[发明专利]一种实时在线监测水生植物岩溶碳汇效应的方法有效
申请号: | 201610710672.0 | 申请日: | 2016-08-23 |
公开(公告)号: | CN106124723B | 公开(公告)日: | 2018-01-09 |
发明(设计)人: | 王培;胡清菁;白冰;黄炳惠;曹建华 | 申请(专利权)人: | 中国地质科学院岩溶地质研究所 |
主分类号: | G01N33/18 | 分类号: | G01N33/18 |
代理公司: | 北京轻创知识产权代理有限公司11212 | 代理人: | 杨立,付倩 |
地址: | 541004 广西壮*** | 国省代码: | 广西;45 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 实时 在线 监测 水生植物 岩溶 效应 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种实时在线监测水生植物岩溶碳汇效应的新方法,属于水生植物岩溶碳汇效应监测技术领域。
背景技术
目前,针对水生植物岩溶碳汇监测主要采取水化学——流量法,即通过研究河段上、下游HCO3-浓度变化差值,计算水生植物对岩溶碳汇的转化率。何师意等利用水化学——流量法研究贵州板寨河上、下游HCO3-浓度变化差值,计算水生植物对岩溶碳汇的转化率(详见何师意,康志强,李清艳,等.高分辨率实时监测技术在岩溶碳汇估算中的应用——以板寨地下河监测站为例[J].气候变化研究进展,2011,07(03):157-161.),其主要缺陷有以下几点:(1)岩溶水体中存在大量游离CO2,水生植物光合作用优先利用游离CO2,然后再利用HCO3-。因此,仅通过计算上、下游HCO3-浓度变化并不能完全代表水生植物对岩溶碳汇的转化率(详见Wang P,Hu Q,Yang H,et al.Preliminary study on the utilization of Ca2+,and HCO3-,in karst water by different sources of Chlorella vulgaris[J].Carbonates&Evaporites,2014,29(2):203-210.)。(2)周小萍等研究表明,HCO3-在水体中存在迁移与转化,河段上、下游HCO3-浓度变化并非完全由水生植物光合作用利用引起(详见周小萍,沈立成,王鹏,等.表层岩溶地下水出露地表后的脱气作用——以重庆市南川区柏树湾表层岩溶泉溪流为例[J].中国岩溶,2011,30(04):432-436.)。(3)McConnaughey研究表明,水生植物对HCO3-的利用需通过胞内、胞外的一系列转化。一部分HCO3-在胞外被转化为CaCO3,释放出的CO2被水生植物利用(详见McConnaughey T.Calcification in Chara corallina:CO2hydroxylation generates protons for bicarbonate assimilation[J].Limnology and Oceanography,1991,36(4):619-628.)。(4)HCO3-受环境影响较大,测量存在一定误差,且不能实时在线监测,只能利用自动采样器采取水样,再手动滴定。但是人为测定有一定的误差,而且需要人在场昼夜测定(测定的间隔越短数据越准确),而且岩溶水体中HCO3-不稳定,容易分解,因此通过计算上下河段HCO3-的变化来估算水生植物的岩溶碳汇效应的值误差极大。
鉴于此,亟需开发一种实时在线监测水生植物岩溶碳汇效应的新方法,以弥补现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足,提供一种实时在线监测水生植物岩溶碳汇效应的新方法。本发明针对水生植物光合作用的特点,通过对光合作用密切相关的溶解氧为监测指标,利用植物光合作用方程式,计算水生植物光合作用对岩溶水体中无机碳的固定量,实现对水生植物岩溶碳汇效应的准确、实时在线监测。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种实时在线监测水生植物岩溶碳汇效应的新方法,包括如下步骤:
步骤1:选取岩溶地下河补给的地表河段,将多参数水质分析仪分别放置于地下河出口处及地表河段的下游,分别自动记录水体的温度T、电导率Ec、溶解氧C,记录间隔为5min,昼夜连续监测,并分别记录上述两监测点高程h;
步骤2:饱和溶解氧计算:首先,利用溶解氧监测时对应时刻的水温计算水体的饱和溶解氧浓度C*,如式(1);其次,利用电导率校正饱和溶解氧浓度,如式(2);最后,利用大气压校正水体中饱和溶解氧浓度,如式(3)-(6):
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