CN115112838A - 一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置 - Google Patents

一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115112838A
CN115112838A CN202210740658.0A CN202210740658A CN115112838A CN 115112838 A CN115112838 A CN 115112838A CN 202210740658 A CN202210740658 A CN 202210740658A CN 115112838 A CN115112838 A CN 115112838A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylindrical barrel
pipe
greenhouse gas
gas emission
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210740658.0A
Other languages
English (en)
Inventor
王清奎
杨少博
田鹏
胥文昊
王梁
周恒伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Agricultural University AHAU
Original Assignee
Anhui Agricultural University AHAU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Agricultural University AHAU filed Critical Anhui Agricultural University AHAU
Priority to CN202210740658.0A priority Critical patent/CN115112838A/zh
Publication of CN115112838A publication Critical patent/CN115112838A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—Specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0037—Specially adapted to detect a particular component for NOx
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2294—Sampling soil gases or the like
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—Specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/004—Specially adapted to detect a particular component for CO, CO2
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—Specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0047—Specially adapted to detect a particular component for organic compounds
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G01N2033/243—Earth materials for determining biological parameters concerning composting, biodegradability or bioavailability
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/80—Management or planning
    • Y02P90/84—Greenhouse gas [GHG] management systems

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明公开了一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，包括外圆柱筒以及用于装载野外土样的内圆柱筒，所述外圆柱筒的底部固定连接有底座盘，且底座盘的顶部固定安装有内圆柱筒，所述内圆柱筒的直径比外圆柱筒的直径小，且内圆柱筒位于外圆柱筒内，所述外圆柱筒的内壁从上至下分别固定安装有四个气室隔板，所述气室隔板将外圆柱筒的内腔均匀分隔成四个密闭气室。该模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，整体结构简单，造价低廉，取材、制作和操作方便，能够更好地模拟模拟野外土壤剖面温室气体排放对全球气候变暖的响应，为更好地预测全球变化对未来土壤生态系统温室气体排放的影响提供了准确的数据。

