Måling av klimagass Flux fra jordbruksjord bruke statiske Chambers

Summary

This article showcases the static chamber-based method for measurement of greenhouse gas flux from soil systems. With relatively modest infrastructure investments, measurements may be obtained from multiple treatments/locations and over timeframes ranging from hours to years.

Abstract

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the biogeochemical drivers of climate change and to the development and evaluation of GHG mitigation strategies based on modulation of landscape management practices. The static chamber-based method described here is based on trapping gases emitted from the soil surface within a chamber and collecting samples from the chamber headspace at regular intervals for analysis by gas chromatography. Change in gas concentration over time is used to calculate flux. This method can be utilized to measure landscape-based flux of carbon dioxide, nitrous oxide, and methane, and to estimate differences between treatments or explore system dynamics over seasons or years. Infrastructure requirements are modest, but a comprehensive experimental design is essential. This method is easily deployed in the field, conforms to established guidelines, and produces data suitable to large-scale GHG emissions studies.

Introduction

Understanding the contributions of both human activities and natural systems to radiative properties of the atmosphere is an area of critical importance as we strive to mitigate anthropogenic contributions to the greenhouse effect. In addition to carbon dioxide (CO₂), nitrous oxide (N₂O) and methane (CH₄) are also potent GHGs, accounting for an estimated 7% and 19% of global warming, respectively, with the majority of emissions coming from landscape sources^1,2. These range from managed systems such as agricultural fields, rice paddies, and landfills, to natural systems such as forest floors, wetlands, and termite mounds. Accurate measurement, supporting well-informed modeling of such landscape-based emissions is critical in order to understand the drivers of climate change as well as to identify mitigation opportunities.

A variety of greenhouse gas measurement strategies exist, each with their own strengths and weaknesses^2-5. Mass balance techniques rely on wind-based dispersion of gases and are suited to measurement of flux from small, well-defined sources such as landfills and animal paddocks. Micrometeorological approaches such as eddy covariance are based on real-time direct measurement of vertical gas flux, and can provide direct measurements over large areas. However, homogeneity in source topography is an implicit assumption (in that measurements yield a mean for the area under study), and costly infrastructure can limit deployment possibilities. Finally, chamber-based methods focus on change in gas concentration at the soil surface by sampling from a restricted above ground headspace. They allow measurements to be obtained from small areas and numerous treatments, but are subject to high coefficients of variation due to spatial variation in soil gas flux.

Here we discuss the most prevalent and easily implemented form of chamber-based measurement, utilizing the type of closed chambers without air flow-through commonly referred to as “static” or “non-steady-state non-flow-through” chambers. In this approach, gas emissions from the soil surface are trapped within a vented chamber, and rates of flux are determined by measuring the change in gas concentration over time within the chamber headspace. The static chamber technique has been widely deployed across both managed and natural landscapes and underpins the bulk of data reporting soil-based flux of greenhouse gases, particularly N₂O^6,7. It is ideally suited to the study of small experimental plots, diverse sites over variable terrain, or in other situations where multiple distinct locations must be studied without significant infrastructure investments. Typical experimental uses might include the exploration of alternative landscape management practices and their impact on soil-based CO₂, N₂O, and/or CH₄ emissions, examination of landscape-based flux dynamics under artificially induced climate change scenarios such as warming and rainfall exclusion/supplementation, or the descriptive study of natural and agricultural ecosystems and subsystems.

As a critical tool in GHG measurement and flux estimation, the static chamber method has been thoroughly evaluated, and significant efforts have been made towards standardization of techniques and harmonization of data reporting^4,6,8,9. Of particular note are the detailed reviews and guidelines produced by the U.S. Department of Agriculture – Agricultural Research Service’s Greenhouse gas Reduction through Agricultural Carbon Enhancement network (GRACEnet)⁸ and by the Global Research Alliance on Agricultural Greenhouse Gases (GRA)⁹. Such guidelines provide an invaluable resource and platform for coordination, as ultimately the interoperability of data from a myriad of studies is critical for scaling up local findings to global modeling, and for translating research results into viable mitigation strategies.

