本發(fā)明屬于生態(tài)與氣象環(huán)境調(diào)控的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種連續(xù)在線測(cè)定土壤CO₂通量的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

CO₂是大氣中最重要的溫室氣體，其排放量及對(duì)氣候變暖的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)超過其它氣體。近年來，CO₂溫室效應(yīng)的研究倍受關(guān)注，尤其導(dǎo)致大氣CO₂濃度進(jìn)一步增加的各種過程更成為研究焦點(diǎn)。土壤是一個(gè)巨大的碳庫，土壤呼吸作用是導(dǎo)致全球氣候變化的關(guān)鍵生態(tài)過程，目前已成為全球碳循環(huán)研究的核心問題。土壤CO₂是土壤空氣的主要?dú)怏w成分，也是大氣主要溫室氣體的重要來源或存儲(chǔ)庫，通過土壤呼吸向大氣中排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電化石燃料等燃燒向大氣中排放的CO₂量，其微小的變動(dòng)都可能會(huì)導(dǎo)致大氣CO₂濃度的改變。土壤CO₂通量作為陸地與大氣界面溫室氣體交換量的重要度量指標(biāo)，反應(yīng)了土壤物理、化學(xué)、生物性質(zhì)和人類對(duì)土地利用、地下礦產(chǎn)資源、巖溶等狀況，尤其是對(duì)全球氣候。因此，土壤CO₂通量的測(cè)定對(duì)人類認(rèn)識(shí)和控制全球變化具有現(xiàn)實(shí)意義。

在現(xiàn)有技術(shù)中，土壤CO₂通量的測(cè)定方法包括微氣象學(xué)法、靜態(tài)箱法、動(dòng)態(tài)箱法和室內(nèi)培養(yǎng)法。其中，靜態(tài)箱法由于其結(jié)果穩(wěn)定，重現(xiàn)性良好而受到較廣泛的應(yīng)用。中國發(fā)明專利CN1987421B土壤二氧化碳通量原位測(cè)定方法及裝置，公開了土壤二氧化碳通量原位測(cè)定方法及裝置，采用了靜態(tài)箱法。東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文《河岸濕地土壤二氧化碳排放規(guī)律及其影響因素研究》，研究采用靜態(tài)暗箱-氣相色譜法，通過野外原位監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)室樣品分析相結(jié)合的方法，分析了天然濕地及不同年限退耕還濕的濕地植被生長季CO₂氣體排放通量的時(shí)空變化規(guī)律。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文《施肥對(duì)三個(gè)小麥品種田間CO₂通量影響的研究》，采用封閉式靜態(tài)暗箱測(cè)定技術(shù)對(duì)農(nóng)田CO₂氣體排放進(jìn)行了測(cè)量，研究分析了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大氣主要溫室氣體濃度變化的貢獻(xiàn)。

目前，靜態(tài)箱法已較廣泛地被應(yīng)用到測(cè)定土壤CO₂通量中，但該測(cè)定方法仍存在一些不足。其中，在種類繁多的CO₂傳感器中，紅外光學(xué)式傳感器以其測(cè)量范圍寬、靈敏度高、反應(yīng)快、有良好的選擇性等特點(diǎn)而被廣泛使用。然而，靜態(tài)箱由于其封閉和半封閉性改變了箱體內(nèi)溫度等條件，使得靜態(tài)箱內(nèi)部與實(shí)際環(huán)境溫度不同，通過使得靜態(tài)箱內(nèi)部與實(shí)際環(huán)境的土壤狀態(tài)不同，干擾土壤CO₂的監(jiān)測(cè)，使觀測(cè)數(shù)據(jù)存在誤差，影響了土壤CO₂通量測(cè)量的準(zhǔn)確性。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中靜態(tài)箱法或者在現(xiàn)場(chǎng)取回氣體樣本在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行二氧化碳濃度的檢測(cè)以及二氧化碳通量的計(jì)算，或者在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行氣體的采集以及二氧化碳濃度的檢測(cè)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)帶回后再進(jìn)行二氧化碳通量的計(jì)算分析，無法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)在線土壤CO₂通量的計(jì)算分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述問題，克服現(xiàn)有采用靜態(tài)箱法測(cè)定土壤CO₂通量中箱體內(nèi)溫度對(duì)測(cè)定對(duì)象及測(cè)試儀器存在影響干擾土壤CO₂通量測(cè)量準(zhǔn)確性問題，提供一種連續(xù)在線測(cè)定土壤CO₂通量的系統(tǒng)及方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種連續(xù)在線測(cè)定土壤CO₂通量的系統(tǒng)，包括靜態(tài)箱、二氧化碳分析儀和控制系統(tǒng)；

