Picarro博客

测量北美偏远地区温带山地生态系统中的土壤碳通量

日期: October 5, 2017

  在皮卡罗 (Picarro) 公司,我们经常会撰写关于我们产品和应用的文章,但更愿意阅读客户是如何在他们的研究项目中运用我们的产品和应用的内容。科尔·布拉赫曼 (Cole Brachmann)吉耶尔莫 赫尔南德斯·拉米雷斯 (Guillermo Hernandez Ramirez)大卫·希克 (David Hik)埃德蒙顿阿尔伯塔大学生物科学系和可再生资源系花时间撰写了一篇关于他们所实施的夏季土壤通量研究的短文。感谢这三位人士与我们分享经验。

  预计高山生态系统将成为对气候变化最敏感的地区之一。这些区域的气候变暖速度约为全球气候变暖速度的两倍,对高山生态系统产生了深远影响。随着林木线和其他山地适应物种推动着向高山生态区的迁移,这些区域的社区组成也正在发生变化。同时,这些区域的冰川正在退缩,暴露出可能被先锋物种侵占的新地形。对地形景观和植物群落产生的剧烈变化既可能会影响土壤性状,也可能会受土壤性状的影响。土壤受到影响的方式可能有多种,微生物群落变化、化学性质和物理性质等所有这些都会影响土壤碳通量。我们有兴趣了解不列颠哥伦比亚省哥伦比亚山脉巴彻勒帕斯 (Bachelor Pass) 近期冰川消融的地形与更发达地形之间的土壤性状差异,包括碳通量。

  从历史上看,由于偏远野外场地与复杂物流如影随形,因此难以在这些区域对土壤通量进行原位测量。然而,Picarro GasScouterTM 移动式气体浓度分析仪可以快速轻松测量偏远场地的通量数据并进行后续分析。我们能够沿巴彻勒帕斯 (Bachelor Pass) 设置 37 个通量室,并在 2017 年 7 月下旬的短季期间每天多次测量土壤中的碳通量,这将使我们能够确定近期冰川消融的粗骨土 (Regosolic soil) 与更发达的棕壤土 (Brunisolic soil) 之间以及沿海断面的二氧化碳通量和甲烷通量差异。该信息不仅可用来提供这些区域的碳通量基线,还可用于估计当气候变化仍在持续时,这些区域的碳固存所发生的潜在变化。对所收集的数据进行的解读,可能会对该区域的碳储量以及山区生态系统的未来气候预测具有重要意义。

  该团队还提供了以下带有字幕的图片。

2 and CH4 fluxes from the soil twice daily over three days in early August. This allows for an in situ measurement of real time fluxes at the soil surface. (Photo: Guillermo Hernandez Ramirez)">

图 1. 哥伦比亚山脉巴彻勒帕斯 (Bachelor Pass) 配有土壤通量室 Picarro GasScouter 分析仪设置。运用这款分析仪,在 8 月初的三天内每天两次测量土壤中的 CO2 和 CH4 通量。这允许对土壤表面的实时通量进行原位测量。(图片:吉耶尔莫 赫尔南德斯·拉米雷斯 (Guillermo Hernandez Ramirez))

图 2. 不列颠哥伦比亚省哥伦比亚山脉巴彻勒帕斯 (Bachelor Pass) 近期冰川消融地形内的 Picarro GasScouter 分析仪设置。早期土壤的碳通量尚不清楚,但可能会非常多变。这些测量在微生物特征和物理化学性质方面对更发达土壤之间进行了有趣比较。(图片:吉耶尔莫 赫尔南德斯·拉米雷斯 (Guillermo Hernandez Ramirez))

2 and CH4 released from, or taken up by, a given area of soil at a given time. The changing concentration of gases within the chamber are measured with the portable Picarro GasScouter analyzer. (Photo: Guillermo Hernandez Ramirez)">

图 3. 安装在近期冰川消融场地中的通量室,用来确定在给定时间内从给定土壤区域释放或被给定土壤区域吸收的 CO2 和 CH4 量的变化。使用便携式 Picarro GasScouter 分析仪,可测量通量室内气体浓度发生的变化。(图片:吉耶尔莫 赫尔南德斯·拉米雷斯 (Guillermo Hernandez Ramirez))