通量測量裝置及其測量方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及二氧化碳通量研宄領域,具體的說是一種針對潮間帶濕地co2通量測 量裝置及其測量方法。
【背景技術】
[0002] 當今諸如海平面上升、冰川消融、極端氣象災害事件增加等由于全球氣溫升高而 導致的一系列生態環境問題已嚴重影響到自然生態系統的健康以及人類的生存和生產生 活。以co2為主的溫室氣體排放作為影響全球氣溫升高的主要因素,已越來越受到人們的 關注。各國學者在不斷呼吁新型能源革命及促進碳減排行動進程的同時,也在積極投入到 自然生態系統碳循環研宄之中,旨在認識不同生態系統單元自身的碳代謝過程,進一步探 宄人類活動與生態環境及自然資源的協調發展模式。
[0003] 濕地作為兼具水陸兩重性、具有重要生態服務功能的獨特生態系統類型,其在穩 定全球氣候變化中占有重要地位。濕地土壤和泥炭是陸地上重要的有機碳庫,土壤碳密度 高,能夠相對長期地儲存碳,是多種溫室氣體的源和匯。因此,保護和增強濕地的碳儲存功 能,對于減少溫室氣體排放具有十分重要的意義。
[0004] 近年來,隨著人們對于濕地co2排放這一生態學過程的日益關注,國內外相關研宄 呈明顯上升的趨勢。但目前研宄多集中于內陸濕地生態系統的碳排放,而針對濱海濕地,特 別是潮間帶區域的co2通量研宄并不多見。潮間帶作為海陸生態系統的生態交錯區,研宄 其碳通量時空動態變化特征及相關生態學過程,無論在體量上、空間上還是在生態功能上 均具有重要的研宄意義。但由于潮間帶co2通量排放速率的實地測量環境苛刻且多變,對 于數據的觀察精度要求高,傳統的內陸濕地co2通量測量方法難以有效實施,而長期以來潮 間帶碳通量測定儀器及設備的研發相對滯后,以上諸多問題的存在,給目前亟待深入開展 的研宄帶來很大的不便。
【發明內容】
[0005] 根據上述不足之處,本發明的目的是提供一種自動化能力強、操作省時省力、且改 裝方便,可進行長時間持續測量的針對潮間帶濕地〇) 2通量測量裝置及其測量方法。
[0006] 為實現上述目的,本發明的技術方案在于:一種潮間帶濕地C02通量測量裝置, 它包括紅外氣體分析儀和與紅外氣體分析儀相連的氣路通道以及用于放置紅外氣體分析 儀及其相連氣路通道的升降架,所述的氣路通道包括透明的觸水罩和與觸水罩相連的防浪 管,所述觸水罩的下邊緣均勻分布若干尖角,所述觸水罩側壁上設有刻度,所述觸水罩設有 水平儀,所述防浪管的另一端與碳通量氣室接觸罩相連,所述的防浪管通過固定環與升降 架一邊角的升降桿相連,所述的升降架包括桌面和位于桌面下方邊角的桌腿,所述的桌腿 包括固定段和位于固定段內部的伸縮段,所述伸縮段的前端設有尖端,所述的固定段與伸 縮段通過鎖緊裝置相連。
[0007] 通過本測量裝置中的氣體通道及升降架與紅外線氣體分析儀的相互配合,解決了 長期以來傳統的內陸濕地co2通量測量方法難以有效測量潮間帶濕地的問題,實現了自動 化能力強,操作省時省力,并且能長時間持續測量的目的。
[0008] 優選的是:所述觸水罩與防浪管之間和所述防浪管與碳通量氣室接觸罩為可拆卸 連接。可拆卸連接一方面便于選擇不同的防浪管以更好的進行試驗,另一方面方便收納,攜 帶方便,同時當氣體通道部分損壞時只需要更換部分即可,極大的節約了材料成本。
[0009] 優選的是:所述的防浪管為伸縮式或者組合式。可以根據潮間帶濕地潮水條件調 節防浪管的長度以更好的進行氣體采集。
[0010] 優選的是:所述防浪管的兩端設有密封墊,保證本設備的氣密性。
[0011] 優選的是:所述的防浪管由內筒和外筒組成,所述內筒和外筒之間中空且密封設 置。防浪管的主要功能是作為待測下墊面排放出的co2向上部擴散的通道。一方面為了防 止在實際濱海潮間帶環境中操作時受海風海浪的影響,導致水體灌入氣室內引起氣體壓強 和體積的變化,另一方面盡可能的減少在氣室測定排放底面積一定的情況下,增加氣室容 積導致co2濃度升高隨時間變化的斜率降低,致使測量時間的延長和測量精度的降低,另一 方面,中空設計可以更好的隔絕外部溫度,由于測量時間長,且潮間帶環境溫差變化大,降 低環境溫度的變化對試驗結果的影響。
[0012] 優選的是:所述桌面上部四周設有圍欄,所述圍欄上方設有遮擋裝置。圍欄可以起 到避免試驗設備滑落水中的的危險,保護設備,減少損失,遮擋裝置可以遮擋陽光的直射, 也是保護了試驗設備。
[0013] 優選的是:所述桌面設有水平儀。通過水平儀可以調整設備的水平度,保證試驗的 準確性,減少誤差。
[0014] 優選的是:所述固定環由兩個半圓環組成,所述兩個半圓環一端通過定位環螺栓 相連,另一端設有固定銷扣,所述的固定環通過螺栓與升降桿相連。固定環的設計可以便于 其調節和收納。
[0015] 優選的是:所述半圓環外周包裹有軟墊。軟墊的設計可以提高固定環與防浪管之 間的緩沖配合,減少對防浪管的變形損傷。
[0016] 本發明還提供一種如上所述的潮間帶濕地〇)2通量測量裝置測定潮間帶濕地CO2 通量的方法,其操作步驟為:
[0017] (1)將觸水罩在測量前至少3個小時放置于待測點,以降低因氣路通道對底質的 擾動而造成的測量誤差,將觸水罩和碳通量氣室接觸罩連接到防浪管的兩端,根據觸水罩 上的水平儀調整觸水罩為水平狀態;
[0018] (2)將防浪管固定環套住防浪管外壁,通過固定銷扣進行固定,確保防浪管與固定 環之間不會因風流而產生較大的碰撞;
[0019] (3)在待定區域旁選擇地勢平坦的位置放置升降架,將伸縮段的尖端插入潮間帶 濕地中,調整伸縮段至合適高度,同時調平升降架桌面至水平狀態,根據測量需要調整升降 桿高度至與固定環相同高度,將固定環與升降桿通過螺栓進行固定連接;
[0020] (4)將紅外氣體分析儀放置于升降架桌面內,將碳通量觀測氣室平放至碳通量氣 室接觸罩上,連接并