GRACEnet, GRA, and other reviews also highlight the fact that specific techniques in static chamber-based greenhouse gas flux measurement are extremely diverse, with significant methodological variations possible at nearly every step of the way, including chamber design, temporal and spatial deployment, sampling volumes, sample analysis, and flux calculations. The method described here presents one possible variant, while showcasing best practices and highlighting critical considerations for the generation of high quality, broadly transferrable data. It is intended to provide an accessible overview of this standardized procedure, and a platform from which to explore further nuances and variations described in the literature.

Protocol

En. Chamber Bygg og Anchor Installasjon Design og konstruksjon av kammer – som hver består av et anker som er satt ned i jorden, og et lokk som er plassert på toppen av ankeret under flux måling – å møte eksperimentelle behov. I utformingen kammer form og størrelse, betrakter romlige forhold som avstanden dyrking rad, gjødsel eller gjødsel banding, og plantehøyde. Fordi fremspringet av anker over jordoverflaten kan bidra til mikroklima effekter og vann rende overveie å lokkene sitter så lavt til jordoverflaten som mulig. Fordi avveininger eksisterer mellom kammeret høyde og følsomhet, for å designe lokkene være så kort som er mulig for systemet under studien. Bygge kamre av solid, ikke-reaktivt materiale, slik som rustfritt stål eller PVC, og omfatter en mekanisme for å forsegle lokket på ankeret. Isoler lokk og dekk med lys-farget eller reflekterende materiale for å hindre varmeoppbyggingunder målingen. Inkluder en septum å tillate prøvetaking og en lufterøret for å hindre trykk forstyrrelser under kammer distribusjon og sample fjerning. For ytterligere detaljer henvises til Materials tabellen, Parkin og Venterea 8, og Clough et al 10. Minst en dag før prøvetaking, installere kammer ankere i jorda på ønskede områder. Installasjonsmetoden vil avhenge av kammeret utforming, men generelt gjelder jevnt trykk i alle punkter, slik at ankeret ikke deformere eller forvrenge jordstrukturen. Sink ankeret til en dybde på 2,5 til 13 cm, avhengig av jordtype, distribusjon tid, og kammervolum 6,11. La så lite som mulig (ikke mer enn 5 cm) som stikker ut over jordoverflaten. 2. Kalibrering og eksperimentell design Merk: Før du begynner eksperimentet, følger du disse trinnene for å finne en passende prøvetakingstidspunkt kurs som vil tillate datasom skal passe til en passende lineær eller ikke-lineær fluks modell (se Parkin et al. 12). Dette vil kreve bruk av teknikkene som beskrives i trinn 3-5 (Field Prøvetaking, analyse av prøver, og dataanalyse). Optimal tidspunkt er en funksjon av både det system som studeres, og dimensjonene av kamrene er i bruk. En del prøving og feiling kan være involvert. Se Venterea 13 for alternative tilnærminger. Kalibrering Prøvetaking og analyse Under miljø-eller ledelsesforhold forventes å gi relativt høye spor karbonflux, gjennomføre intensiv prøvetaking følgende teknikker beskrevet i kapittel 3. Bruke tett formasjon prøvetaking tidspunkter, fylle en tidsserie av lengre varighet enn det som ville bli betraktet som typisk. Begynn med prøvetaking fra flere representative kamre på 5-10 jevnt fordelt tidspunkter i løpet av en time. Analysere prøver ved gasskromatografi følgende avsnitt fire. Kalibrering Interpretatipå For hver kalibreringstidsserier, og hver gass av interesse, plottet time-ved-konsentrasjon. Kontroller at flukshastigheter er på den høye enden av det forventede området. Se pkt. 5 for flux beregning. Se kapittel 2.3 for feilsøkingstips. Kontroller grafer for tegn til ikke-linearitet, eller mer spesifikt, plateauing av gasskonsentrasjoner over tid. Merk: punkt hvor konsentrasjonen begynner å flate varierer etter gasstype, og er en funksjon av hastigheten av gass-produksjon eller forbruk i løpet av jordsmonnet, er konsentrasjonen av gassen i kammeret headspace, og diffusjon mellom de to sonene. Det er derfor sterkt påvirket av kammerhøyde, med kortere kamre givende kortere tid før platået. Bruk settene kalibrering for å bestemme optimal kammer distribusjon tid for det eksperimentelle system. Hvis lineær regresjon vil bli brukt i dataanalyse (som beskrevet her i kapittel 5), velger timing som opprettholder så nær en lineær reForholdet som mulig mellom tid og konsentrasjon