本實用新型涉及一種測量紅樹林樹干甲烷傳輸速率的靜態箱，適用于大氣科學、環境科學、自然地理學和生態學中溫室氣體排放調查領域。

背景技術：

全球變暖是全人類共同關注的環境問題之一。作為一種重要的溫室氣體，甲烷（CH₄）排放的相關研究已成為學術界普遍關注的問題。甲烷傳輸途徑包括擴散傳輸、氣泡傳輸和植物體傳輸等。其中，植物體傳輸具有效率高和速度快的特點。目前，國內已有不少研究對濕地草本植物甲烷的傳輸速率進行定量測量，但對木本植物的甲烷傳輸速率研究甚少。據估算全球每年通過木本植物釋放到大氣中的甲烷約計80 Tg/年。尤其在熱帶和亞熱帶紅樹林沼澤，大量甲烷通過木本植物的樹干釋放到大氣中。為了更好地了解紅樹林植物體甲烷傳輸的特征與變化趨勢，以便及時地制定甲烷減排和應對全球變暖的措施，必須了解紅樹林濕地木本植物甲烷傳輸速率，并設計一種專用于測量紅樹林樹干甲烷傳輸速率的靜態箱。

測量濕地植物甲烷傳輸速率的靜態箱一般由箱體和底座兩個部分組成。箱體又包括注射器、閥門、抽氣口等部分組成。此類靜態箱一般倒扣于濕地土壤-植物系統之上，觀測濕地甲烷排放通量，再通過設置植株剪切處理組，觀測剪切植物后的濕地甲烷排放通量，通過二者的通量差值估算植物甲烷傳輸速率。此類靜態箱適用于水稻、蘆葦、莎草等濕地草本植物甲烷傳輸速率測定。靜態箱的高度設計隨著植株的高度改變而改變。

將傳統的測量濕地植物體甲烷傳輸的靜態箱應用在紅樹林木本植物體甲烷排放的測量上，存在一定的弊端。首先，紅樹林木本植物的體型較大，若按照傳統靜態箱設計，會使得箱體體積龐大，整體裝置造價高且不易運移；其次，采樣植物剪切法對紅樹林植株并不適用，首先對植株本身造成破壞，其次忽略了植物根系泌氧能力對濕地甲烷氧化的影響，進而影響甲烷傳輸測定的準確性；第三，對于同一紅樹林植株，樹干或樹枝的不同部位甲烷傳輸速率差異較大，傳統的靜態箱會忽略這種局部異質性。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種測量紅樹林樹干甲烷傳輸速率的靜態箱，該靜態箱可以準確測量紅樹林濕地木本植物樹干的甲烷傳輸速率，且結構簡單，易于制造，具有良好的便攜性和易操作性。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：一種測量紅樹林樹干甲烷傳輸速率的靜態箱，包括箱體，所述箱體上側面中部和下側面中部分別設有一段與樹干外徑相適應以包住樹干的套管，所述箱體由可相對側向打開的前半箱體和后半箱體組成，所述套管也相應地被分隔成設于前半箱體上的前半套管和設于后半箱體上的后半套管，所述箱體上還設有采氣口和氣壓平衡管。

進一步的，所述前半箱體的前側面開設有通風窗，所述通風窗外圍設有滑槽，并配設有與滑槽相適應以封住通風窗的抽板。

進一步的，所述前半箱體和后半箱體一側用合頁連接，另一側可相對自由開合。

進一步的，所述采氣口上設有取樣帽，所述取樣帽內設有硅膠塞，以通過注射器進行多次抽樣和進樣。

進一步的，所述氣壓平衡管上連接有容積可變的柔性密封袋，以平衡箱體與大氣的氣壓差。

相較于現有技術，本實用新型的有益成果：1）結構簡單，整體構件加工方式簡單，容易量產；2）設計選用的材料價格低廉，配件易于購買；3）構造輕盈、便于攜帶，單件靜態箱總質量不超過1kg；4）操作簡便，單人即可完成固定、密封和抽氣的采樣全過程；5）與傳統靜態箱相比，該靜態箱可直接固定在木本植物樹干和枝條的不同部位，可用于分析木本植物不同部位的甲烷傳輸的異質性；6）測定不同時間段樹干甲烷傳輸時，只需打開抽板短時間通風后，再將抽板安裝密封即可進行下一時段觀測，無需取下整個靜態箱，操作方便；7）體積小，氣體可在短時內混勻；8）可獨立使用，采樣時不受外界條件和采樣布點的限制，同時對待測植物無任何損傷。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結構前視圖。

