自然环境、人工设施及工业活动中温室气体通量的估测是研究全球气候变化的基础。生态学家在森林、草原、湿地、农田、水域等自然景观的温室气体排放过程和驱动因子等方面已做了大量工作；生物学家对家禽育肥、养殖场地温室气体的估测进行了有效探索；工业生产活动中的温室气体减排更成为人们减少环境污染的的重点。
传统的温室气体估测多采用现场采样、实验室采用气相色谱分析的方法，耗时长，随机误差大，准确度低。
2 观测系统的设计
2.1 目的
温★室气体指京都协定书所定六种气体总称，包括二氧化碳Carbon dioxide（CO2）、 甲烷Methane （CH4）、氧化亚氮 Nitrous oxide (N2O)、氢氟碳ξ 化物Hydrofluorocarbons（HFCs）、全氟碳化物 Perfluorocarbons（PFCs）、六氟化硫Sulfur hexafluoride（SF6）。实际需要监测的温室气体的种类因估测、研究目的不同而有变化。AZ-M0510温室气体在线观测系统因其实时、在线测量、自动记录、同时测量5种气体、多种温室气体可选择等特点已成为生态研究、环境修复、农田施肥措施、动物营养研究不可或缺的手段。
2.2观测点布设
气体采样地点四周尽量开阔。单点测量时，系统主机利用内置采样泵可以从最远50m以外的地方把气体样品采入仪器中。采用多通道采样器时，气管的ㄨ长度不超过50米。
野外样地采样测量的情况,可以预安装AZ-SC地表测量室(1.0*1.0*0.5m3),可用于室外采样。
仪器机房位于小型建筑内（高度不超过5m）时，采样进气口距离屋顶平面的高度以1.5m-2m为宜。
仪器机房位于大型建筑内（高度超过5m）时，采样口的位置应选择在建筑的迎风面或〇最顶端，采样进气口距离屋顶平面的高度应适当增加。
四周有茂密树木时，采样进气口高度应超过冠层高度1m 以上，至少在采样进▲气口的迎风面水平面270°扇区内，阻挡物到采样进气口的距离大于阻挡物高度的10倍。
AZ-M0510温室气体分析仪主机应平稳放置，四周有不小于0.1m 的散热空间，并尽量避开其他发热、震动、电磁干扰和强烈腐蚀的影响。
2.3采样频率
AZ-M0510温室气体在线观测系统是一部准确、可靠和稳定的气体测量系统。它的原理是根据红外光声谱测量技术，能测量几乎所有对红↓外线有吸收的气体。通过选择不同的滤波镜可测量不同的气体。最多可有五个滤光镜（外加水气滤光＠片）可以被装置在主机的滤▲光镜圆盘上，从而允许可选择性地测量最多五种气体和水气的浓度。
如果只测量一种气体和水气，响应时间可低至13秒左右，若同时测量五种气体和水气，响应时间26秒左右。系统可重复测量，最高可达40个重复，若是12个点『测量模式，每个点可达3个重复。
2.4 观测内容
测量气体种类含CO2, CH4,N2O，NH3,CO, SO2,H2S, TOC, 氢氟碳化物, 全氟碳化物, 六氟化硫SF6等上百种气体。检测限达ppb级。可选择性测量5种气体加ㄨ水气的浓度。
2.5系统组成及技术指标
AZ-M0510温室气体通量在线观测系统由红外光声谱温室气体分析仪主机、采样管、多点采样器、地表测量室和软件组成。测量系统操作简单，可直接连接计算机使用软件操作或运用主机面板的按钮控制，使监测主机能在线、离线或单机独立使用。利用软件或主机界面上显示的简短文字解释支持，所有有关的设定都可以轻易地在开始测量以前设置好，配置计算后，可现场实时显示测量值。
技术指标：
主机：红外光声谱技术，响应时间：一种气体：~13s，冲洗：5种气体+水汽：~26 s；检测限：ppb级
多样点采样器：12通道
数据存储：测量5种气体加水气，每10分钟测一次，可存储12天的数据
泵速：30cm3/s（冲洗采样管）；5cm3/s（冲洗分析》室）
地表测量室：(1). 箱体尺寸:1.0*1.0*0.5m3 (2). 框体材料：铝合金 (3). 窗口材料：有机玻璃 (4). 开窗方式：对开，直线电机驱动
采样管：50米，若配置外置气泵，最远可抽取300米远气体。
电压要求：220VAC，50-60Hz
备用电池：3V锂电池，寿命5年，保护内存中的数据以及为内置时钟供电。
