[发明专利]一种包气带土壤二氧化碳通量多点位同步监测方法及装置

权利要求书

1.一种包气带土壤二氧化碳通量多点位同步监测装置，其特征在于，包括采气柱(1)，采气柱(1)依次经多通道阀门与多通道的二氧化碳红外监测装置(7)连接，每条通道上均设置有采气泵(3)，多通道阀门和采气泵(3)均与阀-泵动作控制器(4)连接，二氧化碳红外监测装置(7)经数据传输模块(8)与工作站(9)连接，用于将检测的二氧化碳通量信息通过数据传输模块(8)传输至工作站(9)进行数据分析，数据传输模块(8)还分别连接地表气象条件记录模块(5)和土壤温度水分含量记录模块(6)，地表气象条件记录模块(5)用于采集监测点的气象资料；土壤温度水分含量记录模块(6)与采气柱(1)连接用于对采气柱所处的土壤环境条件进行监测；采气泵(3)、阀-泵动作控制器(4)、地表气象条件记录模块(5)、土壤温度水分含量记录模块(6)、二氧化碳红外监测装置(7)、数据传输模块(8)和工作站(9)均与太阳能电池模块(10)连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，采气柱(1)包括三组平行的采气单元，每组采气单元均设置有参比空气接口及包气带土壤气收集接口。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，多通道阀门为六通阀(2)，六通阀(2)包括固定端和可动端，固定端设置有6个接口，6个接口分别连接三组采气单元的参比空气接口及包气带土壤气收集接口，可动端的三个接口分别通过管路与采气泵(3)连接。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，可动端为可旋转式结构，可动端的接口能够分别与包气带土壤气收集接口或参比空气接口连接。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，采气柱(1)底部设置有温湿度检测仪器，温湿度检测仪器与土壤温度水分含量记录模块(6)连接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，采气泵(3)为多通路蠕动泵或容积式计量泵，各个通路采集到的气体流量差均小于2％。

7.一种根据权利要求1至6中任一项所述装置的包气带土壤二氧化碳通量多点位同步监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在需要监测土壤二氧化碳通量的点位进行开孔，达到目标深度后将三组采气柱安装在特定深度的位置，根据监测要求，进行同一点位不同深度、不同点位同一深度以及不同点位不同深度的土壤二氧化碳通量；

S2、将三组采气柱的集气管与背景比对空气管分别接入六通阀的进口处，六通阀的出口与采气泵连接，经采气泵计量后接入三组平行的二氧化碳红外监测装置；

S3、由泵-阀动作控制器控制六通阀的工作状态，首先对三组采气柱处进行背景校正，随后进入样品检测状态；二氧化碳红外监测装置的监测结果经数据传输模块发送至工作站进行数据分析；

S4、将三组采气柱底部的温湿度传感器接入土壤温度水分含量记录模块，同时，利用地表气象记录模块对监测点位处的地表气象资料进行监测；两部分检测结果通过数据传输模块发送至工作站，用于对监测结果的修正；

S5、对比地表温度条件与采气柱底部温度检测结果，偏差处于±2℃以内时，直接进行步骤S6的通量分析计算；否则需要对采气管路进行保温或者在数据分析时增加修正因子；

S6、在工作站的数据分析过程中，利用预设的系统参数自动进行积分计算，获得不同监测点位的土壤二氧化碳通量值；

S7、根据三组采样柱内土壤气体温度和土壤水分检测数据以及校正状态下测量的空气温度和气压对土壤通量计算结果进行修正，以保证CO₂通量监测结果的准确度。