قياس تدفق الكربون في التربة المشارك هو أداة علمية لرصد معدل تبادل ثاني أكسيد الكربون بين التربة والغلاف الجوي ، وظيفتها الأساسية هي قياس تدفق ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن تنفس التربة ، وتوفير البيانات الرئيسية لدراسة دورة الكربون ، والرصد البيئي والإدارة الزراعية .
قياس تدفق الكربون في التربة المشارك هو أداة علمية لرصد معدل تبادل ثاني أكسيد الكربون بين التربة والغلاف الجوي ، وظيفتها الأساسية هي قياس تدفق ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن تنفس التربة ، وتوفير البيانات الرئيسية لدراسة دورة الكربون ، والرصد البيئي والإدارة الزراعية . من حيث المبدأ ، الخصائص التقنية ، وتطبيق سيناريو واتجاه التنمية في المستقبل من أربعة أبعاد هي عرض بالتفصيل .
مبدأ العمل و طريقة القياس
المنطق الأساسي هو التقاط التغيرات في تركيز ثاني أكسيد الكربون المنبعث من سطح التربة عن طريق متقلب الدائرة المغلقة أو نشر القسري تقنية .
متقلب الدائرة المغلقة الطريقة : إغلاق مربع مغطى على سطح التربة ، عينات الهواء في مربع يتم استخراجها بانتظام من قبل المدمج في مضخة الهواء ، وتركيز CÒتحددها الأشعة تحت الحمراء محلل الغاز ( IRGA ) أو كروماتوجرافيا الغاز ، وتدفق القيم المحسوبة مع الجمع بين حجم مربع ، درجة الحرارة ، الضغط الجوي وغيرها من المعالم . فعلى سبيل المثال ، يمكن لنموذج li-7810 أن يقيس في آن واحد تدفقات CO ₂ ، و CH ₄ ، و H ₂ o ، وهو مناسب لدراسة النظم الإيكولوجية المعقدة .
نشر التكنولوجيا : استخدام المدمج في مضخة تدفق ثابت ( على سبيل المثال ، 1.8l / min ) لجمع عينات من الغاز مباشرة ، جنبا إلى جنب مع أجهزة الاستشعار عالية الدقة لحساب تدفق القيمة . هذا الأسلوب هو مناسبة لفترة طويلة في مجال الرصد .
كل الأساليب تحتاج إلى التحكم في المتغيرات البيئية ( مثل درجة الحرارة والرطوبة ) لضمان دقة البيانات . على سبيل المثال ، درجة حرارة التشغيل من نوع معين من الصك - 10 إلى 50 درجة مئوية ، الرطوبة التكيف مجموعة من 0 إلى 100 ٪ ( لا التكثيف ) ، وضمانسوءيمكن أن تعمل بشكل مطرد في المناخ .
الخصائص التقنية والوظائف الأساسية
التربة الحديثة CO ₂ تدفق الكربون متر تمتلك المزايا التقنية التالية :
عالية الدقة وعالية الدقة الزمنية :
مجموعة قياس CO ₂ يمكن أن تصل إلى 0-20000ppm ودقة ± 3ppm أو 1.5 في المائة من قيمة القراءة .
قياس تدفق مجموعة 0-10 μ mol / م / ث ، دقة 0.05 μ mol / م / ث ؛
البيانات الناتج تردد يمكن أن تصل إلى كل 5 دقائق ، ودعم الرصد المستمر على المدى الطويل .
التكيف البيئي
تصميم محمول لدعم نشر التضاريس المعقدة في الميدان .
مجهزة الألواح الشمسية بطارية نظام امدادات الطاقة ، وإطالة أمد الحياة .
ملحقات متعددة الوظائف :
دعم اتصالات متعددة القنوات ( ما يصل إلى 64 غرف القياس ) ، ورصد متزامن في مناطق مختلفة .
دمج أجهزة الاستشعار البيئية ( مثل درجة حرارة التربة والرطوبة ، الإشعاع الشمسي ) لدراسة العلاقة بين الجريان و العوامل البيئية .
تطبيق المشهد والبحث العلمي قيمة
تلعب أداة قياس تدفق الكربون في التربة دوراً رئيسياً في المجالات التالية :
دراسات بيئية زراعية
تحديد معدل تنفس التربة ، وتقييم خصوبة التربة والحالة الصحية .
توجيه استراتيجية التسميد وتحسين تخزين الكربون العضوي في التربة . فعلى سبيل المثال ، يمكن للمزارعين ، من خلال رصد تدفقات الكربون في التربة ، أن يعدلوا نظم الحراثة لتعزيز الاستقرار الهيكلي للتربة .
دراسة دورة الكربون وتغير المناخ :
الكشف عن دور التربة كمصدر للكربون أو بالوعة الكربون والتنبؤ استجابة النظم الإيكولوجية الأرضية لتغير المناخ .
دعم آلية سوق تجارة الكربون ، وتحديد إمكانات بالوعة الكربون في التربة . على سبيل المثال ، في دراسة المراعي شبه القاحلة في هضبة اللوس ، الصك يمكن تلقائيا مراقبة تنفس التربة المشارك
إعادة التأهيل البيئي وتقييم استخدام الأراضي :
رصد ديناميات الكربون في عملية استعادة الأراضي المتدهورة .
تقييم آثار مختلف أنماط استخدام الأراضي ( مثل الغابات والأراضي الزراعية والأراضي الرطبة ) على دورة الكربون .
رابعاً - الاتجاهات المستقبلية
مع تقدم التكنولوجيا ، التربة CO ₂ تدفق الكربون متر سوف تظهر الاتجاهات التالية :
الذكاء والأتمتة :
دمج الإرسال اللاسلكي و سحابة منصة إدارة لتحقيق بعد الحصول على البيانات وتحليلها .
دعم منظمة العفو الدولية الخوارزمية ، تلقائيا تصحيح الاضطرابات البيئية ( مثل درجة الحرارة ، تقلبات الضغط الجوي ) .
متعددة معلمة الرصد التعاوني :
قياس تدفق غازات الدفيئة الأخرى مثل الفصل ، ن ، س في وقت واحد ، وبناء نموذج دورة الكربون المتكاملة .
جنبا إلى جنب مع الطائرات بدون طيار و تكنولوجيا الاستشعار عن بعد ، وتوسيع نطاق الرصد إلى النطاق الإقليمي .
منخفضة التكلفة وقابلية :
تطوير أجهزة الاستشعار الصغيرة ومنخفضة التكلفة وحدة التحليل ، والحد من عتبة البحث العلمي .
تحسين قدرة البطارية على التحمل وتخزين البيانات ، والتكيف مع متطلبات الرصد الميداني على المدى الطويل .
ملخص
قياس تدفق الكربون في التربة المشارك هو جسر يربط بين علوم التربة والبيئة والمناخ . من خلال قياس عالية الدقة والرصد على المدى الطويل ، فإنه يوفر بيانات لا غنى عنها من أجل فهم دورة الكربون في النظم الإيكولوجية الأرضية ، وتقييم صحة التربة ، وتوجيه التنمية الزراعية المستدامة . مع تطور التكنولوجيا ، الصك سوف تلعب دورا أكثر أهمية في سياق عالمي من الكربون ، وتعزيز فهم عميق وإدارة دورة الكربون في الأرض .