[發明專利]流動水體溫室氣體排放量的測定方法

無效

• 申請號: 201110167356.0
• 申請日: 2011-06-21
• 公開（公告）號: CN102331484A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 夏永秋;顏曉元;李躍飛;李曉波
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京土壤研究所
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 栗仲平

技術領域

本發明涉及一種流動水體溫室氣體排放量的測定方法，適用流動狀態下水-氣界面CO₂、CH₄、N₂O等溫室氣體排放量的測定。

背景技術

溫室氣體是指地球大氣中導致溫室效應的氣體，主要包括CO₂、CH₄、N₂O和水蒸氣等。紅外線在向太空散射過程中易被大氣層中的溫室氣體吸收，使很大一部分輻射能又返回到地球表面，從而導致全球溫度上升，這種增溫效應稱為溫室效應。與CO₂相比，CH₄在大氣中停留時間更長，具有更強的紅外線吸收能力，其增溫潛勢大約是CO₂的23倍。N2O的增溫效應約是CO₂的298倍。據估計，大氣中的CO₂體積分數已經從1750年的280×10^-6增長到1999年的367×10^-6，并且每年仍以1.5×10^-6的速度增長。同時，大氣中CH₄體積分數從700×10^-9增長到1745×10^-9，年均增長速度為7×10-9。大氣中N₂O體積分數從1750年的270×10^-9增長到目前的314×10^-9，年均增長速度約為0.8×10-9。在過去幾十年里，大氣中CO₂、CH₄和N₂O分別以年均0.5％，0.8％和0.3％的速度在增長。

地球大氣中CO₂的排放源主要是化石燃料的燃燒、土地利用和覆蓋變化；CH₄主要來源于濕地、稻田、化石燃料開采和反芻動物腸胃發酵等；N₂O的排放源主要有土壤釋放、水體、生物物質燃燒和化石燃料的燃燒等。在所有排放源中，水體是溫室氣體產生的重要排放源。然而水面不同于旱地，溫室氣體排放量測定麻煩，測量誤差大，從而影響水體溫室氣體排放量的估測。目前常采用的監測方法包括：靜態箱法、梯度計算法、倒置漏斗法等。

靜態箱法是一種原理簡單、方便操作的水氣界面氣體通量觀測方法。它通過在水體表面放置一個頂部密封的箱體，箱體通過繩子固定，箱體底部中通，收集表層水體以擴散方式排放的溫室氣體，每隔一段時間測量箱體中待測氣體的濃度，根據濃度隨時間的變化率來計算被覆蓋水域待測溫室氣體的排放通量。靜態箱方法通常只能獲得點上的通量數據，且勞動強度大，不適宜開展大區域、長期的觀測；尤其對于流動水體測定難度大，流動水體產生的波浪會使箱體對水面產生擾動，影響溫室氣體的產生，箱體與表層水體的摩擦引起的擾動，也可能導致額外的溫室氣體排放，影響觀測結果的準確性。

梯度計算法基于水氣界面的溫室氣體擴散通量取決于水體與大氣中對應氣體的濃度以及氣體的交換系數，通過同時測量表層水和大氣中的溫室氣體濃度，計算兩者的濃度差，再根據氣體交換系數，計算通量。梯度法通過不同的氣體濃度分析方法，可以實現對任何水生態系統表層水體和大氣溫室氣體濃度的連續監測。然而該方法可能存在較大的不確定性，這種不確定性與相關環境因素如風速、降雨等的顯著變化有關。

倒置漏斗法(invert?funnel)是用以對通過冒泡方式排放的溫室氣體進行采集和分析的觀測方法。它是以倒置的漏斗聯接氣體收集裝置，將裝置置于水體表層以下一定高度處，收集水下產生的氣泡，通過分析氣體收集裝置中氣體的濃度，估算通過冒泡方式排放的氣體通量。然而冒泡排放存在很強的時間和空間變異特征，因為冒泡是甲烷的主要排放方式，因此該方法會低估CO₂和N₂O的排放通量。該方法也不適用于流動水體的情況。

發明內容

為了較準確測量流動溫室氣體排放量，本發明的目的是提供一種流動水體溫室氣體排放量的測定方法。利用該方法在流動水體進行長期系統的測定結果可以用來估算水體氮素收支、水體溫室氣體排放通量估算與減排措施評價。該發明適應水面流動的特點，方便、快捷、準確地采集水面溫室氣體；在河流、湖泊、水庫等水面應用效果良好。

完成上述發明認任務的方案是，一種流動水體溫室氣體排放量的測定方法，其特征在于，步驟如下：

(1).制作若干個漂浮采樣箱；

(2).兩兩漂浮采樣箱之間通過固定繩相連，依次輕置于水面上方，然后用軟塞把通氣孔密封；