一种土壤呼吸代表性监测时段确定方法技术

本发明专利技术涉及土壤呼吸通量的测定方法，具体的说是一种土壤呼吸代表性监测时段确定方法。利用自动土壤CO2流量系统(Li-8100)监测土壤呼吸日动态变化值，利用统计学方法检验各监测土壤呼吸日动态变化值是否具有土壤呼吸日平均值代表性，进而确定土壤呼吸有代表性的监测时段。本发明专利技术方法准确、能高效、简便的评估土壤呼吸，本发明专利技术适用于各种类型的生态系统土壤呼吸原位监测与研究工作。

Method for determining representative monitoring period of soil respiration

The invention relates to a method for measuring soil respiration flux, in particular to a method for determining the representative time of soil respiration monitoring. The use of automatic soil CO2 traffic system (Li-8100) on the dynamic changes of soil respiration monitoring data, using statistical methods to test the monitoring diurnal dynamics of soil respiration variation of soil respiration is the average representative, and to determine the soil respiration monitoring period representative. The method of the invention has the advantages of accurate method, high efficiency and simple evaluation of soil respiration.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土壤呼吸通量的测定方法，具体的说是一种土壤呼吸代表性监测时段确定方法。
技术介绍
生态系统碳储量是由光合作用进入生态系统的生物量和土壤中的有机碳含量共同决定的。其中土壤有机碳贮量的巨大库容，其较小幅度的变化就可能较大的影响碳排放，因此土壤呼吸成为广泛关注的焦点。土壤呼吸通量的测定方法大体可以分为静态气室法、动态气室法和微气象法。其中，动态气室法的Li-8100自动土壤CO2流量系统是目前普遍使用的监测设备之一。通常在土壤呼吸测定的前一天埋入直径为20cm、高度为10cm的PVC管，管内的所有植物地上部分齐地剪掉，尽量不破坏土壤，然后用PDA开启Li-8100自动土壤CO2流量系统对样点的土壤呼吸速率进行监测，该仪器可精确的、自动化的、可重复的测量野外原位土壤呼吸。然而，该监测手段在获取土壤呼吸日均值时具有一定的局限性，主要在于野外样地监测中需要有连续24小时的监测数据，不仅监测时间久，而且在监测过程中完全需要人工进行更换电池才能保证仪器继续运行；特别是北方冬季天气寒冷，尤其是夜间气温达到最低点，电池供电时间缩短，使观测人员增多更换电池的频次。因此，限制了仪器在监测全天土壤呼吸通量而获取土壤呼吸日均值的应用。
技术实现思路
针对目前上述土壤呼吸通量的测定方法的不足，本专利技术的目的是提供一种一种土壤呼吸代表性监测时段确定方法。为了实现上述目的，本专利技术采用技术方案如下：一种土壤呼吸代表性监测时段确定方法，利用自动土壤CO2流量系统(Li-8100)监测土壤呼吸日动态变化值，利用统计学方法检验各监测土壤呼吸日动态变化值是否具有土壤呼吸日平均值代表性，进而确定土壤呼吸有代表性的监测时段。进一步的说，利用自动土壤CO2流量系统(Li-8100)监测土壤呼吸日动态变化值，通过监测到的日动态变化值计算出其土壤呼吸速率的日均值，利用统计学方法检验各监测土壤呼吸日动态变化值计算所得其土壤呼吸速率的日均值是否具有土壤呼吸日平均值代表性，进而选择和确定土壤呼吸有代表性的监测时段。更进一步的说，选择任一类型生态系统划定临时样地，在样地中布设观测点，利用Li-8100自动土壤CO2流量系统对观测点土壤呼吸速率连续监测24h；将上述监测到的土壤呼吸速率数据导入计算机，利用MicrosoftExcel2003软件将其数据绘制成土壤呼吸日动态变化曲线和利用求平均值函数计算出土壤呼吸速率的日均值；确定整点时段，查找所对应的土壤呼吸速率数值，计算各时段内的土壤呼吸速率的平均值，利用统计软件对各时段土壤呼吸速率数据的平均值和24h内土壤呼吸速率数据的平均值进行比对，检验各时段所测得的数据的均值是否与真实值R接近，进而评价该时段是否为代表性监测时段，即得到检验的结果。所述划定临时样地面积设置为10m×10m-15m×15m；每个观测点埋入1个土壤环。所述确定整点时段为早某点至次日早晨某点。所述真实值R设定为上述所获取的24h土壤呼吸速率数据的平均值。本专利技术与现有技术相比有益效果和优点：本专利技术使用Li-8100监测土壤呼吸日动态变化，利用统计学方法检验各监测时段土壤呼吸观测值是否具有土壤呼吸日平均值代表性，进而选择和确定土壤呼吸有代表性的监测时段，能在监测土壤呼吸日均值过程中确定代表性监测时间段的方法，既能减少监测人员的工作量，又不影响土壤呼吸日均值的监测结果；其方法准确，是一种高效评估生态系统土壤呼吸的简便方法；具体为：1.