Description

一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置
技术领域
本发明涉及野外土壤温室气体排放测定技术领域，具体为一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置。
背景技术
自工业革命以来，大量化石燃料的燃烧和土地利用变化等造成大气中温室气体(CO2、N2O和CH4等)浓度持续上升，引起气候变暖等全球变化，产生了严重后果，乃至威胁到人类生存。全球变化是二十一世纪人类面临的最严峻挑战之一，应对全球变化已成为包括中国在内的一些国家的重要安全战略。全球变化将对人类生存以及生态系统结构和功能的可持续性产生严重的影响。与此同时，自然生态系统尤其是森林生态系统的功能在气候变暖背景下将会产生强烈的变化并反馈于气候变化。森林生态系统中土壤是一个巨大的碳库，其每年向大气释放的碳量相当于化石燃料排放量的8-10倍，在整个土壤剖面中，深层土壤碳储量是表层1.24倍，因此增强深层土壤的固碳能力，降低碳排放，是减缓大气CO2浓度增加的重要途径，也是实现“碳中和”战略目标的重要路径。然而，调控深层土壤温室气体排放的因子如何响应气候变暖还不得而知，且传统上对于深层土壤的研究，采用了与表层土壤类似的研究方法，这改变了深层土壤的微环境，影响了所得到研究结果的准确性和可靠性。因此，我们设计了模拟野外土壤剖面温室气体排放的室内试验装置来研究气候变暖条件下影响深层土壤温室气体排放的调控因素的变化规律。近年来，在全球各地展开了大量关于模拟气候变化对森林生态系统影响的野外控制试验以及室内培养试验，专家学者们试图通过室内外模拟的方式来提前预测气候变化对土壤温室气体排放的影响，从而帮助人类对未来的气候变化做好应对措施。传统的室内研究方法是将取回来的土壤按土层分别装入培养装置，往往忽略了原位土壤整体上不同土层之间水分气体等交换过程的问题，并且改变了深层土壤的微环境(例如通气性)，得到的结果不能反映野外真实情况。为此需要设计一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，为开展模拟气候变暖对土壤温室气体排放影响的研究提供便利，进而为预测全球气候变暖对土壤生态系统的影响提供理论基础，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，包括外圆柱筒以及用于装载野外土样的内圆柱筒，所述外圆柱筒的底部固定连接有底座盘，且底座盘的顶部固定安装有内圆柱筒，所述内圆柱筒的直径比外圆柱筒的直径小，且内圆柱筒位于外圆柱筒内，所述外圆柱筒的内壁从上至下分别固定安装有四个气室隔板，且气室隔板密封贴于内圆柱筒的外壁，所述气室隔板将外圆柱筒的内腔均匀分隔成四个密闭气室，所述内圆柱筒的表面开设有与密闭气室相通的气孔。
优选的，所述外圆柱筒上开设有穿透孔a，且穿透孔a内密封连接有气体管，所述气体管的一端伸至密闭气室内，且气体管的另一端伸至外圆柱筒外，每个密闭气室内的气体管数量均为两个，其中一个气体管作为进气口，另一个气体管作为出气口。
优选的，所述外圆柱筒上还开设有穿透孔b，且穿透孔b内密封插入有液体管，所述液体管的另一端插至内圆柱筒中，且液体管的另一端伸至外圆柱筒外。
优选的，所述气体管和液体管的外管口处均密封连接有密封橡胶塞，且气体管和液体管的外端均过盈配合连接有密封管帽，所述密封管帽将密封橡胶塞包裹。
优选的，所述气体管适配有抽气注射器，所述液体管适配有添加物注射器，所述内圆柱筒内固定有导输管，且液体管与导输管接通。
优选的，所述外圆柱筒的顶部可拆式安装有筒盖，所述筒盖的直径比外圆柱筒的内径大。
优选的，所述筒盖的侧边固定连接有上磁块，所述外圆柱筒侧面的顶端固定连接有下磁块，且上磁块与下磁块磁性相吸。
优选的，每个所述密闭气室的高度均为H，且H为20cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)该模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，有效解决了传统室内培养试验无法准确模拟土壤不同土层之间水分气体等交换过程的问题，对深层土壤微环境无干扰，并克服了野外原位模拟增温设备价格昂贵且易受天气影响的缺陷。
(2)该模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，整体结构简单，造价低廉，取材、制作和操作方便，能够更好地模拟模拟野外土壤剖面温室气体排放对全球气候变暖的响应，为更好地预测全球变化对未来土壤生态系统温室气体排放的影响提供了准确的数据。
附图说明
图1为本发明整体结构立体图；
图2为本发明结构外圆柱筒的剖视图；
图3为本发明结构外圆柱筒与筒盖的连接爆炸图；
图4为本发明结构内圆柱筒的剖视图；
图5为本发明结构气体管与密封管帽的连接爆炸图。
