渔业碳汇能力直接核算的方法及其实验系统技术领域
本发明涉及实验技术领域，更具体地说，涉及一种渔业碳汇能力直接核算的方法
及其系统。
背景技术
渔业碳汇是指利用水域中动植物等生物的碳汇功能，吸收并储存水体中的CO2，通
过对水生生物产品的收获，将碳转移出水体，促进大气CO2向水体转移，以降低大气中的CO2
浓度、减缓水体酸化和气候变暖的渔业活动过程和机制。该固碳机制区别于林业碳汇机制，
林业碳汇是由于树木的生长直接固定了大气中的CO2，谓之为直接固碳。而渔业碳汇则是间
接引起大气浓度CO2降低，可谓是间接固碳。渔业碳汇间接固碳强度通常是通过生物量法来
换算，而实际降低了多少大气中CO2却不得而知，通过间接生物量法算出来的固碳能力与实
际的固碳能力有何差异也是未知的，目前没有一种研究方法能够最直接的计算出渔业碳汇
能力，即碳汇渔业活动直接降低的大气中CO2而固定的碳。
因此，现有技术亟待有很大的进步。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种渔业碳汇能
力直接核算的方法及其系统。所述渔业碳汇能力直接核算的实验系统包括：控制服务器，与
所述控制服务器连接的数据采集终端、各检测器及箱体；还包括阀门模块，所阀门模块连接
所述数据采集终端、各检测器及箱体。
其中，所述数据采集终端包括数据采集系统，以及与所述数据采集系统连接的显
示器、电气系统、仪表柜、打印机；所述箱体盖安装有CO2检测变送器、温湿度检测器、压力检
测器、O2检测器、流量检测器。
在本发明所述的渔业碳汇能力直接核算的实验系统中，所述阀门模块指的是
100％CO2标准气及电控微流量阀门及四通道转换阀门。
在本发明所述的渔业碳汇能力直接核算的实验系统中，所述箱体为全透明、厚度
为20mm的亚克力箱体。
在本发明所述的渔业碳汇能力直接核算的实验系统中，所述箱体长宽高为0.8米
×0.8米×1.5625米，体积为1立方米。
在本发明所述的渔业碳汇能力直接核算的实验系统中，所述数据采集终端进一步
包括存储器，所述存储器用于存储所述数据采集终端采集的数据。
在本发明所述的渔业碳汇能力直接核算的实验系统中，所述渔业碳汇直接固碳系
统还包括数据接收端口，所述数据接收端口用于数据采集显示及仪表阀门控制。
相应地，本发明还公开了一种基于本发明所述的渔业碳汇能力直接核算的实验系
统基础上的渔业碳汇能力直接核算方法，包括步骤：
S1、设置大于1个箱体，其中至少1个箱体作空白对照用，剩余的箱体用于重复碳汇
渔业养殖实验，放入等量的养殖对象；
S2、持续研究时间设为t小时，用于重复碳汇渔业养殖实验的箱体在实验时间内充
入的100％纯度CO2气体，通过PID获取其加入的体积，分别为Vi L，其中i为所述箱体标号。
在本发明所述的渔业碳汇能力直接核算方法中，所述箱体为全透明、厚度为20mm
的亚克力箱体。
在本发明所述的渔业碳汇能力直接核算方法中，所述箱长宽高为0.8米×0.8米×
1.5625米，体积为1立方米。
在本发明所述的渔业碳汇能力直接核算方法中，包括数据接收端口，所述数据接
收端口用于数据采集显示及仪表阀门控制。
实施本发明的渔业碳汇能力直接核算方法及其系统，具有以下有益效果：通过实
验过程CO2浓度、O2浓度、温湿度、压力检测分析等在线分析测量数据采集，为实验流程提供
可靠的工艺参数，实现实验数据实时采集及分析存储，还可以随时针对各个数据进行分析
制图及打印报告，也可实时获取渔业碳汇直接固碳能力。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明渔业碳汇能力直接核算实验系统的原理模块图。
图2是本发明整体结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1和图2，为本发明渔业碳汇能力直接核算实验系统原理模块图和本发明
的整体结构示意图。实验箱内由于养殖活动，使箱体b内的CO2浓度降低，根据设定的箱体b
内CO2浓度要维持在一定范围，故需经常补充CO2，已知大气环境的CO2浓度为380-400ppm，故
选用ppm级在线红外CO2检测变送器来对箱体b内的CO2进行实时监控，系统对箱内低于一定
CO2浓度检测到后，控制钢瓶内的100％浓度的CO2标准气通过流量控制阀门向箱体b内充进
合适体积的CO2气体，CO2检测变送器检测到新的CO2浓度达到设定要求后，关闭阀门暂停供
气，通过系统的PID调节功能实现对供气的数量记录及控制。
为了尽可能接近真实养殖环境需更新养殖用水，避免水体CO2浓度变化影响系统
