一種土壤呼吸自動測定氣室的製作方法

2023-05-29 06:31:06

專利名稱：一種土壤呼吸自動測定氣室的製作方法
技術領域：
本發明屬於生態學研究領域，涉及一種土壤呼吸速率自動測量裝置。
背景技術：
土壤呼吸是生態系統的一個關鍵過程，其與生態系統生產力、土壤肥力以及區域和全球的碳循環都密切相關。由於全球碳循環調控著氣候變化，因此，土壤呼吸也與氣候變化、碳交易及環境政策有關。全世界範圍土壤呼吸僅次於海洋釋放到大氣的CO2通量，全球土壤碳庫的碳貯量約為植被碳貯量的1. 5倍。土壤呼吸在生物圈和大氣圈C交換中起著重要作用，對土壤碳庫的庫容及其動態變化進行研究，有助於探討減少人為碳排放、增加土壤碳貯存、延長土壤碳的固定時間等問題。土壤呼吸作為土壤碳庫的主要輸出途徑和大氣(X)2 的重要來源，其在數量上的微小改變可能對大氣(X)2含量的變化具有相當大的影響，其源、 匯及通量的精確測定受到格外重視，對於當前碳循環和全球氣候變化研究具有十分重要意義。測定土壤呼吸的方法主要有兩大類，一是間接測定方法，即通過測定其他相關指標如土壤中的三磷酸腺苷(ATP)含量來推算土壤呼吸速率，該方法需要建立所測指標與土壤間的定量關係，這種關係一般只適用於特定生態系統中，因此這類方法的應用具有較大的局限性；二是直接測定方法，包括靜態氣室法、動態氣室法和微氣象法三種。這些直接測定方法亦各有其優缺點，如，靜態鹼液吸收法操作簡便，有利於多次重複，尤其適合空間異質性大的土壤呼吸測定，但測定的精度不理想。在植物冠層高度範圍內，用微氣象法測定 CO2不受生態系統類型的限制，適合測定大尺度內(X)2的排放，但該法要求土壤表面的異質性和地形條件要相對簡單，其測定土壤(X)2排放的準確度很大程度上受到大氣、土壤表面和儀器設備的影響。動態氣室法適用於測定瞬時和整段時間(X)2的排放速率，但空氣流通速率和氣室內外的壓力差對測定造成負面影響，設備比較昂貴，但一般認為能夠比較準確測定 CO2的真實值。動態氣室法中CO2濃度的測定技術包括氣相色譜法和紅外CO2分析儀法。相對來說，紅外(X)2分析儀法所需要的響應時間短、儀器攜帶方便，測定結果更為精確，該方法目前被認為是較為理想的測定方法。但利用紅外(X)2分析儀法達到原位、連續、自動測定土壤呼吸所需的土壤呼吸室和自動開啟裝置的要求很高，要求自動開啟控制裝置開閉順暢， 呼吸室密封性能好。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種土壤呼吸自動測定氣室，採用將自動開啟控制裝置、 測量室和底座集合進行設計，為紅外(X)2分析儀提供氣體源，進而實現土壤呼吸速率的計
笪弁。為了實現上述任務，本發明採取的技術解決方案是一種土壤呼吸自動測定氣室，其特徵在於，該土壤呼吸自動測定氣室由自動開啟裝置控制氣室按時開啟和關閉，底座固定於土壤中，測量室和自動開啟裝置放置在底座上；所述的測量室包括上下兩部分，均為中空的圓筒形殼體；上部分用螺栓連接於支臂上，殼體側面設有與紅外氣體分析儀連通的通氣嘴，頂部設有測量氣室內溫度的傳感器探頭；下部分連接於底座上，使用時插入土壤中；所述的自動開啟裝置包括一個小型直流電機、行程開關和支臂；所述的底座包括一個底板，底板上有螺絲孔、通氣孔，可通過螺栓連結測量室下部分、小型直流電機和接線盒，通過螺栓將底板固定於土壤中。本發明的土壤呼吸自動測定室具備以下功能(1)為紅外(X)2氣體分析儀提供分析氣體源，從而計算土壤呼吸速率；(2)測量室通過電機按時關閉和開啟，可以方便提供連續和多次重複測定；(3)上部分測量室內安置銅管，可以充分混合土壤呼吸室內的氣流與土壤表面的氣體，使測定結果更為準確。