所述靜態(tài)箱包括底座與箱體，所述箱體安裝于所述底座上；

所述箱體內(nèi)部設(shè)置第一溫度測(cè)量裝置與溫控裝置，所述第一溫度測(cè)量裝置與控制系統(tǒng)連接，將箱體內(nèi)測(cè)量的溫度信號(hào)傳輸至所述控制系統(tǒng)；

所述溫控裝置具體設(shè)置于所述箱體的箱頂處，使所述溫控裝置不受所述箱體內(nèi)植被的干擾，所述溫控裝置與控制系統(tǒng)連接，用于保持所述箱體內(nèi)部溫度與箱體外部溫度一致；

所述箱體外部設(shè)置第二溫度測(cè)量裝置，所述第二溫度測(cè)量裝置與控制系統(tǒng)連接，將測(cè)量的箱體外部的環(huán)境溫度傳輸至所述控制系統(tǒng)；

所述二氧化碳分析儀與所述箱體連接，用于測(cè)量箱體內(nèi)采集土壤CO₂的各項(xiàng)數(shù)據(jù)；所述二氧化碳分析儀與所述控制系統(tǒng)連接，將所述測(cè)量箱體內(nèi)采集土壤CO₂的各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸至控制系統(tǒng)；

所述控制系統(tǒng)分別與所述第一溫度測(cè)量裝置、第二溫度測(cè)量裝置、溫控裝置以及二氧化碳分析儀連接，所述控制系統(tǒng)接收所述溫度測(cè)量裝置以及二氧化碳分析儀傳輸來的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算得到土壤CO₂的通量。

優(yōu)選的，所述底座是由一個(gè)矩形圍成的正方形環(huán)狀物，所述底座采用不銹鋼材料，所述底座的長寬高尺寸為50cm×50cm×10cm，所述底座的厚度為1mm-2mm，方便將所述底座插入土壤中，固定出土壤CO₂通量待測(cè)區(qū)域。

所述底座四周分別開有9個(gè)直徑2cm的圓孔，圓孔在底座四周每個(gè)表面均勻分布，所述圓孔與圓孔之間在水平方向上的距離為15cm，所述圓孔與圓孔之間在垂直方向上的距離為1cm，所述圓孔的設(shè)置便于箱體內(nèi)外土壤交換。

優(yōu)選的，所述箱體包括一個(gè)頂板與四個(gè)側(cè)板組成的長方體，所述箱體的長寬尺寸為50cm×50cm，所述箱體的高度根據(jù)土壤CO₂通量待測(cè)區(qū)域的實(shí)際情況確定；所述頂板與所述側(cè)板以及所述四個(gè)側(cè)板之間均密封連接，所述頂板與所述側(cè)板均采用有機(jī)玻璃，所述頂板與所述側(cè)板的厚度為3mm-5mm，

優(yōu)選的，所述箱體的表面均包裹不透光的膜，減小太陽輻照對(duì)所述箱體內(nèi)部溫度的影響。

優(yōu)選的，所述不透光的薄膜采用逆反射材料膜，所述逆反射材料膜將太陽光反射出去從而減少太陽對(duì)所述箱體內(nèi)部的輻照，降低所述箱體內(nèi)部溫度。

