一种土壤温室气体通量测量装置的制作方法

本实用新型属于生态观测技术领域，更具体地说，涉及一种土壤温室气体通量测量装置。

背景技术：

近年来，由温室气体排放导致的全球气候和环境变化已成为国际社会普遍关注的重大问题，温室气体的研究也备受关注。

经典的静态箱-气相色谱法被广泛应用于研究温室气体的排放中，具体地讲，是用来测量土壤和大气间微量气体交换通量。该方法工作原理简单，是将特制箱子罩在要测量的区域上，隔绝箱内外气体的交换，随时间的变化从箱内取样测定箱内温室气体的含量，根据计算得出气体交换通量。静态箱-气相色谱法简单易行、机动性强，能够同时分析气体样品中的多种成分，因此近年来备受科学家的青睐。但有关研究结果表明，采气袋内壁对温室气体的吸附、与环境大气之间的碳交换或轻微漏气等多种因素都会给分析结果带来一定的不确定性，在采样过程中人为操作的不当也会造成很大的误差，且采气和测气的过程费时费力。

在野外观测实验中，实验工作者往往希望用较少的仪器设备投入和较少的样品分析时间，取得尽可能准确的数据信息。公开日为2013年3月6日的中国专利201220458581.x公开了一种水陆两用温室气体排放测量通量箱，该装置在测量箱体的上表面开设有两个气样孔，并通过测量管线与自动检测仪表连接，测量管线上设有三通阀，从而使得人工手动检测与自动检测可在同一个箱体上实现。但是，该专利存在多次破坏土壤原有结构以及长期采样时采样点不固定的问题。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种效率高效而操作简便的土壤温室气体通量的测量装置。

技术方案：为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种土壤温室气体通量测量装置，包括静态箱和温室气体分析仪，所述静态箱与所述温室气体分析仪通过管路连接并形成回路；其中，静态箱包括柱状本体，在柱状本体底部设土壤环，在所述土壤环和所述盖箱之间设有用于密封的水封槽。

所述静态箱的上表面设有通风口和气体采样口，所述温室气体分析仪上设有出气管和进气管，所述通风口通过第一导管与所述出气管连接，所述气体采样口通过第二导管与所述进气管连接。

在所述第一导管和第二导管上均设有三通阀。

所述第二导管伸入所述静态箱的部分长于所述第一导管伸入所述静态箱的部分。

所述温室气体分析仪为便携式红外气体分析仪。

所述柱状本体的直径为300mm。

所述的土壤温室气体通量测量装置，还包括用于插入温度计的测温口，所述测温口设置在所述静态箱的上表面。

一种土壤温室气体通量测量的方法，包括以下步骤：

s1，将土壤环埋入土壤中；

s2，将静态箱置于土壤环上，并用水密封；

s3，操作三通阀使静态箱和温室气体分析仪之间的两条导管气路相通，打开温室气体分析仪开关，静态箱内的气体通过第二导管进入温室气体分析仪进行测量，然后通过第一导管返回到盖箱中，从而实现盖箱内气体的混匀和测量。

有益效果：相比于现有技术，本实用新型的静态箱由土壤环和柱状本体两部分组成，自土壤环埋入土中时起，到全部测量试验完成，土壤环只需埋一次，测量时只需要将柱状本体放置到土壤环凹槽内即可，这样就避免了因测量箱体多次埋入土中所造成的对土壤结构的破坏，同时，使采样点得以固定，减少了试验误差。本实用新型装置结构简单，只需简单操作三通阀就能实现箱体内气体的测量和混匀，而无需携带采气袋、采气瓶或使用注射器，操作简单方便，效率高，效果好，方便携带，可重复使用，大大简化了温室气体通量观测时的采集和测量工作。

附图说明

图1是测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步进行描述。

如图1所示，本申请的土壤温室气体通量测量装置，主要设备包括静态箱3和便携式温室气体分析仪4，静态箱3，其本体结构为柱状箱体，材质为聚氯乙烯(pvc)，直径为300mm，高300mm。在箱体底部设有土壤环1，土壤环1为圆环状，上部设有用于密封的水封槽2，土壤环1高150mm，外直径为350mm，内直径为250mm。在箱体的上表面设有测温口9、通风口5和气体采样口6，测温口9用于插入温度计；通风口5和气体采样口6的直径均为63.5mm。温室气体分析仪4可以为红外气体分析仪，在温室气体分析仪4上设有出气管7和进气管8，通风口5通过第一导管10与出气管7连接，气体采样口6通过第二导管11与进气管8连接，从而在温室气体分析仪4和静态箱3之间形成完整的回路，在第一导管10和第二导管11上均设有三通阀，第一导管10和第二导管11均为气体采样用聚乙烯管。

第二导管11伸入静态箱3的部分长于第一导管10伸入静态箱的部分。典型的长度可以是：第一导管伸入静态箱的长度为60mm，第二导管伸入静态箱的长度为150mm。

采用上述装置进行南京林业大学土壤温室气体通量测量，南京林业大学土壤为客土，缺腐殖质层，土壤紧实，层次凌乱，含少量石砾，土壤0～20cm的容重偏大，孔隙度和通气度小，水稳性指数和渗透性偏小。测量包括以下步骤：

s1，将土壤环1埋入土壤中10cm；

s2，将静态箱3置于土壤环1上，并用水密封；

s3，操作三通阀使盖箱和温室气体分析仪之间的两条导管气路相通，打开温室气体分析仪开关，盖箱内的气体通过第二导管11进入温室气体分析仪4进行测量，然后通过第一导管10返回到盖箱中，从而实现盖箱内气体的混匀和测量。

经过测量，结果(以甲烷和二氧化碳的30秒的测量数据为例)如表1所示。

表1测量结果

由表1可知，本申请的装置，测量方便快捷，可连续快速测量，可测量所需气体的瞬时浓度。