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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
2、通量是10 x 石油 燃料和采伐森林资源的总和(Pacala,S.W.et.al.2001.Consistent land-and atmosphere-based U.S.carbon sink estimates.Science 292:2316-2320)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 9215%(Longdoz,et al.,2000.Soil CO2 flux in a mixed forest:.Global Change Biol 6:907),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
3、是多变的.土壤的结构是多变的.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(initial rate)；,二、土壤呼吸测量,LI-8100 方法,估算初始斜率,Initial ra
4、te=slope at C=C0,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，使得风向对气室内部空气的扰动最小，
5、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）。,Initial rate=slope at C=C0,Fit to C(water vapor dilution corrected CO2 concentration)vs.time,Final equation,Requirements:CO2-chamber=CO2-air,The flux at the time when CO2-chamber=CO2-air,LI-8100设计的独特之处 数据分析模型指数拟
6、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,Perforated Baseplate,Perforated Baseplate,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）扰动对气室内部测定的影响，并有助于消除基
7、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。,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,8100-102 Survey chamber,8100-104 long-term chamber,8100-103 Survey chamber,LI-8100 自动土壤 CO2 通量测量系统 LI-8150多通道测定系统,LI-8100 自动土壤 CO2 通量测量系统 PDA掌上电脑,LI-8100 自动土壤 CO2 通量测量系统 辅助传感器接口,空间与时间尺度上的同步监测LI-8100/8150系统,LI-8150多通道扩展系统,LI-8100/8150多通道土壤碳通量自动监测系统,16通道,谢谢各位老师、同学的支持与合作！,
