[發明專利]基于不同途徑植物向土壤輸送有機碳的測定方法及裝置

在審

• 申請號: 202210135570.6
• 申請日: 2022-02-14
• 公開（公告）號: CN114544911A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 龐卓;闞海明;鄒俊亮;張國芳;陳超;張微微
• 申請（專利權）人: 北京市農林科學院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 楊明月

本發明提供一種基于不同途徑植物向土壤輸送有機碳的測定方法及裝置，所述方法包括：測定預設的監測柱內填充物的初始容重，其中，所述監測柱包括根系生長柱、枯落物降解柱和對照柱；將所述監測柱掩埋在目標土壤中，經過至少兩個生長周期后取出所述監測柱，以獲取目標監測柱，并根據所述目標監測柱分別測定目標有機碳含量和目標碳穩定同位素比值；將所述目標有機碳含量、所述目標碳穩定同位素比值、所述目標監測柱的高度以及所述初始容重輸入到預存的同位素二元混合模型中進行計算，以獲取植物通過不同途徑向所述目標土壤中輸送有機碳的凈貢獻量。

技術領域

本發明屬于土壤成分檢測技術領域，尤其涉及一種基于不同途徑植物向土壤輸送有機碳的測定方法及裝置。

背景技術

土壤有機碳主要來源于植物，枯落物降解和根系分泌與周轉是植物向土壤輸送有機碳的兩條重要途徑。

由于植物與土壤相互作用的復雜性，現有技術對植物向土壤輸送的有機碳以及枯落物和根系途徑對有機碳輸送的貢獻尚缺乏統一的量化方法，例如：現有技術對森林生態系統的碳匯量主要核算內容為林木蓄積量，缺失對土壤有機碳增加量的核算；雖然草原生態系統的地上生物量主要轉化為飼草料而將碳釋放，但是針對退化草地的免耕補播、季節性休牧等人為干預措施增加的土壤有機碳儲量尚未明確，因而無法評估草原生態質量與生產力提升技術的碳匯效果，從而導致對陸地生態系統碳匯量的核算過程并不可靠。

發明內容

本發明提供的一種基于不同途徑植物向土壤輸送有機碳的測定方法及裝置，用以解決現有技術對植物向土壤輸送的有機碳進行測定時沒有統一的量化方法進而導致碳匯量核算過程不全面、不完善的缺陷，提升了陸地生態系統碳匯量核算過程的可靠性。

本發明提供一種基于不同途徑植物向土壤輸送有機碳的測定方法，所述方法包括：

測定預設的監測柱內填充物的初始容重，其中，所述監測柱包括根系生長柱、枯落物降解柱和對照柱；將所述監測柱掩埋在目標土壤中，經過至少兩個生長周期后取出所述監測柱，以獲取目標監測柱，并根據所述目標監測柱分別測定目標有機碳含量和目標碳穩定同位素比值；將所述目標有機碳含量、所述目標碳穩定同位素比值、所述目標監測柱的高度以及所述初始容重輸入到預存的同位素二元混合模型中進行計算，以獲取植物通過不同途徑向所述目標土壤中輸送有機碳的凈貢獻量。

根據本發明提供的一種基于不同途徑植物向土壤輸送有機碳的測定方法，所述方法還包括：

分別測定所述目標監測柱的根系生長柱內填充物的第一有機碳含量和第一碳穩定同位素比值，并分別測定所述目標監測柱的枯落物降解柱內填充物的第二有機碳含量和第二碳穩定同位素比值以及所述目標監測柱的對照柱內填充物的第三碳穩定同位素比值；分別測定所述目標監測柱的根系生長柱內細根的第四碳穩定同位素比值和所述目標監測柱的枯落物降解柱上枯落物的第五碳穩定同位素比值。

將所述的根系生長柱的側壁和上下底面均設置為孔徑為2mm的塑料紗網，分別將所述枯落物降解柱和所述對照柱的側壁設置為PVC管，并將所述枯落物降解柱和所述對照柱的下底面設置為孔徑為1μm的致密網；將設置好的根系生長柱、枯落物降解柱以及對照柱同時放置在對應的坑洞中進行掩埋，并分別在所述根系生長柱和所述的對照柱上方設置孔徑為5mm的隔離罩；按照預設的固定周期去除所述隔離罩上的枯落物，到達預設的生長周期后取出所述監測柱，以獲取目標監測柱。

將所述目標碳穩定同位素比值輸入到所述模型中，并根據如下公式獲取目標比例：

F_rt＝(δ¹³C_ingrowth-δ¹³C_control)/(δ¹³C_rt-δ¹³C_control)