一种土壤剖面标准瞬时CO₂通量的获取方法

摘要

本发明公开了一种土壤剖面标准瞬时CO2通量概念及其获取方法，包括以下过程：首先采用红外CO2分析仪对一定土层深度处的CO2浓度进行测定，用软件对CO2浓度随测定时间的变化进行双曲线方程拟合，获得参数a、b；将公认的大气CO2浓度作为参照Ct带入双曲线方程，计算出对应的时间ts；将双曲线方程以Ct对时间t求一阶导数，并将ts值带入导数计算公式，得到该时刻对应的标准CO2浓度变化速率参数；最后将标准CO2浓度变化速率参数带入通量计算公式，即可获得所测定土层的标准瞬时CO2通量。本发明可以对多组重复试验进行快速测定，降低了多个重复间因测定时间间隔带来的误差，增加了数据的可靠性。

主权项

一种土壤剖面标准瞬时CO2通量的获取方法，其特征在于包括以下过程：一、首先采用红外CO2分析仪对一定土层深度处的CO2浓度进行测定，测定时间为5min，数据采集频率为10s，其中所述土层深度根据研究者需要的取用任意土层深度均可；二、对CO2浓度随测定时间的变化进行双曲线方程拟合，获得参数a、b；其中所述的双曲线方程表达式为： C t = C 0 + a · t b + t - - - ( 1 ) 其中，Ct为即时CO2浓度(μL·L‑1)，t为测定时间(s)，C0为t＝0时的CO2浓度(μL·L‑1)；a、b均为拟合参数。三、以公认的大气CO2浓度为360(μL·L‑1)为参照标准，将Ct为360(μL·L‑1)带入双曲线方程，计算出对应的时间ts值。 t s = 360 - C 0 a - 360 + C 0 · b - - - ( 2 ) 四、将步骤2中的双曲线方程(1)以Ct对时间t求一阶导数，可得： C t ′ = a · b ( b + t ) 2 - - - ( 3 ) 将方程(2)中的ts值带入上式(3)，得到该时刻对应的标准CO2浓度变化速率参数ks k s = a · b ( b + t b ) 2 - - - ( 4 ) 五、将ks值带入通量计算公式(5)，即可获得测定土层的标准瞬时CO2通量，其中CO2通量计算公式如下： F s = ρ 0 · k s · V A · - - - ( 5 ) 式中(5)，Fs为标准CO2通量(mg·m‑2·s‑1)，ρ0为标准状态下CO2密度(1.96g·L‑1)，V为采样气室的体积(m3)，A为采样气室底面积(m2)，ks为标准CO2浓度变化速率参数(μL·L‑1·s‑1)。