圖2是本實用新型實施例的結構后視圖。

圖3是本實用新型實施例中抽板的結構示意圖。

其中：1-箱體，2-采樣口，3-套管，4-通風窗，5-氣壓平衡管，6-合頁，7-滑槽，8-抽板，11-前半箱體，12-后半箱體，21-前半套管，22-后半套管。

具體實施方式

本實用新型用于測量紅樹林樹干甲烷傳輸速率的靜態箱，如圖1、2所示，包括箱體1，箱體1上側面中部和下側面中部分別設有一段與樹干外徑相適應以包住樹干的套管2，箱體1由可相對側向打開的前半箱體11和后半箱體12組成，套管2也相應地被分隔成設于前半箱體11上的前半套管21和設于后半箱體12上的后半套管22。在本實施例中，前半箱體11和后半箱體12一側用合頁6連接，另一側可相對自由開合，以方便靜態箱的安裝或拆卸。

箱體1上還設有采氣口2和氣壓平衡管5。采氣口2和氣壓平衡管5設于箱體1的上側面。采氣口2上設有取樣帽，取樣帽內設有硅膠塞，以通過注射器進行多次抽樣和進樣。在本實用新型較佳實施例中，采氣口2為一金屬采氣嘴，金屬采氣嘴通過螺母和螺栓固定在箱體頂面，并在螺母和螺栓之間加硅膠墊圈保證氣密性。螺栓中空保障氣體流通。螺栓頂套含取樣帽，內設硅膠塞，從而通過注射器進行多次抽樣和進樣，硅膠塞可更換。氣壓平衡管5穿過箱體露出箱體外，氣壓平衡管2上連接有容積可變的柔性密封袋，如氣球，以平衡箱體與大氣的氣壓差。

前半箱體11的前側面開設有通風窗4，通風窗4外圍設有滑槽7，并配設有與滑槽7相適應以封住通風窗4的抽板8（如圖3），以便于測定時的密封和兩次測定間隔的通風。

使用時，將本實用新型測量紅樹林樹干甲烷傳輸速率的靜態箱套在紅樹林木本植物的樹干和樹枝上，并對箱體周圍進行密封，測量一段時間內箱體內甲烷的濃度變化，得到甲烷的傳輸速率。該靜態箱質量輕盈，利用生料帶與膠帶即可牢固地固定在樹干上，不會對木本植物本身造成損傷。

下面結合一具體實施例對本實用新型作進一步說明。

參照附圖1，本實用新型靜態箱的箱體1為厚度為4mm的20cm×20cm×20cm的立方箱體，由前半箱體11和后半箱體12組成；前半箱體11的頂面距離端部2cm安裝金屬采氣嘴，金屬采氣嘴用螺母和螺栓固定在前半箱體11上；箱體頂面和底面中心各粘接一厚度為2mm、直徑為φ8cm、高度為5cm的套管3，套管3穿過箱體1，外露2.5cm；前半箱體11的中心鏤空14cm×14cm的通風窗4，并在外側設有15cm×15cm的滑槽7和配套的帶把手的抽板8；后半箱體12的頂面距離端部2cm設一段厚度為1mm，高度為5cm，直徑為φ5mm的細管，該細管穿過箱體，外露出4cm，上套一個氣球作為氣壓平衡管。箱體1用兩個高度為4cm的合頁6連接箱體，合頁離頂面的距離為4cm，間隔為8cm。其中，靜態箱、卡槽和抽板均采用有機玻璃材質，金屬采氣嘴采用鍍鉻銅合金（配套硅膠塞和硅膠墊圈）。

測量紅樹林樹干或枝條的甲烷傳輸速率前，先用生料帶裹緊植物包管所在的樹干部分，并多留出一截用于箱體固定，在生料帶的表面再覆蓋一層或多層（具體根據樹干的胸徑調節）高密度橡膠條，用電工膠布捆緊橡膠條，使橡膠條之間、橡膠條和生料帶之間密合。自上而下多次測量靜態箱包裹樹干段胸徑，以計算被包裹段的平均胸徑，記錄數據。在氣壓平衡管上套上氣球，將靜態箱打開并套在樹干或枝條上，利用透明膠和真空硅膠密封整個箱體。利用膠帶將包管外壁和露出的高密度橡膠條纏在一起，使箱體固定在樹干上并保證氣密性，待所測植株靜態箱均安裝完畢后，迅速蓋上抽板，用透明膠密封并開始采樣。在t0時刻利用60mL帶三通閥注射器插入金屬采氣咀，抽取30ml箱內氣體，注入0.5L的鋁塑復合膜氣體采樣袋中，每隔0.5小時取樣一次。采樣的同時，記錄當地的溫度、濕度和大氣氣壓。氣體樣品帶回實驗室后利用氣相色譜儀檢測甲烷的相對含量，并用標氣標定，獲得甲烷實際的含量。

以上是本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型技術方案所作的改變，所產生的功能作用未超出本實用新型技術方案的范圍時，均屬于本實用新型的保護范圍。