一、人工監(jiān)測法

若沒有溫室氣體監(jiān)測儀（LGR儀），可采用人工取氣后，于一周內(nèi)回實(shí)驗(yàn)室利用GC測試。每次實(shí)驗(yàn)前事先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)儀器（包括稱量樣品袋、錫紙、環(huán)刀、用于氣體采集的小瓶、膠塞、注射器、針頭及各種測量儀器和工具等）并到達(dá)實(shí)驗(yàn)站位。

首先用折尺測量觀測孔相對于濕地表面的水位，用自制的水樣采取裝置取400mL水樣用以進(jìn)行水樣的pH、鹽度和碳酸根/重碳酸根含量實(shí)驗(yàn)；取用于內(nèi)插法計(jì)算生物量的適量相應(yīng)站位植物；利用環(huán)刀采取土壤樣品；將靜態(tài)箱與膠塞、氣壓平衡裝置組裝成型，測量Y形框架底部距離監(jiān)測范圍濕地表面的高度差，分別測量框架上下左右4個(gè)邊，取平均值作為補(bǔ)充體積大小。將靜態(tài)箱放置于Y形框架之上，在Y形凹槽內(nèi)注入適量水以達(dá)到密封效果，間隔20min采取一個(gè)箱內(nèi)氣體作為樣品，采樣時(shí)，利用30mL注射器進(jìn)行取樣，取出的氣體立即轉(zhuǎn)入已經(jīng)抽取真空的取樣瓶中保存，帶回實(shí)驗(yàn)室分析。在所有取樣完成以后，利用紅外氣體分析儀（IRGA）依次對各土壤進(jìn)行短時(shí)溫室氣體分析（90s）。人工監(jiān)測法工作流程見表4－3。

表4－3　人工監(jiān)測法工作流程

續(xù)表4－3

二、超便攜式溫室氣體分析儀法

現(xiàn)代技術(shù)為溫室氣體監(jiān)測帶來了方便，CO2和CH4氣體釋放通量也可以采用LGA超便攜式溫室氣體分析儀，在現(xiàn)場進(jìn)行系統(tǒng)呼吸通量實(shí)驗(yàn)，對濕地土壤進(jìn)行5min的培養(yǎng)測試。

前期準(zhǔn)備：準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需工具；實(shí)驗(yàn)室稱取環(huán)刀重，樣品袋＋環(huán)刀總重，記錄環(huán)刀號、樣品袋編號、布袋編號。記錄表上標(biāo)記清楚各部分生物量所用布袋編號。

測試流程。

大氣壓：大氣壓采用平原型空盒氣壓計(jì)記錄實(shí)驗(yàn)當(dāng)天氣壓，其讀數(shù)經(jīng)過讀數(shù)校正，溫度校正，補(bǔ)充校正后代表當(dāng)天實(shí)驗(yàn)時(shí)大氣壓力值。并記錄到記錄表中。

土壤溫度：利用精確溫度計(jì)，測量范圍－10～50℃，分度值0．2℃，所有溫度計(jì)事先經(jīng)過相互比較，選取示數(shù)差距小于0．2℃的溫度計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在所有溫度計(jì)距離液泡5cm處做好標(biāo)記，實(shí)驗(yàn)過程中將溫度計(jì)測試部位直接插入土壤至標(biāo)記位置，待示數(shù)穩(wěn)定之后讀數(shù)，測得距離地面5cm處土溫。記錄到記錄表中。

箱內(nèi)溫度：利用相同規(guī)格溫度計(jì)，將溫度計(jì)安裝在大型乳膠塞的安裝孔中，在實(shí)驗(yàn)過程快要結(jié)束時(shí)讀取箱內(nèi)溫度。記錄到記錄表中。

氧化還原電位：土壤氧化還原電位采用電位法中的鉑電極直接測定法。將事先清洗干凈的Pt電極提前置于土壤10cm處，靜置2h等待后，與飽和甘汞電極和電位計(jì)共同組成回路，待示數(shù)穩(wěn)定之后記錄讀數(shù)，將讀數(shù)與飽和甘汞電極的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位加和之后即為土壤氧化還原電位。記錄到記錄表中。

土壤樣品：隨機(jī)在實(shí)驗(yàn)場地附近選取兩個(gè)未受干擾的濕地表面，用已確定質(zhì)量的定體積環(huán)刀（60cm3）取土壤表層樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室測量濕原位密度，取部分樣品（約20～30g），用事先稱量過的錫紙包裹置于55℃的烘箱中干燥至恒重，稱重干燥樣品質(zhì)量，以此計(jì)算土壤含水量。記錄到記錄表中。

土壤容重：結(jié)合土壤含水量和環(huán)刀土壤樣品稱量結(jié)果計(jì)算土壤容重。記錄到記錄表中。

生物量：由于需要持續(xù)監(jiān)測點(diǎn)位的系統(tǒng)呼吸通量，因此不能采取直接將植物移除并烘干稱量的方法計(jì)算生物量，利用測量站位附近的長勢相同、密度相似的植物群落生物量內(nèi)插計(jì)算。記錄到記錄表中。