優(yōu)選的，所述箱體的所述頂板上設(shè)置第一通孔，所述箱體的任一所述側(cè)板上設(shè)置第二通孔，所述溫控裝置與所述控制系統(tǒng)的連接線穿過所述第一通孔，所述第一溫度測(cè)量裝置與所述控制系統(tǒng)的連接線穿過所述第二通孔。

優(yōu)選的，所述箱體的所述頂板上設(shè)置風(fēng)扇，所述風(fēng)扇設(shè)置于所述箱體的箱頂處，使所述風(fēng)扇不受所述箱體內(nèi)植被的干擾，所述風(fēng)扇與控制系統(tǒng)連接，用于混合箱體內(nèi)氣體，使得箱體內(nèi)氣體流動(dòng)循環(huán)、使得氣體均勻。

優(yōu)選的，所述二氧化碳分析儀包括進(jìn)氣管與排氣管，所述箱體的任一所述側(cè)板上設(shè)置第三通孔與第四通孔，所述進(jìn)氣管穿過所述第三通孔，所述排氣管穿過所述第四通孔。

優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)包括主控制器、A/D轉(zhuǎn)換電路和D/A轉(zhuǎn)換電路，所述主控制器通過所述A/D轉(zhuǎn)換電路與所述第一溫度測(cè)量裝置以及第二溫度測(cè)量裝置連接，將所述第一溫度測(cè)量裝置以及第二溫度測(cè)量裝置測(cè)量的溫度信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸至所述主控制器，所述主控制器對(duì)接收到第一溫度測(cè)量裝置的溫度信號(hào)進(jìn)行計(jì)算得到箱內(nèi)溫度平均值，所述主控制器對(duì)接收到第二溫度測(cè)量裝置的溫度信號(hào)進(jìn)行計(jì)算得到環(huán)境溫度平均值，并且將箱內(nèi)溫度平均值與環(huán)境溫度平均值進(jìn)行比較，將比較結(jié)果傳輸至所述D/A轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，所述D/A轉(zhuǎn)換電路與所述溫控裝置連接，所述主控制器根據(jù)比較結(jié)果控制所述溫控裝置工作，保持所述箱體內(nèi)部溫度與所述箱體外部環(huán)境溫度一致；

所述主控制器以及所述二氧化碳分析儀與移動(dòng)終端連接，所述移動(dòng)終端接收所述主控制器以及二氧化碳分析儀傳輸來的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算得到土壤CO₂的通量。

一種連續(xù)在線測(cè)定土壤CO₂通量的方法，具體步驟包括：

(1)：在待測(cè)定土壤CO₂通量的土壤表層預(yù)先固定所述靜態(tài)箱的所述底座，所述底座固定的區(qū)域?yàn)榇郎y(cè)定土壤CO₂通量的區(qū)域；

(2)：在步驟(1)中固定好的所述底座上安裝所述靜態(tài)箱的所述箱體，將所述靜態(tài)箱的所述箱體與所述第一溫度測(cè)量裝置、溫控裝置以及二氧化碳分析儀連接好；將所述控制系統(tǒng)分別與所述第一溫度測(cè)量裝置、第二溫度測(cè)量裝置、溫控裝置以及二氧化碳分析儀連接好；

(3)：將所述靜態(tài)箱的所有開口處密封好，分別對(duì)所述控制系統(tǒng)、所述第一溫度測(cè)量裝置、第二溫度測(cè)量裝置、溫控裝置、風(fēng)扇以及二氧化碳分析儀進(jìn)行調(diào)試，并且將所述靜態(tài)箱內(nèi)溫度維持于靜態(tài)箱外環(huán)境溫度后，進(jìn)入步驟(4)；

