연구 배경

지구 온난화는 생태계의 탄소 교환에 영향을 미치며, 나아가 육지 생태계의 탄소 흡수 능력을 변화시킨다.청장고원은 면적이 거대하고 탄소매장량이 비교적 높기에 청장고원은 기후온난화에 특히 민감하여 생태계의 탄소순환이 기후온난화에 대한 호응을 연구하는 리상적인 구역으로 되였다.그러나 이전의 실험은 토양의 표층에 대한 가온에 더 많이 집중되었고, 더 깊은 토양의 온난화에 대한 호응을 소홀히 하였으며, 생태계의 탄소 통량이 전체 토양의 단면 온난화에 대한 호응은 여전히 명확하지 않다.

연구 방법:

청해 해북역 고한초지 생태계에 구축된 전단면 토양증온(Whole-soil warming) 실험을 바탕으로 전단면 토양증온(깊이 1m, 가열 4 °C)이 생태계 탄소통량(총생태계 생산력 GEP, 생태계 호흡ER, 순생태계 탄소교환NEE 등 3개 그룹, 2018~2020년, 3년 야외 원위 관측 포함)에 미치는 영향을 연구한다.이와 동시에 48편의 글을 포함한 데이터베이스를 집성하여 지구집중분석을 통해 실험성온난화가 이런 통량에 대한 일반모식을 고찰하였다.

주요 연구 결과:

그 결과 전체 토양 온난화로 생태계 총생산력(GEP)은 14%, 생태계 호흡(ER)은 11% 향상됐지만, 고한초원의 생태계 순탄소교환(NEE)에는 영향이 적은 것으로 나타났다.모음 분석에서도 온난화가 GEP(10~11%)와 ER(13%) 높아졌지만 NEE는 바뀌지 않았다.온난화로 인한 식물 군락 변화와 성장 계절의 연장은 온난화에서 GEP와 ER가 더 높은 주요 원인일 수 있으며, 두 가지 통량의 상호 상쇄는 NEE의 온난화에 대한 응답이 적을 수 있다.

그림2 전단면 토양의 증온이 고한초지 생태계의 탄소 통량에 미치는 영향 (3년 평균)

이밖에 생태계의 탄소통량과 토양온도 (0-10cm) 사이에는 뚜렷한 정관관계가 존재하는데 이는 온도가 높을수록 총생태계의 생산력, 생태계의 호흡, 순생태계의 탄소교환과정이 더욱 강하다는것을 표명한다 (그림 3).

그림3 고한초지 생태계의 탄소 통량과 토양 온도와 수분(0-10cm) 간의 관계

이 글의 심층토양의 증온이 토양의 탄소통량에 미치는 영향을 연구하기 위하여 우리는 당신에게 다기능, 신형의 중량측정식제어실험시스템인 SoilScope 제어형증투시스템해결방안을 추천합니다.

이 시스템의 야외 증온 시험 장치는 토양에서 증온하는 방법을 채택하여 증온이 균일하도록 확보한다.직경 3미터의 원형 구역에서 0.1 ℃ ~5.0 ℃ 증온 효과를 실현하고 온도를 조절할 수 있으며 가열 전력: 5kw/가열 구역.

토체내에 가열봉을 설치하여 온도를 증가시킴으로써 토체에 직접 열량을 전달할수 있으며 온도통제설비와 배합하여 토양의 온도를 목표범위에 안정시킬수 있다.자연증온이나 기타 가열방식의 온도파동이 지나치게 큰 문제가 나타나지 않고 부동한 작물의 생장, 토양복원 등 특정수요에 적합하다.

가열봉은 토체의 규모에 따라 합리적으로 부설할 수 있으며, 열량은 봉체에서 사방으로 복사되어 확산되어 국부적인 과열이나 냉각 지역을 피할 수 있다.지표가열에 비해 심층토양의 동시증온을 실현하여 토체의 전반 온도일치성을 보장할수 있다.

가열봉은 전기가 통하면 빠르게 열을 생산할 수 있으며, 열량은 토체에 직접 작용하여 공기 등 환경으로의 열량 손실을 줄일 수 있다.특히 저온환경에서는 토양의 저온제한을 재빨리 타파하고 토체의 온도상승주기를 단축시킬수 있다.

설치 시 필요에 따라 깊이와 밀도를 묻을 수 있으며 토양의 원래 구조를 방해하지 않는다.온실 재배, 하우스 육묘, 동토 해동, 토양 오염 복구 (미생물 활성 향상) 등 다양한 장면에 적용되며 외부 날씨의 영향을 받지 않는다.

이 시스템은 원상토를 취하여 흙기둥의 면적이 1평방메터이고 높이가 맞춤형으로 제작할수 있다.

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이 시스템은 또한 SoilGAS CO2 CH4 N2O H2O 온라인 모니터와 iChamber-LY 증침 관층실을 결합하여 토양 CO2, CH4 및 N2O 배출량을 온라인, 실시간으로 측정 할 수 있습니다.측정기는 레이저 흡수 스펙트럼 원리를 바탕으로 측정 정밀도가 ppb급에 달한다.

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iChamber-LY 증침관층실은 오스트랄리아회사가 자주적으로 연구개발하여 설계하였는데 승강을 통제할수 있고 테두리와 기둥이 없으며 측정점의 강우, 풍속 등 작은 기후에 영향을 주지 않는다.토양 온실 가스 통량 측정에 사용할 수도 있고 군락 광합실로도 사용할 수 있다.

시스템 구성의 다중 소켓 제어에는 최대 27개의 관층실이 포함될 수 있습니다.각 관층실의 측정 시간을 설정할 수 있습니다.

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