為甚麼(me)要(yào)測量(liàng)土壤氣體(tǐ)通量(liàng) ？

       大(dà)氣中的二氧化碳濃(nóng)度一直在穩步上升(shēng)，從1959年的大(dà)約315 ppm（百萬分之一）到(dào)現在的大(dà)氣平均值大(dà)約為385 ppm（Keeling 等 ，2009）。目前(qián)的預測是(shì)，到(dào)2100年 ，濃(nóng)度將繼續上升(shēng)至500-1000 ppm（IPCC，2007） 。

       土壤呼吸(xī)在生態系統(tǒng)和全球範圍內的碳循環調節(jiē)中起著至關重要(yào)的作(zuò)用 。每年大(dà)約有 120拍克(Pg)或120 x 109 噸(t)的碳被陸地植物吸(xī)收 ，並通過生態系統(tǒng)呼吸(xī)作(zuò)用釋放到(dào)大(dà)氣中 。研究表(biǎo)明 ，土壤呼吸(xī)每年釋放到(dào)大(dà)氣中的碳達到(dào)77 Pg 。這比化石(shí)燃料(liào)燃燒等人為來源（每年6 Pg）造成(chéng)的碳排放還要(yào)多 。因此 ，土壤呼吸(xī)的微(wēi)小變化會嚴重改變大(dà)氣CO₂濃(nóng)度與土壤碳儲存的平衡(héng) 。我們還必須考慮到(dào)人類活動對(duì)土壤呼吸(xī)有很大(dà)影響 。

      土壤中CO₂的產生受環境因素（土壤溫度、土壤水分等）和生物因素（地上冠層(céng)大(dà)小和生長等）的影響 。測量(liàng)的挑(tiāo)戰(zhàn)是(shì)提供一種精(jīng)確的工(gōng)具 ，該工(gōng)具對(duì)環境條件的干擾最(zuì)小 ，這些環境條件對(duì)土壤剖面內的CO₂生產和運輸(shū)有影響 。

      二十(shí)多年來 ，ECHO一直在開(kāi)發系統(tǒng) ，用於測量(liàng)不(bù)同環境中的CO₂通量(liàng) 。Flux CO₂有一個特殊的機械手 ，可以降低對(duì)環境條件的干擾 。腔室(shì)內的空氣經過混合(hé) ，以確保(bǎo)具有代表(biǎo)性的採(cǎi)樣，而(ér)不(bù)會產生會影響CO₂從土壤表(biǎo)面演化的壓力差。

在哪裡測量(liàng)土壤氣體(tǐ)通量(liàng)？

城市環境與農村地區(qū)

       量(liàng)化城市地區(qū)在全球碳預算中的作(zuò)用 ，主要(yào)集中在CO₂濃(nóng)度的短(duǎn)期研究，記(jì)錄(lù)跨城市或單個地點(diǎn)的空間模式。市區(qū)的CO₂的濃(nóng)度高於農村地區(qū) ，其被認為是(shì)人類活動的結果 。然而(ér) ，記(jì)錄(lù)CO₂的實際通量(liàng)及其在城市環境中的擴散特性對(duì)於評(píng)估對(duì)氣候和生物圈的所有尺度的潛在影響至關重要(yào)。

特殊應(yīng)用 ：

-土地

-煤炭行業

-火山

-森林

-沼澤

各(gè)種生態系統(tǒng)中的土壤通量(liàng)

       土壤通量(liàng)CO₂或CO₂移出土壤是(shì)土壤呼吸(xī)的主要(yào)功能。土壤呼吸(xī)反(fǎn)映了土壤維持土壤生命(mìng)的能力，包括作(zuò)物、土壤動物和微(wēi)生物。它描(miáo)述了微(wēi)生物活動水平、土壤有機質 (SOM) 含量(liàng)及其分解。測量(liàng)還提供和指示土壤維持植物生長的能力。在缺乏額外投入的情況下，枯竭(jié)的SOM 、減少的土壤聚集、有限的植物和微(wēi)生物養分會導致(zhì)作(zuò)物產量(liàng)減少 。

分析與控制

長期多空間測量(liàng)

     自動土壤氣體(tǐ)測量(liàng)系統(tǒng)可準確測量(liàng)土壤中的CO₂交換，對(duì)於調查或長期測量(liàng)非常有用。CO₂演化的每日和季節(jiē)性變化模式是(shì)土壤水分 、溫度、碳資源和其他因素變化的結果 。可以在一個位置進(jìn)行數周或數月的長期測量(liàng) 。

      由於土壤的固有可變性，通常需要(yào)在多個位置進(jìn)行測量(liàng)才(cái)能獲得可靠(kào)的平均土壤CO₂通量(liàng)值。為了評(píng)估空間可變性以及時間測量(liàng)，可以多路復用並可以測量(liàng)多達四(sì)個腔室(shì) 。模塊化系統(tǒng)使研究人員能夠根(gēn)據(fù)他們的要(yào)求構建他們的定(dìng)制系統(tǒng) 。

傳(chuán)感器技術

土壤的濕(shī)度 、溫度 、壓力和其他輔(fǔ)助傳(chuán)感器都內置在每個腔室(shì)中 ，風雨嚴密的封閉空間系統(tǒng)包括 ：

1）CO₂ ，H20，T，p 紅外傳(chuán)感器

2）輔(fǔ)助傳(chuán)感器接(jiē)口（O₂ 、H₂S、CH₄ 、NH₃  、VOC等

機載數據(fù)收集

氣動迴路將樣氣從腔室(shì)輸(shū)送到(dào)控制單元(yuán) 。數據(fù)分析由用戶友好的軟件應(yīng)用程序(xù)提供。用戶可以快速(sù)繪制有意義的分析圖來評(píng)估和管理(lǐ)測量(liàng)。

鋰電池(chí)動力單元(yuán)

每個腔室(shì)系統(tǒng)都有內部電池(chí)供電。電池(chí)是(shì)可充電的 。配(pèi)備(bèi)外部電池(chí)用於長期測量(liàng) 。電池(chí)可以通過連(lián)續操作(zuò)輕鬆(sōng)更(gèng)換。

機械腔臂系統(tǒng)

專門設計的機械腔臂系統(tǒng)可降低惡劣環境條件的干擾，例如(rú)風 、雪、降水 、自然陽光土壤等。