(4)：?jiǎn)?dòng)測(cè)定，所述移動(dòng)終端根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)對(duì)土壤CO₂通量進(jìn)行連續(xù)的計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)及時(shí)保存至所述移動(dòng)終端，并且對(duì)連續(xù)計(jì)算得到的土壤CO₂通量進(jìn)行分析。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中將所述靜態(tài)箱的所有開口處密封好的具體步驟為：

將所述底座與所述箱體連接處進(jìn)行密封處理；

將所述第一通孔與所述溫控裝置與所述控制系統(tǒng)的連接線之間進(jìn)行密封處理；

將所述第二通孔與所述第一溫度測(cè)量裝置與所述控制系統(tǒng)的連接線之間進(jìn)行密封處理；

將所述第三通孔與所述進(jìn)氣管之間進(jìn)行密封處理；

將所述第四通孔與所述排氣管之間進(jìn)行密封處理。

優(yōu)選的，步驟(4)中所述土壤CO₂通量的計(jì)算公式為：

式中，F(xiàn)為CO₂通量mg/(m²·h)，正值為釋放，負(fù)值為吸收；A為取樣箱的底面積(m²)；V為所述靜態(tài)箱的體積(m³)；M₀為測(cè)定氣體的分子量；t₁、t₂為測(cè)定開始和測(cè)定結(jié)束的時(shí)間；C₁、C₂分別為t₁和t₂時(shí)箱內(nèi)溫室氣體的體積濃度；T₁、T₂分別為t₁和t₂時(shí)箱內(nèi)溫度。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明的一種連續(xù)在線測(cè)定土壤CO₂通量的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，測(cè)定土壤CO₂通量的效率高；在野外進(jìn)行土壤CO₂通量的測(cè)定時(shí)，不會(huì)破壞土壤及土壤表層植被；

(2)本發(fā)明監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)快速可靠，設(shè)置第一溫度測(cè)量裝置與第二溫度測(cè)量裝置，通過控制系統(tǒng)將靜態(tài)箱內(nèi)溫度與靜態(tài)箱外環(huán)境溫度保持一致，通過溫度補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)有效降低因溫度影響所產(chǎn)生的土壤CO₂通量誤差；

(3)本發(fā)明控制系統(tǒng)不僅包括主控制器，同時(shí)連接含分析計(jì)算軟件的移動(dòng)終端，可以在野外現(xiàn)場(chǎng)在線實(shí)時(shí)的對(duì)土壤CO₂通量進(jìn)行計(jì)算分析，并且可進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可直接從移動(dòng)終端中觀看、分析；

(4)本發(fā)明所述底座四周分別開有圓孔，圓孔在底座四周每個(gè)表面均勻分布，所述圓孔的設(shè)置便于箱體內(nèi)外土壤交換，消除因封閉環(huán)境造成的土壤狀態(tài)與實(shí)際情況不一致而影響土壤CO₂通量測(cè)量的準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的底座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的控制系統(tǒng)原理圖；

圖4是本發(fā)明的方法流程圖；

其中，1-靜態(tài)箱，2-二氧化碳分析儀，3-控制系統(tǒng)，4-底座，5-箱體，6-第一溫度傳感器，7-風(fēng)扇，8-鋁膜，9-第一通孔，10-第二通孔，11-第三通孔，12-第四通孔，13-進(jìn)氣管，14-排氣管，15-單片機(jī)，16-筆記本，17-圓孔，18-第二溫度傳感器，19-溫控裝置。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

為研究某濱海濕地的土壤CO₂通量，采用本發(fā)明專利提供的一種連續(xù)在線測(cè)定土壤CO₂通量的系統(tǒng)，如圖1所示，包括靜態(tài)箱1、二氧化碳分析儀2和控制系統(tǒng)3；

