一种生态湿地土壤碳储量采集分析系统及方法与流程

本申请涉及检测领域，具体而言，涉及一种生态湿地土壤碳储量采集分析系统及方法。

背景技术：

1、湿地泛指暂时或长期覆盖水深不超过2米的低地、土壤充水较多的草甸以及低潮时水深不过6米的沿海地区，包括各种咸水淡水沼泽地、湿草甸、湖泊、河流以及泛洪平原、河口三角洲、泥炭地、湖海滩涂、河边洼地或漫滩、湿草原等。湿地是位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带，在土壤浸泡在水中的特定环境下，生长着很多湿地的特征植物。湿地广泛分布于世界各地，拥有众多野生动植物资源，是重要的生态系统。为了观察生态湿地的变化需要定期对生态湿地的土壤碳储量进行调查。

2、但是现有的生态湿地土壤碳储量采集分析系统在对湿地土壤进行鉴定时，由于在采集的时候没有提前对湿地土壤样品进行分类采集，导致在鉴定的时候需要提前对湿地土壤样品进行分类处理，然而在对混合在一起的湿地土壤样品进行分类处理时十分复杂，且分类的效果并不理想，从而导致不能对湿地土壤菌种进行快速、准确的鉴定；在对湿地土壤碳储量的计算方法一般采用测定样品容重的计算方法，这会导致样品在处理过程中造成样品体积压缩，导致后续湿地土壤碳储量的计算结果存在较大的误差。

3、因此，需要一种能够快速准确鉴定菌种及准确计算湿地土壤碳储量的装置及方法。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种生态湿地土壤碳储量采集分析系统及方法，其能够快速准确的检测土壤成分、土壤菌种及土壤碳储量。

2、本申请是这样实现的：

3、本申请提供一种生态湿地土壤碳储量采集分析系统，其包括：

4、湿地样品采集装置，用于采集湿地土壤样品；

5、样品成分检测装置，与湿地样品采集装置连接，用于接收并检测湿地样品采集装置采集湿地土壤样品的成分；

6、样品菌种鉴定装置，与样品成分检测装置连接，用于接收并检测样品成分检测装置的湿地土壤样品的菌种成分；

7、样品电解装置，与样品菌种鉴定装置连接，用于接收并电解样品菌种鉴定装置鉴定后湿地土壤样品；

8、碳源检测装置，与样品电解装置连接，用于接收并检测样品电解装置电解后湿地土壤样品的碳源；

9、碳储量计算装置，与碳源检测装置连接，用于接收碳源检测装置检测碳源并计算得到碳储量。

10、在一些可选的实施方案中，湿地样品采集装置包括具有多个土壤存放腔的土壤采集盒及用于采集土壤投入土壤存放腔的土壤采集器。

11、在一些可选的实施方案中，样品成分检测装置包括具有多个成分检测腔的成分检测箱及分别用于对各个成分检测腔内土壤成分进行检测的土壤检测器，每个成分检测腔均位于一对应土壤存放腔下方，每个成分检测腔顶部均通过检测管与对应土壤存放腔连通，检测管设有第一电磁阀。

12、在一些可选的实施方案中，样品菌种鉴定装置包括具有多个菌种鉴定腔的菌种鉴定箱、至少一个透射电镜、至少一个扫描电镜、至少一个x射线衍射仪、至少一个红外吸收光谱仪及至少一个气相色谱仪，鉴定透射电镜、扫描电镜、x射线衍射仪、红外吸收光谱仪及气相色谱仪用于分别对菌种鉴定腔内土壤进行检测，每个菌种鉴定腔均位于一对应成分检测腔下方，每个菌种鉴定腔顶部均通过鉴定管与对应成分检测腔连通，鉴定管设有第二电磁阀。

13、在一些可选的实施方案中，样品电解装置包括具有多个电解腔的电解箱及用于对电解腔内土壤进行电解处理的电解装置，每个电解腔均位于一对应菌种鉴定腔下方，每个电解腔顶部均通过电解管与对应菌种鉴定腔连通，电解管设有第三电磁阀。

14、在一些可选的实施方案中，碳源检测装置包括具有多个碳源检测腔的碳源检测箱及用于对碳源检测腔内土壤进行碳源检测的碳元素分析仪，每个碳源检测腔均位于一对应电解腔下方，每个碳源检测腔顶部均通过碳源检测管与对应电解腔连通，碳源检测管设有第四电磁阀。

15、本申请还提供了一种生态湿地土壤碳储量采集分析方法，其是使用上述的生态湿地土壤碳储量采集分析系统进行的，包括以下步骤：

16、采集湿地土壤样品；

17、检测采集的湿地土壤样品的土壤成分数据；

18、对采集的湿地土壤样品的菌种进行鉴定；

19、对鉴定后的湿地土壤样品进行电解处理；

20、对电解处理后的湿地土壤样品进行土壤碳源检测；

21、根据土壤碳源检测的数据计算得到碳储量。

22、在一些可选的实施方案中，对采集的湿地土壤样品的菌种进行鉴定包括以下步骤：

23、对采集的湿地土壤样品进行冻干处理；

24、使用进样管装载冻干处理的湿地土壤样品送至热劈室在499-501℃下进行热劈处理；

25、热劈处理结束后使用惰性气体将进样管挥发的热劈产物吹扫入气相色谱仪中进行色谱分析；

26、将色谱分析的数据传送至计算机中得到湿地土壤样品的全细胞分析的指纹图，通过指纹图分析表征湿地土壤菌种的化学组成，从而鉴定得到湿地土壤菌种种属。

27、在一些可选的实施方案中，对电解处理后的湿地土壤样品进行土壤碳源检测包括以下步骤：

28、对电解处理后的湿地土壤样品进行分层，并称量每层湿地土壤样品的土壤总干重w干i；

29、使用采集管采集每层湿地土壤样品后使用碳元素分析仪对每层湿地土壤样品进行测定得到每层湿地土壤样品的土壤碳含量csi，土壤碳含量csi为有机碳含量、无机碳含量或总碳含量。

