在農(nóng)業(yè)碳減排與氣候變化研究中，土壤溫室氣體（如二氧化碳CO?、氧化亞氮N?O和甲烷CH?）的排放監(jiān)測至關(guān)重要。傳統(tǒng)上，研究人員普遍采用密閉箱法結(jié)合氣相色譜（GC）分析。然而，這一方法在面對低通量甚至負(fù)通量（如土壤吸收甲烷）的情境下，往往因檢測限過高而“失聲”。如何突破這一瓶頸？Aeris MIRA Ultra 系列分析儀為研究人員提供了答案。

方法革新：在線高頻 × 超低檢出限

在德國黑森州的田間實驗中，來自德國Hochschule Geisenheim University等機(jī)構(gòu)的研究團(tuán)隊將 兩臺MIRA Ultra 系列分析儀（分別用于測量CO2、N2O和CH4、C2H6）與傳統(tǒng)GC進(jìn)行了并行對比。MIRA Ultra 通過 中紅外激光吸收光譜（LAS） 實現(xiàn)實時在線監(jiān)測，采樣頻率高達(dá) 1 Hz。相比之下，GC依賴人工采樣與離線分析，不僅費時，還受限于檢測靈敏度。

實驗表明，MIRA Ultra 系列分析儀的最低檢測通量（MDF）比GC低 兩個到三個數(shù)量級。例如，在30分鐘封閉時，N?O的檢出限由GC的約 9.6×10?3 mg m?2 h?1 降至 MIRA Ultra 的 1.13×10?? mg m?2 h?1。這意味著那些過去“看不見”的微弱排放，如低強(qiáng)度N?O釋放和CH?凈吸收，如今能夠被清晰捕捉。

結(jié)果驗證：高度一致，優(yōu)勢顯著

實驗結(jié)果顯示：
CO?與N?O：MIRA Ultra 與 GC 數(shù)據(jù)高度一致（CO?誤差率約 6–17%；N?O 約 15–25%）。
CH?：在多數(shù)耕地好氧條件下，土壤呈現(xiàn)微弱的甲烷吸收。GC因檢出限過高而常判定為“不顯著”，而 MIRA Ultra 分析儀能穩(wěn)定檢出并量化這一關(guān)鍵過程。
封閉時長優(yōu)化：即便將封閉時間縮短至10–20分鐘，MIRA Ultra 分析儀依然能保持穩(wěn)定的通量估算，為多點快速輪詢監(jiān)測提供了可能。

基于氣相色譜（GC）和中紅外激光吸收光譜（LAS）測量結(jié)果的 CO2 通量對比，采用了不同的箱體封閉時間和計算方法。

基于氣相色譜（GC）和中紅外激光吸收光譜（LAS）測量結(jié)果的 N2O 通量對比，采用了不同的箱體封閉時間和計算方法。

基于氣相色譜（GC）和中紅外激光吸收光譜（LAS）測量結(jié)果的 CH4 通量對比，采用了不同的箱體封閉時間和計算方法。

現(xiàn)場優(yōu)勢：不僅是“更靈敏”

除了在精度上的突破，MIRA Ultra 系列分析儀在田間應(yīng)用中展現(xiàn)出多方面優(yōu)勢：

實時可視化：研究人員可在現(xiàn)場即時查看濃度變化曲線，快速識別異常與泄漏，大幅提升數(shù)據(jù)質(zhì)量控制效率。
高機(jī)動性：無需樣品保存與實驗室分析，避免運輸與存儲誤差。
時間效率：縮短封閉時長的同時保持結(jié)果可靠性，顯著提高采樣通量。
方法學(xué)兼容：結(jié)合 goFlux 等通量計算工具，MIRA Ultra 數(shù)據(jù)更易適配線性與非線性模型，尤其在低通量段表現(xiàn)穩(wěn)定。

結(jié)論與展望

對比實驗表明，Aeris MIRA Ultra 系列分析儀完全可以在CO?與N?O研究中替代GC，并在 低通量、負(fù)通量與短時過程解析 中展現(xiàn)獨特優(yōu)勢。對于關(guān)注農(nóng)業(yè)碳排放、溫室氣體預(yù)算與碳中和路徑的研究人員，MIRA Ultra 系列分析儀不僅是一個檢測工具，更是推動科學(xué)理解的“放大鏡”。

未來，隨著更多研究站點與監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，MIRA Ultra 系列分析儀將在全球碳循環(huán)與氣候行動中發(fā)揮更大作用。