Bối cảnh nghiên cứu

Sự nóng lên toàn cầu ảnh hưởng đến trao đổi carbon của các hệ sinh thái, do đó làm thay đổi khả năng lưu trữ carbon của các hệ sinh thái trên cạn. Do diện tích lớn và trữ lượng carbon cao, cao nguyên Tây Tạng đặc biệt nhạy cảm với sự nóng lên của khí hậu và là khu vực lý tưởng để nghiên cứu phản ứng của chu trình carbon của hệ sinh thái đối với sự nóng lên của khí hậu. Tuy nhiên, các thí nghiệm trước đây tập trung nhiều hơn vào việc làm ấm bề mặt đất, bỏ qua phản ứng của đất sâu hơn đối với sự nóng lên và phản ứng của dòng carbon hệ sinh thái đối với sự nóng lên của toàn bộ cấu hình đất vẫn chưa rõ ràng.

Phương pháp nghiên cứu:

Dựa trên thí nghiệm tăng nhiệt đất toàn phần (Whole-soil warming) được thiết lập tại hệ sinh thái đồng cỏ cao lạnh của Trạm Hải Bắc Thanh Hải, nghiên cứu tác động của tăng nhiệt đất toàn phần (độ sâu lên đến 1 mét, sưởi ấm 4 ° C) đối với thông lượng carbon của hệ sinh thái (bao gồm tổng năng suất hệ sinh thái GEP, hệ sinh thái hô hấp ER, hệ sinh thái ròng trao đổi carbon NEE, 2018-2020, quan sát tại chỗ 3 năm). Một cơ sở dữ liệu gồm 48 bài báo cũng được biên soạn để xem xét các mô hình chung của sự nóng lên thực nghiệm đối với các thông lượng này thông qua phân tích tổng hợp toàn cầu.

Kết quả nghiên cứu chính:

Kết quả cho thấy sự nóng lên của toàn bộ đất đã làm tăng tổng năng suất hệ sinh thái (GEP) lên 14% và hô hấp hệ sinh thái (ER) lên 11%, nhưng ít ảnh hưởng đến trao đổi carbon ròng hệ sinh thái (NEE) ở đồng cỏ cao. Sự nóng lên cũng làm tăng GEP (10-11%) và ER (13%) trong phân tích tổng hợp, nhưng không làm thay đổi NEE. Thay đổi cộng đồng thực vật và kéo dài mùa sinh trưởng do sự nóng lên có thể là nguyên nhân chính của GEP và ER cao hơn khi ấm lên, trong khi sự bù đắp lẫn nhau của hai dòng chảy có thể đã dẫn đến NEE ít phản ứng hơn với sự nóng lên.

B5-05=giá trị thông số Kd, (cài 2)

Ngoài ra, có mối tương quan tích cực đáng kể giữa dòng carbon của hệ sinh thái và nhiệt độ đất (0-10 cm), cho thấy nhiệt độ càng cao, tổng năng suất hệ sinh thái, hô hấp hệ sinh thái, quá trình trao đổi carbon của hệ sinh thái thuần mạnh hơn (Hình 3).

Hình 3 Mối quan hệ giữa lưu lượng carbon của hệ sinh thái đồng cỏ cao và nhiệt độ đất và độ ẩm (0-10 cm)

Để nghiên cứu tác động của việc tăng nhiệt độ đất sâu trong bài viết này đối với thông lượng carbon trong đất, chúng tôi khuyên bạn nên giải pháp hệ thống hấp kiểm soát SoilScope, một hệ thống thử nghiệm kiểm soát cân đa chức năng và mới.

Thiết bị thử nghiệm tăng nhiệt độ thực địa của hệ thống, sử dụng phương pháp tăng nhiệt độ trong đất để đảm bảo tăng nhiệt độ đồng đều. Trong khu vực tròn đường kính 3 mét để đạt được hiệu ứng tăng nhiệt độ 0,1 ℃~5,0 ℃, nhiệt độ có thể được điều chỉnh, công suất sưởi ấm: 5kw/khu vực sưởi ấm.

Sử dụng thanh sưởi ấm trong đất để đạt được sự gia tăng nhiệt độ, do đó nó có thể truyền nhiệt trực tiếp đến đất, phối hợp với thiết bị kiểm soát nhiệt độ có thể ổn định nhiệt độ đất trong phạm vi mục tiêu. Sẽ không có vấn đề về tăng nhiệt độ tự nhiên hoặc biến động nhiệt độ quá mức của các phương pháp sưởi ấm khác, phù hợp với các nhu cầu cụ thể như tăng trưởng cây trồng khác nhau, sửa chữa đất, v.v.

Thanh sưởi ấm có thể được bố trí hợp lý theo kích thước của khối đất, nhiệt từ thân thanh lan tỏa ra xung quanh bức xạ, có thể tránh khu vực quá nóng hoặc lạnh cục bộ. So với sưởi ấm bề mặt, nó có thể đạt được sự gia tăng nhiệt độ đồng bộ của đất sâu và đảm bảo tính nhất quán của nhiệt độ tổng thể của đất.

Thanh sưởi ấm có thể tạo ra nhiệt nhanh chóng sau khi được cấp điện, nhiệt tác động trực tiếp lên đất, giảm tổn thất nhiệt đến không khí và môi trường khác. Đặc biệt là trong môi trường nhiệt độ thấp, nó có thể nhanh chóng phá vỡ giới hạn nhiệt độ thấp của đất và rút ngắn chu kỳ nóng lên của đất.

Độ sâu và mật độ có thể được chôn theo yêu cầu khi lắp đặt mà không làm xáo trộn cấu trúc ban đầu của đất. Thích hợp cho nhiều tình huống như trồng nhà kính, trồng cây trong nhà kính lớn, rã đông đất đóng băng và sửa chữa ô nhiễm đất (tăng hoạt động của vi sinh vật), không bị ảnh hưởng bởi thời tiết bên ngoài.

Hệ thống lấy đất nguyên trạng, diện tích cột đất 1 mét vuông, chiều cao có thể tùy chỉnh.

Khai thác đất nguyên trạng

Hệ thống này cũng có thể kết hợp với màn hình trực tuyến SoilGAS CO2 CH4 N2O H2O với buồng hấp iChamber-LY để đo lưu lượng phát thải CO2, CH4 và N2O của đất trực tuyến và theo thời gian thực. Màn hình dựa trên nguyên lý phổ hấp thụ laser, độ chính xác đo đạt mức ppb.

SoilGAS CO2 CH4 N2O H2O Màn hình trực tuyến

Buồng hấp iChamber-LY được phát triển và thiết kế độc lập bởi Austronic Corporation, có thể kiểm soát nâng và hạ, không có khung và cột, không ảnh hưởng đến lượng mưa và tốc độ gió tại điểm đo và các vi khí hậu khác. Nó có thể được sử dụng để đo lưu lượng khí nhà kính trong đất và như một buồng quang hợp cộng đồng.

Điều khiển đa kênh trong cấu hình hệ thống có thể mang đến 27 buồng mũ. Thời gian đo cho mỗi buồng có thể được thiết lập.

iChamber-LY Phòng hấp