30、在一些可选的实施方案中，根据土壤碳源检测的数据计算得到碳储量包括以下步骤：使用以下公式计算每层湿地土壤样品的碳储量tci：

31、

32、式中，w干i为每层湿地土壤样品的土壤总干重，单位g；d为采集管内径，单位cm；csi为每层湿地土壤样品的碳含量，单位g/kg；

33、使用以下公式计算计算总湿地土壤碳储量tc：

34、

35、式中，tci为每层湿地土壤样品的碳储量，单位为g/m2；n为样品分层数。

36、本申请的有益效果是：本申请提供的生态湿地土壤碳储量采集分析系统包括用于采集湿地土壤样品的湿地样品采集装置、与湿地样品采集装置连接的样品成分检测装置和样品菌种鉴定装置、与样品菌种鉴定装置连接的样品电解装置、与样品电解装置连接的碳源检测装置及与碳源检测装置连接的碳储量计算装置，样品成分检测装置用于接收并检测湿地样品采集装置采集湿地土壤样品的成分，样品菌种鉴定装置用于接收并检测样品成分检测装置中湿地土壤样品的菌种，样品电解装置用于接收并电解样品菌种鉴定装置鉴定后湿地土壤样品，碳源检测装置用于接收并检测样品电解装置电解后湿地土壤样品的碳源，碳储量计算装置用于接收碳源检测装置检测数据并计算得到碳储量。本申请提供的生态湿地土壤碳储量采集分析系统及方法能够快速准确的检测土壤成分、土壤菌种及土壤碳储量。

技术特征：

1.一种生态湿地土壤碳储量采集分析系统，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的生态湿地土壤碳储量采集分析系统，其特征在于，所述湿地样品采集装置包括具有多个土壤存放腔的土壤采集盒及用于采集土壤投入所述土壤存放腔的土壤采集器。

3.根据权利要求2所述的生态湿地土壤碳储量采集分析系统，其特征在于，所述样品成分检测装置包括具有多个成分检测腔的成分检测箱及分别用于对各个所述成分检测腔内土壤成分进行检测的土壤检测器，每个所述成分检测腔均位于一对应所述土壤存放腔下方，每个所述成分检测腔顶部均通过检测管与对应所述土壤存放腔连通，所述检测管设有第一电磁阀。

4.根据权利要求3所述的生态湿地土壤碳储量采集分析系统，其特征在于，所述样品菌种鉴定装置包括具有多个菌种鉴定腔的菌种鉴定箱、至少一个透射电镜、至少一个扫描电镜、至少一个x射线衍射仪、至少一个红外吸收光谱仪及至少一个气相色谱仪，所述鉴定透射电镜、所述扫描电镜、所述x射线衍射仪、所述红外吸收光谱仪及所述气相色谱仪用于分别对所述菌种鉴定腔内土壤进行检测，每个所述菌种鉴定腔均位于一对应所述成分检测腔下方，每个所述菌种鉴定腔顶部均通过鉴定管与对应所述成分检测腔连通，所述鉴定管设有第二电磁阀。

5.根据权利要求4所述的生态湿地土壤碳储量采集分析系统，其特征在于，所述样品电解装置包括具有多个电解腔的电解箱及用于对所述电解腔内土壤进行电解处理的电解装置，每个所述电解腔均位于一对应所述菌种鉴定腔下方，每个所述电解腔顶部均通过电解管与对应所述菌种鉴定腔连通，所述电解管设有第三电磁阀。

6.根据权利要求5所述的生态湿地土壤碳储量采集分析系统，其特征在于，所述碳源检测装置包括具有多个碳源检测腔的碳源检测箱及用于对所述碳源检测腔内土壤进行碳源检测的碳元素分析仪，每个所述碳源检测腔均位于一对应所述电解腔下方，每个所述碳源检测腔顶部均通过碳源检测管与对应所述电解腔连通，所述碳源检测管设有第四电磁阀。

7.一种生态湿地土壤碳储量采集分析方法，其特征在于，其是使用如权利要求1-6中任一项所述的生态湿地土壤碳储量采集分析系统进行的，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的生态湿地土壤碳储量采集分析方法，其特征在于，对采集的所述湿地土壤样品的菌种进行鉴定包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的生态湿地土壤碳储量采集分析方法，其特征在于，对电解处理后的湿地土壤样品进行土壤碳源检测包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的生态湿地土壤碳储量采集分析方法，其特征在于，根据土壤碳源检测的数据计算得到碳储量包括以下步骤：使用以下公式计算每层湿地土壤样品的碳储量tci：

技术总结
一种生态湿地土壤碳储量采集分析系统及方法，涉及检测领域。生态湿地土壤碳储量采集分析系统包括用于采集湿地土壤样品的湿地样品采集装置、用于接收并检测湿地样品采集装置采集湿地土壤样品成分的样品成分检测装置、用于接收并检测样品成分检测装置中湿地土壤样品菌种的样品菌种鉴定装置、用于接收并电解样品菌种鉴定装置鉴定后湿地土壤样品的样品电解装置、用于接收并检测样品电解装置电解后湿地土壤样品碳源的碳源检测装置及用于接收碳源检测装置检测数据并计算得到碳储量的碳储量计算装置。本申请提供的生态湿地土壤碳储量采集分析系统及方法能够快速准确的检测土壤成分、土壤菌种及土壤碳储量。

技术研发人员：左闯,周庆磊,贺坤,徐剑波,方卫
受保护的技术使用者：中国一冶集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/4