Homoki gyep CO₂-kibocsátásának vizsgálata új, nyílt rendszerű automata mérőeszközzel | Calibration and field test of a new, automated open system to measure soil CO₂ efflux in sandy grassland

Papp, Marianna and Balogh, János and Pintér, Krisztina and Fóti, Szilvia and Koncz, Péter and Pavelka, Marian and Darenova, Eva and Nagy, Zoltán (2014) Homoki gyep CO₂-kibocsátásának vizsgálata új, nyílt rendszerű automata mérőeszközzel | Calibration and field test of a new, automated open system to measure soil CO₂ efflux in sandy grassland. Agrokémia és Talajtan, 63 (2). pp. 329-340. ISSN 0002-1873

Text agrokem.63.2014.2.11.pdf Restricted to Repository staff only until 31 December 2034. Download (739kB)

Abstract

Az utóbbi évtizedben zajló kutatások kimutatták, hogy a talajok CO₂-kibocsátása jelentős napi és szezonális változékonyságot mutat. A manuális mérőrendszerekkel azonban ez nehezen követhető nyomon. Éppen ezért megjelent az igény a nagyobb időbeli felbontású automata mérőrendszerekre, több gyártó készítette el saját fejlesztésű műszerét. Ezeknek a rendszereknek a hátránya, hogy drágák és többnyire zárt rendszerben működnek, ahol a bonyolult kamranyitó-záró mechanika csökkentheti a működésbiztonságot. További hátrányt jelent a kamrák meglehetősen nagy mérete, ami miatt gyepállományokban nehezen alkalmazhatók.Az általunk kifejlesztett nyílt rendszerű mérőeszköz alkalmasnak bizonyult ezen problémák kiküszöbölésére: a kisméretű kamrák (d = 5 cm) könnyen elhelyezhetők a növények között, nyílt rendszerben nem szükséges kamranyitó-záró mechanikát építeni, és a rendszer olcsón kivitelezhető.A kifejlesztett 10 kamrás mérőrendszer kalibrálását laboratóriumi körülmények között végeztük el, valamint összehasonlítottuk terepi mérések segítségével egy nemzetközileg is hitelesnek számító mérőrendszerrel. A kapott eredmények szerint a kifejlesztett mérőrendszer alkalmas hosszú időtartamú automata-mérésekre, segítségével nagy mennyiségű adat nyerhető. | Soil CO₂ efflux (R_s) is one of the largest components of the terrestrial carbon balance, so it has a strong influence on the sink/source characteristics of ecosystems. Due to the dynamic diurnal and seasonal changes of R_s it is difficult to describe its annual or daily courses by data from occasional (manual) measurements, while automated systems allow the changes in R_s to be followed quasi-continuously. Continuous measurements also reduce the uncertainties in the response of R_s to abiotic (e.g. temperature, soil water content) and biotic (e.g. biomass, photosynthetic carbon uptake) drivers due to the large number of measurements. Continuous measurements provide data for periods when occasional measurements are usually not performed (e.g. during nights or rainy days). Due to the high variability of R_s during these periods it is crucial to include them in estimating the annual R_s balance. Commercially available automated soil respiration systems have been developed to perform frequent R_s measurements. Their disadvantages include the disturbance of the vegetation (regular removal), the potential failure of the opening-closing systems of the chambers, and the associated high cost.The main advantages of the new, open (steady state), automated soil respiration system (SRS) are the minor disturbances caused to the soil structure and to the spatial structure of the vegetation and the opportunity to perform long-term, unattended measurements of soil CO₂ efflux at low cost. The system includes 10 chambers (a number that could be increased), which can be used in various spatial configurations within a 5×5 m quadrate. Moreover, the probability of technical failure is lower than for other continuous systems due to the simple system structure of the chamber design (no moving parts).The chamber system for soil respiration measurement was successfully calibrated against known CO₂ effluxes in the laboratory, and proved to perform reliably in the field. When the automatic soil respiration system was tested against a standard soil respiration system (LICOR-6400) in the field for two years, the two systems gave very similar results (no significant discrepancy from a 1:1 line). The SRS served as a reliable tool for the continuous, long-term, unattended automatic measurement of soil CO₂ efflux, and allowed the uncertainty of the R_s response to its drivers to be reduced due to a) the large number of measurements, and b) the fact that measurements were made in periods (nights, during rainfall) when measurements are not usually carried out.

Actions (login required)

Edit Item