温室气体通量讲解.pptx

引言;人类活动的影响，大气中CO2，体积分数从1800年的80×10-6增加到目前的345 X 10-6，而且目前正以每年0．5％的速度在增长；CH4是大气中除CO2外最为丰富的含碳化合物，虽然在大气中只有10a的存活时间，但它是一种红外辐射活性气体，其红外吸收能力是CO2的20～30倍，是一种很重要的温室气体。 20世纪70年代末80年代初，大气CH4含量随时间变化的监测工作开始在世界不同地方进行，随着研究的不断深入，国内外多项观测结果表明，大气中CH4体积分数从过去的0．72×10-6上升到现在的1．78×10-6，已经增长了一倍多，且目前正以每年0.8％-1.1％的年速率在增长。 据估计，全球每年排放CH4总量约为420×1012～620×1012g。;1.湿地温室气体国内外研究现状;2大气通量的测量方法;密闭式静态箱又包括碱液吸收法和气相色谱法2种，碱液吸收法是用溶液吸收CO2，形成碳酸根，主要是NaOH或KOH溶液，吸收结束???进行滴定，计算出土壤在这一段时间内的CO2排放量。采样箱分为透明箱和暗箱2种。 密闭式动态箱只是增加了气体的循环过程，具体测量原理与静态箱原理相似。而开放式动态箱气体并不再回流，并且是通过计算箱入口和出口处气体浓度差异来确定气体的排放通量。箱内气体排放、吸收速率用通量的计算方法，即单位时间单位面积观测箱内该气体质量的变化，正值表示气体排放到大气，负值表示气体的吸收，用公式表示为： 式中，F为气体通量(mg?m-2?h-1)，V为观测箱的容积(L)，V为观测时包围的土壤面积(m2)，H为采样箱露出沉积物大气界面的高度(m)，Δv/Δc为采样箱内气体浓度随时间的变化率(mg?L-1?h-1)。 ;2．2微气象学法 微气象学法包括空气动力学方法、涡度相关法、波文比能量平衡法等。 （1）空气动力学方法。该方法认为，近地面层温度、水汽压和风速等各种物理属性的垂直梯度，受大气传导性的制约，根据温度、湿度和风速的梯度及廓线方程，用不同的积分公式求解出农田上的蒸发潜热和显热通量。 （2）涡度相关法。用特制的涡动通量仪直接测算下垫面显热和潜热的湍流脉动值，而求得植被腾发量的方法。其计算式为： 式中：E为瞬时蒸发值；ρ是空气密度；是垂直风速；q是湿度的瞬时脉动值。在计算时取它们乘积的半小时或长时间的平均值。 (3)波文比能量平衡法。以下垫面的水热交换为基础，在假定热量交换系数和水汽的湍流交换系数相等的情况下，根据相似理论引入波文比显热通量与潜热通量之比，并将β微分化为差分后代入湿度常数系数，简化下垫面的能量平衡方程而求得植被腾发量的方法。 ;2．3土壤浓度廓线法 该法是指假设土壤浓度均一，就可以通过测定土壤剖面不同深度的气体浓度来计算土壤与大气间的气体交换通量。土壤剖面温室气体浓度的测量方法主要有2类：土壤气体采样管和多层采样探头，但是无论哪一种，都必须先破坏土壤基质再进行管路或探头的埋设。;2．4同位素法 该法是指含有较轻原子(如12C)的化学键活化能较低，产物中C浓度会由于化学或生物酶反应增加，而反应基质中则是12C浓度增加，从而可以鉴定土壤中排放出来的CH4的量。由于在沉积物中氧化生成CH4，因此碳同位素比例上有很大不同，因此可通过实验测定土壤产生的CO2和CH4中的元素同位素组成。根据同样原理，也可用同位素15N鉴定N20。但N20含量较低，很难获得准确的分析结果。 ;3方法比较;4温室气体通量测量方法应用与发展方向;4.2与高精度仪器结合 测量仪器的精密、准确程度决定了气体通量测量的准确性。近年来新兴的技术有可调谐二极管激光吸收光谱技术和美国LICOR公司的LI-8150系统，其中前者为快速测定温室气体浓度提供了新的手段，可实现多种土壤温室气体同步观测，而后者则可实现多点测定。 因此，高精度仪器的研发及其各项功能的拓展有助于获得更精确的碳通量研究结果，并进一步推动气体通量及其相关研究的进程。 ;Thanks