[实用新型]一种用于土壤碳通量监测的土壤呼吸环

说明书

本实用新型涉及一种用于土壤碳通量监测的土壤呼吸环，该土壤呼吸环在PVC圆管主体上开设对流窗口，对流窗口部分可以用不同孔径的筛网或滤膜覆盖，根据孔径的不同可以分别制作阻断粗根、细根或真菌的土壤呼吸环，排除它们进行呼吸环内部的同时但不影响呼吸环内外的水分和细菌交换，采用本实用新型的土壤呼吸环可以减弱土壤异养呼吸测定时总呼吸环与异养呼吸环之间土壤水分和微生物群落的差异问题，可以更准确地测定土壤异养呼吸。

技术领域

本实用新型涉及一种用于土壤碳通量监测的土壤呼吸环，属于土壤监测与气体采集技术领域。

背景技术

土壤呼吸(soil respiration)是指土壤排放二氧化碳到大气中的过程，是陆地生态系统碳循环最为重要的过程之一。

土壤呼吸主要包括植物根的呼吸(包括粗根和细根的呼吸)和土壤中微生物的呼吸。

一般我们在研究土壤呼吸时，往往只测定总呼吸，不区分土壤呼吸的各个组分；或者只简单地区分为植物根的呼吸(自养呼吸)和微生物的呼吸(异养呼吸)。

其中，异养呼吸一般通过壕沟或者PVC管断根的方式进行。例如，通过埋设PVC管隔离阻断根系生长后，在隔离根系区域内外分别布设土壤呼吸环，采用便携式土壤二氧化碳通量自动测定系统(例如，购自美国LI-COR公司，型号为LI-8100)测定非隔离根系区域的呼吸速率作为总呼吸速率，隔离根系区域的呼吸速率作为异养呼吸速率。总呼吸速率与异养呼吸速率之差作为自养呼吸速率。

目前现有的土壤呼吸环是采用PVC制作的圆环，然而这样材质的土壤呼吸环一方面破坏了土壤结构，另一方面阻断了自养呼吸过程中呼吸环内外土壤水分和微生物之间的交流，而这一点在调控土壤呼吸速率方面具有非常重要的作用，进而导致测定的异养呼吸效率无法反映真实情况。采用这样的土壤呼吸环进行土壤碳通量监测无法区分植物粗根呼吸与细根呼吸、真菌呼吸与细菌呼吸在总呼吸中的贡献，从而无法准确阐述土壤呼吸的变化机理。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型一方面提供了一种用于土壤碳通量监测的土壤呼吸环，所述土壤呼吸环的主体为PVC圆管，所述PVC圆管具有第一端部和第二端部；所述PVC圆管上、位于所述第一端部与第二端部之间的位置开设有至少一组窗口，每组窗口至少包含两个相互之间有对流沟通的对流窗口，所述对流窗口被筛网或滤膜覆盖；所述对流窗口的面积总和占所述土壤呼吸环的外侧总表面积的70％～80％。

优选的，所述土壤呼吸呼为阻断细根呼吸环，所述筛网的孔径范围为0.035毫米～0.040毫米。

优选的，所述土壤呼吸呼为阻断粗根呼吸环，所述筛网的孔径范围为1.8毫米～2.5毫米。

优选的，所述土壤呼吸环为阻断真菌呼吸环，所述滤膜的孔径范围为0.3～0.5微米。

优选的，所述筛网为尼龙筛网。

优选的，所述的每组窗口包含两个相互之间有对流沟通的对流窗口，且两个对流窗口相对于所述PVC管的中心轴呈镜像对称地设置。

优选的，所述每个对流窗口的形状呈规则的轴对称或中心对称形状。

优选的，所述PVC圆管的长度为500毫米～600毫米；所述第一端部为插入土壤深处的端部，所述第二端部为靠近土壤表面的端部；所述对流窗口距离所述第一端部的端面的最近距离为15毫米～35毫米，距离所述第二端部的端面的最近距离为60毫米～100毫米。

优选的，所述PVC圆管的外径为108毫米～112毫米，管壁厚为2毫米～4毫米。

优选的，所述PVC圆管的长度为500毫米，所述对流窗口距离所述第一端部的端面的最近距离为15毫米，距离所述第二端部的端面的最近距离为60毫米；所述PVC圆管的外径为110毫米，管厚为3毫米。