[发明专利]一种土壤呼吸碳通量监测装置及方法

权利要求书

1.一种土壤呼吸碳通量监测装置，其特征在于，包括控制装置和呈圆筒状的气室(11)，所述气室(11)的顶部和底部都开口，所述气室(11)内壁从上至下等间距设有五个数据采集模块(1)，所述数据采集模块(1)包括二氧化碳传感器(2)、氧气传感器(3)、大气压强传感器(4)和温度传感器(5)，所述控制装置包括微处理器(6)和显示屏(7)，所述微处理器(6)分别与数据采集模块(1)和显示屏(7)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种土壤呼吸碳通量监测装置，其特征在于，所述控制装置还包括无线通信模块(8)，所述无线通信模块(8)与微处理器(6)电连接。

3.根据权利要求1所述的一种土壤呼吸碳通量监测装置，其特征在于，所述控制装置还包括GPS模块(9)，所述GPS模块(9)与微处理器(6)电连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种土壤呼吸碳通量监测装置，其特征在于，所述气室(11)顶部开口设有筛网(12)。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种土壤呼吸碳通量监测装置，其特征在于，所述数据采集模块(1)还包括湿度传感器(10)。

6.一种土壤呼吸碳通量监测方法，用于权利要求1所述的一种土壤呼吸碳通量监测装置，相邻数据采集模块的间距都为A，其特征在于，包括以下步骤：

S1：气室放置在待测土壤上，五个数据采集模块每隔时间T采集一次数据并发送到微处理器，其中最下方的数据采集模块中的二氧化碳传感器检测到的数据为x_a1、氧气传感器检测到的数据为x_a2、大气压强传感器检测到的数据为P、温度传感器检测到的温度数据为T；

S2：将相邻两个数据采集模块采集的二氧化碳浓度数据相减后取绝对值，得到五个数值，将这五个数值取平均后除以间距A，得到二氧化碳的浓度梯度将相邻两个数据采集模块采集的氧气浓度数据相减后取绝对值，得到五个数值，将这五个数值取平均后除以间距A，得到二氧化碳的浓度梯度

S3：将检测数据代入下述公式：

其中，a1为二氧化碳，a2为氧气，a3为氮气，J_a1为二氧化碳通量，J_a2为氧气通量，J_a3为氮气通量，D(M)_aiaj为ai组分在aj组分内的Maxwell-stefan扩散系数，D(F)_aiaj为ai组分在aj组分内的Fick扩散系数，表示ai组分的浓度梯度，x_ai表示最下方的数据采集模块采集到的ai组分的浓度，V表示摩尔容积，μ表示相对分子质量，T表示开尔文温度，P表示压强；

计算出二氧化碳的通量J_a1，即土壤呼吸碳通量。