土壤呼吸

土壤呼吸 | 极端干旱通过改变高寒泥炭地土壤微生物功能群丰度来降低土壤异养呼吸而非甲烷通量【温室气体】人类活动造成温室气体排放急剧增加，全球地表温度持续上升，显著改变了自然生态系统碳水循环格局。极端气候事件，尤其是极端干旱事件发生的频率和强度不断升高，对土壤含水量、土壤微生物群落结构和功能、土壤异养呼吸（Rh）以及土壤甲烷（CH4）通量具有重要影响。高寒泥炭地拥有巨大的碳储量，对气候变化高度敏感。虽然目前围绕高寒泥炭地碳排放开展了一些研究，但对高寒泥炭地生态系统碳排放对极端干旱响应的微生物机制仍不清楚。若尔盖国家级自然保护区基于此，中国林业科学研究院湿地研究所的研究团队以青藏高原东部若尔盖国家级自然保护区高寒泥炭地（33°47′56.62′′ N，102°57′28.44′′ E，3430 m.a.s.l.）为研究对象，依托模拟极端干旱的野外控制实验平台，通过原位观测和室内试验相结合，旨在解决以下问题：（1）不同植物生长期，极端干旱如何影响Rh和CH4通量?（2）极端干旱如何影响土壤微生物群落结构和功能群?以及（3）驱动Rh和CH4通量变化的主要因素是什么？作者于2019年6月18日至9月25日测量了Rh（PS-9000便携式土壤碳通量自动测量系统（北京理加联合科技有限公司））和CH4通量（一个闭路静态室（0.5×0.5×0.5 m）+ABB LGR便携式温室气体分析仪（UGGA，GLA132-GGA））。试验三个生长期结束时，作者测量了样地0-20 cm土壤的土壤性质，包括总氮（TN）、土壤有机碳（SOC）、有效磷含量（AP）、总磷（P）、pH值、溶解有机碳（DOC）、土壤含水量（SWC）、硝态氮（NO3--N）、铵态氮（NH4+-N）、微生物生物量磷（MBP）、微生物生物量氮（MBN）和微生物生物量碳（MBC）。此外，还进行了新鲜土壤样品的DNA提取、PCR扩增和测序。图1 PS-9000便携式土壤碳通量自动测量系统。【结果】图2 不同植物生长期极端干旱对土壤异养呼吸（a）和甲烷通量（b）的影响。“ED”，“MD”，和“LD”分别代表植物快速生长期、盛花期和植物生长衰退期。图3 不同植物生长期极端干旱对细菌碳循环功能群的影响。图4 驱动因素对土壤微生物呼吸（a）和甲烷通量（b）的相对贡献。【结论】极端干旱导致植物生长衰退期土壤异养呼吸显著降低38.04 mg m−2h−1，但对CH4通量无显著影响。极端干旱显著降低了细菌的α多样性，显著降低了植物快速生长期和衰退期的Rokubacteria和Chloroflexi菌的相对丰度，显著增加了盛花期Actinobacteria菌的相对丰度。在植物快速生长期和盛花期，极端干旱使芳香烃降解功能群（aromatic hydrocarbon degraders）相对丰度分别降低了50.26%和64.37%。在植物生长衰退期，极端干旱显著降低了甲醇氧化（methanol oxidizers）和木质素降解（lignin degraders）功能群的相对丰度，分别为81.63%和82.08%。随机森林模型分析表明，细菌功能群在决定土壤异养呼吸和甲烷排放中起着重要的作用。芳香族化合物降解（aromatic compound degraders）和芳香烃（aromatic hydrocarbon degraders）降解功能群对土壤异养呼吸累计贡献率为11.89%。芳香族化合物降解（aromatic compound degraders）、芳香烃降解（aromatic hydrocarbon degraders）、脂肪族非甲烷烃降解（aliphatic non-methane hydrocarbon degraders）和甲基营养（methylotrophs）功能群对甲烷通量的累计贡献率为13.29%。研究结果强调土壤细菌碳循环功能群对于探索未来极端干旱背景下土壤碳循环可能的微生物响应机制至关重要，为高寒泥炭地应对未来气候变化提供了理论基础和科学依据。【产品简介】PS-9000是一套用于测量土壤CO₂通量的便携式测量系统，采用动态气室法测量，专利设计。具有控制测量、存储和数据处理等功能，可测量呼吸室内CO₂浓度变化，同时结合自身测量的空气温度、大气压、土壤温度等传感器的数据，计算处理得到CO₂通量。PS-9000可通过掌上控制器实现无线操作，实时显示仪器测量的各种参数值，并可现场修改各种设置参数。

型号推荐：土壤温室气体分析仪-一款测定土壤呼吸速率的仪器2024实时更新，土壤呼吸作为土壤生态系统碳素循环的关键环节，其速率的测定对于理解土壤健康状态、评估生态系统功能具有重要意义。土壤温室气体分析仪，以其高精度、多功能的特性，为土壤呼吸速率的测定提供了重要帮助。 一、准确监测多种温室气体 土壤温室气体分析仪能够同时显示呼吸室内部的CO₂ 、H₂ O、N₂ O、CH₄ 等多种温室气体的含量，以及温度和湿度的变化。这些数据的准确监测，为土壤呼吸速率的全面评估提供了可靠基础。 二、非破坏性测量与高精度 该仪器采用非破坏性测量方法，避免了对土壤生态系统的干扰。同时，其高精度和重复性高的特点，确保了土壤呼吸速率测量的准确性。通过实时监测和数据处理，研究人员可以迅速获取土壤呼吸速率的动态变化。 三、自动化操作与广泛应用 土壤温室气体分析仪具有自动化程度高、操作简便的特点，大大提高了工作效率。广泛应用于农业生态科研、碳源碳汇研究、全球气候变化等多个领域，为土壤呼吸速率的测定提供了强有力的技术支持。 四、仪器特点1、Android安卓操作系统，更便捷的人机交互操作 2、7寸高清触摸屏，操作简单、界面清晰 3、气体流量可通过仪器设定，可以进行不同流量下土壤呼吸强度的试验 4、专用动态分析软件，可在安卓显示屏上实时显示实验过程，省去往电脑端拷贝数据，整理分析； 5、支持wifi、4G联网；数据可无线上传至云平台 6、存储空间16G，可存储100000+条数据 7、数据可直接通过USB接口导出到U盘 8、检测完成可直接打印并上传检测数据结果 9、支持GPS定位； 土壤温室气体分析仪作为土壤呼吸速率测定的重要工具，其精确监测、非破坏性测量和自动化操作的特点，为土壤健康状态的评估和生态系统功能的理解提供了有力保障。未来，随着技术的不断进步，其在土壤科学研究中的应用将更加广泛和深入。

