[发明专利]一种土壤冻结深度测量装置及测量方法在审

专利信息
申请号: 201910897521.4 申请日: 2019-09-23
公开(公告)号: CN110514135A 公开(公告)日: 2019-11-29
发明(设计)人: 张英俊;徐恒康;刘楠;张浩;孙翔云;郭童天;逄悦 申请(专利权)人: 中国农业大学
主分类号: G01B11/22 分类号: G01B11/22
代理公司: 11246 北京众合诚成知识产权代理有限公司 代理人: 李全旺<国际申请>=<国际公布>=<进入
地址: 100193 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 透明PVC 测量 亚甲基蓝溶液 土壤冻结 封口塞 深度测量装置 生态学研究 硬质PVC管 操作便利 密封作用 深度测量 野外实验 直接测定 刻度线 打孔 内置 软质 外壁 硬质 存储 取出 冻结 草原 透明
【说明书】:

发明属于冬季生态学研究领域,涉及一种土壤冻结深度测量装置,包括PVC封口塞1、亚甲基蓝溶液2、透明PVC管4和设置于透明PVC管4外壁的刻度线3,所述PVC封口塞1起密封作用,所述亚甲基蓝溶液2的浓度为2%;所述透明PVC管4的长度可以所需根据测量深度进行选择,当测量深度在1‑2m范围内时,可使用硬质的透明PVC管4直接测定,当测量深度大于2m时,则用软质的透明PCV管4深入用硬质PVC管打孔的内置,从而方便取出测定。本发明还涉及一种土壤冻结深度测量方法。本发明装置和方法成本低,测量冻结效果好,数据准确,使用操作便利,方便存储,适合草原野外实验。

技术领域

本发明涉及冬季生态学研究领域,具体涉及一种土壤冻结深度测量装置及测量方法。

背景技术

土壤是陆地植物的主要生存环境。土壤里面或多或少都含有水分,当进人冬季土壤温度降到0℃以下时,土壤里的水分就会凝结成冰,连同土壤颗粒冻结在一起,于是就形成了冻土。如同江河湖泊冬季无论多冷,也很难出现整体结冰的道理一样,土壤也有巨大的热容量。尽管上层已结冰,但往下到达一定的土层后,其温度不再下降,常年保持在一个基本恒定的水平,且这个土层的温度不随外界环境条件的变化而变化,这个层称为恒温层。土壤的冻结深度,取决于地表0℃以下低温的强度、土壤的水分状况和土壤质地等。植物和动物多在土壤深度为1-2m的层面进行生命活动,因此表层土壤冻结深度的测定显得格外重要。

土壤冻融作用会加重土壤的盐碱化程度,且冻融作用促进温室气体排放,因此冬季的土壤冻融受到原来越多的研究人员的关注。草原被认为是地球上最大的管理生态系统,受到频繁的人类活动和持续的全球气候变化的综合影响。气候变化通过各种方式影响着全球生态系统,改变很多物种的生理、物候、繁殖、存活及分布,甚至导致物种绝灭。不断积累的研究证据表明,气候变化是影响生物多样性的主要因素之一,给生物多样性保护带来巨大挑战。因此,探讨气候变化对生物多样性的影响能及时为区域乃至全球生物多样性保护提供重要参考和依据。现有的季节性冻土层厚度的测量方法,其基于“在季节性冻土区域,上层土壤电阻率远大于下层土壤电阻率,埋入地底的两个电极中的一个电流极深度增加,会导致地表两点电位差下降,由于电流极穿透上层冻土后,接地电阻急剧下降,导致地表电位差变化率急剧减少”的原理,虽然解决了季节性冻土厚度测量的问题,但是存在成本高,结构复杂,供电条件有限等多种不利因素。

为避免以上不利因素,便于研究不同的处理下土壤冻结深度的季节性变化或冻结深度差异,提供一些技术支持,因此在本发明装置就设计了一种合理的土壤冻结深度测量装置,从而进行气候变化下草地生态学研究,来预测未来气候变化对草地的影响。

发明内容

为了克服现有技术存在的一系列缺陷,本发明的目的在于提供一种土壤冻结深度测量装置及测量方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的一种土壤冻结深度测量装置,包括PVC封口塞1、亚甲基蓝溶液2、透明PVC管4和设置于透明PVC管4外壁的刻度线3,所述封口塞1起密封作用,所述亚甲基蓝溶液2的浓度为2%。

优选地,所述PVC封口塞1的规格为GB10002.2,1.0MPA,20mm,其一端扎进土里作为底部,另一端露在土壤外面。

优选地,所述亚甲基蓝溶液2在使用时候加入透明PVC管内,无水亚甲基蓝是金红色闪金光或闪古铜色光的粉状物,溶于水,酒精,氯仿,不溶于乙醚,其溶液为蓝色,冻结后脱水显示无水亚甲基蓝颜色粉色或古铜色,可以显色指示土壤冻结深度,起到指示显色作用。

优选地,所述刻度线3在透明PVC管4的外壁,通过亚甲基蓝溶液2显色后通过读取刻度指示出土壤冻结深度数值。

优选地,所述透明PVC管4长度可以所需根据测量深度进行选择,当测量深度在1-2m范围内时,可使用硬质的透明PVC管4直接测定,当测量深度大于2m时,则用软质的透明PCV管4深入用硬质PVC管打孔的内置,从而方便取出测定。

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