土壤剖面CO2梯度監測系統(傳感器法)

1：系統介紹

植物根系呼吸和土壤微生物對有機質的氧化分解是土壤CO2的主要來源。土壤CO2形成之后，部分通過土壤呼吸作用排放到大氣中，部分則參與土壤化學反應或者向下擴散到地下水中。碳循環的研究表明土壤呼吸是土壤碳庫和大氣碳庫之間碳流通的主要的方式，據估計土壤CO2排放量在68PgCyr-1～100PgCyr-1之間。研究表明影響土壤CO2排放量的因素包括溫度、濕度、植被類型、地表植被和地下微生物種群、土地利用方式變化或者外因（比如火災）對土地利用方式的擾動和土壤有機碳含量。土壤CO2排放是CO2氣體在土壤中形成后通過擴散作用像大氣運移的過程。目前對土壤CO2濃度變化和土壤CO2排放量變化之間的關系的研究是科研關注的重點和熱點。

The Carbon Balance碳循環

土壤剖面CO2濃度的分析研究：

土壤空氣中CO2主要來源于土壤呼吸,其濃度主要決定于生物因素(植物根系、土壤微生物活性等)和環境因素(土壤溫度、含水量等。研究了解土壤空氣CO2濃度剖面分布、季節動態及其影響因素,有助于人們認識土壤中CO2產生、累積、輸運以及向大氣排放的生物和物理過程,制定和實施合理的農作措施以改善作物生長環境和減少土壤向大氣排放的CO2。

土壤CO₂通量研究很多，但這些監測并不足以解釋土壤CO₂生產過程，土壤剖面CO₂垂直梯度研究越來越成為土壤呼吸乃至生態系統碳循環研究的熱點。土壤不同層面（深度）CO₂生產的持續監測對于理解土壤CO₂動態極為重要，可以闡明由土壤到大氣CO₂通量隨季節、光照、溫度、濕度及土壤特性的變化特征。

2：傳感器測法系統組成：

傳感器埋入法：

把CO2傳感器直接埋入土壤.分梯度監測各層濃度分布，使用簡單， GMP343 CO2傳感器

數據采集單元CR1000X

GMP343二氧化碳探頭

3：系統優點：

l 數據不受野外限制性干擾。

l 靈活性高，可不間斷測量。

l 多點數據可實現同步，數量可自由選配。

3：設備介紹：

4：數據同步性展示：

5：案例展示：

中科院新疆生地所土壤CO2廓線實驗

設備漫灌測試：

6：參考文獻：

[ 1] 楊玉盛, 董 彬, 謝錦升, 等. 森林土壤呼吸及其對變化的

響應[ J] . 生態學報, 2004, 24( 3) : 583-591.

[ 2] Widen B, Majdi H. Soil CO2 efflux and root respirat ion at three sites

in a mixed pine and spruce forest: seasonal and diurnal variat ion[ J] .

Canadian Journal of Forest Research-Revue Canadienne De Recherche

Forest iere, 2001, 31: 786-796.

[ 3] Boone R, Nadelhoffer K, Canary J, et al. Roots exert a strong influence

on the t emperature sensitivity of soil respiration [ J ] . Nature,

1998, 396: 570- 572.

[ 4] Zobitz J M, Moore D J P, Sacks W J, et al . Int egration of processbased

soil respiration models with whole-ecosystem CO2 measurements

[ J] . Ecosystems, 2008, 11: 250-269.

[5] Turcu V E, Jones S B, Dani O. Continuous soil carbon dioxide and

oxygen measurements and estimat ion of gradien-t based gaseous flux

[ J] . Vadose Zone Journal, 2005, 4: 1161-1169.

[6] Smith V R. Moisture, carbon and inorganic nutrient controls of soil

respiration at a sub-Ant arct ic island[ J] . Soil Biology & Biochemistry,

2005, 37: 81-91.