[發明專利]一種用于采集農田溫室氣體的靜態暗箱

有效

• 申請號: 201510053867.8
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104677694B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 張衛峰;李升東;李晶;李婷玉
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 朱琨

技術領域

本發明屬于溫室氣體測量技術領域，涉及一種用于采集農田溫室氣體的靜態暗箱。

背景技術

隨著人類活動的加劇和化石燃料使用的增多，大氣中CO₂、CH₄以及N₂O等溫室氣體不斷增加，全球氣候表現出不斷變暖的趨勢，全球大氣的平均溫度在過去100年間增加了約0.5-0.6℃。據推測，如果繼續維持現狀而不對此采取行動，氣溫有可能每年上升0.02℃，全球平均溫度將在100年以后增加約2℃。農田是受人類活動影響最大的區域，同時也是支撐人類持續發展的最大溫室氣體排放系統。農田溫室氣體的排放由于受多種環境因素的影響，測量工作難度較大，如果想高精度、準確測量難度更大。當前在農田生態系統溫室氣體通量測量中使用的靜態箱法是主要農田取氣方法之一。

靜態箱法是指用特制箱子罩在一定面積的下墊面上方，隔絕箱內外氣體的交換，隨時間的變化測定箱內溫室氣體，根據計算得出氣體交換通量。使用靜態箱取樣后的測試方法包括堿液吸收法和氣相色譜法，堿液吸收法是用堿性溶液吸收CO₂形成碳酸根，主要是NaOH或KOH溶液，吸收結束后進行滴定，計算出土壤單位時間內的CO₂排放量；氣相色譜法是指每隔一定時間抽取箱內氣體，利用氣相色譜儀測定該氣體濃度，從而計算出被測氣體的交換通量。

用靜態箱法采氣時通常需要在箱體的頂部安裝1個風扇，以混勻箱體內空氣，但是由于風扇的攪動，空氣在箱體內部的無序流動隨土壤地表的起伏變化產生了雜亂無序的亂流，改變了土壤自然狀態下的溫室氣體排放特征。這主要是由于地表受壓力不勻氣流的影響所致，因此土壤溫室氣體的排放與原始狀態產生了差異，同時還會增加土壤匯的吸收情況影響溫室氣體排放量測定的精度。

發明內容

本發明的目的在于，克服上述現有技術的缺陷，提供一種用于采集農田溫室氣體的靜態暗箱。本發明針對靜態箱法測量農田溫室氣體排放時的取樣誤差，通過設置定向隔段對箱內氣流流動進行優化，以滿足農田溫室氣體取樣的精確性要求。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種用于采集農田溫室氣體的靜態暗箱，在箱體內部設置定向隔段；所述定向隔段與箱體內壁相連，將箱體分為上下兩部分，其中箱體上部設置兩臺風扇，其中一臺固定設置于箱體上部一側的頂部，在箱體上部另一側的底部固定設置另一臺風扇，在箱體下部側面設置取樣孔；所述定向隔段上設置多個氣流交換孔。

進一步地，所述定向隔段位于距箱體底部1/2～3/4高度處。

進一步地，所述定向隔段的材質為金屬、木材或塑料。

進一步地，所述金屬為鐵、鋁或銅。

進一步地，所述風扇為12V風扇。

進一步地，所述氣流交換孔為弧狀。

本發明定向隔段以位于距箱體底部1/2～3/4高度處為宜，若過低會影響箱內氣體混勻的效果，過高則會產生亂流，不僅不利于取樣的穩定，還會對土壤溫室氣體的自然排放速率造成影響。

本發明通過在暗箱內部設置定向隔段和兩臺12V風扇，依靠定向隔段的阻礙作用及對風扇氣流的定向控制達到了既避免箱內氣流的無序運動又滿足氣體充分混勻的目的，從氣流流動的角度避免了風扇的攪動對農田溫室氣體排放的影響。

本發明的有益效果：

本發明通過在靜態暗箱內部設置定向隔段來優化箱內的氣體流動，既能滿足氣體混勻的目的，又從根本上解決了風扇的攪動對農田溫室氣體排放的影響，從而保證了土壤氣體與大氣氣體的自然交換，提高了采氣的精確性。

附圖說明

圖1為靜態暗箱結構及箱體內氣流流動示意圖。

圖2為定向隔段結構示意圖。

圖中編號：1-箱體，2-風扇，3-定向隔段，4-取樣孔，5-農田表土，6-氣流交換孔。

具體實施方式

下面結合具體實施例和附圖對本發明做進一步說明，但不能理解為對本發明保護范圍的限制。任何熟悉該領域的技術人員根據上述本發明內容對本發明所做的一些非本質的改進和調整，都應該涵蓋在本發明的保護范圍之內。