一种土壤CO2通量原位测定方法和装置.pdf

一种土壤CO2 通量原位测定方法及装置1 1 1 1 1 1 2 2 3 高程达 ，孙向阳 ，曹吉鑫 ，张强 ，栾亚宁 ，郝虎东 ，李泽江 ，唐青云 1 北京林业大学水土保持学院，北京（100083 ） 2 内蒙古农业大学生态环境学院，呼和浩特（010019 ） 3 北京市华云分析仪器研究所有限公司，北京（100035 ） E-mail ：gaochd@ 摘 要：本文介绍了一种土壤 CO2 通量原位测定的方法及装置：改装具有仲裁效力的大气 二氧化碳红外线气体分析仪到土壤 CO2 通量原位测定，连接自制的二氧化碳收集容器，对 陆地生态系统土壤二氧化碳的释放或吸收做定量测定。该方法和装置可用于自然状况下多地 点、多样地（点）土壤表层二氧化碳通量测定，具有便于携带、操作简单、省时间、经济、 测定数据直接、快速可靠等优点。 关键词：土壤二氧化碳通量，原位测定，方法，装置 0. 引言 ， ， ， ， 土壤二氧化碳是土壤空气的主要气体成分[2 11 13 21 27] ，也是大气主要温室气体的重要 ， ， 来源或存储库[12 30 37] 。土壤二氧化碳通量作为陆地与大气界面温室气体交换量的重要度量 指标,反映了土壤物理、化学、生物性质和人类对土地利用、地下矿产资源[35，25] 、岩溶[33，28] 等状况，由于对全球气候变化的贡献和影响很大，已经受到世界各个国家的关注和重视。为 了准确地进行陆地生态系统的碳核算，实施《联合国气候变化框架公约》，履行《京都议定 ， ， ， ， 书》义务，对土壤表面二氧化碳通量做比较精确的测定，具有实质而重要的意义[3 20 24 30 34] 。 土壤二氧化碳的测定方法经历了一个比较长的历史。最早的报道可追溯到 Boussingault 和Lewy 于 1853 年所发表的文章，他们采用了氢氧化钡溶液吸收土壤空气中二氧化碳的化 学方法，在其后的一百多年的历史中，测定方法主要依靠在此基础上的化学吸收和物理气压 计量测定，尽管在土壤化学和土壤生物化学方面进行了努力，其灵敏度问题仍然无法克服。 到二十世纪五十年代末，气相色谱（GC ）方法的发明以及在土壤学方面的广泛应用，极大 ， 地提高了土壤二氧化碳测定的灵敏度[15 4] ；相继发明了以涡度相关技术为核心的微气象学方 ， ， 法[22] 、静态和动态箱法等方法[5-10 19 23] ，随着现代科学技术的发展，土壤二氧化碳测定从 单一化学方法，到化学-物理-生态学的多方位、多角度的测定方法，都有实足的进展。 在诸多的测定方法和设备装置中，应用比较广泛的土壤二氧化碳通量原位测定方法为微 气象学方法和箱法。Oswald[18]、Mosier[17] 、Jennifer and James[14]等人先后对不同的测定方 法作了比较分析和研究。 微气象学测定方法（micrometeorological method ）是建立在气象学基础上的微型化气象 测定方法。它根据气温、地温、风向、风速、太阳辐射、降雨量等气象因子来推算土壤二氧 化碳通量，要求建立观测站，包括观测塔和相关的气象观测仪器和设备，代价昂贵，需要维 [16] 护，适于大范围、中长期定位观测，对于土壤二氧化碳通量的测定相对比较间接 。 箱法测定（chamber method ）包括静态(static)