[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

说明书

本申请提供了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，属于检测装置技术领域，解决了以往依靠人工操作和测试频率低的问题，实现了NEE和ER的连续自动观测，为开展基于过程的生态系统碳循环研究提供高频连续的碳通量信息。

技术领域

本申请涉及碳汇自动测定技术领域，具体而言，涉及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。

背景技术

碳通量是生态系统物质循环的核心，是定量描述土壤-植被-大气间物质循环和能量交换过程的基础。碳循环是包含了植物光合作用、生态系统呼吸，以及其他非CO2生态系统碳通量的复杂过程，在实际测量和研究过程中，常采用静态明箱和暗箱组合测量的方法，结合红外气体分析仪，分别测定净生态系统碳交换和生态系统呼吸，然后用ER和NEE的差值估算总初级生产力。由于静态箱法原理简单且操作方便，其成为研究净生态系统碳交换和生态系统呼吸的常用观测手段，尤其是控制实验中针对小尺度的碳循环观测，静态箱法是较为常用的测定手段。

传统的静态箱法多为人工操作，而且测定NEE和ER时需要分别使用透明箱和增加不透明布遮挡的暗箱，费时费力，难以有效开展NEE和ER等过程的长期自动连续观测。另外，基于涡度相关技术的碳通量测定方法，虽然能够实现NEE的自动连续测定，但一方面，其无法有效分离ER和计算GPPGPP，另外，受涡度相关技术和测定环境复杂性的影响，该方法在实际应用中还面临着诸多挑战。

发明内容

为了弥补以上不足，本申请提供了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，旨在改善现有的解决了以往依靠人工操作和测试频率低的问题，实现了NEE和ER的连续自动观测，为开展基于过程的生态系统碳循环研究提供高频连续的碳通量信息的问题。

本发明提出的其中一个技术方案是：一种斜梁式草原生态系统碳通量测定模块，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、不透光的暗箱、控制箱、至少两组的液压斜梁机构和位于控制箱底部的旋转驱动机构；

所述明箱用于NEE的连续测定，所述暗箱用于ER的测定；

每一组所述液压斜梁机构一端固定安装在明箱或者暗箱外表面上，用于驱动明箱或者暗箱上下移动。

进一步的，所述液压斜梁机构包括固定安装在控制箱内的液压缸和一端固定在液压缸伸缩端上的斜梁。

进一步的，所述旋转驱动机构包括固定安装在控制箱内的旋转电机、位于控制箱底部边缘的内齿轮和安装在旋转电机上的驱动齿轮；

所述驱动齿轮与内齿轮相啮合，用于控制箱整体的转动，进而实现明箱或者暗箱的转动。

进一步的，所述明箱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。

进一步的，所述明箱和暗箱的箱体均内设置有CO₂传感器、气温计和风扇；

所述CO₂传感器和所述气温计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；

所述风扇位于箱体侧面，其用于CO₂测定时均衡箱体内的空气浓度；

进一步的，所述明箱的箱体内还设置有光照强度传感器；

所述光照强度传感器位于所述箱体侧壁，并深入所述箱体内。

本发明提出的其中一个技术方案是：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上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；