[发明专利]一种斜梁式草原生态系统碳通量测定模块、系统及其测定方法

权利要求书

1.一种斜梁式草原生态系统碳通量测定模块，其特征在于：该碳通量测定模块用于测量NEE、ER；

每个所述自动测定箱体都还包括透光的明箱(1)、不透光的暗箱(2)、控制箱(3)、至少两组的液压斜梁机构(4)和位于控制箱()底部的旋转驱动机构(5)；

所述明箱(1)用于NEE的连续测定，所述暗箱(2)用于ER的测定；

每一组所述液压斜梁机构(4)一端固定安装在明箱(1)或者暗箱(2)外表面上，用于驱动明箱(1)或者暗箱(2)上下移动。

2.根据权利要求1所述的一种斜梁式草原生态系统碳通量测定模块，其特征在于，所述液压斜梁机构(4)包括固定安装在控制箱(3)内的液压缸(401)和一端固定在液压缸(401)伸缩端上的斜梁(402)。

3.根据权利要求1所述的一种斜梁式草原生态系统碳通量测定模块，其特征在于，所述旋转驱动机构(5)包括固定安装在控制箱(3)内的旋转电机(501)、位于控制箱(3)底部边缘的内齿轮(502)和安装在旋转电机(501)上的驱动齿轮(503)；

所述驱动齿轮(503)与内齿轮(502)相啮合，用于控制箱(3)整体的转动，进而实现明箱(1)或者暗箱(2)的转动。

4.根据权利要求1所述的一种斜梁式草原生态系统碳通量测定模块，其特征在于，所述明箱(1)的箱体采用透光材料制成，底部开口，且底部各边设置有密封材料；

所述暗箱(2)的箱体外层包裹有白色的不透光材料，内层覆盖黑色的不透明材料。

5.根据权利要求4所述的一种斜梁式草原生态系统碳通量测定模块，其特征在于，所述明箱(1)和暗箱(2)的箱体均内设置有CO₂传感器(6)、气温计(7)和风扇(8)；

所述CO2传感器(6)和所述气温计(7)位于所述箱体内部正上方，用于测定箱体内的CO₂浓度和气温；

所述风扇(8)位于箱体侧面，其用于CO₂测定时均衡箱体内的空气浓度。

6.根据权利要求4所述的一种斜梁式草原生态系统碳通量测定模块，其特征在于，所述明箱(1)的箱体内还设置有光照强度传感器(9)；

所述光照强度传感器(9)位于所述箱体侧壁，并深入所述箱体内。

7.一种斜梁式草原生态系统碳汇自动测定系统，其特征在于：该系统包括至少一组具有权利要求1-6任一项所述的一种斜梁式草原生态系统碳通量测定模块和辅助模块；

所述辅助模块用于监测气象信息、土壤温湿度信息以及植被生长状况，所述碳通量测定模块和所述辅助模块测量得到的信息都传输至数据终端。

8.一种斜梁式草原生态系统碳汇自动测定方法，其特征在于：该方法用于权利要求7所述的一种草原生态系统碳汇自动测定系统中，实现碳汇自动测定；

该方法包括：

S1、碳通量测定模块和辅助模块每隔时间T采集一次数据并发送到中央处理单元，中央处理单元根据接收到的数据计算出每个间隔时间T内的土壤碳通量，从而计算出土壤总的碳通量M；

S2、中央处理单元计算明箱和暗箱在不同时间的CO₂体积浓度，

S3、确定所述明箱和暗箱监测区域内所述二氧化碳和所述指定物质的排放比值系数；

C_总＝Cs*k

其中，C_总为所述二氧化碳的排放浓度；Cs为所述指定物质的监测浓度；k为所述排放比值系数；

S4、根据所述指定物质的监测浓度和所述排放比值系数，计算所述二氧化碳的排放浓度；

在所述待监测区域内，通过统计调查法得到排放源排放的二氧化碳和所述指定物质的第一比值；

在所述待监测区域内，通过监测法获取预设时刻排放源排放的二氧化碳和所述指定物质的第二比值；

对所述第一比值和所述第二比值进行融合，得到所述待监测区域内所述二氧化碳和所述指定物质的排放比值系数：

k＝k_est+(k_est-k_mon)

w＝p_est/(p_est+p_mon)

其中，k为所述待监测区域内所述二氧化碳和所述指定物质的排放比值系数；k_est为在所述待监测区域内通过统计调查法得到的排放源排放的二氧化碳和所述指定物质的第一比值；k_mon为在所述待监测区域内通过监测法获取的预设时刻排放源排放的二氧化碳和所述指定物质的第二比值；p_est为k_est的方差；p_mon为k_mon的方差。