图中：1、外圆柱筒；2、底座盘；3、内圆柱筒；4、气室隔板；5、密闭气室；6、气孔；7、穿透孔a；8、气体管；9、密封管帽；10、穿透孔b；11、液体管；110、导输管；12、添加物注射器；13、抽气注射器；14、密封橡胶塞；15、筒盖；16、上磁块；17、下磁块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供以下实施例：
实施例一
一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，包括外圆柱筒1以及用于装载野外土样的内圆柱筒3，外圆柱筒1的底部固定连接有底座盘2，且底座盘2的顶部固定安装有内圆柱筒3，内圆柱筒3的直径比外圆柱筒1的直径小，且内圆柱筒3位于外圆柱筒1内，外圆柱筒1的内壁从上至下分别固定安装有四个气室隔板4，且气室隔板4密封贴于内圆柱筒3的外壁，气室隔板4将外圆柱筒1的内腔均匀分隔成四个密闭气室5，内圆柱筒3的表面开设有与密闭气室5相通的气孔6，设定四个高度不同的密闭气室5，并且每个密闭气室5对应等高的土层，以针对不同土层中气体的抽取。
进一步的，外圆柱筒1上开设有穿透孔a7，且穿透孔a7内密封连接有气体管8，气体管8的一端伸至密闭气室5内，且气体管8的另一端伸至外圆柱筒1外，每个密闭气室5内的气体管8数量均为两个，其中一个气体管8作为进气口，另一个气体管8作为出气口。
进一步的，外圆柱筒1上还开设有穿透孔b10，且穿透孔b10内密封插入有液体管11，液体管11的另一端插至内圆柱筒3中，且液体管11的另一端伸至外圆柱筒1外。
进一步的，外圆柱筒1的顶部可拆式安装有筒盖15，筒盖15的直径比外圆柱筒1的内径大，在培养过程中可密封亦可敞开，根据培养需求设定。
进一步的，每个密闭气室5的高度均为H，且H为20cm。
本实施例的具体实施方式为：将野外土样按对应土层装入内圆柱筒2中，通过液体管11分别向不同土层中添加等量外源物液体进行定期培养，由于内圆柱筒2上的气孔6通向密闭气室5，使得土层内的气体可进入密闭气室5内进行交换，期间可通过气体管8定期抽气进行测定，以便更加直观的了解到各个层次土壤中温室气体释放的差异，模拟野外真实情况。
实施例二
与实施例一的不同之处在于，还包括以下内容：
气体管8和液体管11的外管口处均密封连接有密封橡胶塞14，且气体管8和液体管11的外端均过盈配合连接有密封管帽9，密封管帽9将密封橡胶塞14包裹。
进一步的，气体管8适配有抽气注射器13，液体管11适配有添加物注射器12，内圆柱筒3内固定有导输管，且液体管11与导输管接通。
进一步的，筒盖15的侧边固定连接有上磁块16，外圆柱筒1侧面的顶端固定连接有下磁块17，且上磁块16与下磁块17磁性相吸，以便合上或打开筒盖15。
本实施例中：添加外源物液体培养时，添加物注射器12吸取外源物液体，打开密封管帽9，随后将添加物注射器12的针头刺穿液体管11内的密封橡胶塞14，使针头伸入液体管11内，继而通过添加物注射器12的推送，将外源物液体通过液体管11和导输管110送至土层中，抽气检测时，同样打开气体管8上的密封管帽9，而后将抽气注射器13的针头刺穿气体管8内的密封橡胶塞14，进而可吸取密闭气室5内的气体至抽气注射器13中，以进行后续的测定，整个操作过程密封性较好，使用灵活；
同样的，在培养期间可将抽气注射器13内吸入4:1的N2和O2的混合气体，随后将抽气注射器13的针头刺穿另一个气体管8内的密封橡胶塞14，并将其内的混合气体注入密闭气室5中进行置换，气体管8可充当进气口和出气口使用，密封橡胶塞14则保障气体替换的密封性。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，包括外圆柱筒(1)以及用于装载野外土样的内圆柱筒(3)，其特征在于：所述外圆柱筒(1)的底部固定连接有底座盘(2)，且底座盘(2)的顶部固定安装有内圆柱筒(3)，所述内圆柱筒(3)的直径比外圆柱筒(1)的直径小，且内圆柱筒(3)位于外圆柱筒(1)内，所述外圆柱筒(1)的内壁从上至下分别固定安装有四个气室隔板(4)，且气室隔板(4)密封贴于内圆柱筒(3)的外壁，所述气室隔板(4)将外圆柱筒(1)的内腔均匀分隔成四个密闭气室(5)，所述内圆柱筒(3)的表面开设有与密闭气室(5)相通的气孔(6)。
2.根据权利要求1所述的一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，其特征在于：所述外圆柱筒(1)上开设有穿透孔a(7)，且穿透孔a(7)内密封连接有气体管(8)，所述气体管(8)的一端伸至密闭气室(5)内，且气体管(8)的另一端伸至外圆柱筒(1)外，每个密闭气室(5)内的气体管(8)数量均为两个，其中一个气体管(8)作为进气口，另一个气体管(8)作为出气口。
3.根据权利要求2所述的一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，其特征在于：所述外圆柱筒(1)上还开设有穿透孔b(10)，且穿透孔b(10)内密封插入有液体管(11)，所述液体管(11)的另一端插至内圆柱筒(3)中，且液体管(11)的另一端伸至外圆柱筒(1)外。
4.根据权利要求3所述的一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，其特征在于：所述气体管(8)和液体管(11)的外管口处均密封连接有密封橡胶塞(14)，且气体管(8)和液体管(11)的外端均过盈配合连接有密封管帽(9)，所述密封管帽(9)将密封橡胶塞(14)包裹。