for alle gass / systemer av interesse, samtidig som for minst tre, fortrinnsvis fire, prøvetaking ganger i løpet av tidsserien 6.. For kamre 10-30 cm høy brukt for CO 2 og N 2 O målinger, tidsserier vanligvis strekker seg 20-60 min 8,14. Kalibrering Feilsøking Hvis det er dårlig differensiering og / eller problemer med kresne linearitet eller platå, bruke strammere kalibrering tidspunkter eller lengre kalibreringstidsserier, og sjekk at konsentrasjonene er innenfor deteksjonsgrenser. For lave priser av flux, kan en reduksjon i frekvensen av akkumulering ikke observeres innenfor testet tidsramme. Dette bør ikke føre til bekymring. Hvis fluksene er ikke i den høye enden av forventet eksperimentell utvalg, gjentar kalibrering, endre behandling eller miljøforhold for å indusere høyere fluks (ved å bruke kunstgjødsel eller vanning, for eksempel). Alternativt, osse minst fire tidspunkt i eksperimentell design, slik at hvis eksperimentelle flukser er betydelig høyere enn det som ble observert under kalibrering og plateauing oppstår, kan senere tidspunkter utelukkes samtidig beholde minst tre tidspunkter for lineær regresjon. Krumlinjet regresjon tilnærminger kan også benyttes. Experimental Design Basert på optimal timing bestemt i pkt. 2.2.4, utarbeide en samlet prøvetaking ordning som fanger opp alle relevante nettsteder, behandlinger, og / eller gjentak, og tillater folk å bevege seg gjennom kammeret sider effektivt. Hvis det er nødvendig, å dele kammeret områder i flere "runder" som skal avsøkes etter hverandre. Hvis målingene er å bli tatt som representant for en hel dag, prøve på en tid av døgnet når temperaturen er moderat i forhold til daglige ytterpunktene. I typiske tempererte dyrkingssystem, er den ideelle vinduet midten til slutten av morgenen. Hvis prøvene skal samlesi påfølgende runder, være forsiktig med å innføre en skjevhet ved gjentatte ganger prøvetaking de samme behandlingene på samme tid på døgnet. Konstruer runder ut av blokker av gjentak heller enn behandling-by-behandling. Inkluder tid til eventuelle nødvendige hjelpetiltak som skal iverksettes enten innenfor runder eller før / etter, når det er hensiktsmessig. (Se avsnitt 3.3 for typiske hjelpetiltak.) Eventuelt omfatter tiden for innsamling av omgivelsesluftprøver til bruk i ikke-lineære fluks modeller, eller som en tilnærming til start (tid null, «T 0") konsentrasjon (ikke beskrevet her). Eventuelt omfatter tiden for lasting referansegass i ampuller ved tidspunktet for sampling for å vurdere prøvedegradering mellom prøvetaking og analyse. Se Parkin og Venterea 8 for prøvelagringshensyn. Bestem frekvensen av flux målinger som er hensiktsmessig for forskning mål. Dette kan variere fra en enkelt måling to daglig, ukentlig, eller periodiske målinger i løpet av måneder eller år. Referer til Rochette et al. 14 for en grundig diskusjon av eksperimentelle design hensyn. Hvis prøvene skal samles i kalde forhold, planlegge for inkludering av en oppvarming enhet, for eksempel en varm pakke med hetteglass for å hindre septa fra å bli sprø. Tre. Feltet Sampling Merk: På hver prøvetaking dato, følg prøvetaking ordningen etablert i avsnitt 2.4, ved hjelp av teknikker som er beskrevet nedenfor. Utstyr og prøvevolum kan variere avhengig av innsamlings-og overføringsmetoder blir ansatt og mengden av prøven som kreves for GC analyse åtte. Denne protokoll benytter 5,9 ml av samling hetteglass og 30 ml sprøyter med en spyle metode for prøveoverføring. Se diskusjon for alternative tilnærminger. Forberedelse Dersom prøvetaking fra flere kamre per runde, forberede et tidspunkt referansenettet (se figur 2) for enkelt å spore hvor og når du skal prøve. Alternativt lage ordninger for å ta opp hvert tidspunkt under prøvetaking. Pre-label og arrangere innsamlings ampuller for maksimal effektivitet og minimal sannsynlighet for forvirring under prøvetaking. For å spare tid under prøvetaking, forberede alle materialer og utstyr på forhånd. Inkluder statister av noe som kan brekke eller er lett tapt (nåler, sprøyter, stoppekraner, etc.), og legg i en bære tote, bøtte, eller annen beholder. Vær forberedt på å ta opp eventuelle forsinkede tidspunkter som kan skje på grunn av utstyrsfeil eller andre uforutsette omstendigheter, og som lett kan korrigeres under dataanalyse ved å justere tid forbundet med en viss prøve. Prøvetaking Fest og forsegle kammeret lokket til pre-installert kammer