[发明专利]一种测量稻田排水沟渠温室气体分层通量的实验装置及其方法

说明书

本发明公开了一种测量稻田排水沟渠温室气体分层通量的实验装置及其方法，包括圆柱顶盖箱、圆柱箱体、气体同步采样装置、自动进出水装置以及依次穿过圆柱顶盖箱顶部四个安装孔的温度传感器探头、污染物均匀喷洒装置、压力平衡管、微型气压计；所述圆柱顶盖箱下接圆柱箱体，气体同步采样装置位于圆柱箱体的侧面，自动进出水装置分别与圆柱箱体的顶部和底部相连接。所述污染物均匀喷洒装置上设有定滑轮，当其放线时均匀洒物瓶可沿钢丝绳I滑动同时向圆柱箱体内均匀喷洒污染物。本发明还公开了上述装置的实验方法。本发明实现了硫肥等污染物定量输入以及不同水动力条件控制下排水沟渠中温室气体的分层通量的精确测量，操作简便，成本低廉。

技术领域

本发明涉及一种测量稻田排水沟渠温室气体分层通量的实验装置及其方法，属于环境保护系统领域。

背景技术

排水沟渠是连接稻田与河流湖泊等水体的重要生态廊道，其不仅汇集和输运大量的径流，同时也携带和输运大量的碳氮硫等营养物质。这种特殊的地理位置使得排水沟渠成为一种特殊的具有过渡带性质的生态系统，兼具稻田生态系统和湿地生态系统的双重特性。排水沟渠这一特殊的生态系统不仅能为温室气体不论是甲烷CH₄还是N₂O的产生提供充足的反应底物，而且具备产生这些温室气体所需的环境条件。

目前，对于温室气体的研究多是基于湿地生态系统和稻田生态系统土壤中温室气体的排放，对于具有过渡带性质的排水沟渠中温室气体排放的研究较少。排水沟渠中温室气体的排放受到稻田退水、硫肥等营养物质输入的影响，传统的关于湿地和稻田土壤温室气体排放通量的监测及采样装置已经难以适用，为深入研究排水沟渠中温室气体的排放带来困难；同时由于野外环境具有高度的不确定性，难以定量研究不同条件控制下温室气体的排放特征，从而无法揭示温室气体排放的影响机制；此外，以往温室气体的监测及采样研究不论是野外还是室内，均未考虑不同空间深度温室气体的分布特性，而这对于沟渠温室气体的有效减排具有重要意义；因此，亟待提出一种模拟硫肥等营养物质定量输入和水动力可控条件下，排水沟渠中温室气体分层通量的实验装置及方法。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种测量稻田排水沟渠温室气体分层通量的实验装置及其方法，实现不同浓度与频率下硫肥等污染物输入，不同水动力条件控制下，排水沟渠中不同空间深度温室气体的同步取样，以研究沟渠中温室气体的分层通量。

本发明的目的是这样实现的，一种测量稻田排水沟渠温室气体分层通量的实验装置，包括温度传感器探头、圆柱顶盖箱、圆柱箱体、气体同步采集装置、污染物均匀喷洒装置、压力平衡管、微型气压计、自动进出水装置；

所述圆柱顶盖箱下接圆柱箱体，圆柱顶盖箱盖于圆柱箱体上，圆柱箱体上设有标尺；所述温度传感器探头安装于圆柱顶盖箱顶部的左侧，且穿过圆柱顶盖箱伸于圆柱箱体内；所述压力平衡管、微型气压计均安装于圆柱顶盖箱的右侧，压力平衡管、微型气压计均穿过圆柱顶盖箱伸于圆柱箱体内，且微型气压计位于压力平衡管的右侧，压力平衡管塞有橡胶塞帽；

所述污染物均匀喷洒装置包括加物瓶、4个洒物瓶，所述加物瓶的顶部的两侧安装有定滑轮，加物瓶的顶部开口塞有橡胶瓶塞；所述洒物瓶的形状为四分之一圆柱体，4个洒物瓶组成一个整体的圆柱体，所述洒物瓶的顶部设有进孔，底部设有细孔，加物瓶置于4个洒物瓶的顶部，加物瓶的底部设有底部开口，当4个洒物瓶合为一个整体的圆柱体时，4个洒物瓶顶部的进孔与加物瓶的底部开口贯通；

所述加物瓶安装于圆柱顶盖箱的中心，且加物瓶的顶部开口位于圆柱顶盖箱外侧，加物瓶的底部开口位于圆柱顶盖箱内侧；圆柱顶盖箱内侧的中心固定有4根钢丝绳I，4根钢丝绳I的一端均与圆柱顶盖箱内侧的中心固定，另一端固定于均匀分布固定于圆柱顶盖箱侧边；4根钢丝绳I从圆柱顶盖箱内侧中心向四周逐渐倾斜降低；