箱体b上方空气中的CO2向水体转移。CO2检测变送器实时测定养殖水体上方密闭空间的CO2
浓度，通过自动控制系统控制CO2钢瓶放气开关，使得上方空气中CO2浓度稳定在设定的大气
CO2浓度380-400ppm。养殖一段时间后，利用本发明的核算方法及养殖处理与空白分别加入
到上方空间CO2的差值，核算得知养殖活动引起的直接碳汇能力。
本发明通过以上实施例的设计，可以做到通过实验过程CO2浓度、O2浓度、温湿度、
压力等在线分析测量数据采集，为实验流程提供可靠的工艺参数，实现实验数据实时采集
及分析存储，还可以随时针对各个数据进行分析制图及打印报告，也可实时获取渔业碳汇
直接固碳能力。
请参阅图1，为本发明渔业碳汇能力直接核算实验系统的原理模块图。在本发明第
一实施例提供的渔业碳汇能力直接核算实验系统中，至少包括，控制服务器，与所述控制服
务器连接的数据采集终端、各检测器及箱体b；还包括阀门模块，阀门模块连接所述数据采
集终端、各检测器及箱体b；其中，所述数据采集终端包括数据采集系统，以及与所述数据采
集系统连接的显示器c、电气系统、仪表柜、打印机。
该箱体b上设有上盖a，检测控制系统均安装于上盖a上，检测控制系统包括CO2检
测变送器和温湿度检测器、压力检测器、O2检测器集成模块。箱体内设置进水口1和出水口
2，进出水口均设置开关与流量检测器3，用于控制与检测进出水的流量。
具体实施时，优选箱体b置于长宽高为0.8米×0.8米×1.5625米的实验箱体。这样
实验箱体b正好体积为1立方米，正常实验时为全密封环境，填充0.5立方米的水及水生植
物，实现空气体积为0.5立方米，箱体b安装气体内循环装置，保证箱体b内的气体随时处于
循环状态，各部分气体及温湿度数据一致。应该申明的是，这里所说的长宽高尺寸，并不仅
仅局限于此，用户可以根据需求加工成不同的尺寸。箱体b采用全透明、厚度为20mm的亚克
力箱体b。采用全透明方式，这样便于实验人员观察箱体b内部变化。阀门模块为阀门组合。
阀门模块包括100％CO2标准气及电控微流量阀门及四通道转换阀门。
具体实施时，所述数据采集终端设置进一步包括存储器，所述存储器用于存储所
述数据采集终端采集的数据。随时针对各个数据进行分析制图及打印报告。
具体实施时，所述渔业碳汇能力直接核算实验系统还包括数据接收端口，所述数
据接收端口用于数据采集显示及仪表阀门控制。系统设计为24个数据接收端口，可用于数
据采集显示及仪表阀门控制，通过加装CO2检测变送器、温湿度检测器、压力检测器、流量
器、O2检测器，实现实验数据实时采集及分析存储。
如图1所示，具体实施时，设置4个箱体b，分别为箱体b0、箱体b1、箱体b2和箱体b3，
在本发明第一实施例提供的渔业碳汇能力直接核算方法中，至少包括步骤：
S1、设置4个箱体b，其中3个用于重复碳汇渔业养殖实验(箱体b1、箱体b2和箱体
b3)，放入等量的养殖对象，剩余1个箱体b0作为空白对照；
S2、持续研究时间设为t小时，3个重复箱体b1、箱体b2和箱体b3在实验时间内充入
的100％纯度CO2气体，通过PID获取其加入的100％纯度CO2气体体积分别为V1L、V2L和V3L，空
白箱体b0加入的100％纯度CO2气体体积为V0L，已知CO2的密度是1.977g/L，CO2的物质的量为
44g/mol，C的物质的量为12g/mol。
这样，单位时间内碳汇渔业养殖活动直接减少大气中CO2的固碳强度则为Cs1(g/
h)：
Cs1＝1.977×[(V1+V2+V3)÷3－V0]÷44×12÷t(g/h)。
则单位时间内碳汇渔业养殖活动直接减少大气中CO2的固碳量为Cs2(g)为：
Cs2＝1.977×[(V1+V2+V3)÷3－V0]÷44×12(g)。
则单位时间内碳汇渔业养殖活动单位质量养殖对象直接减少大气中CO2的固碳强
度为Cs3(g/kg)：
Cs3＝1.977×[(V1－V0)÷Δm1+(V2－V0)÷Δm2+(V3－V0)÷Δm3]÷3÷44×12(g/
kg)。
Δm为养殖对象在该时间段内生物量的增加量kg。
本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发
明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合，可对本发明
进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括
所有落入到权利要求保护范围的实施例。