所述靜態(tài)箱1包括底座4與箱體5，所述箱體5安裝于所述底座4上；所述箱體5包括一個(gè)頂板與四個(gè)側(cè)板組成的長方體。

所述控制系統(tǒng)3包括主控制器、A/D轉(zhuǎn)換電路和D/A轉(zhuǎn)換電路；在本實(shí)施例中所述主控制器采用單片機(jī)15，所述主控制器和移動(dòng)終端連接，所述移動(dòng)終端采用筆記本16，所述單片機(jī)15與所述筆記本16連接。

在本實(shí)施例中所述第一溫度測(cè)量裝置采用第一溫度傳感器6，所述第二溫度測(cè)量裝置采用第二溫度傳感器18。

所述箱體5內(nèi)部設(shè)置第一溫度傳感器6、溫控裝置19與風(fēng)扇7，所述第一溫度傳感器6、溫控裝置19分別與單片機(jī)15連接，將箱體5內(nèi)測(cè)量的溫度信號(hào)傳輸至所述單片機(jī)15，單片機(jī)15將控制信號(hào)傳輸至所述溫控裝置19；所述溫控裝置19用于保持所述箱體內(nèi)部溫度與箱體外部溫度一致；

在本實(shí)施例中所述第一溫度傳感器6的數(shù)量為六個(gè)，其中有兩個(gè)第一溫度傳感器6均勻設(shè)置于所述箱體5的頂板下方，剩余四個(gè)第一溫度傳感器6分別設(shè)置于所述箱體5的四個(gè)側(cè)板的中心處。所述第一溫度傳感器6與第二溫度傳感器18的精度均為0.1℃。在本實(shí)施例中所述第二溫度傳感器18的數(shù)量為一個(gè)，所述第二溫度傳感器18的數(shù)量可以設(shè)置為多個(gè)，平均分布與所述箱體的外部。

所風(fēng)扇7具體設(shè)置于所述箱體5的箱頂處，使所述風(fēng)扇7不受所述箱體5內(nèi)植被的干擾，所述風(fēng)扇7的直徑為10cm，采用風(fēng)扇7內(nèi)部的蓄電池供電，風(fēng)扇7用于混合所述箱體5內(nèi)部氣體。

所述二氧化碳分析儀2與所述箱體5連接，用于測(cè)量箱體內(nèi)采集土壤CO₂的各項(xiàng)數(shù)據(jù)；所述二氧化碳分析儀2與所述筆記本16連接，將所述測(cè)量箱體內(nèi)采集土壤CO₂的各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸至筆記本16；

所述單片機(jī)15分別與所述第一溫度傳感器6、第二溫度傳感器18以及溫控裝置19連接，所述二氧化碳分析儀2、單片機(jī)15分別與所述筆記本16連接，所述單片機(jī)15接收所述第一溫度傳感器6、第二溫度傳感器18傳輸來的溫度信號(hào)進(jìn)行計(jì)算比較后，控制所述溫控裝置19進(jìn)行所述箱體5內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，使得箱體5內(nèi)的溫度與箱體5外部的環(huán)境溫度一致，所述筆記本16接收所述單片機(jī)15以及二氧化碳分析儀2傳輸來的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算得到土壤CO₂的通量。

所述箱體5的表面均包裹遮光材料，在本實(shí)施例中所述遮光材料采用鋁膜8，所述鋁膜8為逆反射材料膜，所述鋁膜8將太陽光反射出去從而減少太陽對(duì)所述箱體內(nèi)部的輻照，減小太陽輻照對(duì)所述箱體內(nèi)部溫度的影響。

所述箱體5的所述頂板上設(shè)置第一通孔9，所述箱體的任一所述側(cè)板上設(shè)置第二通孔10，所述溫控裝置19與所述控制系統(tǒng)3的連接線穿過所述第一通孔9，所述第一溫度傳感器6與所述控制系統(tǒng)3的連接線穿過所述第二通孔10。

所述二氧化碳分析儀3包括進(jìn)氣管13與排氣管14，所述箱體的任一所述側(cè)板上設(shè)置第三通孔11與第四通孔12，所述進(jìn)氣管13穿過所述第三通孔11，所述排氣管14穿過所述第四通孔12。

所述靜態(tài)箱1的具體結(jié)構(gòu)如下：

(1)底座4：

a.材料：采用不銹鋼材料制成，不銹鋼較薄可以方便地插入土壤中；

b.尺寸：長寬高：50cm×50cm×10cm；厚度：1mm；厚度薄的底座可以方便地插入土壤中；

c.構(gòu)造：所述底座是由一個(gè)矩形圍成的正方形環(huán)狀物；

所述底座四周分別開有9個(gè)直徑2cm的圓孔17，如圖2所示，圓孔在底座四周每個(gè)表面均勻分布，所述圓孔與圓孔之間在水平方向上的距離為15cm，所述圓孔與圓孔之間在垂直方向上的距離為1cm，所述圓孔的設(shè)置便于箱體內(nèi)外土壤交換，消除因封閉環(huán)境造成的土壤狀態(tài)與實(shí)際情況不一致而影響土壤CO₂通量測(cè)量的準(zhǔn)確性。所述底座4上部設(shè)有雙卡槽，所述雙卡槽長寬高為50cm×1cm×2cm，所述底座4下部為刀刃狀，便于所述底座4插入土壤。

(2)箱體5

a.材料：采用有機(jī)玻璃；

b.尺寸：長寬高50cm×50cm×20cm，厚度3mm；

c.構(gòu)造：利用所述底座4為上下皆空的正方形環(huán)狀物、下部設(shè)有卡條、上部設(shè)有雙卡槽的結(jié)構(gòu)。所述箱體5包括一個(gè)頂板與四個(gè)側(cè)板組成的長方體，所述頂板與所述側(cè)板以及所述四個(gè)側(cè)板之間均密封連接，所述四個(gè)側(cè)板下部設(shè)置有卡條。

如圖3所示系統(tǒng)的溫度控制原理如下：

所述的二氧化碳分析儀為紅外光學(xué)式傳感器，紅外光學(xué)式傳感器置于靜態(tài)箱體內(nèi)，為消除環(huán)境溫度對(duì)儀器的影響，利用控制系統(tǒng)使紅外光學(xué)式傳感器置于與外部環(huán)境溫度一致的環(huán)境下以消除溫度的影響，所述控制系統(tǒng)包括單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換電路和D/A轉(zhuǎn)換電路，在溫度控制中，所述單片機(jī)通過所述A/D轉(zhuǎn)換電路與所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器連接，將所述第一溫度傳感器以及第二溫度傳感器測(cè)量的溫度信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸至所述單片機(jī)，所述單片機(jī)對(duì)接收到第一溫度測(cè)量裝置的溫度信號(hào)進(jìn)行計(jì)算得到箱內(nèi)溫度平均值，所述單片機(jī)對(duì)接收到第二溫度測(cè)量裝置的溫度信號(hào)進(jìn)行計(jì)算得到環(huán)境溫度平均值，并且將箱內(nèi)溫度平均值與環(huán)境溫度平均值進(jìn)行比較，將比較結(jié)果傳輸至所述D/A轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，所述D/A轉(zhuǎn)換電路與所述溫控裝置連接，所述單片機(jī)根據(jù)比較結(jié)果控制所述溫控裝置工作，當(dāng)單片機(jī)計(jì)算比較出的箱內(nèi)溫度平均值大于環(huán)境溫度平均值，則單片機(jī)控制溫控裝置工作進(jìn)入制冷狀態(tài)，保持所述箱體內(nèi)部溫度與所述箱體外部環(huán)境溫度一致；大大降低了箱體內(nèi)部溫度的變化對(duì)儀器測(cè)量準(zhǔn)確性的影響。

所述單片機(jī)以及所述二氧化碳分析儀與筆記本連接，所述筆記本接收所述單片機(jī)以及二氧化碳分析儀傳輸來的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算得到土壤CO₂的通量，所述筆記本包含分析計(jì)算軟件，可以在野外現(xiàn)場(chǎng)在線實(shí)時(shí)的對(duì)土壤CO2通量進(jìn)行計(jì)算分析，并且可進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可直接從所述筆記本中分析、觀看。

本實(shí)施例中所述單片機(jī)采用89C51單片機(jī)，所述第一溫度傳感器以及第二溫度傳感器均采用溫度傳感器AD590，所述A/D轉(zhuǎn)換電路中采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809。

一種連續(xù)在線測(cè)定土壤CO₂通量的方法，如圖4所示，具體步驟包括：

(1)在待測(cè)定土壤CO₂通量的土壤表層預(yù)先固定所述靜態(tài)箱的所述底座，所述底座固定的區(qū)域?yàn)榇郎y(cè)定土壤CO₂通量的區(qū)域；

(2)在步驟(1)中固定好的所述底座上安裝所述靜態(tài)箱的所述箱體，將所述靜態(tài)箱的所述箱體與所述第一溫度測(cè)量裝置、溫控裝置以及二氧化碳分析儀連接好；將所述控制系統(tǒng)分別與所述第一溫度測(cè)量裝置、第二溫度測(cè)量裝置、溫控裝置以及二氧化碳分析儀連接好；

(3)將所述靜態(tài)箱的所有開口處密封好，分別對(duì)所述控制系統(tǒng)、所述第一溫度測(cè)量裝置、第二溫度測(cè)量裝置、溫控裝置以及二氧化碳分析儀進(jìn)行調(diào)試，并且將所述靜態(tài)箱內(nèi)溫度維持于與靜態(tài)箱外環(huán)境溫度一致后，進(jìn)入步驟(4)；

(4)啟動(dòng)測(cè)定，所述二氧化碳分析儀將t₁和t₂時(shí)刻的測(cè)定數(shù)據(jù)連續(xù)傳輸至移動(dòng)終端，所述移動(dòng)終端根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)對(duì)土壤CO₂通量進(jìn)行連續(xù)的計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)及時(shí)保存至所述移動(dòng)終端，并且對(duì)連續(xù)計(jì)算得到的土壤CO₂通量進(jìn)行分析?？刂葡到y(tǒng)將t₁時(shí)刻的所述靜態(tài)箱內(nèi)溫度維持于與t₁時(shí)刻的靜態(tài)箱外環(huán)境溫度一致；將t₂時(shí)刻的所述靜態(tài)箱內(nèi)溫度維持于與t₂時(shí)刻的靜態(tài)箱外環(huán)境溫度一致。

所述步驟(3)中將所述靜態(tài)箱的所有開口處密封好的具體步驟為：

將所述底座與所述箱體連接處進(jìn)行密封處理；

將所述第一通孔與所述溫控裝置與所述控制系統(tǒng)的連接線之間進(jìn)行密封處理；

將所述第二通孔與所述第一溫度測(cè)量裝置與所述控制系統(tǒng)的連接線之間進(jìn)行密封處理；

將所述第三通孔與所述進(jìn)氣管之間進(jìn)行密封處理；

將所述第四通孔與所述排氣管之間進(jìn)行密封處理。

所述步驟(4)中所述土壤CO₂通量的計(jì)算公式為：

式中，F(xiàn)為CO₂通量mg/(m²·h)，正值為釋放，負(fù)值為吸收；A為取樣箱的底面積(m²)；V為所述靜態(tài)箱的體積(m³)；M₀為測(cè)定氣體的分子量；t₁、t₂為測(cè)定開始和測(cè)定結(jié)束的時(shí)間；C₁、C₂分別為t₁和t₂時(shí)箱內(nèi)溫室氣體的體積濃度；T₁、T₂分別為t₁和t₂時(shí)箱內(nèi)溫度。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。