土壤碳儲(chǔ)量是土壤中碳的總量，一般是通過(guò)模型估算得到的。但具體到某一地塊土壤的碳儲(chǔ)量，則可以用地塊樣地采樣來(lái)測(cè)定總碳含量。不同土壤層面的碳儲(chǔ)量也不同。通常采集0-20cm的土樣測(cè)量，即為耕作層的碳儲(chǔ)量。
土壤固碳中碳元素的檢測(cè)有很多傳統(tǒng)方法，其中激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）技術(shù)是一種速的檢測(cè)手段。當(dāng)激光作用于樣品表面時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生含有樣品物質(zhì)信息的等離子體。通過(guò)對(duì)等離子體發(fā)出的光譜進(jìn)行收集分析，建立光譜與元素一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。由此可以檢測(cè)出元素周期表中的大部分元素，檢測(cè)限可達(dá)ppm級(jí)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定標(biāo)后可以進(jìn)一步得到元素的含量信息。
土壤碳庫(kù)快檢我們采用EcoChem 碳庫(kù)快檢系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用LIBS技術(shù)。激光能量200mJ@1064nm，能量輸出0-99%可調(diào)；重現(xiàn)率20Hz；光斑大小20-200μm連續(xù)可調(diào)；檢測(cè)器譜寬190-1040nm。
系統(tǒng)特點(diǎn)：
●激光能量和激光光斑大小連續(xù)可調(diào)，激光脈沖能量穩(wěn)定一致
●系統(tǒng)剝蝕導(dǎo)航激光和樣品高度自動(dòng)調(diào)整傳感器相結(jié)合，解決了樣品表面凹凸不平導(dǎo)致剝蝕不均勻的問(wèn)題，確保到達(dá)樣品表面的激光能量穩(wěn)定一致
●系統(tǒng)配備高精度3-D全自動(dòng)操作臺(tái)
●系統(tǒng)操作軟件全中文界面，操作簡(jiǎn)單易用
●系統(tǒng)軟件能實(shí)現(xiàn)對(duì)所有硬件組件的控制，能提供多種采樣模式，包括直線、隨機(jī)點(diǎn)、網(wǎng)格任意大小和自定義采樣等，通過(guò)設(shè)置參數(shù)，可在無(wú)人值守的條件下自動(dòng)進(jìn)行大面積采樣。
●系統(tǒng)內(nèi)置中國(guó)常見(jiàn)土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品庫(kù)及標(biāo)準(zhǔn)曲線，常見(jiàn)植物樣品庫(kù)及標(biāo)準(zhǔn)曲線
●系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析軟件內(nèi)置PLS-DA、PCR等多參數(shù)線性回歸化學(xué)統(tǒng)計(jì)分析功能，用于多元變量定量計(jì)算。多元變量標(biāo)準(zhǔn)曲線特別適合于分析基質(zhì)較為復(fù)雜的樣品，例如土壤、植物樣品等，以減少基質(zhì)中其它元素對(duì)目標(biāo)元素的影響，提高分析準(zhǔn)確性。
●系統(tǒng)還具備多種數(shù)據(jù)計(jì)算模型。如PCA、HCA等化學(xué)統(tǒng)計(jì)分析功能?？蓪?duì)樣品進(jìn)行快速分類鑒別
●系統(tǒng)并可通過(guò)樣品某一特定元素的mapping分布制圖，形象展示樣品元素的分布。
從碳儲(chǔ)量來(lái)看，儲(chǔ)量豐富的為粗骨土和棕壤，潮土和褐土儲(chǔ)量也較豐富。還有水稻土、砂礓黑土、石質(zhì)土等，也具有較好的固碳效應(yīng)。我們?nèi)?/span>0-20cm的棕壤樣品，土壤樣品過(guò)篩烘干后，進(jìn)行壓片處理。利用EcoChem系統(tǒng)可以快速測(cè)量和研究碳元素的光譜特性、制作標(biāo)準(zhǔn)曲線以及全碳含量的計(jì)算等。
碳元素的特征譜線是193.03nm和247.86nm，如上圖所示，信號(hào)強(qiáng)且易于識(shí)別。
取7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品進(jìn)行定標(biāo)，擬合出碳元素測(cè)量的定標(biāo)曲線，見(jiàn)左上圖所示，相關(guān)系數(shù)R為0.996。為了驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行元素含量預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，我們另外取5個(gè)樣品進(jìn)行含量反演實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如右上圖所示。測(cè)試結(jié)果重復(fù)性較好，測(cè)量值的誤差小于等于1.42%。確定了標(biāo)準(zhǔn)曲線，我們就可以大批量對(duì)土壤碳庫(kù)中的總碳含量進(jìn)行計(jì)算了。
EcoChem 碳庫(kù)快檢系統(tǒng)非常適合碳元素的元素光譜特性研究、碳庫(kù)碳素含量的快檢等。使得碳元素的快檢在土壤固碳中得以實(shí)現(xiàn)。激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)作為一種新興的、快速的、微損的化學(xué)分析技術(shù)，具有目前傳統(tǒng)儀器不具備的更多功能，隨著這一技術(shù)的發(fā)展，它必將在生態(tài)樣品元素分析領(lǐng)域、土壤固碳研究中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
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