anker, og starte en stoppeklokke. Dette er T 0. Umiddelbart etter forsegling av lokket cUtlevering en prøve av omgivende luft fra et sted ved siden av kammeret, ved den omtrentlige høyde av kammerets topp: med et tomt 30 ml sprøyte utstyrt med en nål og en stoppekran i åpen stilling, å trekke en 30 ml luftprøve og lukke stoppekran. Dette er den T 0 prøven. Alternativt kan du ta T 0-prøven fra kammeret seks. Merk: Avveininger eksisterer mellom de to tilnærmingene – evaluere romlige (avstand fra stedet eller ekstern mikroklima for utenfor prøver) vs timing (forsinkelse mellom lokk nedleggelse og prøvetaking for inside prøver) betraktninger og finne de mest aktuelle teknikken for utstyret som brukes og systemet som studeres. Med sprøytespissen, pierce septum av en 5,9 ml samling hetteglass som allerede har en annen nål stukket gjennom nær kanten av septum. Åpne sprøyten kranen og injisere ca 20 ml av prøven i hetteglass (dette fører til at tidligere innholdet iampulle for å bli utstøtt gjennom den ekstra nål, erstattet av prøven). I en jevn bevegelse, fjerner ekstra nål mens de fortsetter å sprøyte inn så mye av den gjenværende prøven (omtrent 10 ml) som mulig, lett overtrykksetting av ampullen for å sikre at prøven integritet og tillate analyse av flere prøver om nødvendig 8.. Steng vannkranen og ta ut sprøytespissen fra septum. Snu fylt hetteglasset opp-ned for å skille fra ubesatte ampuller. Fortsett til neste kammer, gjenta trinn 3.2.1-3.2.6, lukke lokket på den riktige forhåndsbestemt T 0 tidspunkt. Fortsett å gjenta trinn 3.2.1-3.2.7 til alle kamrene i den runden har blitt forseglet og T 0 prøvene er samlet inn. Tilbake til det første kammer. Ettersom tiden nærmer seg 10 sekunder til T 1, pierce septum i kammeret toppen med sprøytespissen. Innen en 10 andre rekke T 1, viddhdraw en 30 ml prøve av luft fra inne i kammeret og lukke igjen vannkranen. Fjern sprøytespissen fra kammeret septum. Overfør prøven til en oppsamlings ampulle følgende trinn 3.2.3-3.2.6. Fortsett å samle inn prøver å følge trinn 3.2.10-3.2.12, i henhold til prøvetaking ordningen etablert i kapittel 2.4. Hjelpe Tiltak For å konvertere gasskonsentrasjonen i massen, å måle temperaturen på tidspunktet for prøvetaking. Avhengig forskningsmål, posten eller utføre andre hjelpe-tiltak som for eksempel jordtemperatur og jordfuktighet på hvert sted, og / eller tid, daglig nedbør, jord bulk tetthet, jord nitrat og ammonium, etc. finnes ulike virkemidler for å få disse tiltakene – følge standard protokoller. Eventuelt, samle omgivelsesluftprøver og / eller lastfelt standarder for kjente konsentrasjoner i ampuller å vurdere omgivelsesklimagasskonsentrasjoner og potensiell lagring-hetteglass nedbrytning in perioden mellom prøvetaking og analyse (se pkt. 2.4.1.4 og 2.4.1.5). 4. Sample Analysis Bestem konsentrasjonen av gasser som er av interesse for hver prøve ved hjelp av gass-kromatografi, ved hjelp av utstyr som har en elektron-fangst detektor for N 2 O, en infrarød gass-analysator eller termisk ledningsevne-detektor for CO2, og en flammeioniseringsdetektor for CH4. Merk: Det er viktig å få tilgang til et instrument som er riktig konfigurert for GHG analyse og har tilstrekkelig kjøretid tilgjengelig. Prinsipper og metoder for gasskromatografi er beskrevet andre steder 5,15,16. Konverter sporgasskonsentrasjonen fra volumet til massen bruker Ideal Gas Law: PV = nRT Der hvor P = trykk V = volum, n = antall mol gass, R = gassloven konstant, og T = temperaturen. Således: <img alt="Ligning 1"FO: content-width = "4in" src = "/ files/ftp_upload/52110/52110eq1.jpg" width = "400" /> 5. Data Analysis For hver tidsserie, plottet time-ved-konsentrasjon og evaluere for linearitet. Vurdere å bruke godhet passer eller ved visuell inspeksjon, unntatt senere tidspunkter som viser tegn på platå fra videre analyse. Bruk minst tre tidspunkter som T 0 for fluks beregning (T 0, T 1, T 2 …). Etablere en konsekvent protokoll, og avviser enhver tidsserier som ikke klarer å møte denne protokollens krav til linearitet. Se Parkin og Venterea 8 for en grundig drøfting av feil, bias, og variansen i flux beregningen. Utfør lineær regresjon. Bruk skråningen av regresjon til å beregne fluks: F = S • V • En -1 Hvor F = fluks, S = skråningen av regresjon, V = kammervolum, og A = kammerområdet. Således: Merk: Slå opp i diskusjon og Parkin et al 12 for ikke-lineære tilnærminger til Flux beregningen..

