[发明专利]一种森林生态系统呼吸碳通量测定系统

说明书

本发明属于森林生态系统呼吸测定技术领域，公开了一种森林生态系统呼吸碳通量测定系统，获取待检测土壤样品和待检测区域内植被呼吸碳通量影响因素；测定待检测区域内植物呼吸产生的CO₂排放通量，确定待测土壤呼吸碳通量；通过最小二乘法对待检测区域内植物呼吸产生的CO₂排放通量和待测土壤呼吸碳通量进行线性拟合，确定森林生态系统中各呼吸组分的比例关系；对森林生态系统各呼吸组分的比例关系进行修正，获得森林生态系统呼吸碳通量。本发明提供的森林生态系统呼吸碳通量测定系统结构简单，适用于高大乔木以及多变的大气环境，对森林生态系统呼吸碳通量的测量精度高，实用性强，能为全球尺度碳循环过程提供重要的理论基础和技术支持。

技术领域

本发明属于森林生态系统呼吸测定技术领域，尤其涉及一种森林生态系统呼吸碳通量测定系统。

背景技术

目前，森林生态系统碳循环在全球碳循环中至关重要，在调节大气二氧化碳中有着不可替代的作用。森林生态系统年固碳量约为2.4±0.4Pg，占陆地生态系统固碳量(2.6±0.8Pg)的90％，甚至比全球海洋生态系统的固碳量(2.2±0.2Pg)还要多。在研究全球碳循环的过程中，由于陆地生态系统的复杂多样性，其碳通量难以准确测得，因此研究人员通常把陆地生态系统的碳汇作为全球碳平衡方程的余项进行处理。而森林由于其树种组成多样、树冠高大、空间变形性大的特点，又是陆地各类型生态系统中最为复杂的。因此，对于全球森林系统碳汇的直接评估，仍是目前研究的热点与难点。

现有的森林生态系统碳通量测量的方法主要包括箱法和微气象法，但是箱法难以适用于高大乔木，测量精度低；微气象法适用于理想大气环境下，实用性较低。现有专利201010231646.2公开了一种森林土壤呼吸的间接测定方法，该方法以土壤水溶性碳含量来估算土壤呼吸速率，虽然所得数值与静态箱法相比误差范围小，可靠性较好，但是土壤呼吸速率显然是由多因子控制的，而该方法只选用了一个指标，容易造成估算结果不准确。

另外，现有专利CN201910097280.5公开了一种毛竹林土壤异养呼吸和自养呼吸速率的间接测定方法，通过选择样地；土壤呼吸速率测定；采集土壤样品和测定土壤样品参数；建立线性关系，测定土壤相关参数，计算毛竹林土壤异养呼吸和自养呼吸速率等步骤实现。该技术方案适用于野外直接测量，但是根系生物量与土壤呼吸的相关性不稳定，准确性较差，其所得数据的可靠性需要验证和分析比较。因此，亟需设计一种新的森林生态系统呼吸碳通量测定系统。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有的森林生态系统碳通量测量方法中，箱法难以适用于高大乔木，测量精度低；微气象法适用于理想大气环境下，实用性较低。

(2)由于土壤呼吸速率显然是由多因子控制的，而现有的森林土壤呼吸的间接测定方法中选用的指标较为单一，容易造成估算结果不准确。

(3)由于根系生物量与土壤呼吸的相关性不稳定，现有的呼吸速率的间接测定方法所得数据的可靠性需要验证和分析比较，准确性较差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种森林生态系统呼吸碳通量测定系统。

本发明是这样实现的，一种森林生态系统呼吸碳通量测定系统，所述森林生态系统呼吸碳通量测定系统包括：

参数获取模块，与中央控制模块连接，用于通过样品参数获取设备获取待检测土壤样品和待检测区域内植被呼吸碳通量的影响因素；

中央控制模块，与参数获取模块、植被呼吸碳通量计算模块、土壤呼吸碳通量计算模块、线性拟合模块、呼吸碳通量测定模块连接，用于通过中央处理器协调控制所述森林生态系统呼吸碳通量测定系统各个模块的正常运行；

植被呼吸碳通量计算模块，与中央控制模块连接，用于通过静态箱-气相色谱法利用气相色谱仪测定待检测区域内植物呼吸产生的CO₂排放通量；