）储量提高 13.8%，有效激活碳分解–再生循环。而重度放牧虽会引发植物碳资源重新分配，但会导致地表结构破坏与总氮流失。

技术表现：利用 PS9000便携式土壤碳通量自动测量系统对不同放牧强度下的土壤呼吸与碳交换进行动态监测。设备精准捕捉了中度放牧区土壤酶活增强后的碳固定能力，为制定“以碳汇提升为目标”的季节性轮牧制度提供了核心实测依据。

文献背书：Journal of Environmental Management》 | 山东省农业科学院

森林固碳与地下过程解析

硅酸盐岩风化助力碳汇：揭示中国东北温带落叶松种植园的固碳潜力（点击跳转）

研究核心：在东北落叶松人工林开展实地试验，解析施用硅灰石（增强风化）对森林碳循环的影响。研究证实，增强风化不仅显著增加了土壤无机碳，还通过钙离子介导作用增强了矿质层有机碳（SOC）的稳定性。土壤呼吸通量表现出明显的动态特征：第一年因 SOC 稳定而降低（约 16%），第二年则随根系活动增强而小幅回升。

技术表现：PS9000便携式土壤碳通量自动测量系统凭借极高的灵敏度，精准捕捉到了土壤呼吸从第一年“抑制”到第二年“促进”的细微转折点，为评估“矿物—土壤—植被”多过程协同固碳潜力提供了核心数据支撑。

文献背书：《Forest Ecology and Management》 | 中国科学院沈阳生态研究所

氮添加的“临界点”，正在重塑高寒草甸的地下碳释放（点击跳转）

研究核心：利用长期氮添加梯度实验与微孔筛网排除法，首次量化了高寒草甸中 AMF 菌丝呼吸对土壤碳释放的贡献：其占总呼吸的 33%，自养呼吸的 55%。研究发现 AMF 活性对氮输入存在显著的“阈值效应”，以 8 g N·m-2 · year-1 为临界值，揭示了土壤酸化与水分减少对地下碳循环的抑制机制。

技术表现：PS-3010超便携CH₄/CO?土壤呼吸系统在复杂的野外生境中实现了对 AMF 菌丝呼吸的精准分离与监测。设备的高灵敏度成功捕捉到了随氮添加梯度变化的呼吸波动，为将地下菌根过程纳入全球碳循环模型提供了核心实证数据。

文献背书：《Functional Ecology》 | 中国科学院地理科学与资源研究所

相关科研文献缩略表