[发明专利]一种测定土壤-水界面温室气体迁移转化的方法

说明书

本发明提供了一种测定土壤‑水界面温室气体迁移转化的方法，涉及温室气体含量测定技术领域；所述方法利用Peeper生物膜渗透技术获取水土界面及土壤深层土壤溶液含量，通过测定土壤溶液中温室气体含量变化，研究水土界面温室气体迁移转化规律，为解析温室气体从土壤中产生到排放到大气中过程的机理提供数据支撑。本发明所述方法针对一个剖面，监测不同深度、水土界面土壤水溶液和水体中温室气体含量的垂直分布，同时全面测定土壤中产生的温室气体向水体的扩散量，进而解析自水体向大气中温室气体的扩散通量的变化。

技术领域

本发明属于温室气体含量测定技术领域，具体涉及一种测定土壤-水界面温室气体迁移转化的方法。

背景技术

土壤中温室气体主要包括甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N₂O)和二氧化碳(CO₂)。温室气体排放是土壤中温室气体的产生、氧化和传输的净效应。湿地土壤中产生的温室气体一部分通过水生植物的通气组织进入大气圈，一部分通过气泡和扩散从土壤向大气传输。以往关于温室气体排放通量的研究多集中在通过静态箱法测定水-气界面温室气体排放通量，而对水-土界面温室气体迁移转化规律的研究较少。

水体富营养化是制约现代池塘养殖业可持续发展的重要因素。为了去除水体富营养化，提高养殖动物的生存环境，将高秆型水稻种植于池塘底泥，吸收水体和底泥中冗余的养分，水稻种植为养殖动物提供栖息场所，在高温季节调节水体温度等，有利于水产养殖动物的生存，可以提高水产品的品质和产量，是一种“促养增粮”的新型种养模式。但是，以往研究表明，稻田生态系统是重要的温室气体排放源，将水稻引入池塘养殖系统，温室气体排放量是否会增加，对全球气候造成不利影响，目前尚缺乏深入研究。近年来开展在池塘种稻对精养池塘温室气体排放的影响的研究中，表明池塘种稻比单养鱼处理的甲烷排放量有所增加，氧化亚氮的排放量降低。而池塘种稻处理甲烷排放量比稻田甲烷排放量显著降低，但是其中的机理尚不明确。由于稻鱼共作系统处于长期深水种植，甲烷在土壤中产生、氧化到运输至水气界面形成排放通量的过程较复杂。由此推测，甲烷在水土界面的迁移转化是影响甲烷排放的关键因素。因此，探明鱼-稻共作系统水土界面甲烷迁移转化规律对解析甲烷排放机理具有重要意义。但是现有的技术均是从单一点或2个点抽取土壤溶液，测定土壤溶液中温室气体含量，这一含量不能表征土壤溶液中真实的温室气体产量，也不能代表土壤中温室气体向大气中扩散的潜力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种测定土壤-水界面温室气体迁移转化的方法，针对一个剖面，监测不同深度、水土界面土壤和水溶液中温室气体含量的垂直分布，对解析温室气体从土壤到水体传输机理提供数据支撑，同时全面测定土壤中产生的温室气体向水体的扩散量，进而解析自水体向大气中温室气体的扩散通量的变化。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种测定土壤-水界面温室气体迁移转化的方法，包括以下步骤：(1)将土壤溶液取样器Peeper插入水土界面，保持地上部分2～5cm，地下部分10～13cm，在所述插入48～64h后，取出所述土壤溶液取样器Peeper；

(2)吸取所述土壤溶液取样器Peeper中的土壤溶液，计算土壤溶液中的温室气体含量；

(3)以所述温室气体含量为横坐标，以所述土壤溶液取样器Peeper的插入深度为纵坐标制作散点图，得土壤溶液中温室气体含量的垂直分布图。

优选的，步骤(1)将所述土壤溶液取样器Peeper插入水土界面，还包括在所述土壤溶液取样器Peeper上标记插入深度。

优选的，步骤(2)所述吸取时，以所述土壤溶液取样器Peeper的相邻两个腔室内的土壤溶液作为一个样品处理，将所述样品打入顶空瓶中；在利用气相色谱测定温室气体含量前12～24h向所述样品中打入4.2～7.2mL高纯氮，并抽取气体2～4mL，打入气相色谱中测定温室气体的含量，将得到的含量带入式I中，得土壤溶液中的温室气体含量；