[發明專利]一種測定灘涂濕地早晚潮間期土壤CO2通量的方法

有效

• 申請號: 201310702931.1
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103616496A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 吳沿友;王宗林;邢德科;王秀紅;尹淇淋;喬韡軼;趙寬;朱劍昀
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 江蘇縱聯律師事務所 32253
• 代理人: 戴勇

技術領域：

本發明屬沿海灘涂濕地生態系統碳源/碳匯、土壤效能生態監測及全球氣候變化技術領域，具體涉及一種灘涂濕地早晚潮間期土壤CO₂通量的測算方法。

背景技術：

灘涂濕地是海岸帶的重要組成部分，包括全部潮間帶及潮上帶、潮下帶。潮間帶是界于高潮線與低潮線之間的地帶，通常也稱為海涂。根據潮汐活動的規律，潮間帶三個區。高潮區（上區）：它位于潮間帶的最上部，上界為大潮高潮線，下界是小潮高潮線。它被海水淹沒的時間很短，只有在大潮時才被海水淹沒；中潮區（中區）：它占潮間帶的大部分，上界為小潮高潮線，下界是小潮低潮線，是典型的潮間帶地區；低潮區（下區）：上界為小潮低潮線，下界是大潮低潮線，大部分時間浸在水里，只有在大潮落潮的短時間內露出水面。另外，一日內潮汐分早潮、晚潮，早潮和晚潮的間期稱為早、晚潮間期。

灘涂濕地尤其紅樹林濕地是陸地生態系統向海洋生態系統過渡的最后一道“屏障”，無論是對陸地還是對海洋，都具有極其重要的生態功能。而在全球普遍變暖的背景下，關于其碳源、碳匯的研究更具有實際意義，原因之一是大多數熱帶、亞熱帶沿海城市周邊都會天然分布灘涂濕地，但其具有退化趨勢，如果能通過數據準確證明紅樹林濕地碳匯（碳貯存大于碳排放）對鄰近城市的小氣候具有重要影響，這將強化人們保護和恢復紅樹林的主觀意愿，而土壤CO₂通量是碳排放的主要形式。土壤CO₂通量較為準確的理解是土壤與大氣間的氣體交換量，包含吸收和釋放兩部分。土壤CO₂通量表現為土壤向大氣凈釋放CO₂的過程，它是土壤碳素同化和異化的結果。大尺度的生態系統碳源/匯的估算牽涉到生態系統土壤CO₂排放通量的測算。

目前，用于測量土壤CO₂通量的方法主要包括靜態氣室法、動態氣室法、微氣象法等,這些方法都是利用測量開始和結束的時間段里氣室CO₂濃度的變化計算土壤CO₂排放通量，而計算始末時間內CO₂濃度變化速率多采用線性擬合法。對于濕地土壤CO₂通量研究而言,動態氣室法是研究的首選，因為通常認為動態氣室法比靜態氣室法準確。靜態箱法，在我國草地群落土壤呼吸中有廣泛應用，也有學者在灘涂濕地的高潮區應用過。但是針對中、低潮區以下特點，需要對之提出一種更加便捷、準確、易于操作的方法。

灘涂濕地中、低潮區為泥質、砂質和巖灘等沉積地帶，加之一日內有多于一半時間被海水淹沒，造成該區土質一般含水量極高、極泥濘、不易行走、更不便長久停留等的特點，尤其是有植被如紅樹林等區域，其下空間狹小、缺少光照、通風較差，致使更加泥濘、難以行走。另外，在灘涂進行實地長時間測定CO₂濃度時，高的含水量會使現代通行的以測定陸地土壤CO₂濃度為主的儀器的準確性和穩定性受到極大影響，況且長時間測定對儀器和微型計算機的電源都有很高的要求。最主要的是，即使人為攜帶儀器艱難到達該區或能布使靜態箱法進行測定，其長時間停留會對測定點的土壤性狀造成影響，進而使測定的CO₂濃度突變，實踐上，我們從未用已有方法成功地測定出低潮區的土壤二氧化碳通量。

一個成功的土壤二氧化碳通量的測定停留在測定地的時間至少30分鐘，這在高潮區是沒有問題的，由于上述原因在中、低潮區尤其低潮區則是難以實現的。而本專利中的方法只需停留1分鐘左右，測得土壤二氧化碳即時濃度即可。本專利在易于長久停留的中高潮區設點測土壤CO₂濃度制作通量模型，取中低潮區的CO₂濃度帶入模型公式計算即得相對應的通量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種測定灘涂濕地早晚潮間期土壤CO₂通量的方法以簡便精確地測算灘涂濕地早晚潮間期土壤CO₂通量。

為了解決以上技術問題，本發明以紅樹林濕地為研究樣本，通過測定紅樹植物群落一個完整潮間期分段連續CO₂濃度值，用雙曲線擬合法計算每段時間內的CO₂通量，考察CO₂通量和相應的即時CO₂濃度之間的關系，構建三參數高斯函數模型，得到灘涂濕地早晚潮間期土壤CO₂通量的測算方程，采用的具體技術方案如下：