table width="624" cellspacing="0" cellpadding="0" border="1" align="center"tbodytr style=" height:25px" class="firstRow"td style="border: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"成果名称/span/p/tdtd colspan="3" style="border-color: windowtext windowtext windowtext currentcolor border-style: solid solid solid none border-width: 1px 1px 1px medium border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " valign="bottom" width="491" height="25"p style="text-align:center line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family:宋体"PRI-2012/span/strongstrongspan style=" line-height:150% font-family:宋体"土壤呼吸叶室/span/strong/p/td/trtr style=" height:25px"td style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"单位名称/span/p/tdtd colspan="3" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="491" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"北京普瑞亿科科技有限公司/span/p/td/trtr style=" height:25px"td style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"联系人/span/p/tdtd style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="168" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"寻梅梅/span/p/tdtd style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="161" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"联系邮箱/span/p/tdtd style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="162" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"info@pri-eco.com/span/p/td/trtr style=" height:25px"td style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"成果成熟度/span/p/tdtd colspan="3" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="491" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"□正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 √可以量产/span/p/td/trtr style=" height:25px"td style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"合作方式/span/p/tdtd colspan="3" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="491" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"□技术转让 □技术入股 □合作开发 √其他/span/p/td/trtr style=" height:304px"td colspan="4" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="624" height="304"p style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"成果简介：/span/strong/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/b81d3a2f-e92b-468a-b3be-569bff8e0776.jpg" title="27.jpg" style="width: 400px height: 301px " width="400" vspace="0" hspace="0" height="301" border="0"//pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"PRI-2012/spanspan style=" line-height:150% font-family:宋体"土壤呼吸叶室是一种对于来自土壤的气体进行收集测量的土壤呼吸测量系统和动压平衡装置,可对多点土壤CO2通量的长期、连续监测。同时，该系统还可用于大气CO2、水蒸气廓线研究。另外，通过连接其它环境传感器，如太阳辐射、土壤温度和土壤水分传感器等，可研究环境条件变化与土壤CO2通量的相关性。/span/pp style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"主要技术指标：/span/strong/pp style="text-indent:28px line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family:宋体"1/span/strongstrongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"、系统参数：/span/strong/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"整体外形尺寸：440mm（L）× 260mm（W）× 260mm（H）/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"整体重量：5.0Kg/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"携带方式：便携式手提/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"工作方式：可控自动旋转开合/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"测量方式：动压平衡流通式测量/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"驱动方式：步进电机驱动/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"控制方式：单片机控制 /span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family:宋体"2/span/strongstrongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"、测量腔室参数：/span/strong/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"腔室尺寸：200mm（D）*130mmm(H)（可根据需要调整腔室高度）/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"测量体积：4000cm3/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"测量面积：315cm2/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"气压监测：10—120KPa 测量精度：± 1.5% 传感器类型：压力传感器/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"温度监测：-40℃—85℃ 测量精度：± 2% 传感器类型：温度传感器/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"土壤湿度监测：0~100% 测量精度：± 2% 传感器类型：湿度传感器/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"腔室重量：1Kg/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"腔室材质：铝合金5052/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"密封方式：橡胶密封/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"防锈处理：腔室外表面涂氟碳涂料（乳白），内表面致密氧化处理（不吸水不吸气）/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family:宋体"3/span/strongstrongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"、控制系统：/span/strong/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"单片机类型：STM32/AVR/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"通讯方式：RS232串口通讯/span/pp style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"技术特点：/span/strong/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"1/spanspan style=" line-height:150% font-family:宋体"、PRI-2012土壤呼吸叶室采用PLC控制步进电机驱动腔室自动测量，触摸屏进行远端操作，减少人为因素对土壤呼吸的影响。/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"2/spanspan style=" line-height:150% font-family:宋体"、PRI-2012土壤呼吸叶室可以旋转角度达到110° ，完全运到控制盒的上方，不会由于阳光照射的原因而影响到测量结果（测试动作为电机带动臂梁旋转，从而叶室跟随臂梁旋转，到达控制盒上方后，臂梁停止旋转。腔室回位，呈闭合状态，叶室开始测量）。且由于平行摆臂设计使其抗风强度大大增强，而市场上其他品牌的产品均易收到风力和旋转角度的影响。/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"3/spanspan style=" line-height:150% font-family:宋体"、土壤呼吸受到压力的影响比较大，对此，科学界建议使用通风口装置使得测量腔室中的压力与外部的压力保持平衡，从而消除土壤呼吸作用下腔室内压力增大从而抑制气体从土壤中溢出的不利效果。PRI-2012土壤呼吸叶室通过动压平衡装置（自主专利），即使在有风的情况下（自然风≤5m/s）仍可以进行有效测量（动压平衡装置可以使腔室内压力与土壤表面压力保持一致，从而大大消除了腔室内外压力不一致对土壤呼吸的影响）。/span/p/td/trtr style=" height:75px"td colspan="4" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="624" height="75"p style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"应用前景：/span/strong/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"PRI-2012/spanspan style=" line-height:150% font-family:宋体"土壤呼吸叶室应用市场广阔，土壤呼吸在碳通量研究中具有重要意义，在全球碳循环中具有重要的意义。全球碳循环中需要大尺度、长期和连续的生物圈-大气之间的CO2通量观测数据的支撑，全球通量观测网络是获取这些信息的重要手段，目前fluxnet主要由美洲、欧洲、澳洲、加拿大、日本、韩国和中国等6个地区性研究网络组成，具有266个注册观测站点，正在开展地区尺度或者大洲尺度的CO2通量的观测研究。随着红外CO2分析技术的成熟，呼吸叶室进行通量研究的方法越来越成熟，成为ChinaFLUX各通量观测站土壤呼吸的重要研究技术之一。/span/p/td/trtr style=" height:72px"td colspan="4" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="624" height="72"p style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"知识产权及项目获奖情况：/span/strong/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family: 宋体"PRI-2012/spanspan style=" line-height:150% font-family:宋体"土壤呼吸叶室核心技术为自主研发，《动压平衡装置及土壤呼吸测量系统》获得实用新型发明专利，专利号【ZL 2014 2 0354126.4】 控制系统软件《通量观测数据处理系统V1.0》获得计算机软件著作权证书，证书号【2017SR697408】。/span/p/td/tr/tbody/tablepbr//p