5.根据权利要求4所述的一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，其特征在于：所述气体管(8)适配有抽气注射器(13)，所述液体管(11)适配有添加物注射器(12)，所述内圆柱筒(3)内固定有导输管(110)，且液体管(11)与导输管(110)接通。
6.根据权利要求1所述的一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，其特征在于：所述外圆柱筒(1)的顶部可拆式安装有筒盖(15)，所述筒盖(15)的直径比外圆柱筒(1)的内径大。
7.根据权利要求6所述的一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，其特征在于：所述筒盖(15)的侧边固定连接有上磁块(16)，所述外圆柱筒(1)侧面的顶端固定连接有下磁块(17)，且上磁块(16)与下磁块(17)磁性相吸。
8.根据权利要求1所述的一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置，其特征在于：每个所述密闭气室(5)的高度均为H，且H为20cm。
CN202210740658.0A 2022-06-28 2022-06-28 一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置 Pending CN115112838A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210740658.0A CN115112838A (zh) 2022-06-28 2022-06-28 一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210740658.0A CN115112838A (zh) 2022-06-28 2022-06-28 一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115112838A true CN115112838A (zh) 2022-09-27

Family

ID=83330343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210740658.0A Pending CN115112838A (zh) 2022-06-28 2022-06-28 一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115112838A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1987421B (zh) 土壤二氧化碳通量原位测定方法及装置
CN205982077U (zh) 草地生态系统三界面二氧化碳交换通量的原位测定装置
CN105301178B (zh) 一种室内模拟干湿交替响应下测定土壤呼吸的实验方法
CN106940365B (zh) 一种集通气培养与气体采集为一体的室内土壤培养装置及应用
CN104614496B (zh) 一种甲醛吸附测试舱
CN107063775A (zh) 一种简易式深层土壤气体采样器及其采样方法
CN106353278B (zh) 土壤微生物呼吸δ13C连续测定装置
CN106053288A (zh) 采用球形被动式采样器测土壤气体挥发通量的装置和方法
CN203572823U (zh) 一种原位观测湿地碳排放的静态箱系统
CN110220823A (zh) 一种测定气体在土体中扩散系数的简易装置及方法
CN106442066B (zh) 一种带小型气体收集器的土壤培养装置
CN205941537U (zh) 一种连续通气式土壤有机碳矿化测定装置
CN115112838A (zh) 一种模拟野外土壤剖面温室气体排放的测定装置
CN111239362A (zh) 一种土壤呼吸监测系统及方法
CN110057999A (zh) 一种土壤呼吸碳通量监测装置及方法
CN206330795U (zh) 快速采样空气的采样器
CN210269319U (zh) 一种包气带土壤气中挥发性有机污染物分层采样装置
CN111024321A (zh) 一种围护结构密封性检测方法及装置
CN209677060U (zh) 一种小动物低氧培养仓
CN205263083U (zh) 一种室内模拟干湿交替响应下测定土壤呼吸的实验装置
CN111239363A (zh) 一种土壤呼吸监测装置及监测方法
CN106370583A (zh) 防霾换气窗纱空气透过率的评价方法
CN113532961B (zh) 一种u型分层式土壤氧化亚氮气体采集方法
CN206906076U (zh) 一种基坑粉尘采样装置
CN214585268U (zh) 一种用于测定土壤排放气体的室内培养与收集装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination