Antecedentes da pesquisa

O aquecimento global afeta a troca de carbono dos ecossistemas e, por sua vez, altera a capacidade de absorção de carbono dos ecossistemas terrestres. Devido à sua grande área e às suas elevadas reservas de carbono, o Plateau do Tibete torna-se particularmente sensível ao aquecimento climático, tornando-o uma área ideal para estudar a resposta do ciclo do carbono do ecossistema ao aquecimento climático. No entanto, experimentos anteriores se concentraram mais no aquecimento da superfície do solo, ignorando a resposta do solo mais profundo ao aquecimento, e a resposta do fluxo de carbono do ecossistema ao aquecimento de todo o perfil do solo ainda é incerta.

Métodos de pesquisa:

Com base no experimento de aquecimento do solo em todo o perfil (até 1 metro de profundidade, aquecimento de 4 ° C) no fluxo de carbono do ecossistema (incluindo três componentes, como a produtividade total do ecossistema GEP, a respiração do ecossistema ER, a troca líquida de carbono do ecossistema NEE, observação in situ de 3 anos em 2018-2020), estabelecido no ecossistema de pradaria de Qinghai Haibei Station. Um banco de dados de 48 artigos foi compilado para analisar os padrões gerais do aquecimento experimental para esses fluxos através de uma meta-análise global.

Principais resultados:

Os resultados mostraram que o aquecimento total do solo aumentou a produtividade total do ecossistema (GEP) em 14% e a respiração do ecossistema (ER) em 11%, mas com menos impacto na troca líquida de carbono do ecossistema (NEE) nas savanas altas. Na meta-análise, o aquecimento também aumentou o GEP (10% - 11%) e o ER (13%), mas não mudou o NEE. As mudanças na comunidade vegetal causadas pelo aquecimento e o prolongamento da estação de crescimento podem ser as principais causas de GEP e ER mais altos no aquecimento, enquanto a compensação mútua de ambos os fluxos pode levar a uma menor resposta do NEE ao aquecimento.

Figura 2 Efeito do aquecimento do solo em todo o perfil sobre o fluxo de carbono dos ecossistemas de pastagens altamente frias (média de 3 anos)

Além disso, houve uma correlação positiva significativa entre o fluxo de carbono do ecossistema e a temperatura do solo (0-10 cm), indicando que quanto maior a temperatura, maior a produtividade total do ecossistema, a respiração do ecossistema e a troca líquida de carbono do ecossistema (Figura 3).

Figura 3 Relação entre o fluxo de carbono dos ecossistemas de pastagens altamente frias e a temperatura e a umidade do solo (0-10 cm)

Para estudar o impacto do aquecimento profundo do solo no fluxo de carbono do solo neste artigo, recomendamos a solução de sistema de evaporação controlada SoilScope, um novo sistema experimental de controle de pesagem versátil.

O dispositivo de teste de aquecimento em campo do sistema utiliza o método de aquecimento no solo para garantir o aquecimento uniforme. Na área redonda de diâmetro de 3 metros para alcançar o efeito de aquecimento de 0,1 ° C a 5,0 ° C, a temperatura pode ser ajustada, a potência de aquecimento: 5kw / área de aquecimento.

A instalação de barras de aquecimento no corpo do solo para alcançar o aquecimento, de modo a transferir calor diretamente para o corpo do solo, em combinação com o equipamento de controle de temperatura pode estabilizar a temperatura do solo na faixa alvo. Não haverá grandes flutuações de temperatura com aquecimento natural ou outros métodos de aquecimento, adaptando-se a diferentes necessidades específicas, como o crescimento de culturas e a reparação do solo.

A barra de aquecimento pode ser disposta de acordo com o tamanho do solo, o calor do corpo da barra se espalha para a radiação ao redor, evitando o sobreaquecimento local ou a área fria. Em comparação com o aquecimento da superfície, o solo profundo pode ser aquecido sincronicamente para garantir a consistência da temperatura geral do solo.

A barra de aquecimento pode gerar calor rapidamente após a eletricidade, o calor atua diretamente no corpo do solo, reduzindo a perda de calor para o ar e outros ambientes. Especialmente em ambientes de baixa temperatura, pode rapidamente quebrar os limites de baixa temperatura do solo e encurtar o ciclo de aquecimento do solo.

A profundidade e a densidade podem ser enterradas conforme necessário durante a instalação, sem perturbar a estrutura original do solo. Aplicável a uma variedade de cenários como o cultivo de estufas, a criação de barracos, o descongelamento do solo, a reparação da poluição do solo (melhorar a atividade microbiana) e não é afetado pelo clima externo.

O sistema toma o solo original, com uma área de coluna de terra de 1 metro quadrado e uma altura customizável.

Tiração do solo original

O sistema também combina o monitor on-line SoilGAS CO2 CH4 N2O H2O com a câmara de coronação de evaporação iChamber-LY para medir os fluxos de emissões de CO2, CH4 e N2O do solo on-line e em tempo real. O monitor é baseado no princípio do espectro de absorção do laser e a precisão da medição atinge o nível de ppb.

Monitor em linha SoilGAS CO2 CH4 N2O H2O

O iChamber-LY foi concebido e desenvolvido independentemente pela Macao Company, com elevação e descida controladas, sem bordas e colunas verticais, sem impacto em microclimas como chuva no ponto de medição, velocidade do vento e outros. Pode ser usado tanto para medição do fluxo de gases de efeito estufa do solo quanto como câmara de fotossíntese comunitária.

O sistema de controle multiplex configurado pode ter até 27 câmaras de coroa. O tempo de medição para cada sala de coroa pode ser definido.

Câmara de coroa de vaporização iChamber-LY