本专利技术方法简便可行，不仅能快速完成监测日均值的任务，而且大大减轻了监测人员的工作时间。2.本专利技术方法所获取的结果准确，主要采用最为优秀的统计软件之一SPSS13.0进行统计学分析，能准确地检验某一监测时段土壤呼吸速率平均值是否接近土壤呼吸速率日均值，进而评价该时段是否为代表性监测时段。3.本专利技术使用范围广泛，本专利技术不仅适用于在森林、草地等生态系统冬季土壤呼吸原位监测，也同样适用于城市生态系统的土壤呼吸原位监测与研究工作。附图说明图1为本专利技术实施例1观测点的土壤呼吸速率日动态变化曲线和日平均值的示图。图2为本专利技术实施例2观测点的土壤呼吸速率日动态变化曲线和日平均值的示图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术方案作进一步详细的描述。实施例1参见附图1，为实施例1监测点的土壤呼吸日动态变化曲线和日平均值示图。本专利技术是一种土壤呼吸代表性监测时段确定方法，包括如下步骤：选择任一类型生态系统划定临时样地，在样地中布设观测点，每个观测点埋入1个土壤环；利用Li-8100自动土壤CO2流量系统对样点土壤呼吸速率连续监测24h；将上述监测到的土壤呼吸速率数据导入计算机，利用MicrosoftExcel2003软件将其数据绘制成土壤呼吸日动态变化曲线和利用求平均值函数计算出土壤呼吸速率的日均值；确定整点时段，查找所对应的土壤呼吸速率数值，计算各时段内的土壤呼吸速率的平均值，利用统计软件对各时段土壤呼吸速率数据的平均值和24h内土壤呼吸速率数据的平均值进行比对，检验各时段所测得的数据的均值是否与真实值R接近，进而评价该时段是否为代表性监测时段，即得到检验的结果。实施例11)样点布设与PVC管的埋置试验地位于中国科学院沈阳应用生态研究所园区内，在城市土地利用方式分类中属于文教用地，绿地类型为附属绿地。设置11m×11m的临时样地，在样地中布设观测点，每个观测点埋入1个土壤环(PVC管，φ＝20cm，h＝10cm)，在埋设土壤环的同时将环内的绿色植物齐地剪掉(在每次试验的24h前进行)，尽量不破坏土壤，尽可能不扰动地表的凋落物，以减少土壤扰动及根系损伤对测量结果的影响。经过24h的平衡后，土壤呼吸速率会恢复到土壤环放置前的水平，从而避免由于安置气室对土壤扰动而造成的短期内呼吸速率的波动。2)样点坐标定位与海拔数据的获取根据GPS定位仪所测得样点坐标为北纬41°46′16.2″，东经123°26′17.3″和海拔高度45m。3)监测观测点24h连续土壤呼吸数据的获取土壤呼吸连续监测于2011年11月6-7日进行，当天天气晴朗，无不利天气因素。利用Li-8100自动土壤CO2流量系统进行样点的土壤呼吸监测，仪器设置每隔4min测定1次。仪器安置好后，用PDA开启仪器，观测时段为早晨6:00至次日早晨6:00，对观测点进行土壤呼吸速率连续观测24h。4)土壤呼吸日动态变化曲线绘制与日平均值计算将Li-8100仪器获得土壤呼吸数据导入计算机中，用MicrosoftExcel2003将数据打开，选定Date列(日期和时间列)和Exp_Flux列(土壤呼吸速率列)，复制后粘贴至新建Excel表格中；查看每个时间点监测到的土壤呼吸速率实测值，剔除土壤呼吸速率异常值；将两列选中后，点击图表向导标识，在标准类型中选中XY散点图符号，确定图表的源数据是否正确，填写图表标题、数值(X)轴和数值(Y)轴，点击完成，土壤呼吸日动态变化曲线绘制完毕。土壤呼吸日均值利用MicrosoftExcel2003中的求平均值函数，即通过选中需要求平均数的全部土壤呼吸数据，点击求和符号键，选中平均值选项即可求得这组数据的平均值，即土壤呼吸速率的日均值为0.81μmol·m-2·s-1。5)代表性时段校验与确定在选择时段过程中，选择6:00—8:00本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤呼吸代表性监测时段确定方法，其特征在于：利用自动土壤CO2流量系统(Li‑8100)监测土壤呼吸日动态变化值，利用统计学方法检验各监测土壤呼吸日动态变化值是否具有土壤呼吸日平均值代表性，进而确定土壤呼吸有代表性的监测时段。

【技术特征摘要】
1.一种土壤呼吸代表性监测时段确定方法，其特征在于：利用自动土壤CO2流量系统(Li-8100)监测土壤呼吸日动态变化值，利用统计学方法检验各监测土壤呼吸日动态变化值是否具有土壤呼吸日平均值代表性，进而确定土壤呼吸有代表性的监测时段。2.按权利要求1所述的土壤呼吸代表性监测时段确定方法，其特征在于：利用自动土壤CO2流量系统(Li-8100)监测土壤呼吸日动态变化值，通过监测到的日动态变化值计算出其土壤呼吸速率的日均值，利用统计学方法检验各监测土壤呼吸日动态变化值计算所得其土壤呼吸速率的日均值是否具有土壤呼吸日平均值代表性，进而选择和确定土壤呼吸有代表性的监测时段。3.按权利要求1或2所述的土壤呼吸代表性监测时段确定方法，其特征在于：选择任一类型生态系统划定临时样地，在样地中布设观测点，利用Li-8100自动土壤CO2流量系统对观测点土壤呼吸速率连续监测24h；将上述监测到的土壤呼吸速率数据导...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙学凯，范志平，白洁，黄野，董兴，董殿波，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21