CN109669010A - 一种滩涂湿地土壤碳通量测量基座 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种滩涂湿地土壤碳通量测量基座；所述基座包括空气罩、连接座；连接座固定设置在空气罩顶端中心；空气罩和连接座呈中空的圆柱形结构；空气罩底端开口，并设有倒角；空气罩顶端中心设有孔洞；连接座可替换为实心橡胶连接座，设置在空气罩顶端的孔洞内；连接座还可替换为塑料卡箍架，此时基座还包括固定杆和稳定罩；塑料卡箍架水平设置空气罩顶端中心；空气罩表面下端设有固定杆，稳定罩顶端固定连接在空气罩内顶端；本发明操作简单方便，可与VAISALA手持式二氧化碳检测仪或其他仪器配合使用，将检测探头从空气罩上端口处垂直插入空气罩，从而使得二氧化碳检测仪可以检测土壤中二氧化碳的通量。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳通量测量基座，具体涉及一种滩涂湿地土壤碳通量测量基座。
背景技术
土壤是地球碳循环中的重要节点，全球土壤中二氧化碳浓度的变化的将对气候变化和碳循环产生重要影响。目前传统检测空气中二氧化碳含量一般采用专业的二氧化碳检测仪，如VAISALA手持式二氧化碳检测仪，但是这种仪器只能检测空气中二氧化碳的含量，而土壤中二氧化碳含量检测也需要专业的土壤二氧化碳检测装置进行测量，并且采用方式的是下埋式和凿孔式，这两种方法都需要将测量的探头置入土壤中方可进行测量。用同一种仪器检测空气中和土壤中的二氧化碳含量就变得十分困难，这样一来，不仅工作效率低，而且成本较高。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在解决所述问题之一，公开了一种滩涂湿地土壤碳通量测量基座。
为了实现以上目的，本发明具体的技术方案如下：
一种滩涂湿地土壤碳通量测量基座，包括空气罩、连接座；所述空气罩的呈中空的圆柱形结构，底端开口；所述空气罩顶端中心设有孔洞；所述连接座固定设置在所述空气罩顶端中心，所述连接座呈中空的圆柱形结构。
进一步的，所述空气罩底端设有倒角；所述倒角为45°。
进一步的，所述连接座可替换为实心橡胶连接座，所述实心橡胶连接座呈倒圆台结构，固定设置于所空气罩顶端孔洞内；所述实心橡胶连接座为实心橡胶材料。
进一步的，所述连接座可替换为塑料卡箍架；所述基座还包括固定杆和稳定罩；所述塑料卡箍架水平设置在所述空气罩顶端中心；所述固定杆为纵向设置，固定杆均匀分布于所述空气罩表面下端，所述固定杆底端呈倒角结构；所述空气罩内设有稳定罩，所述稳定罩呈圆筒状，稳定罩上端与孔洞配合连接；所述稳定罩顶端固定连接所述空气罩内顶端，所述稳定罩底端内壁设有橡胶层；所述塑料卡箍架包括上层圆环、下层圆环和支撑杆，所述下层圆环与空气罩顶端孔洞配合连接，所述上层圆环平行于下层圆环；所述上层圆环为卡箍装置，所述支撑杆垂直连接所述上层圆环和下层圆环的一端；所述空气罩表面下端设有固定杆。
进一步的，所述空气罩为透明的PVC材料。
进一步的，所述连接座下端设有塑料密封垫。
本发明的有益效果为：
(1)本发明可与VAISALA手持式二氧化碳检测仪或其他仪器配合使用，将探头从空气罩上端口处垂直插入空气罩，从而使得这种二氧化碳检测仪可以检测土壤中二氧化碳的通量。
(2)本发明的连接座下端采用塑料密封垫，使得二氧化碳检测仪的探头在插入空气罩内时与外界无气体交换，使得检测结果更加精确。
(3)本发明的空气罩底端边缘采用倒角结构，在进行土壤二氧化碳通量测量时，空气罩能垂直嵌入土壤，从而使得空气罩为密封状态。
附图说明
图1为实施例1的立体图。
图2为图1的分解立体图。
图3为图1的主视剖面图。
图4为实施例2的立体图。
图5为实施例3的立体图。
图6为图5中A处放大示意图。
其中，1-空气罩、2-连接座、11-孔洞、12-空气罩底端、21-塑料密封垫、3-实心橡胶连接座、4-塑料卡箍架、5-固定杆、6-稳定罩、41-上层圆环、42-下层圆环、43-支撑杆、61-橡胶层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步描述，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本实施例中所述探头和二氧化碳检测仪均为VAISALA手持式二氧化碳检测仪，购自上海博众测量技术有限公司。
