本实用新型涉及一种采样装置，具体是一种原位土壤温室气体排放采样装置。
背景技术：
大气温室气体浓度增加是当前人类社会面临的严峻问题，温室气体可以导致温室效应，进而引起全球变暖。而土壤是温室气体主要排放源，如何抑制土壤温室气体排放进而减缓气候变化是科学界面临的一大挑战。二氧化碳、甲烷和氧化亚氮是大气中三种主要温室气体，当前对三种温室气体的排放研究主要包括温室气体的原位观测和室内培养研究两种方法。在自然状态下的原位观测数据对土壤温室气体排放动态和管理以及减排具有重要指导意义。因而，土壤温室气体原位观测一直是全球变化研究领域内的重要手段。
土壤温室气体原位观测主要是通过在一定时间段之内采集密闭装置内的气体样品，通过气相色谱法分析气体样品中特定温室气体的含量，通过气体含量随时间的变化来计算排放速率。因其所处自然环境因子多变，样品采集过程中需要通过采样装置控制采样环境内的温度等环境因子。与室内培养研究类似，土壤温室气体原位观测的理想状态也是采样装置内气体混合比较均匀，在样品采集时获得的样品具有代表性，能够反映研究气体在装置内的分布情况。在实际研究中，采样装置一般设置为静态箱或者静态筒，气体样品通过内置电子风扇混合样品，然后通过针筒连接一端开口于采样装置内的采样管手动采样。当前采样方法中的内置风扇在采样过程中极易发热，使得采样装置内温度升高，影响采样结果。同时，一段开口的采样管仅触及到极其狭小的样品分布空间，难以保证所采集样品的代表性，对研究结果的准确性存在不可忽略的影响。类似研究如：Ling Zhang等，Non-Native Plant Litter Enhances Soil Carbon Dioxide Emissionsinan Invaded Annual Grassland，2014，PLo SONE，9（3）：e 92301；已授权专利（授权公告号：CN 205679443 U，CN 104677694 B）等。Ling Zhang等的研究以及授权专利（授权公告号：CN 205679443 U和CN 104677694 B）采用内置电动风扇对样品进行混合，并通过一端开口于筒内的采样管进行采样，存在对筒内温度干扰以及采样代表性不足的可能。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种原位土壤温室气体排放采样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种原位土壤温室气体排放采样装置，包括气样混合风扇、针筒、采样管、采样筒和采样底座，所述采样筒顶端封闭，外覆隔热垫，采样筒的顶端设置两孔，中央一孔用于穿过气样混合风扇的转动轴，另一孔用于穿过温度计，所述针筒通过三通阀连接固定于采样筒内壁上的采样管，所述采样筒的底部开口，并嵌入采样底座的凹槽内。
作为本实用新型进一步的方案：所述采样筒由PVC管材加工而成，外周设置隔热垫和反光膜。
作为本实用新型进一步的方案：所述采样底座为环形，具备环形凹槽，采样底座采用尼龙棒加工。
作为本实用新型进一步的方案：所述采样管为多孔硅胶管，一端与针筒连接，另一端密封且固定于采样筒内壁，且采样管在采样筒内壁上呈螺旋分布。
作为本实用新型进一步的方案：所述采样筒为圆筒状或箱体。
作为本实用新型进一步的方案：所述气样混合风扇分成两部分，外置电源和电机部分设置在采样筒外部，通过加长转动轴与内置电扇叶部分连接，加长转动轴穿过采样筒顶端中央孔，并通过旋转密封配件进行密封；外置电源和电机与内置电扇叶连接部分为骨架油封、迷宫密封或机械密封。
作为本实用新型进一步的方案：所述采样筒顶端穿过温度计的孔设置弹性密封环。
作为本实用新型进一步的方案：所述隔热垫由海绵或者泡沫层加工而成，包裹在采样筒外侧。
作为本实用新型进一步的方案：所述反光膜为铝箔，均匀包裹在隔热垫外围。