Representative Results

Før du starter et forskningsprosjekt med statiske kamre, er det viktig å forstå den generelle arbeidsflyten, og organiseringen av i silikon, felt-og laboratoriebaserte elementer (figur 1). Forutsatt imidlertid eksperimentelt design og systemkalibrering (figur 2), vil data-analyse generelt være relativt enkel. En sats av forandring bestemmes for hvert kammer og samplingstid ved regresjon av tid ved konsentrasjon ved hjelp av en forhåndsbestemt fluks modell egnet for systemet (figur 3). Men selv etter beste praksis, problemer kan oppstå, og kvalitetskontroll av rådata er kritisk. For eksempel, kan svikt i et kammer tetning eller utette prøvehetteglass resultere i avvikende konsentrasjonsverdier. Disse er lett identifiseres gjennom visuell inspeksjon av tidsserier konsentrasjonsplott (figur 4), med CO 2 tidsserier ofte tjene som en særlig useful indikator på grunn av den vanligvis mer robust og kontinuerlig fluks av CO 2 sammenlignet med noen ganger ubetydelig, nær-deteksjon-grense, eller til og med negative flukser av N 2 O eller CH 4. Når datakvaliteten er blitt bekreftet, kan resultatene brukes til å sammenligne gass flux dynamikken mellom behandlinger eller i løpet av en sesong (figur 5). Som kan sees fra mai og juni flux verdier og feilfelt, kan variasjonen skyldes romlig heterogenitet av forandring være betydelig, og mer uttalt under forhold som produserer høy forekomst av flux. Slike variasjoner er ikke uvanlig, og understreker viktigheten av tilstrekkelig replikering i denne teknikken. Oversikt Figur 1. Arbeidsflyt. Ulike elementer av denne protokollen vil bli utført på planleggingsstadiet, i felten, i laboratoriet, og jegn silikon. Pilene viser sekvensen av arbeidsflyt, som begynner med kammer design (og konstruksjon om nødvendig), og konkluderer med dataanalyse. Flere bokser / piler mellom felt prøvetaking og analyse av prøver representerer muligheten for flere prøvetakings datoer i løpet av et eksperiment. Figur 2. Sample timing. Et eksempel timing ordning for innsamling av prøver fra flere kamre samtidig. Kammer tallene er angitt på venstre og tidspunkter på toppen, med prøvetaking ganger oppført i hele minutter i grid. I dette eksemplet er fire separate tidsserier av 36 min hver (en for hvert kammer) utføres i løpet av 46 min, med 12 min mellomrom mellom tidspunkter innenfor en serie, og to min gangtiden mellom kamrene. For dette hypotetisk eksempel, suisomhet av 36-min tidsserier ville vært fastsatt etter forhånds kalibrering. Mens jevnt fordelt timing er ikke nødvendig, ofte forenkler det prøvetaking ordningen. Alternativt, kan forskerne individuelt registrere hver prøvetaking endepunktet for å fastslå samplingsintervaller. Fig. 3. Flux beregning. En typisk statisk kammer tidsserier, som består av N 2 O-konsentrasjoner målt ved fire tidspunkter i løpet av en 36-minutters prøvetakingsperiode. Den lineære regresjon vises, i skråningen som gir flux rate. Fig. 4. Kvalitetskontroll. Parvise tidsserier fra samme sett av prøver, men forskjellige gasser er vist i WHIch hetteglass lekkasje har blitt identifisert ved visuell inspeksjon (rødt punkt). A) CO 2-konsentrasjon over tid. B) N 2 O konsentrasjon over tid. Figur 5. Syntese resultater. N 2 O flux hastighet fra et landbruksfelt i løpet av en enkelt vekstsesongen. Flux-verdier representerer gjennomsnittet av seks kammere, ved hjelp av firepunktstidsserier. Feilfelt er standard feil.