实施例1：
一种滩涂湿地土壤碳通量测量基座，包括空气罩1和连接座2；所述连接座2固定设置在所述空气罩1顶端中心；所述空气罩1的呈中空的圆柱形结构，底端开口，所述空气罩1长度约为150mm，直径约为50mm，壁厚约为3mm，所述空气罩底端12呈45°倒角结构，空气罩1顶端中心设有孔洞11，孔洞11的直径为19mm；所述连接座2呈中空的圆柱形结构，连接座2长度约为25mm，外径约为40mm，内径约为34mm；
所述空气罩1采用透明的PVC材料制成。
所述连接座2下端设有塑料密封垫21。
工作原理：将本发明空气罩1插入土壤中，使其无与外界无气体交换，并先将空气罩1内的所有植物除去，以便将其他干扰对气体的交换影响降到最低；将VAISALA手持式二氧化碳检测仪打开并设置自动记录，并将探头从空气罩1顶端的连接座2上端口处垂直插入空气罩1，当二氧化碳浓度稳定上升时开始计时，5min后移除二氧化碳检测仪与空气罩1，将二氧化碳检测仪数据提取出来，根据如下公式计算土壤二氧化碳通量：
RS＝dCO2/dt×PV/ART
式中，RS为土壤二氧化碳通量，P为大气气压，V为空气罩体积，A为空气罩底表面积，R是气体常数，T是空气罩内气体温度。
本发明可与VAISALA手持式二氧化碳检测仪或其他仪器配合使用，将探头从空气罩1上端口处垂直插入空气罩1，从而使得这种二氧化碳检测仪可以检测土壤中二氧化碳的通量。
连接座2下端采用塑料密封垫21，使得二氧化碳检测仪的探头在插入空气罩1内时与外界无气体交换，使得检测结果更加精确。
空气罩底端12边缘采用倒角结构，在进行土壤二氧化碳通量测量时，空气罩1能垂直嵌入土壤，从而使得空气罩1为密封状态。
实施例2：
为了解决没有AISALA手持式二氧化碳检测仪时，如何检测土壤内二氧化碳通量的问题。
相比于实施例1，实施例2不同之处在于：
一种滩涂湿地土壤碳通量测量基座，所述连接座2替换为实心橡胶连接座3；所述基座包括空气罩1和实心橡胶连接座3；实心橡胶连接座3固定设置于所空气罩1顶端孔洞11内，呈倒圆台结构。
工作原理：用实心橡胶连接座3密封空气罩1顶端的孔洞11，将空气罩1插入土壤中，使其无与外界无气体交换，达到密闭状态。并将空气罩1内所有植物齐地减去，以便将其他干扰对气体的交换影响降到最低。再用医用注射器从空气罩1顶端的实心橡胶连接座3内抽取空气罩1内抽取气体样品50ml。取样时间分别为空气罩1放置在土壤上后的0min、10min、20min和30min；将收取的气体样品存入空密闭气袋中，在24小时内带回实验室进行二氧化碳浓度的测定。在采样开始和结束时分别记录空气罩1内温度，同时测定土壤温度和土壤湿度；气体样品采用气相色谱仪进行分析。
空气罩1内二氧化碳浓度采用以下公式计算：
CS＝AS×CO/AO
式中，CS为所测样品二氧化碳浓度，CO为标气浓度，AS所测样品峰面积，AO为标气峰面积。
土壤二氧化碳通量采用以下公式计算：
RS＝ρ×h×dc/dt×273/(273+T)
式中，RS为土壤二氧化碳通量，ρ为气体标准状态下的密度，h是采样箱的高度，dc/dt为采样箱内气体的浓度变化率，T为采样过程中采样箱内的平均温度。
在没有专业的二氧化碳检测仪器时，本发明可以采用抽气法测定二氧化碳通量，使用方式简单便捷，测量结果准确度高，成本低，可适用于任何场地，还可检测土壤中的湿度。
实施例3：
为了解决本发明与二氧化碳检测仪配合使用时，稳定性差的问题。
相比较实施例1，实施例3不同之处在于：
