一種組合式密閉靜態箱及其使用方法與流程

本發明屬于土壤及大氣環境樣品采集設備技術領域，具體涉及一種組合式密閉靜態箱及其使用方法。

背景技術：

土壤是溫室氣體(CO₂、CH₄和N₂O)重要的源或匯，精確測定土壤溫室氣體排放通量，在區域范圍內揭示和理解溫室氣體的源匯過程，是陸地碳氮循環研究的基礎，具有重要的科學意義和實踐意義。密閉靜態箱法是野外測定通量的常用方法，具有操作簡單、應用廣泛和費用低廉等優點。但是，傳統的密閉箱一般由底座和箱體兩部分組成，底座相對固定，但每次采樣完成后，要把箱體從底座上移去，送到庫房保存，下次采樣時，再把箱體從庫房取出，固定于底座上，這樣容易造成箱體在搬運過程中磕碰損壞，也使采樣者費神費力，工作效率較低，采樣時間較長，采樣誤差較大。

傳統的密閉靜態箱一般由底座和箱體兩部分組成，該箱存在采樣效率較低，箱體易磕碰損壞等問題。因此，為提高工作效率，減少采樣誤差，我們研制了一種組合式密閉靜態箱。

技術實現要素：

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種組合式密閉靜態箱及其使用方法，提高采樣效率，減少采樣干擾。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種組合式密閉靜態箱，自下而上依次由底座、桶體和桶蓋三部分連接組成，三者內壁直徑依次增大；其中，所述底座和桶體均為上下端開口的中空結構，上端開口外側設置有水槽；所述桶蓋的下端開口，上端加蓋，并設有采樣孔；

所述桶體的下端匹配嵌入所述底座的上端水槽中；所述桶蓋的下端匹配嵌入所述桶體的上端水槽中。

進一步的，所述桶體包括桶體A和桶體B，所述桶體在苗期采樣時為桶體A，在中后期采樣時為桶體A和桶體B由下而上組合而成，所述桶體B的下端匹配嵌入所述桶體A的上端水槽中，所述桶蓋的下端匹配嵌入所述桶體B的上端水槽中；所述桶體A高70±10cm，桶體B高50±10cm。

進一步的，所述桶體B的側壁中間位置設有桶體采樣孔，所述桶體采樣孔的直徑為4cm。桶體采樣孔用于采集桶內氣體，孔徑取決于膠塞大小，一般4±0.5mm為宜，孔徑太大，不容易固定。

進一步的，所述桶體、底座和桶蓋都是由透明材料制成。

進一步的，所述桶蓋的頂部中心位置設有風扇。風扇用于混勻桶內氣體。

進一步的，所述采樣孔的直徑為4mm。

進一步的，所述水槽的外圈高5cm，水槽外圈內壁與相應的桶體或底座的外壁之間的間距為4cm；所述水槽的材料相應的桶體或底座相同。水槽高度5cm為宜，5cm水深即可起到水封作用，過高增加水槽重量。

進一步的，所述水槽上平面與相應的所述底座和桶體的上端開口平面平齊。

一種組合式密閉靜態箱的使用方法，包括以下步驟：

1)底座事先固定在選定的田間采樣點土壤中；

2)采樣時將桶體下端置于底座上端的水槽中，再將桶蓋放置于桶體上端的水槽中，然后將底座水槽和桶體水槽分別注滿水密封；

3)用注射器通過桶蓋上的采樣孔，定時抽取相應體積的氣體，完成土壤氣體樣品采集。

進一步的，所述水槽中注水的水平面深度為2-3cm。注入水槽的水量深度以2-3cm為宜，桶體放進水槽，水深大致4-5cm，保證不會漫溢。

有益效果：本發明提供的組合式密閉靜態箱及其使用方法，結構簡單、操作方便、適合多點觀測，采樣勞動強度小，可減少采樣誤差，提高試驗精度，可廣泛應用于農田、森林、草地及濕地生態系統氣體通量的觀測。

附圖說明

圖1為本發明的垂直切面示意圖，(a)為植株苗期采樣，(b)為植株中后期采樣；

圖2為本發明的分體示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

如圖1所示為一種組合式密閉靜態箱，由桶狀透明有機玻璃制成，包括采樣桶底座(帶水槽)、桶體A/B(上端帶水槽)(桶體A(苗期采樣)、桶體B(中后期采樣))和桶蓋(頂部帶小風扇)三部分組成(詳見附圖)。采樣時，底座事先固定在選定的田間采樣點土壤中，采樣時將桶體下端置于底座水槽中，再將桶蓋放置于桶體上端的水槽中，然后將底座水槽和桶體水槽分別注滿水密封，用注射器通過桶蓋上的采樣孔，定時抽取一定體積的氣體，即可完成土壤溫室氣體樣品采集。

在一次樣品采集完成后，僅將桶蓋拿掉，桶體可放置在底座上，因桶體由透明材料制成，頂部開放與外部環境相連，長期放置不會對植株生長產生不利影響，可避免傳統密閉靜態箱在采樣搬動時對植株的干擾破壞，從而提高采樣效率。

實施例

如圖2所示，為一個組合式密閉靜態箱的具體實施例，由桶體A、桶體B、桶蓋C和底座D共四部分組成，根據植物不同生育期植株高度進行組合使用，苗期植株矮小，由桶體A、桶蓋C和底座D組合構成密閉靜態箱(見圖1a)；在中后期植株高度增加，可將桶體A、桶體B、桶蓋C和底座組合構成密閉靜態箱(見圖1b)。各部分尺寸構成如下：

桶體A：底面內壁直徑20cm，底和頂均不加蓋；頂部外圈內壁和桶外壁間距4cm；頂部外圈底部和桶之間加底密封(水槽)；頂部外圈高5cm；桶高50cm。

桶體B：底面內壁直徑21.5cm，底和頂均不加蓋；頂部外圈內壁和桶外壁間距4cm；頂部外圈底部和桶之間加底密封(水槽)；側壁有采樣孔(直徑4mm)；頂部外圈高5cm；桶高70cm。

與桶體的尺寸設計相對應的桶蓋和底座的需求如下：

桶蓋C：底面內壁直徑23cm，底不加蓋，頂加蓋；頂部固定小電扇，旁有采樣孔(直徑4mm)；桶高10cm。

底座D：底面內壁直徑18cm，底和頂均不加蓋；頂部外圈內壁和底座外壁間距4cm；頂部外圈底部和底座之間加底密封(水槽)；頂部外圈高5cm；底座高10cm；壁厚0.5cm。

材料要求：透明有機玻璃。

根據上述實施例進行的實驗操作，與現有技術相比，結果分析如下：

表1不同采樣箱采樣效果比較

表1表明，采用該組合式采樣箱采集氣體樣品，在采樣數相同時，與傳統采樣箱比較，能明顯節省采樣時間，提高采樣效率，從而減輕采樣勞動強度，提高工作效率。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。