Discussion

Den statiske kammer baserte tilnærmingen som er beskrevet her er en effektiv metode for måling av GHG fluks fra jordsystemer. Den relative enkelhet av komponentene gjør det spesielt godt egnet til forholdene eller systemer der flere infrastrukturkrevende metoder er umulig. For å generere data av høy kvalitet, men den statiske kammeret metode må utføres med strenge hensyn til eksperimentell design ^6.. En viktig faktor som må tas i betraktning er den romlige variasjonen av jord karbonflux, noe som kan resultere i høy variabilitet blant replikere kammerbaserte målinger. I utformingen eksperimenter, er det derfor viktig å inkludere nok replikater for å gi tilstrekkelig kraft for statistisk analyse. Avveininger kan eksistere mellom antall behandlinger som kan studeres samtidig opprettholde tilstrekkelig replikering, og et minimum av fire gjentak per behandling er en generell retningslinje ^14.

ontent "> Hvis målt flukser vil bli brukt til å estimere daglige utslipp, må dagaktive variasjoner i lufttemperatur, jordtemperatur, og gasser tas i betraktning. Hvis forskningsmål krever målinger som skal innhentes i midten av morgenen når temperaturen reflektere daglig gjennomsnitt, begrenset vindu for prøvetaking kan påvirke antall kamre som er praktisk mulig å bli overvåket. Et tilleggsvederlag som skal evalueres er virkningen at inkludering eller ekskludering av planterøtter og over bakken biomasse vil ha på karbonflux. Chamber plassering i forhold til plante vevvilje påvirke tolkningen av strømningsdata, særlig i tilfelle av CO ₂ hvor ikke bare mikrobiell respirasjon, men også rot og skyte respirasjon og fotosyntese må være riktig balansert. For ytterligere diskusjon av disse faktorene, se Parkin og Venterea ^8..

Som nevnt tidligere, er mange varianter av denne metode finnes, inkludert kammer konstruksjon og prøvetakingvolum. En slik variant er i det anvendt for å overføre prøvene mellom sprøyten og samling ampulle metode. Teknikken er beskrevet her først spyler samlingen hetteglass med prøven før du fyller ampullen til overtrykk ^fem. En mer vanlig brukt teknikk er overføring av prøvene fra sprøyter små medisinflasker som har blitt pre-evakuert ved hjelp av en vakuumpumpe, og bruken av ikke-evakuerte ampuller uten spyling er også rapportert ^8,17. Et annet viktig punkt hvor en rekke metoder finnes i data-analyse, og valget av flussmiddel modellen er mest passende for systemet som studeres. I tillegg til den lineære regresjon metoden som er beskrevet her, kan det ikke-lineære modeller også anvendes, spesielt når lengre installasjonstiden blir brukt. Disse modellene omfatter algoritmen utviklet av Hutchinson and Mosier ¹⁸ og avledninger derav, ^19,20, den kvadratiske fremgangsmåten beskrevet av Wagner et al. ^21, og den ikke-likevektstate diffusive flux estimator beskrevet av Livingston et al ^22. For en grundig drøfting av ikke-lineære flux modeller, se Parkin et al. ¹² og Venterea et al ^23.

