土壤生物化学过程二氧化碳同位素综合观测系统研制：多通道双循环土壤呼吸δ13C观测系统数据集（2019-2020）

土壤呼吸是陆地生态系统仅次于光合作用的碳通量，土壤生物化学过程CO2和δ13C产生与输送是土壤呼吸量级与过程评价的制约因素。根据土壤生物化学过程CO2气体产生和输送特点，基于稳定同位素红外光谱技术，自主研发非线性在线标定技术、多通道双循环的高效循环气路、气体浓度预降低的高效循环气路、可模拟冻融过程的变温技术；集成创新研制分别针对土壤-大气界面气体交换过程、土壤内部气体垂直运移过程和土壤有机质分解过程的三套CO2及其δ13C浓度和通量观测系统，并在生态脆弱区开展观测示范，有效解决了土壤生物化学过程CO2的产生、运移与释放的综合监测难题。
多通道双循环土壤呼吸δ13C观测系统：研发CO2及其δ13C 分析仪的多浓度的非线性响应的在线标定系统，确保仪器的精度和准确度；研发多通道气路间的双泵双循环的CO2及其δ13C高效循环气路，通过待测通道气体预混，最大限度地降低了切换时间并消除了“死气”对观测结果的干扰；基于模拟通量验证系统测试表明CO2和δ13C模拟通量结果均优于0.32 μmol m-2 s-1 @ 10 μmol m-2 s-1 (CO2)和0.52‰ @ 10 μmol m-2 s-1 (CO2)，优于项目的核心技术指标要求。
该设备平均国产化率 80%以上，已运用于森林、草地、和农田等生态系统的自动化监测，实现我国生态监测技术的自主创新与升级换代，可以推广到CERN、CFERN和CNERN以及其它相关部门类似的野外台站，有助于大幅提升我国对生态监测与评估的科技研发能力、水平和国际影响力，有效支撑我国陆地生态系统固碳速率及潜力评估与认证，为国家生态文明建设、碳达峰碳中和以及生态安全调控提供技术支撑。