近年來，隨著"雙碳"目標(biāo)持續(xù)推進(jìn)，越來越多高校、科研院所和生態(tài)監(jiān)測單位開始開展土壤呼吸監(jiān)測。然而，在實(shí)際項目交流過程中，一個現(xiàn)象卻十分普遍：

很多實(shí)驗(yàn)仍然把"土壤呼吸"簡單理解為二氧化碳（CO?）的釋放。

事實(shí)上，如果研究目標(biāo)涉及碳循環(huán)、溫室氣體排放、農(nóng)業(yè)減排或生態(tài)系統(tǒng)評價，僅測量CO?往往是不夠的。

土壤呼吸并不僅僅是CO?

嚴(yán)格來說，土壤呼吸是土壤與大氣之間氣體交換過程的統(tǒng)稱。

其中備受關(guān)注的溫室氣體主要包括：

·       二氧化碳（CO?）：反映植物根系和微生物呼吸強(qiáng)度，是評價生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要指標(biāo)。

·       甲烷（CH?）：濕地、水田、凍土以及部分缺氧環(huán)境可能成為甲烷的重要源或匯。

·      Nitrous oxide（N?O）：農(nóng)業(yè)施肥、森林土壤以及濕潤環(huán)境均可能產(chǎn)生較高排放，其單位質(zhì)量溫室效應(yīng)遠(yuǎn)高于CO?。

因此，目前越來越多國際研究更傾向于同步監(jiān)測CO?、CH?和N?O，而不是只關(guān)注一種氣體。

為什么越來越多論文開始同步監(jiān)測三種溫室氣體？

原因其實(shí)很簡單。

同一塊土壤，在不同水分、溫度、施肥條件下，三種氣體往往表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。

例如：

·       土壤含水率增加后，CO?排放可能下降；

·       CH?可能由吸收轉(zhuǎn)為排放；

·       N?O卻可能出現(xiàn)短時間脈沖釋放。

如果只測一種氣體，很容易低估整個生態(tài)系統(tǒng)真實(shí)的溫室效應(yīng)。

因此，在國際主流生態(tài)監(jiān)測中，多組分同步觀測已經(jīng)逐漸成為趨勢。

土壤通量監(jiān)測，對儀器提出了哪些要求？

對于科研人員而言，真正困難的并不是"測到數(shù)據(jù)"，而是獲得長期、穩(wěn)定、可信的數(shù)據(jù)。

一套適用于土壤呼吸監(jiān)測的分析儀通常需要具備以下能力：

·       同步測量CO?、CH?、N?O及水汽；

·       連續(xù)高頻采樣，滿足動態(tài)通量計算需求；

·       野外長期運(yùn)行，支持電池或太陽能供電；

·       與靜態(tài)箱、自動通量系統(tǒng)、多通道采樣系統(tǒng)兼容；

·       數(shù)據(jù)能夠直接用于科研分析，而不僅僅是顯示濃度。

這些要求決定了設(shè)備不僅需要較高的檢測精度，更需要良好的穩(wěn)定性和現(xiàn)場適應(yīng)能力。

國產(chǎn)高精度溫室氣體分析儀正在進(jìn)入更多科研項目

近年來，國產(chǎn)激光光譜技術(shù)發(fā)展迅速。

以寧波海爾欣光電科技有限公司推出的HT8800系列、HT8850系列便攜式多組分溫室氣體分析儀為例，產(chǎn)品采用量子級聯(lián)激光（QCL）光譜技術(shù)，可同步測量CO?、CH?、N?O和H?O，并支持土壤呼吸室、土壤通量系統(tǒng)以及野外連續(xù)觀測等應(yīng)用場景。相關(guān)產(chǎn)品已應(yīng)用于高校科研、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測及土壤通量觀測項目。

對于科研團(tuán)隊而言，這意味著從過去"一次只能測一種氣體"，逐步過渡到"一次實(shí)驗(yàn)獲得完整溫室氣體數(shù)據(jù)"，不僅減少設(shè)備切換和實(shí)驗(yàn)成本，也有助于提升數(shù)據(jù)的一致性。

結(jié)語

從單一指標(biāo)走向多組分同步觀測，是近年來土壤溫室氣體監(jiān)測的發(fā)展方向之一。無論是森林生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田、濕地，還是長期定位觀測站，準(zhǔn)確記錄CO?、CH?和N?O的動態(tài)變化，都將為碳循環(huán)研究、溫室氣體清單編制以及"雙碳"相關(guān)研究提供更加可靠的數(shù)據(jù)支撐。

寧波海爾欣光電科技有限公司持續(xù)深耕溫室氣體監(jiān)測領(lǐng)域，HT8800系列溫室氣體分析儀面向科研級應(yīng)用開發(fā)，廣泛服務(wù)于土壤呼吸、農(nóng)田溫室氣體排放、濕地生態(tài)、森林碳循環(huán)及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等研究方向。關(guān)注海爾欣HT8800，讓高質(zhì)量數(shù)據(jù)成為科研工作的可靠基礎(chǔ)。