Metoder som ligner den statiske kammeret metode omfatter bruk av gjennomstrømnings målesystemer med Fourier overførings infrarød (FTIR)-spektrometri som et alternativ til å sprøyte prøvetaking og gasskromatografi, samt automatisering av kammerlukking og sampling på forskjellige måter. Automatiserte systemer gjør hyppigere målinger med redusert personell, men også kreve ytterligere investeringer i infrastruktur. Grace et al. ²⁴ gir en omfattende oversikt over alternativer og avveininger i automatisert kammer-baserte N ₂ O måling.

Karakterisering av klimagassen fluks fra begge klarte og naturlige systemer er viktig å informere prosessbaserte modeller, forstå konsekvensene av management praksis og informere reduserende strategier, og for å støtte globale regnskap og klimamodellering. Dermed mens enkelte studier er informativ på lokal skala, er mye ekstra verdi utledes gjennom å bidra til, og trekke fra, en global mengde kunnskap om gassutveksling mellom landskapet og atmosfæren. Det er nøkkelen, derfor, at data samles inn og rapporteres på en måte som sikrer lang levetid og interoperabilitet med den bredere kunnskapsgrunnlag. Dette inkluderer følgende beste praksis for å sikre datakvalitet, samt innsamling av supplerende tiltak og omfattende rapportering av metadata for å tillate utvidelse av funn utover diskrete undersøkelser. Gode ​​retningslinjer for rapportering av data er tilgjengelige fra GRACEnet prosjektet og GRA ^25.

Materials

5.9 ml soda glass flat bottom 55 x 15.5 mm	Labco Limited	719W	Collection vials
16.5 mm screw caps with pierceable rubber septum	Labco Limited	VC309	Caps for  vials
90-well plastic vial rack, 17.1 mm well I.D.	Wheaton	868810	Rack for organizing vials
Regular bevel needles 23G x 1"	BD	305193	Needles for sample collection
Stopcocks with luer connections, 1-way, male slip	Cole-Parmer	EW-30600-01	Stopcocks for syringes
30 ml syringe, slip tip	BD	309651	Syringes for sample collection
Stopwatch or timer	Various	N/A	For timing field sampling
Stainless steel or galvanized utility pans with rim, or fabricated stainless steel or PVC chambers and lids, dimensions as appropriate to experimental system	Various	N/A	Chamber anchor and lid – bottom cut out of anchor, holes for septum and vent tubing bored in lid
Gray butyl stoppers 20 mm	Wheaton	W224100-173	Chamber septa for syringe sampling – insert into hole bored in lid top
Tygon tubing 4.0 mm I.D. x 5.6 mm O.D.	Sigma-Aldrich	Z685623	Chamber vent tubing – insert in hole bored in lid side, flush with exterior, approximately 25 cm coiled in lid interior (a 1ml syringe tip may be used as an attachement mechanism)
Adhesive foam rubber tape or HDPE O-ring	Various	N/A	Chamber sealing mechanism – fastened to underside of lid rim
Reflective  insulation, 0.3125" thickness	Lowe's	409818	Insulating and reflective coating – affix to exterior of chamber lid
Large metal binder clips, 2" size with 1" capacity, or manufactured draw latch as appropriate	Staples / McMaster	831610 (Staples) / 1863A21 (McMaster)	Lid attachment mechanism – for clamping lid to anchor during sampling
Gas chromatography equipment fitted with electron capture detector for nitrous oxide, infrared gas analyzer or thermal conductivity detector for carbon dioxide, flame ionization detector for methane	Various	N/A	For sample analysis