降雨是影響土壤溫室氣體排放最重要的自然因素之一，也是生態(tài)學(xué)和農(nóng)業(yè)環(huán)境研究中的熱點(diǎn)課題。寧波海爾欣光電科技有限公司HT8850便攜式溫室氣體分析儀采用中紅外量子級(jí)聯(lián)激光（QCL）吸收光譜技術(shù)，可連續(xù)同步監(jiān)測(cè)二氧化碳（CO?）、甲烷（CH?）、N?O及水汽（H?O）濃度變化，廣泛應(yīng)用于農(nóng)田、森林、草地、濕地及土壤培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)等研究場(chǎng)景。對(duì)于降雨事件引起的溫室氣體快速變化，連續(xù)、高時(shí)間分辨率的數(shù)據(jù)獲取已成為當(dāng)前溫室氣體監(jiān)測(cè)的重要技術(shù)需求，也是越來(lái)越多科研團(tuán)隊(duì)選擇便攜式溫室氣體分析儀開展野外觀測(cè)的重要原因。

為什么一場(chǎng)降雨會(huì)改變土壤溫室氣體排放？

許多人認(rèn)為，降雨對(duì)溫室氣體排放影響有限。但實(shí)際上，在生態(tài)學(xué)研究中，降雨往往意味著一次"排放事件（Emission Event）"的開始。當(dāng)長(zhǎng)期干燥的土壤突然受到降雨濕潤(rùn)時(shí)，原本處于休眠或低活性的微生物迅速恢復(fù)代謝，有機(jī)質(zhì)分解速率明顯提高，大量CO?會(huì)在數(shù)小時(shí)內(nèi)快速釋放。這一現(xiàn)象被稱為Birch效應(yīng)（Birch Effect）。

與此同時(shí)，土壤孔隙中的空氣被雨水占據(jù)，氧氣擴(kuò)散能力下降，局部區(qū)域逐漸形成缺氧環(huán)境，為反硝化作用提供條件，N?O排放往往隨之迅速增加。如果土壤長(zhǎng)期保持高含水率，還可能促進(jìn)CH?的產(chǎn)生和釋放。因此，同一次降雨，可能同時(shí)影響CO?、CH?和N?O三種溫室氣體，但變化趨勢(shì)和持續(xù)時(shí)間并不嚴(yán)格相同。

為什么科研人員越來(lái)越重視降雨后的連續(xù)監(jiān)測(cè)？

近年來(lái)，大量野外觀測(cè)結(jié)果表明，降雨后的溫室氣體變化通常具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：變化快、持續(xù)時(shí)間短。

不少研究發(fā)現(xiàn)，CO?濃度可能在降雨結(jié)束后的幾分鐘至數(shù)小時(shí)內(nèi)快速上升，隨后逐漸恢復(fù)正常水平；N?O峰值往往滯后出現(xiàn)，但排放強(qiáng)度可能達(dá)到平時(shí)的數(shù)倍甚至數(shù)十倍；CH?則受土壤類型、排水條件和微生物活性等因素共同影響，表現(xiàn)出更復(fù)雜的變化規(guī)律。

如果僅采用每天一次或幾天一次的人工采樣方式，這些短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的重要排放過(guò)程很容易被遺漏，最終導(dǎo)致溫室氣體排放總量估算出現(xiàn)偏差。因此，連續(xù)在線監(jiān)測(cè)已成為越來(lái)越多生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)站、農(nóng)業(yè)科研項(xiàng)目和碳循環(huán)研究的重要技術(shù)路線。

HT8850如何幫助科研人員捕捉降雨后的排放變化？

針對(duì)降雨事件引起的快速排放過(guò)程，HT8850便攜式溫室氣體分析儀能夠提供連續(xù)、高時(shí)間分辨率的監(jiān)測(cè)能力。在靜態(tài)箱實(shí)驗(yàn)、土壤培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)及野外連續(xù)觀測(cè)中，科研人員能夠完整記錄降雨前、降雨過(guò)程中以及降雨后的全過(guò)程數(shù)據(jù)，為分析降雨事件對(duì)土壤碳循環(huán)和氮循環(huán)的影響提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

此外，HT8850便攜式設(shè)計(jì)便于在農(nóng)田、森林、草地、濕地等復(fù)雜野外環(huán)境中部署，可滿足科研團(tuán)隊(duì)開展移動(dòng)觀測(cè)、長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)及多點(diǎn)位對(duì)比研究的需求。