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生態(tài)系統(tǒng)碳通量的測定

來源:上海麥越環(huán)境技術有限公司   2024年10月28日 14:50  

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      碳通量是碳循環(huán)研究中一個最基本的概念,表述生態(tài)系統(tǒng)通過某一生態(tài)斷面的碳元素的總量。例如:某河流的碳通量,就是流過河流斷面的有機碳和無機碳的總量;某森林生態(tài)系統(tǒng)碳通量,就是該生態(tài)系統(tǒng)單位時間單位面積上的碳循環(huán)總量;海洋的碳通量,也就是單位時間和單位面積內(nèi)碳增減的數(shù)量。

      自工業(yè)革命以來,由于大規(guī)模人類活動改變了生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的自然過程以及生物圈固有的收支平衡,導致大氣中CO2, CH4和N2O等溫室氣體濃度的持續(xù)升高, 引發(fā)了全球變暖等一系列嚴重的全球環(huán)境問題,嚴重威脅著人類社會的生存和可持續(xù)發(fā)展。研究地球系統(tǒng)的碳循環(huán)過程和控制機理,評價陸地生態(tài)系統(tǒng)對溫室氣體的吸收或排放能力,分析全球碳源/匯的時-空分布特征,預測未來的氣候變化趨勢和評價生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)對全球變化的響應與適應特征,是現(xiàn)代地球系統(tǒng)科學、生態(tài)與環(huán)境科學關注的重大科學問題。

      而在對全球碳、水循環(huán)關鍵過程的研究中,需要大尺度、長期和連續(xù)的生物圈-大氣之間的CO2,H2O和能量通量觀測數(shù)據(jù)的支撐,碳通量就是其中的關鍵一環(huán)。獲取生態(tài)系統(tǒng)與大氣之間的碳元素交換信息,計算碳通量,對分析地圈-生物圈-大氣圈的相互作用, 評價陸地生態(tài)系統(tǒng)在全球碳循環(huán)中的作用具有重要意義。


便攜式氣體通量測定系統(tǒng)(CO2、H2O、CH4

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基于可調(diào)諧半導體激光吸收光譜技術(TDLAS),通過調(diào)諧半導體激光器波長,掃描過目標分子/原子吸收線,獲取該波段內(nèi)的高辨吸收光譜,利用吸收譜可反演氣體濃度信息。監(jiān)測儀器的高頻濃度分析特性,使之非常適合于微氣象渦動相關(Eddy Covariance)測量技術,結(jié)合通量觀測系統(tǒng)可準確定量不同生態(tài)系統(tǒng)和大氣間的凈交換通量。

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TDLAS原理通過調(diào)諧半導體激光器波長,掃描過目標分子/原子吸收線,獲取該波段內(nèi)的高分辨吸收光譜,利用吸收譜可反演氣體濃度信息。


產(chǎn)品特點:


?  采用中紅外激光器對射式結(jié)構(gòu),無需多次反射,結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,不受溫度變化和震動影響;

?  超短腔室結(jié)構(gòu)設計,體積小重量輕,功耗低,防護等級高,適應于各類環(huán)境場景部署的便攜式設計,環(huán)境適應性極-強;

?  可與超聲風速儀聯(lián)用;

?  安裝便捷,方便系統(tǒng)搭建;

?  100Hz高響應速度,適合小渦流、高風速環(huán)境下精準測量;

?  開放光路非接觸式測量,免定標、無需采樣和樣氣預處理;

     開路式CO2渦度相關分析儀:可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(tdlas)是在分子吸收光譜理論基礎上發(fā)展起來的氣體測量技術,該種測量技術使用窄帶光源,光源波長調(diào)諧范圍一般只有幾個納米,光譜線寬為幾十mhz,在光源波長調(diào)諧范圍內(nèi)沒有其它干擾氣體。tdlas具有ndir的寬帶光源所不具備的高分辨率,具有靈敏度高、精度高、響應速度快等優(yōu)點。

      開路CH4分析儀:基于電路的特殊處理,以及產(chǎn)品的系統(tǒng)優(yōu)化,系統(tǒng)響應時間0~100Hz可調(diào),真正滿足于野外通量監(jiān)測中的高頻處理訴求,保證數(shù)據(jù)的完整性,對于長期監(jiān)測的穩(wěn)定性給予保護。此外,由于野外觀測的特殊性,設備對于供電條件的要求也會影響到產(chǎn)品的環(huán)境適應性。基于中紅外光源的特殊性及結(jié)構(gòu)電路的特殊處理,采用12V供電,功耗可控制在4w,真正可實現(xiàn)設備本體的超低功耗,適用于野外長期觀測。

圖片

 數(shù)據(jù)分析軟件:


渦度相關數(shù)據(jù)后處理軟件是對渦度數(shù)據(jù)進行分析處理的一套可視化應用程序。它以觀測站點的30分鐘均值通量數(shù)據(jù)為基礎,經(jīng)數(shù)據(jù)整理、質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)插補(氣象和通量)、數(shù)據(jù)分解等處理后,自動生成相關統(tǒng)計分析的圖片及文件(GHG-Europe與AmeriFlux標準格式)。將觀測站點的原始數(shù)據(jù)文件(通量數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù))處理為經(jīng)過質(zhì)量控制和間隙填充后的日、月、年度和總結(jié)文件,同時將凈生態(tài)系統(tǒng)交換(NEE)分解為生態(tài)系統(tǒng)呼吸(ER)和總初級生產(chǎn)力(GPP)??蛇x擇任意變量過濾通量數(shù)據(jù),設置最小、最大閾值。


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數(shù)據(jù)質(zhì)控可視化


圖片

氣象數(shù)據(jù)填充可視化












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