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土壤学研究的新方法-LIBS技术

2011-11-29     来源:本站     点击次数:2064

 

LIBS技术--来自国际激光光谱专家的土壤和植物碳储量研究解决方案 

生态系统的碳贮量是碳循环研究的基础内容之一,碳贮量的观测和估算成为评估生态系统碳源碳汇功能和全球气候变化研究的基础数据。生态系统中植被和土壤是最大的碳库,植被和土壤碳贮量的观测是提高生态系统碳贮量估测准确度的关键。

生态系统植被和土壤碳贮量的观测涉及的内容多、观测技术和方法多样、观测时间和空间尺度变化大,需要观测系统不仅能方便地汇集、快速分析处理观测数据,还能依据用户选用的模型,计算不同尺度的生态系统碳贮量。

植被和土壤样品的碳含量测量是碳贮量观测的重要环节,也是比较耗时的工作。传统方法采用化学法,需要样品前处理、配制化学试剂,在测量过程中还会产生有毒废液,污染环境。

RT100 智能LIBS系统采用的激光诱导击穿法技术(LIBS)是一种快速、具备野外应用潜力的估算土壤总碳的新技术,是土壤科学和生态系统固碳、碳收支研究方法的突破。

RT100 智能 LIBS 系统采用激光诱导击穿光谱技术测量植被和土壤样品的碳含量,无需样品前处理,不用化学试剂,测量速度快。可测量C、N, P, K, Ca, Mg, S等常量元素;Fe, Cu, Mn, Zn, B., Mo, Ni, Cl等微量元素,以及H、O等轻元素和痕量元素多达70余种元素种类。

  

      植物叶片元素分布         土壤元素分析   土壤和植物样品元素测量结果直接显示

2009年发表在美国土壤科学杂志的一篇论文,充分肯定了这项新技术在土壤碳收支评估和碳管理中的应用。

“Novel Multivariate Analysis for Soil Carbon Measurements Using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy”(Soil Sci.Soc.Am.J.74:87-93, Madhavi Z. Martin, 2009) (LIBS技术应用于土壤碳测量的多变量分析法)

单位:Environmental Sciences Division, Oak Ridge National Lab&Tennessee Forest Products Center Univ. of Tennessee (美国橡树岭国家实验室环境科学部 & 美国田纳西大学林产品中心)

杂志:美国《土壤科学》杂志 2009年

摘要:研究表明与土壤总碳含量对应的247.85nm 的LIBS信号强度是土壤质地特性和土壤元素的函数,与激光的波长和激发能量相关性不大。为了更好地定量这些变量,采用了两种波长和三种激发能量分析来自不同地点的土壤样品。当激光波长是543nm, 能量设为45mJ时,C 在247.85nm的发射谱线大部分被90mJ 和135mJ、1064nm 激发源诱导发出的248.9 nm Fe 遮盖,单变量分析法揭示出247.85nm谱线与总碳含量的线性相关,但需要土壤特性校准。本研究采用多变量法得到了532 nm、45mJ激光诱导的247.85nm 谱线与所有土壤样品中总碳的率定模型。除了碳谱线外,其它多个元素的发射谱线也适用于该多变量模型。这些研究结果表明多变量分析法可用于创建可靠的LIBS光谱与土壤总碳间的率定模型。这一结果也需要在大范围的不同土壤类型中验证,无疑本研究结果对作物学家、土壤学家、碳收支及碳管理研究者和仪器研发者提供了深入研究的信心。

 

澳作公司作为RT100 智能LIBS系统中国指定代理公司,提供系统售前售后等各项设备服务。

关于澳作:澳作生态仪器有限公司就致力于引进和推广国际先进的生态环境监测技术和仪器设备,时至今日,已经走过十多年的历程,涉及的领域涵盖陆地生态、水域生态、气象、水资源、水土保持、地球科学、环境科学等。

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澳作公司全体同仁秉承“协作开拓 共同发展”的经营理念,积极为国内用户提供生态仪器技术咨询、方案设计、客户化系统集成、仪器设备调试安装等各类优质服务。公司先后为中科院“中国生态研究网络(CERN)”、中国森林生态研究网络(CFERN)、中科院知识创新工程、国家“948”项目、“973”项目、“863”项目、全国高校的“211”工程、重点学科建设、新疆建设兵团等提供仪器设备、技术方案集成和咨询,同时成功通过ISO9001质量管理体系国际权威认证。此外公司还协助完成了多项国内外重大科研项目和课题。土壤、水文监测等仪器技术被列为农业部、水利部等有关部门的标准。
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