主机尺寸：高：175mm，宽：395mm，深300mm；重量：9kg
通讯：仪器有四种通讯接口：USB，TCP/IP,IEEE488和RS232
电脑要求：硬件：奔腾处理器1GHz，最小512M内存，Win7系统
系统软件：测量结果直接显示在显示屏上，并实时更新。实时计算平均值、均方差、最高和最低浓度等统计▃数据。
操作温度：+5 °C to +40 °C
存储温度: –25 °C to +55 °C
湿度: 温度不超过 31 °C 时最大相对湿度 80%
温度达到 40 °C 时最大相对湿度线性下降至50%
3数据处理
地表⊙测量室中气体的通量，可按如下公式计算
公式中：
0——开始时间；f——结束时间 ；h——距离气体释放面高h处采样测量
C(0)、C(t)、C(f) ——开始时（0），0.5f, f 时的气体浓度
J(0)——开始时的气体通∞量，按此法，可计算不同时刻的气体通量。
上述模型已经嵌入在我们的Ecograph科学计算软件中，用户可以直接得到气体通量。
Ecograph生态参数科学计算软件
Ecograph 是澳作生态仪器公司集合十多年服务生态研究领域的经验，自行研发设计的专业生态环境采集、计算软件。该软件可采集全球最先进的水、土、气、生物观测设备的数据，计算生态环境研究的专业参数。Ecograph 由多种计算功能可选，可计算,CO2、CH4、O2 通量等。用户也可输入自制模型或计算公式。
Ecograph特点
n Ecograph 软件采用串口（RS232）和网线（TCP/IP）两种数据下载方式。
n 数据自动按时间整合存储。针对已经下载的数据，用户选择一些测量参数后生成曲线图，支持双Y轴曲线。
n 用户可自由选择同时显示在屏幕上的测点数据
n 全中文界面
4 后期维护
• 由于主机拥有极高的稳定性-每年只需标定1-2 次。
• 交流断电后，一旦电力恢复，主机会自动重开。测量数据会存储在主机显存内，并不受电力供应出现故障影响
• 实时操作-几乎不需要预热时间
• 维护简单（仅校准和更换空气过滤阀两项工作），更换过滤阀的频率因应不同的应用及使用环境而定。
5 应用案例
5.1污染土壤的监测，为土壤修复提供基础数据。
5.2 加拿大农田N肥施加量对温室气体减排的影响
由加拿大粮农委员会资助的项目“定点N肥施加量对温室气体减排的影响”由Alberta大学的Dr. R. Gary Kachanoski 博士主持，在加拿大境内耕地开展研究。该项目采用静态箱法和AZ-M0510系统的光声谱温室气体分析仪在静态箱法的采样点实时测量N2O和CO2,同时测量土壤温度和土壤含水量，完成如下工作：
在加拿大不同的土壤类型和气候带，定量现有的施肥点不同的ㄨ施肥量条件下的温室气体（N2O, CO2）通量。结合这些点的土壤和作物数据，整合成公共数据库，为建模↑做准备。此外，评估不同的施肥措施对温室气体减排的影响潜力，同时发展和测试大田温室气体通量的随机空ζ间尺度理论。
5.3 施加猪粪农田的氨气和→温室气体的测定：三种方法比较
该项目有美国农业部 USDA-ARS 的动物废物管理研究所主持，比较三种施肥法（Row injection, Surface Spray injection, Aerway injection）开始时、72小时、216小时氨气和温室气体的排放情况。
氨气和温室气体（CO2, CH4和N2O）的通量（通过浓度计算）采用封闭箱和AZ-M0510 系统的主机-光声谱气体分析仪测量。封闭箱高10cm, 由铝材制成，每次测量时，将一个宽38cm, 长102cm的锚嵌入地下15cm , 露出地表18cm高，盖上箱子后，用AZ-M0510 的主机测量氨气和温室气体的浓度，主机设置成1s 采样，2s 驻※留测量室，3s抽气，一个测量周期（测量氨气、CO2, CH4和N2O和露点温度）的时间是70s。封闭箱中有两个风扇，用于采样前和采样过程中混合气体。也同时测量空气中距地面5cm处的气体浓度，查看风的稀释和驱散影响。此外，还测量采样点上风处和下风处背景气体浓度。采用Fickian diffusion 模型计算气体通量。
