基于非分散红外（NDIR）技术的土壤剖面二氧化碳浓度的测定

摘要：

为了探索土壤剖面CO2浓度以及不同土壤层（腐殖质H层、A层、B层、C层）土壤呼吸的变化规律，应用非分散红外（NDIR）技术的新方法，持续不间断的测量土壤剖面二氧化碳浓度。实验所用的主要仪器为硅基非分散红外测量仪，能在高湿、高粉尘、污垢及其他恶劣环境中进行光谱数据采集。通过2013年全年光谱测定值的采集，并应用梯度法模型计算不同深度土壤碳通量，同时利用LI‐8100碳通量自动监测系统持续监测的土壤碳通量值进行回归分析。结果显示：土壤剖面CO2浓度呈现明显的梯度变化，即随着土壤深度的增加，土壤CO2浓度增大；梯度法模型得出的不同土壤层的土壤呼吸模拟值与实测土壤呼吸值之间具有较好的线性相关，H，A，B，C层的模型预测的决定系数（R2）分别为0.9069，0.7185，0.8382，0.9030，均方根误差（RMSE）分别为0.2067，0.1041，0.0156，0.0096。均达到了较好的预测结果，表明该方法对定量分析不同土壤层碳通量是可行的。该方法具有清晰揭示土壤CO2在不同土壤层之间的传输规律，以及有助于分析不同土壤层土壤呼吸特性的优点，能为全球土壤剖面碳通量计算提供基础数据，是一种具有发展前途的传感器。

关键词：非分散红外(NDIR)技术、土壤剖面、二氧化碳、碳通量

分类号：TN219(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金项目41171028；国家“十二五”科技支撑计划项目2011BAD38B05

在线出版日期：2015-05-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：997-1000