陆地温室气体排放同位素示踪检测技术.pdfVIP

陆地温室气体排放的同位素示踪检测技术  齐孟文  中国农业大学  自工业化以来，由于人类活动产生的温室气体，如CO、CH 和N O的排放，所 2 4 2 致的大气臭氧层的破坏和产生的生态温室效应，已经引起国际社会和学术界的强 烈关注，并在联合国主导下建立了联合国气候变化框架公约，用于约束和减少温 室气体的排放，温室气体的研究和数据监测是履行该公约的技术支撑，因此成为 基于全球或区域性通量网协助研究的重要内容。在全球和区域规模或具体的实践 上，同位素示踪、尤其环境同位素原位示踪技术，结合常规的通量分析方法，如 箱式法和涡度相关法，是开展温室气体源汇关系、来源解析和形成机制等研究的 重要手段。 1.通量监测 1）静态箱体法 静态箱法是一种对土壤、水体、和植物群落界面微量气体通量进行定点测定 的装置。箱体由无底的底座和有盖的箱体组成，有盖箱体可方便开启和封盖。测 量时，盖上箱体盖并用水或胶条与底座密封，将测量的下垫面封围起来,保持箱 内空气不与外界有任何交换,在一定的顺序时间间隔对箱内待测气体的浓度进行 测量,得到被测气体浓度随时间的变化率,然后采用如下公式计算通量。 V P T dC F 0 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ρ g g A P T dt 0 V C 式中， 为箱内空气的体积，A 为底面积， 为测量时刻箱内被测气体的体积 比浓度，ρg 为被测气体标准状态下的密度，T 和P 箱内空气的绝对温度和气压， 0 下角标 表示标准状态。静态箱法最大优点是简单和易于操作，但的缺点是改变 了被测界面空气的自然湍流状态,这种改变可能明显影响界面气体交换，而使测 得的排放通量值偏离实际情况。 [举例] （刘孝富等.嵌套式静态采样箱的设计及其在稻田甲烷通量监测中的应用. 环境工程技术学报,2011,1(6):538-543 采样 0 采样时盖上盖后静止2 min ，采集箱内初始样，记为 号样，然后开启小风 10 min 7 7 扇，混合箱内气体，每间隔 取样1次，连续取样 次，依次编号为1～ ， 结果见表。 计量 对各测量点的甲烷浓度随时间变化求线性回归，由斜率得浓度变化率为 0.227 0.424 − 3 3 mg/m min ⋅ ，平均为0.32mg/m ⋅min ，由文中推算箱体高度为 0.54m ，且测定时箱内温度为 0 ，则甲烷通量为 25 C 273 dc 273 dm F ⋅ =⋅ h ρ ⋅ ⋅h