土壤碳通量测量(介绍)LML

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1、土壤碳通量测量基因有限公司农业环境科学部北京力高泰科技有限公司2009-03-16主要内容一、土壤呼吸研究背景二、土壤呼吸测量三、LI-8100设计的独特之处四、LI-8100硬件介绍源与库/全球碳循环单位：10亿吨碳一、土壤呼吸研究背景一、土壤呼吸研究背景土壤CO2从哪里来?植物根系和微生物的自养呼吸土壤微生物费解土壤有机质和植物凋落物的异养呼吸土壤的动物呼吸土壤碳酸盐的水解一、土壤呼吸研究背景土壤CO2通量研究的重要性?土壤碳储藏量十分巨大2x大气碳,3x陆地植物,0.3x全部石油燃料储量(Schlesinger,1991)碳的排放量十分巨大土壤碳通量是10x

2、石油燃料和采伐森林资源的总和(Pacala,S.W.et.al.2001.Consistentland-andatmosphere-basedU.S.carbonsinkestimates.Science292:2316-2320)土壤呼吸在整个生态系统呼吸中所占比例十分巨大如山毛榉林为92±15%(Longdoz,etal.,2000.SoilCO2fluxinamixedforest:...GlobalChangeBiol6:907)一、土壤呼吸研究背景土壤CO2通量的十分不确定性根系的分布是多变的...凋落物的分布是多变的...动物的数量分布是多变的...土

3、壤的结构是多变的...因此，土壤表面的CO2扩散随时间和空间的变化是非常大的一、土壤呼吸研究背景土壤呼吸要求：足够多的取样空间上的变异采用短期调查室快速测量时间上的变异使用长期测量时对某一地点随着时间的过去自动连续取样测量一、土壤呼吸研究背景主要内容一、土壤呼吸研究背景二、土壤呼吸测量三、LI-8100设计的独特之处四、LI-8100的硬件介绍LI-8100方法闭路式——关闭测量室，室内CO2开始增加；专用数学模型——在测量室内CO2累积前，估算出CO2增加的初始速度(initialrate)；二、土壤呼吸测量LI-8100方法估算初始斜率Initialrate=

4、slopeatC′=C′0主要内容一、土壤呼吸研究背景二、土壤呼吸测量三、LI-8100设计的独特之处四、LI-8100的硬件介绍三、LI-8100设计的独特之处1、气室内外压力平衡问题的解决——压力通风口的独特设计2、数据分析模型——指数拟合3、特殊的气室驱动机制——减少对环境的扰动4、气室基座多孔设计——避免CO2累积传统的压力通风口缺陷：无法解决文氏管效应文氏管效应三、LI-8100设计的独特之处压力通风口——保持气室内外压力平衡（发明专利，LI-COR独有！）气室顶部压力通风口的横截面为锥形，气室内外气压在静滞环境和大风环境下均能够保持平衡，使得风向对气室

5、内部空气的扰动最小，LI-8100气室的通风口设计在真正意义上消除了文氏管效应（文氏管效应导致管内出现负压，驱使土壤中的高浓度CO2气体快速扩散到气室中来，导致最后的测定结果比正常值显著增高）。Initialrate=slopeatC′=C′0FittoC′(watervapordilutioncorrectedCO2concentration)vs.timeFinalequationRequirements:CO2-chamber=CO2-airThefluxatthetimewhenCO2-chamber=CO2-airLI-8100设计的独特之处数据分析模型

6、——指数拟合LI-8100设计的独特之处特殊的气室驱动机制——减少对环境的扰动104呼吸室气室在测定过程中以较缓慢的速度打开或关闭，尽可能减少了对周边大气环境的扰动，消除了对CO2通量测定的影响。8100-101长期监测室以垂直驱动机制带动气室开合，适宜测定垄间或垄内土壤CO2通量；8100-104长期监测室有六个张开角度，适合低矮冠层或有障碍物的环境。LI-8100设计的独特之处气室基座多孔设计——避免CO2累积PerforatedBaseplatePerforatedBaseplate气室基座的多孔设计大大减小了气室周边环境（光照、降水、风等）扰动对气室内部测

7、定的影响，并有助于消除基座下部CO2浓度梯度的改变，而无孔基座常常导致对土壤CO2释放的抑制。◆无孔基座（上图）由于基座下部CO2富集，抑制附近土壤CO2的扩散◇多孔基座（下图）通过外露孔间CO2的扩散克服了抑制作用，使得测量更为准确。红色=低通量速率；蓝色=高通量速率主要内容一、土壤呼吸研究背景二、土壤呼吸测量三、LI-8100设计的独特之处四、LI-8100的硬件介绍LI-8100自动土壤CO2通量测量系统——主机四、LI-8100的硬件与软件操作介绍LI-8100自动土壤CO2通量测量系统——四种气室8100-102Surveychamber8100-104

8、long-