作为本实用新型进一步的方案：所述采样管上均匀分布设置有采气孔，采气孔均朝向采样筒的内部空间。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：一方面，本采气装置通过外置电机驱动内置扇叶进行空气混合，解决了当前研究中使用内部风扇进行气体混合导致的内部气温升高问题；另一方面，所述采样装置内部设置多孔导管，在采样筒内部螺旋分布，可以保证气体样品采集具有代表性，保障研究结果的准确性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1、外置电源和电机；2、温度计；3、内置电扇叶；4、针筒；5、三通阀；6、采样管；7、采样筒；8、采样底座；9、隔热垫。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型实施例中，一种原位土壤温室气体排放采样装置，其结构主要包括气样混合风扇、针筒4、采样管6、采样筒7和采样底座8，所述采样筒7顶端封闭，外覆隔热垫9，采样筒7的顶端设置两孔，中央一孔用于穿过气样混合风扇的转动轴，另一孔用于穿过温度计2，测定内部气温，所述针筒4通过三通阀5连接固定于采样筒7内壁上的采样管6，所述采样筒7的底部开口，并嵌入采样底座8的凹槽内。
在一个优选实施例中，所述采样筒7由PVC管材加工而成，外周设置隔热垫9和反光膜。
在一个优选实施例中，所述采样底座8为环形，具备环形凹槽，所述采样底座8其一方案可以使用尼龙棒加工，具有防腐、耐用等功能。
在一个优选实施例中，所述采样管6为多孔硅胶管，一端与针筒4连接，另一端密封且固定于采样筒7内壁，且采样管6在采样筒7内壁上呈螺旋分布；所述采样管6上均匀分布设置有采气孔，根据在采样筒7内部的分布，采气孔均朝向内部空间。
在一个优选实施例中，所述采样筒7根据观测地状况设置规格，可以为圆筒状，也可以设置为箱体。
在一个优选实施例中，所述气样混合风扇分成两部分，外置电源和电机1部分设置在采样筒7外部，通过加长转动轴与内置电扇叶3部分连接，加长转动轴穿过采样筒7顶端中央孔，并通过旋转密封配件进行密封；外置电源和电机1与内置电扇叶3连接部分可以按照实际需求设置为骨架油封、迷宫密封、传统机械密封等旋转密封形式，以保证采样筒7的气密性。
在一个优选实施例中，所述采样筒7顶端穿过温度计2的孔设置弹性密封环，与温度计2密切接触，保证气密性良好。
在一个优选实施例中，所述隔热垫9由海绵或者泡沫层加工而成，包裹在采样筒7外侧，其中，采样筒7顶端气样混合风扇的电机下方隔热垫9加厚处理。
在一个优选实施例中，所述反光膜可采用铝箔，均匀包裹在隔热垫9外围。
所述采样底座8所配置凹槽内注水，打开三通阀5，使采样筒7内部与外界大气连通，将采样筒7底部嵌入采样底座8的凹槽；启动外置电机1，驱动内置风扇叶3开始转动，关闭三通阀5，记录内外部气温并计时，5-10分钟后，打开三通阀5，使针筒4仅与采样筒7内部连通，并通过针筒4采集内部气样20ml；调节三通阀5，使针筒4仅与气体样品袋（未示出）连通，将样品注入气体样品袋，并及时送测，完成一次气体采集工作；重复以上操作，开始第二至第四次采样，第四次采样结束时记录气温；土壤温室气体通量通过单位时间内某温室气体的浓度变化来计算，完成土壤原位温室气体排放采样和监测。
本设计的优点和创新之处：一方面，本采气装置通过外置电机驱动内置扇叶进行空气混合，解决了当前研究中使用内部风扇进行气体混合导致的内部气温升高问题；另一方面，所述采样装置内部设置多孔导管，在采样筒内部螺旋分布，可以保证气体样品采集具有代表性，保障研究结果的准确性。
以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。