土壤生物化学过程二氧化碳同位素综合观测系统研制:土壤和大气δ13C廓线协同观测系统数据集(2019-2020)

土壤呼吸是陆地生态系统仅次于光合作用的碳通量,土壤生物化学过程CO2和δ13C产生与输送是土壤呼吸量级与过程评价的制约因素。根据土壤生物化学过程CO2气体产生和输送特点,基于稳定同位素红外光谱技术,自主研发非线性在线标定技术、多通道双循环的高效循环气路、气体浓度预降低的高效循环气路、可模拟冻融过程的变温技术;集成创新研制分别针对土壤-大气界面气体交换过程、土壤内部气体垂直运移过程和土壤有机质分解过程的三套CO2及其δ13C浓度和通量观测系统,并在生态脆弱区开展观测示范,有效解决了土壤生物化学过程CO2的产生、运移与释放的综合监测难题。 土壤和大气δ13C廓线协同观测系统:针对大气和土壤CO2气体浓度差异较大而土壤CO2气体浓度非常高的难题,利用旁路系统零气降低气路内CO2气体浓度的方式,消除“死气”对观测结果的干扰。通过旁路系统零气动态稀释的方式将气体分析仪最佳测试区间从300-2000 ppm拓展为300-80000 ppm,达到项目的核心技术指标要求。从技术创新上首次实现了低浓度与高浓度兼顾的在线标定系统,解决仪器非线性响应与时间漂移和多通道双循环的气路设计和CO2浓度预降低气路设计,有效解决管路长导致气路切换效率低的问题。 研制设备平均国产化率 80%以上,已运用于森林、草地、和农田等生态系统的自动化监测,实现我国生态监测技术的自主创新与升级换代,可以推广到CERN、CFERN和CNERN以及其它相关部门类似的野外台站,有助于大幅提升我国对生态监测与评估的科技研发能力、水平和国际影响力,有效支撑我国陆地生态系统固碳速率及潜力评估与认证,为国家生态文明建设、碳达峰碳中和以及生态安全调控提供技术支撑。

doi: 10.11888/Soil.tpdc.271824 385 4 2021-11-15

黑河上游土壤水文异质性观测试验数据(2012-2014)

黑河流域上游土壤容重,孔隙度,含水量,水分特征曲线,饱和导水率,颗粒分析,入渗率,以及采样点位置信息。 1、数据为2014年针对2012年补充取样,用环刀取原状土; 2、该土壤容重为土壤干容重,采用烘干法测量。将野外采集的原状环刀土样在烘箱中以105℃恒温24小时,土壤干重除以土壤体积(100立方厘米),单位:g/cm3 。 3、土壤孔隙度,根据土壤容重与土壤孔隙度的关系得到;, 4、土壤入渗分析数据集,数据为2013-2014年野外实验测量数据。 5、入渗数据是用“MINI DISK PORTABLE TENSION INFILTROMETER”进行测量,得到一定负压下的近似饱和导水率。 6、土壤粒度数据是在兰州大学西部教育部重点实验室粒度实验室进行测量。测量仪器为马尔文激光粒度仪MS2000。 7、饱和导水率是依据依艳丽(2009)的定水头发自制仪器进行测量。使用马利奥特瓶在实验过程中始终保持定水头;同时最后将当时测量的Ks转化为10℃时的Ks值进行分析计算。 8、土壤含水量数据是用ECH2O进行测量,包括5层的土壤含水量、土壤温度。 9、水分特征曲线采用离心机法测量:将野外采集的环刀原状土放入离心机,分别用转速0,310,980,1700,2190,2770,3100,5370,6930,8200,11600测量每次的转子重量得到。

doi: 10.11888/Soil.tpdc.270111 6931 305 2019-07-18

黑河流域上游野外土壤测量分析数据(2013-2014)

数据集为2013-2014年黑河流域上游野外土壤测量分析数据,包括:土壤颗粒分析、水分特征曲线、饱和导水率、土壤孔隙度、入渗分析、土壤容重 一、土壤颗粒分析 1.土壤粒度数据是在兰州大学西部教育部重点实验室粒度实验室进行测量。测量仪器为马尔文激光粒度仪MS2000。 2.粒度数据用激光粒度仪进行测量。导致颗粒较大的样点无法测量,比如D23,D25无法测量而没有数据。加上部分样品缺失。 二、土壤水分特征曲线 1.采用离心机法测量:将野外采集的环刀原状土放入离心机,分别用转速0,310,980,1700,2190,2770,3100,5370,6930,8200,11600测量每次的转子重量得到。 2.环刀是按照数字从1开始一直往后编号,由于分3组同时在不同地方取样,因此为了避免重复编号,1组从1号开始编号,2组从500号开始往后编号,3组从1000号开始往后编号。和采样点的编号是一致的。在两个Excel中能找到对应编号。 3.土壤容重数据在2013年因为是补充2012年取样,因此并不是每个点位都有数据。同时部分样点土层未达到70 cm厚,因此无法取5层数据,同时由于运输及记录问题导致有很大部分数据存在缺失。同时随机点只选取了一层数据。 4.烘干后重量:部分样品由于实验过程中烘箱出问题,导致未测量烘干重。 三、土壤饱和导水率 1.测量方法说明:此方法是依据依艳丽(2009)的定水头发自制仪器进行测量。使用马利奥特瓶在实验过程中始终保持定水头;同时最后将当时测量的Ks转化为10℃时的Ks值进行分析计算。详细测量记录表格参见饱和导水率测量说明。K10℃是转化为10℃后的饱和导水率数据。单位:cm/min. 2.数据缺失说明:饱和导水率数据部分由于土样缺失以及土层深度不够无法取第4或5层数据导致数据缺失 3.取样时间:2014年7月 四、土壤孔隙度 1.采用容重法推求:根据土壤容重与土壤孔隙度的关系得到。 2.数据在2014年因为是补充2012年取样,因此并不是每个点位都有数据。同时部分样点土层未达到70 cm厚,因此无法取5层数据,同时由于运输及记录问题导致有很大部分数据存在缺失。同时随机点只选取了一层数据。 五、土壤入渗分析 1.入渗数据是用“MINI DISK PORTABLE TENSION INFILTROMETER”进行测量。得到一定负压下的近似饱和导水率。仪器情况详细情况见网站:http://www.decagon.com/products/hydrology/hydraulic-conductivity/mini-disk-portable-tension-infiltrometer/ 2.D7当时因为下雨而未测量入渗实验。 六、土壤容重 1.2014年土壤容重为在2012年基础上进行补样用环刀取原状土。 2.该土壤容重为土壤干容重,采用烘干法测量。将野外采集的原状环刀土样在烘箱中以105℃恒温24小时,土壤干重除以土壤体积(100立方厘米)。 3.单位:g/cm3

doi: 10.3972/westdc.x.2013.db 8109 28 2016-04-19