生态系统碳通量的测定
时间：2024-10-28 阅读：165
碳通量是碳循环研究中一个最基本的概念，表述生态系统通过某一生态断面的碳元素的总量。例如：某河流的碳通量，就是流过河流断面的有机碳和无机碳的总量；某森林生态系统碳通量，就是该生态系统单位时间单位面积上的碳循环总量；海洋的碳通量，也就是单位时间和单位面积内碳增减的数量。
自工业革命以来，由于大规模人类活动改变了生态系统碳循环的自然过程以及生物圈固有的收支平衡，导致大气中CO2, CH4和N2O等温室气体浓度的持续升高, 引发了全球变暖等一系列严重的全球环境问题，严重威胁着人类社会的生存和可持续发展。研究地球系统的碳循环过程和控制机理，评价陆地生态系统对温室气体的吸收或排放能力，分析全球碳源/汇的时-空分布特征,预测未来的气候变化趋势和评价生态系统碳循环对全球变化的响应与适应特征，是现代地球系统科学、生态与环境科学关注的重大科学问题。
而在对全球碳、水循环关键过程的研究中，需要大尺度、长期和连续的生物圈-大气之间的CO2，H2O和能量通量观测数据的支撑，碳通量就是其中的关键一环。获取生态系统与大气之间的碳元素交换信息，计算碳通量，对分析地圈-生物圈-大气圈的相互作用, 评价陆地生态系统在全球碳循环中的作用具有重要意义。
便携式气体通量测定系统（CO2、H2O、CH4）
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）,通过调谐半导体激光器波长，扫描过目标分子/原子吸收线，获取该波段内的高辨吸收光谱，利用吸收谱可反演气体浓度信息。监测仪器的高频浓度分析特性，使之非常适合于微气象涡动相关（Eddy Covariance）测量技术，结合通量观测系统可准确定量不同生态系统和大气间的净交换通量。
TDLAS原理：通过调谐半导体激光器波长，扫描过目标分子/原子吸收线，获取该波段内的高分辨吸收光谱，利用吸收谱可反演气体浓度信息。
产品特点：
Ø 采用中红外激光器对射式结构，无需多次反射，结构更稳定，不受温度变化和震动影响；
Ø 超短腔室结构设计，体积小重量轻，功耗低，防护等级高，适应于各类环境场景部署的便携式设计，环境适应性极-强；
Ø 可与超声风速仪联用；
Ø 安装便捷，方便系统搭建；
Ø 100Hz高响应速度，适合小涡流、高风速环境下精准测量；
Ø 开放光路非接触式测量，免定标、无需采样和样气预处理；
开路式CO2涡度相关分析仪：可调谐二极管激光吸收光谱技术(tdlas)是在分子吸收光谱理论基础上发展起来的气体测量技术，该种测量技术使用窄带光源，光源波长调谐范围一般只有几个纳米，光谱线宽为几十mhz，在光源波长调谐范围内没有其它干扰气体。tdlas具有ndir的宽带光源所不具备的高分辨率，具有灵敏度高、精度高、响应速度快等优点。
开路CH4分析仪：基于电路的特殊处理，以及产品的系统优化，系统响应时间0~100Hz可调，真正满足于野外通量监测中的高频处理诉求，保证数据的完整性，对于长期监测的稳定性给予保护。此外，由于野外观测的特殊性，设备对于供电条件的要求也会影响到产品的环境适应性。基于中红外光源的特殊性及结构电路的特殊处理，采用12V供电，功耗可控制在4w，真正可实现设备本体的超低功耗，适用于野外长期观测。
数据分析软件：
涡度相关数据后处理软件是对涡度数据进行分析处理的一套可视化应用程序。它以观测站点的30分钟均值通量数据为基础，经数据整理、质量控制、数据插补（气象和通量）、数据分解等处理后，自动生成相关统计分析的图片及文件（GHG-Europe与AmeriFlux标准格式）。将观测站点的原始数据文件（通量数据和气象数据）处理为经过质量控制和间隙填充后的日、月、年度和总结文件，同时将净生态系统交换（NEE）分解为生态系统呼吸（ER）和总初级生产力（GPP）。可选择任意变量过滤通量数据，设置最小、最大阈值。
数据质控可视化
气象数据填充可视化