1.一种土壤呼吸监测仪校准装置，包括有安装壳体，其特征在于，所述安装壳体顶部为敞口式设计，所述安装壳体的底端设置为充气气室，所述充气气室内部安装有二氧化碳浓度传感器，所述充气气室两端侧壁上固定连接有进气管，所述进气管之间固定连接有打孔小软管，所述打孔小软管呈蚊香状盘旋设置在充气气室内底面上；所述充气气室的顶端设置有钢丝网，所述钢丝网固定安装在安装壳体的内侧壁上，所述钢丝网上设置有多孔介质和土壤呼吸仪底座。

2.根据权利要求1所述的一种土壤呼吸监测仪校准装置，其特征在于，所述安装壳体设计为长方体，长和宽为50cm，高为30cm，由不锈钢材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种土壤呼吸监测仪校准装置，其特征在于，所述二氧化碳浓度传感器固定安装在充气气室内10cm高度处，所述二氧化碳浓度传感器共设置有5个，分别布置在充气气室内靠近四角及中央位置处。

4.根据权利要求1所述的一种土壤呼吸监测仪校准装置，其特征在于，两侧所述进气管的进气端通过连接管与外部三通接口相连接，所述三通接口的空闲端接口与可监测和调控气体流速的二氧化碳气罐相连接。

5.根据权利要求1‑4中任一所述的一种土壤呼吸监测仪校准装置所使用的土壤呼吸监测仪校准方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1、对二氧化碳浓度传感器进行统一校准，校准完成后将其安装到土壤呼吸仪校准装置的安装壳体内部，然后将钢丝网固定安装到充气气室的顶端，在钢丝网上铺设经杀菌处理且均匀筛选的多孔介质，所铺设的介质厚度为5～8cm，最后在钢丝网中心处的多孔介质中插入土壤呼吸仪底座；

S2、设备连接、组装完成后，开启二氧化碳气罐，并将二氧化碳气罐设置到合适的通气速率，然后通过连接管向充气气室内充气，并通过充气气室内安装的二氧化碳浓度传感器实时监测气室内二氧化碳的浓度；

S3、持续向充气气室内通气，直至充气气室内的二氧化碳浓度传感器的示数不再发生变化，内外气体交换处于平衡状态，即相同时间内进入充气气室内的二氧化碳体积等于顶部排放的二氧化碳体积；

S4、记录充气气室趋于稳态时二氧化碳气罐的充气速度，计算得出此时充气气室顶面的二氧化碳流速，再根据气体通量定义，计算出充气气室顶面的碳通量f1；

S5、待S4完成后，关闭二氧化碳气罐，使充气气室内的二氧化碳气体自由扩散，保持二氧化碳浓度传感器正常工作，每隔一定时间间隔读取记录充气气室内的二氧化碳浓度传感器的读数平均值，根据所得数据计算得出充气气室顶面的碳通量f2；

S6、重复S1～S3，使二氧化碳气罐保持通气，将需要进行校准的土壤呼吸仪平稳安装到土壤呼吸仪底座上，监测、记录此时土壤呼吸仪所测得的碳通量数据f3；

S7、待S6完成后，关闭二氧化碳气罐，使充气气室内的二氧化碳气体自由扩散，保持二氧化碳浓度传感器正常工作，在与S5中相同的时间间隔内，利用土壤呼吸仪监测、记录相应时间点充气气室顶面的碳通量f4；

S8、将所得的碳通量数据f3、f4分别与f1、f2进行对比和分析，判断土壤呼吸仪是否存在问题，完成土壤呼吸仪的校准工作。

6.根据权利要求5所述的一种土壤呼吸监测仪校准方法，其特征在于，所述S4中提到的碳通量f1的计算原理是基于质量守恒定律，具体包括以下步骤：A1、根据质量守恒定律，相同时间内进入充气气室的二氧化碳体积等于从气室顶面排出的二氧化碳体积，计算公式为：Q＝vA (1)

Q进＝Q出 (2)

式中，A表示气体通过的面积；

A2、二氧化碳通入的速度、二氧化碳进入口的面积以及二氧化碳排出口的面积已知，从而可以计算得出气室顶面二氧化碳的排出速度，计算公式为：v进A进＝v出A出 (3)

式中，v进、v出分别表示二氧化碳注入和排出速度，A进、A出分别表示二氧化碳进气口和排出口的面积；

A3、根据气体通量定义，计算得出充气气室顶面的碳通量f1，计算公式为：f1＝v出Ca(0) (4)

式中，Ca(0)表示充气气室内二氧化碳浓度。

7.根据权利要求5所述的一种土壤呼吸监测仪校准方法，其特征在于，所述S5中提到的碳通量f2计算方法，具体包括以下步骤：B1、根据气体扩散方程建立多孔介质上方二氧化碳气体浓度分布关系式，表达式采取一维形式：

式中，Ca为多孔介质上方二氧化碳浓度；t为时间，z为多孔介质表面以上高度；Da为二氧化碳气体在实验环境空气中的扩散系数，其计算表达式为：式中，T表示热力学温度，单位为K；p表示总压强，单位为Pa；μA、μB分别表示气体A、B的分3

子量；VA、VB分别表示气体A、B在正常沸点时液态克摩尔容积，单位为cm/g mol；

B2、对方程(5)作拉普拉斯变换，消去方程式对时间的依赖性，得：B3、求解方程(7)，根据实际物理背景，当z趋向无穷大时，此方程有解，计算得出方程(7)的通解形式为：

B4、根据组分质量守恒定律建立关系式，即多孔介质表面增加的二氧化碳气体量等于气室内的二氧化碳气体排放的量，则表达式为：式中，V为气室有效体积；A为气室上底面面积；C为气室内二氧化碳气体浓度，在实际计算中，界面处上下的气体浓度差可忽略不计，即C＝Ca(0)；

B5、对方程(8)的时间项作拉普拉斯变换，得：B6、联立方程(8)和(10)，解得K，代入方程(8)可得：式中，定义 对方程(11)进行拉普拉斯逆变换，便可得到Ca的表达式，如下：

其中，

当t＝0时，其二氧化碳气体通量可根据fick第一定律导出，即B7、联立方程(13)、(13)、(14)，便可求得z＝0时的二氧化碳气体浓度随时间变化分布函数式，如下：

2 2

式中，定义τ＝V/ADa，根据方程(15)便可求得通过气室上顶面的二氧化碳排放量，即气室碳通量f2。

8.根据权利要求5或7所述的一种土壤呼吸监测仪校准方法，其特征在于，完成B1～B4所述操作后，可直接通过方程(9)计算气室碳通量f2′，具体包括以下步骤：C1、选取S5中间隔取样所得的二氧化碳气体浓度数值，使用计算机软件对所选取的数值进行拟合，获得二氧化碳气体浓度数值的表达式，选取拟合度最高的作为二氧化碳浓度的表达式；

C2、根据C1中所选取的表达式，对其时间项进行求导，获取充气气室内实际浓度随时间的变化趋势；

C3、联立C2中处理后的表达式与方程(9)，进一步计算得出气室碳通量f2′。