碳酸根/碳酸氫根：水樣的碳酸根/重碳酸根濃度利用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定法。鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定水樣時(shí)，若以酚酞作指示劑，滴定到等當(dāng)點(diǎn)時(shí)，pH值為8．4，此時(shí)消耗的酸量僅相當(dāng)于碳酸鹽含量的一半，當(dāng)再向溶液中加入甲基橙指示劑，繼續(xù)滴定到等當(dāng)點(diǎn)時(shí)，溶液的pH值為4．4，這時(shí)所滴定的是由碳酸鹽所轉(zhuǎn)變的重碳酸鹽和水樣中原有的重碳酸鹽的總和，根據(jù)酚酞和甲基橙指示的兩次終點(diǎn)時(shí)所消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，即可分別計(jì)算碳酸鹽和重碳酸鹽的含量。記錄到記錄表中。

pH和鹽度：pH和鹽度分別利用便攜式6010便攜式pH計(jì)和便攜式鹽度計(jì)現(xiàn)場測量。記錄到記錄表中。

用小膠塞堵住底座的孔，量取框架底面到土壤/水面的距離（框架高于表面為正、低于為負(fù)），記錄到記錄表中。

開機(jī)測試：記錄測試時(shí)間以及每個(gè)plot結(jié)束時(shí)的土壤溫度、箱內(nèi)溫度。

三、通量計(jì)算過程

如圖4－5所示，若采用人工氣體監(jiān)測時(shí)，測得的濃度與時(shí)間做最小二乘線性分析，取回歸系數(shù)大于0．65的數(shù)據(jù)組。LGR儀法求算氣體釋放通量方法類似，數(shù)據(jù)頻率加大。

圖4－5　人工溫室氣體通量監(jiān)測求算過程

通量計(jì)算公式如下：

式中，F(xiàn)為氣體通量（mg/m2·h－1）；M為氣體摩爾質(zhì)量，CO2為44g/mol，CH4為16g/mol；V為標(biāo)況下氣體摩爾體積22．4L/mol；Δc/Δt為氣體濃度隨時(shí)間的變化率（在本研究中此值為用最小二乘法作出的箱體內(nèi)部氣體濃度相對于時(shí)間的變化率）；T為采樣箱內(nèi)溫度（oC）；H為采樣箱高度（m）。

四、年通量值的估算

通過靜態(tài)箱監(jiān)測法得到CO2/CH4通量，并同步監(jiān)測土壤溫度（地表下5cm左右）。對一個(gè)調(diào)查區(qū)至少開展兩年以上的連續(xù)監(jiān)測。根據(jù)兩年以上的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對CO2/CH4通量和土壤溫度做相關(guān)性分析可獲得溫室氣體通量與土壤溫度兩者存在一定的函數(shù)關(guān)系，并通過相關(guān)系數(shù)與置信度（p）值回歸方程是否具統(tǒng)計(jì)意義，選擇統(tǒng)計(jì)意義的方程作為溫室氣體通量的預(yù)測方程：

G＝f（t）

式中，G表示溫室氣體通量；t表示土壤5cm深的溫度值。

由于每個(gè)站位的土壤溫度記錄儀（埋在土壤表面下5cm左右）精確測量了全年監(jiān)測期間的土壤溫度變化情況（每1個(gè)小時(shí)記錄1個(gè)數(shù)據(jù)），這與測量的作為環(huán)境因子的土壤溫度相吻合，利用方程（4－1）得到每個(gè)站位整個(gè)監(jiān)測期間的CO2/CH4通量變化情況，即得到一系列土壤溫度和CO2通量對應(yīng)值：

G1＝f（t1），G2＝f（t2），…，Gk＝f（tk）

上述k代表一年內(nèi)的小時(shí)數(shù)，即365×24＝8　760h。這一系列的通量值反應(yīng)了全年的CO2通量變化情況，將其全部加和，即：

Sum（G1＋G2＋…＋Gk）

＝Sum［f（t1）＋f（t2）＋…＋f（tk）］

結(jié)合土壤溫度記錄儀的總時(shí)間，得出每個(gè)站位的年平均碳通量（mg/m2·a），由于值較大，可換算成（kg/m2·a）。

考慮到晝夜的溫差和季節(jié)變化導(dǎo)致的植物生長階段差異，單純利用通量－時(shí)間曲線估計(jì)全年系統(tǒng)呼吸通量明顯具有較大的誤差，還有一個(gè)比較主要的誤差來源是天氣變化，不同天氣條件變化下，通量差異很大，為了提高估計(jì)的精確性，可以從現(xiàn)有研究中總結(jié)通量的日變化模式，并將其應(yīng)用到通量估計(jì)的計(jì)算中。再利用GIS根據(jù)高分辨率遙感觀測，估計(jì)調(diào)查區(qū)各部分濕地面積，得出調(diào)查區(qū)濱海濕地的通量值。