[实用新型]一种连续在线测定土壤CO2通量的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于生态与气象环境调控的技术领域，尤其涉及一种连续在线测定土壤CO₂通量的系统。

背景技术

CO₂是大气中最重要的温室气体，其排放量及对气候变暖的贡献远超过其它气体。近年来，CO₂温室效应的研究倍受关注，尤其导致大气CO₂浓度进一步增加的各种过程更成为研究焦点。土壤是一个巨大的碳库，土壤呼吸作用是导致全球气候变化的关键生态过程，目前已成为全球碳循环研究的核心问题。土壤CO₂是土壤空气的主要气体成分，也是大气主要温室气体的重要来源或存储库，通过土壤呼吸向大气中排放量远远超过电化石燃料等燃烧向大气中排放的CO₂量，其微小的变动都可能会导致大气CO₂浓度的改变。土壤CO₂通量作为陆地与大气界面温室气体交换量的重要度量指标，反应了土壤物理、化学、生物性质和人类对土地利用、地下矿产资源、岩溶等状况，尤其是对全球气候。因此，土壤CO₂通量的测定对人类认识和控制全球变化具有现实意义。

在现有技术中，土壤CO₂通量的测定方法包括微气象学法、静态箱法、动态箱法和室内培养法。其中，静态箱法由于其结果稳定，重现性良好而受到较广泛的应用，但该测定方法仍存在一些不足。其中，在种类繁多的CO₂传感器中，红外光学式传感器以其测量范围宽、灵敏度高、反应快、有良好的选择性等特点而被广泛使用。然而，静态箱由于其封闭和半封闭性改变了箱体内温度等条件，使得静态箱内部与实际环境温度不同，通过使得静态箱内部与实际环境的土壤状态不同，干扰土壤CO₂的监测，使观测数据存在误差，影响了土壤CO₂通量测量的准确性。此外，在现有技术中静态箱法或者在现场取回气体样本在实验室中进行二氧化碳浓度的检测以及二氧化碳通量的计算，或者在现场进行气体的采集以及二氧化碳浓度的检测，将实验数据带回后再进行二氧化碳通量的计算分析，无法实现现场实时在线土壤CO₂通量的计算分析。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，克服现有采用静态箱法测定土壤CO₂通量中箱体内温度对测定对象及测试仪器存在影响干扰土壤CO₂通量测量准确性问题，提供一种连续在线测定土壤CO₂通量的系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种连续在线测定土壤CO₂通量的系统，包括静态箱、二氧化碳分析仪和控制系统；

所述静态箱包括底座与箱体，所述箱体安装于所述底座上；

所述箱体内部设置第一温度测量装置与温控装置，所述第一温度测量装置与控制系统连接，将箱体内测量的温度信号传输至所述控制系统；

所述温控装置具体设置于所述箱体的箱顶处，所述温控装置与控制系统连接，用于保持所述箱体内部温度与箱体外部温度一致；

所述箱体外部设置第二温度测量装置，所述第二温度测量装置与控制系统连接，将测量的箱体外部的环境温度传输至所述控制系统；

所述二氧化碳分析仪与所述箱体连接，用于测量箱体内采集土壤CO₂的各项数据；所述二氧化碳分析仪与所述控制系统连接，将所述测量箱体内采集土壤CO₂的各项数据传输至控制系统；

所述控制系统分别与所述第一温度测量装置、第二温度测量装置、温控装置以及二氧化碳分析仪连接，所述控制系统接收所述温度测量装置以及二氧化碳分析仪传输来的数据信号进行分析计算得到土壤CO₂的通量。

优选的，所述底座是由一个矩形围成的正方形环状物，所述底座采用不锈钢材料，所述底座的长宽高尺寸为50cm×50cm×10cm，所述底座的厚度为1mm-2mm，方便将所述底座插入土壤中，固定出土壤CO₂通量待测区域。

所述底座四周分别开有9个直径2cm的圆孔，圆孔在底座四周每个表面均匀分布，所述圆孔与圆孔之间在水平方向上的距离为15cm，所述圆孔与圆孔之间在垂直方向上的距离为1cm，所述圆孔的设置便于箱体内外土壤交换。