Предыстория исследования

Глобальное потепление влияет на углеродный обмен в экосистемах, что, в свою очередь, изменяет возможности поглотителей углерода в наземных экосистемах. Цинхай - Тибетское плато из - за его огромной площади и высоких запасов углерода делает Цинхай - Тибетское плато особенно чувствительным к потеплению климата и идеальным местом для изучения реакции экосистемного углеродного цикла на потепление климата. Тем не менее, предыдущие эксперименты были в большей степени сосредоточены на нагревании поверхности почвы, игнорируя реакцию более глубоких почв на потепление, и реакция потока углерода в экосистеме на потепление всего профиля почвы остается неясной.

Методы исследования:

На основе полномасштабного эксперимента по нагреванию почвы (Whole - soil warming), созданного в экосистеме альпийских лугов на станции Хайбэй в Цинхае, изучается влияние потепления почвы по всему профилю (глубина до 1 метра, нагрев 4 ° C) на поток углерода в экосистеме (включая три компонента: общая производительность экосистемы GEP, экосистемный респираторный ER, чистый экосистемный углеродный обмен NEE, 2018 - 2020 годы, 3 - летние полевые наблюдения). В то же время была собрана база данных из 48 статей для изучения общих моделей экспериментального потепления этих потоков с помощью глобального мета - анализа.

Основные выводы:

Результаты показали, что общее потепление почвы повысило общую производительность экосистемы (GEP) на 14%, а экосистемное дыхание (ER) - на 11%, но оказало меньшее влияние на чистый углеродный обмен экосистемы (NEE) в альпийских степях. В мета - анализе потепление также повышает GEP (10 - 11%) и ER (13%), но не изменяет NEE. Изменения растительного сообщества, вызванные потеплением и удлинением вегетационного сезона, могут быть основной причиной более высоких GEP и ER при потеплении, в то время как взаимное противодействие обоих потоков может привести к тому, что NEE менее реагирует на потепление.

Рисунок 2 Влияние потепления почвы на углеродный поток в альпийских лугопастбищных экосистемах (в среднем за 3 года)

Кроме того, существует значительная положительная корреляция между потоком углерода в экосистеме и температурой почвы (0 - 10 см), что указывает на то, что чем выше температура, тем сильнее общая производительность экосистемы, дыхание экосистемы и процесс углеродного обмена чистой экосистемы (рис. 3).

Рисунок 3 Взаимосвязь между потоком углерода в альпийских лугопастбищных экосистемах и температурой почвы и влагой (0 - 10 см)

Чтобы изучить влияние глубокого нагрева почвы на поток углерода в почве в этой статье, мы рекомендуем вам решение SoilScope для контролируемой системы испарения, которая представляет собой многофункциональную новую экспериментальную систему весового контроля.

Испытательная установка системы для полевого нагрева с использованием метода нагрева в почве обеспечивает равномерное нагревание. В круглой области диаметром 3 м достигается эффект подогрева от 0,1 °С до 5,0 °С, температура регулируется, мощность нагрева: 5 кВт / зона нагрева.

Использование нагревательных стержней, установленных в почве для достижения нагрева, что позволяет передавать тепло непосредственно в почву, в сочетании с оборудованием управления температурой может стабилизировать температуру почвы в целевом диапазоне. Не возникает проблемы чрезмерного колебания температуры при естественном нагревании или других способах нагрева, которые соответствуют конкретным потребностям, таким как рост различных культур и восстановление почвы.

Тепловые стержни могут быть разумно установлены в соответствии с размером грунта, и тепло распространяется от тела стержня к окружающим сторонам, избегая местного перегрева или зоны охлаждения. По сравнению с поверхностным нагревом, может быть достигнут глубокий синхронный нагрев почвы, чтобы обеспечить общую температурную согласованность почвы.

После включения нагревательного стержня он может быстро производить тепло, тепло непосредственно воздействует на почву, уменьшая потерю тепла в воздухе и других средах. В частности, в условиях низких температур можно быстро нарушить ограничения низкой температуры почвы и сократить цикл нагрева почвы.

При установке глубина и плотность залегания могут быть установлены по мере необходимости без нарушения первоначальной структуры почвы. Подходит для тепличной посадки, выращивания саженцев в теплицах, оттаивания вечной мерзлоты, восстановления загрязнения почвы (повышения микробиологической активности) и других сценариев, не зависит от внешней погоды.

Система берет исходный грунт, площадь столба 1 м2, высота настраивается.

Первоначальный грунт

Эта система также может сочетать в себе онлайновый монитор SoilGAS CO2 CH4 N2O H2O с паропроницаемой коронарной камерой iChamber - LY для измерения потока CO2, CH4 и N2O в почве в режиме онлайн и в режиме реального времени. Монитор основан на спектральном принципе лазерного поглощения, точность измерения достигает уровня ppb.

Онлайновый монитор SoilGAS CO2 CH4 N2O H2O

Камера паропроницаемого коронарного слоя iChamber - LY была разработана компанией Australia Company самостоятельно, контролируемый подъем и падение, без рамок и стоек, не влияет на небольшие климатические условия, такие как количество осадков и скорость ветра в точке измерения. Он может использоваться как для измерения потока парниковых газов в почве, так и для фотосинтеза сообществ.

Многоканальное управление системой может иметь до 27 коронных камер. Время измерений в каждой камере короны может быть установлено.

iChamber - LY Паровая коронарная камера