一种滩涂湿地土壤碳通量测量基座，所述连接座2替换为塑料卡箍架4；所述基座还包括固定杆5和稳定罩6；所述塑料卡箍架4水平设置在空气罩1顶端中心，空气罩1表面下端设有固定杆5；稳定罩6顶端固定连接空气罩1内顶端；塑料卡箍架4包括上层圆环41、下层圆环42和支撑杆43，下层圆环42水平固定在空气罩1顶端中心，所述下层圆环42直径与空气罩1顶端孔洞11直径相适应，所述上层圆环41平行于下层圆环42；所述上层圆环41为卡箍装置，所述支撑杆43数量为2个，垂直连接在上层圆环41和下层圆环42的一端；所述固定杆5数量为四个，为纵向设置，均匀分布于所述空气罩1表面下端，所述固定杆5底端呈倒角结构；所述空气罩1内设有稳定罩6，稳定罩6呈圆筒状，稳定罩6直径与空气罩1顶端孔洞11相适应，稳定罩6顶端固定连接在空气罩1内顶端，稳定罩6底端内壁设有橡胶层61。
工作原理：先将本发明空气罩1下端的固定杆5插入土壤中，直至空气罩1底端嵌入土壤，使其无与外界无气体交换，并先将空气罩1内的所有植物除去，以便将其他干扰对气体的交换影响降到最低。将VAISALA手持式二氧化碳检测仪打开并设置自动记录，并将探头通过空气罩1顶端的塑料卡箍架4垂直插入空气罩1，并将塑料卡箍架4上的卡箍拧紧，当二氧化碳浓度稳定上升时开始计时，5min后移除二氧化碳检测仪与空气罩1，将二氧化碳检测仪数据提取出来，根据如下公式计算土壤二氧化碳通量：
RS＝dCO2/dt×PV/ART
式中，RS为土壤二氧化碳通量，P为大气气压，V为空气罩体积，A为空气罩底表面积，R是气体常数，T是空气罩内气体温度。
采用塑料卡箍架4和稳定罩6，当探头从空气罩1上端口处垂直插入空气罩1时，能更好的固定住探头，防止探头发生倾斜现象，使外界空气进入到空气罩1中，从而影响最后的测算数据，稳定罩6底端内壁的橡胶层61能使空气罩1内部与外界空气隔离，达到密封的效果。固定杆5插入土壤中时，能有效固定住空气罩1，防止在测量过程中空气罩1受强风影响被吹翻，大大增强了空气罩1的稳定性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种滩涂湿地土壤碳通量测量基座，其特征在于，所述基座包括空气罩（1）和连接座（2）；所述连接座（2）固定设置在空气罩（1）顶端中心；所述空气罩（1）呈中空的圆柱形结构，底端开口，所述空气罩（1）顶端中心设有孔洞（11）；所述连接座（2）呈中空的圆柱形结构。
2.根据权利要求1所述的滩涂湿地土壤碳通量测量基座，其特征在于，所述空气罩底端（12）设有倒角；所述倒角为45°。
3.根据权利要求1所述的滩涂湿地土壤碳通量测量基座，其特征在于，所述连接座（2）可替换为实心橡胶连接座（3）；所述实心橡胶连接座（3）固定设置在空气罩（1）顶端，且固定设置于空气罩（1）顶端孔洞（11）内。
4.根据权利要求3所述的滩涂湿地土壤碳通量测量基座，其特征在于，所述实心橡胶连接座（3）呈倒圆台结构。
5.根据权利要求1所述的滩涂湿地土壤碳通量测量基座，其特征在于，所述连接座（2）可替换为塑料卡箍架（4）；所述基座还包括固定杆（5）和稳定罩（6）；
所述塑料卡箍架（4）水平设置在空气罩（1）顶端中心；所述空气罩（1）表面下端设有固定杆（5）；所述固定杆（5）为纵向设置，固定杆（5）均匀分布于空气罩（1）表面下端；所述固定杆（5）底端呈倒角结构；
所述稳定罩（6）呈圆筒状，所述稳定罩（6）连接在空气罩（1）内顶端，稳定罩（6）上端与孔洞（11）配合，所述稳定罩（6）底端内壁设有橡胶层（61）。
6.根据权利要求5所述的滩涂湿地土壤碳通量测量基座，其特征在于，所述塑料卡箍架（4）包括上层圆环（41）、下层圆环（42）和支撑杆（43）；所述下层圆环（42）与空气罩（1）顶端孔洞（11）配合连接；所述上层圆环（41）平行于下层圆环（42），所述上层圆环（41）为卡箍装置；所述支撑杆（43）分别垂直连接上层圆环（41）和下层圆环（42）的一端。
7.根据权利要求1所述的滩涂湿地土壤碳通量测量基座，其特征在于，所述空气罩（1）为透明的PVC材料。
8.根据权利要求1所述的滩涂湿地土壤碳通量测量基座，其特征在于，所述连接座（2）下端还设有塑料密封垫（21）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190423 |
|
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