圖1是本發明的結構俯視示意2本發明的結構側面示意圖以下結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
具體實施例方式參見圖1，本發明的土壤呼吸自動測定氣室，由自動開啟控制裝置、測量室和底座組成，底座固定於土壤中，測量室和自動開啟裝置放置在底座上；測量室為一個中空的殼體，分為上部分殼體(7)和下部分殼體(1 ；上部分殼體 (7)的內部裝有帶孔銅管(11)，上部分殼體(7)的側面設有與紅外氣體分析儀連通的通氣管(12)，上部分殼體(7)的頂部有安裝溫度探頭(14)，並設有與自動控制裝置的支臂(2) 連結的螺栓(6)；下部分殼體(1 通過螺栓C3)連結於底座(1 上，在下部分殼體(13)連結底座的上方通過螺栓C3)安裝塑料膠圈G)，使上部分殼體(7)和下部分殼體(1 關閉時密封；底座包括一個方形底板(1 ，方形底板(1 的上鑽有螺孔C3)，固定螺孔(8)和通氣孔(5)；自動開啟控制裝置由通過安裝在底座(15)上的小型直流電機(9)和行程開關 (10)以及支臂(2)組成；上部分殼體(7)和下部分殼體(1 均由直徑200mm壁厚Imm的不鏽鋼製成，通氣管(1 用於和紅外(X)2分析儀連接，形成閉合迴路；自動開啟控制裝置的小型直流電機(9)和溫度探頭(14)的電源由接線盒⑴提供；在使用時測量室需要1個，也可多個。測量前將整套土壤呼吸自動測定室提前安裝於土壤中，通過將螺栓將底座固定於土壤中，將通氣管接入紅外(X)2分析儀、電機接上直流電源即可通過程序控制進行測定。
權利要求
1.一種土壤呼吸自動測定氣室，其特徵在於，該土壤呼吸自動測定氣室由底座和測量室組成，底座固定於土壤中，測量室放置在底座上；所述的土壤呼吸自動測定氣室為一個中空的殼體，分為上部分殼體(7)和下部分殼體 (13)；上部分殼體(7)的內部有銅管(11)，上部分殼體(7)的側面設有與紅外氣體分析儀連通的通氣管(12)，上部分殼體(7)的頂部有安裝溫度探頭(14)，並設有與自動控制裝置的支臂( 連結的螺栓(6)；下部分殼體(1 通過螺栓C3)連結於底座(1 上；所述的自動開啟控制裝置由通過安裝在底座(15)上的小型直流電機(9)和行程開關 (10)以及支臂(2)組成。
2.如權利要求1所述的土壤呼吸自動測定氣室，其特徵在於，所述的上部分殼體(7)和下部分殼體(1 均採用不鏽鋼製成。
3.如權利要求1所述的土壤呼吸自動測定氣室，其特徵在於，所述的電機為小型直流電機(9)。
4.如權利要求1所述的自動開啟控制裝置的小型直流電機(9)和溫度探頭(14)的電源由接線盒⑴提供。
全文摘要
本發明公開了一種土壤呼吸自動測定氣室，該發明屬於生態學研究領域。該土壤呼吸自動測定氣室由自動開啟裝置、底座、測量室等組成。由安置在底座上的小型直流電機驅動實現測量時的定時開啟和關閉。測定室包括一個中空的殼體，殼體分上下兩部分，上部分殼體的頂部中央可安裝溫度探頭用於測定氣室內溫度，殼體內的頂部兩側設有與紅外氣體分析儀連通的通氣嘴，上部分殼體內部裝有帶孔銅管；下部分殼體埋入土壤中，在上下殼體閉合時通過塑料膠圈實現密閉；本發明的土壤呼吸自動測定氣室能夠為紅外氣體分析儀提供分析氣體源，從而計算土壤呼吸速率；可以快速提供多點測量。
文檔編號G01N21/17GK102288545SQ20111012149
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月12日 優先權日2011年5月12日
發明者施生錦, 韓光魯, 高峻, 黃彬香 申請人:中國林業科學研究院林業研究所