时间:2018-11-14
作者:海洋之神590官网入口
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简介:
土壤呼吸是陆地生态系统的主要碳源,,,,,,,,据报道,,,,,,,,欧洲通量项目EUROFLUX 18个森林类型的平均年土壤呼吸占其总初级生产力的49%(Janssens et al., 2001),,,,,,,,Law等(Law et al. 2001)研究发明,,,,,,,,土壤呼吸约占整个生态系统呼吸的四分之三。。。。。。。土壤碳库细微的转变都将对大气CO2浓度造成重大影响,,,,,,,,因此研究土壤碳动态及其CO2排放关于展望大气CO2浓度转变成为迫切的主要课题。。。。。。。有关土壤表层CO2通量(土壤总呼吸)研究许多,,,,,,,,但这显然并缺乏以阐释土壤CO2生产历程,,,,,,,,土壤剖面CO2笔直梯度研究越来越成为土壤呼吸以致生态系统碳循环研究的热门。。。。。。。土壤差别层面(深度)CO2生产的一连监测关于明确土壤CO2动态极为主要,,,,,,,,可以剖析由土壤到大气CO2通量随季节、光照、温度、湿度及土壤特征的转变特征。。。。。。。另外,,,,,,,,土壤笔直梯度CO2监测可以与普遍使用的涡度相关监测较量,,,,,,,,从而定量研究剖析生态系统的碳交流。。。。。。。近几年外洋举行了一系列创造性手艺要领研究,,,,,,,,SCG-3土壤剖面CO2梯度监测系统即是凭证上述研究而研发集成的原位CO2一连监测系统。。。。。。。
凭证菲克第一定律(Fick’s first law),,,,,,,,在(稳态扩散的情形下)单位时间内通过笔直于扩散偏向的单位截面积的扩散物质流量(称为扩散通量Diffusion flux,,,,,,,,用J体现)与该截面处的浓度梯度(Concentration gradient)成正比。。。。。。。土壤剖面CO2通量(μmol CO2 m?2s?1)即凭证该定律求出,,,,,,,,详细盘算公式为:
J= -D(dC/dx)
其中D为CO2在土壤中的扩散系数(单位为m2/s,,,,,,,,与土壤温度、土壤体积含水量及土壤逍遥度有关),,,,,,,,C为深度为x(单位为m)的CO2浓度,,,,,,,,dC/dx为浓度梯度,,,,,,,,“–”号体现扩散偏向为浓度梯度的反偏向,,,,,,,,即扩散由高浓度区向低浓度区扩散。。。。。。。
SCG土壤剖面CO2梯度监测系统由土壤剖面差别埋深的CO2传感器、O2传感器(备选�。。。。。。⑼寥牢露却衅鳌⑼寥浪执衅鳌⑼寥辣聿愫粑遥ū秆。。。。。。。⑹菔章奁骷暗孛嫫笳咀槌桑�,,,,,,,土壤表层呼吸室分透明和非透明两种,,,,,,,,其中透明呼吸室用于丈量土壤呼吸与植物光合作用的净呼吸。。。。。。。
系统的特点:
l非扰动原位一连丈量土壤剖面CO2、水分、温度(标准设置为3层),,,,,,,,可通过菲克第一定律求出土壤CO2通量(土壤呼吸),,,,,,,,从而实现高时间剖析度原位监测土壤呼吸
lVaisala气象传感器,,,,,,,,自动丈量纪录空气温湿度、气压、降雨量、风速风向等
l可举行土壤孔隙度丈量以确定CO2扩散系数,,,,,,,,土壤透气性丈量以确定土壤透气性与土壤水分及气体通量的关系
lTRIME-PICO32土壤水分智能传感器,,,,,,,,准确丈量土壤水分和温度
l可选配单通道或多通道荧光光纤土壤剖面氧气原位监测模浚浚浚�????�
l
可选配包裹式植物茎流监测模浚浚浚�????榛騎HB树干茎流监测模浚浚浚�????椋�,,,,,,,用于监测茎流与原位CO2的动态关系
lACE透明或非透明土壤呼吸室法(备选�。。。。。。┱闪勘聿阃寥篮粑�,,,,,,,可用于增补、校准或比照剖析土壤剖面CO2梯度丈量数据
l无线数据传输,,,,,,,,可随时上网在线浏览、下载数据
l可选配微根窗根系动态监测系统
l蓄电池供电或太阳能供电
主要手艺指标:
土壤水分丈量:
a.土壤水分传感器:丈量规模,,,,,,,,0-60%体积含水量,,,,,,,,±3%VWC工厂校准@在0-50%VWC矿物土盐分~8ds/m ±1%VWC@土壤特定校准。。。。。。。
b.土壤温度丈量规模:,,,,,,,,-40℃-80℃,,,,,,,,精度±0.2℃,,,,,,,,最大为满量程的±0.4℃。。。。。。。区分率0.01℃。。。。。。。
c.土壤电介常数规模:1-80 ,,,,,,,,区分率0.01。。。。。。。
土壤CO2丈量:非色散单束双波长红外手艺(NDIR),,,,,,,,丈量规模0-5000ppm、0-7000ppm、0-10000ppm、0-20000 可选�。。。。。。�,,,,,,,精度±1.5%,,,,,,,,响应时间30妙;;;;;;;
标准设置为3层(SCG-3)土壤剖面CO2、土壤水分和土壤温度监测
单通道或多通道土壤剖面氧气丈量模浚浚浚�????椋ㄑ∨洌�,,,,,,,荧光光纤O2丈量手艺,,,,,,,,高稳固性、零氧耗,,,,,,,,响应时间5秒,,,,,,,,丈量规模0-50%,,,,,,,,精度优于0.4%
标配16通道数据收罗器(可选配32通道以监测3层以上的CO2浓度、土壤水分及土壤温度等):
a.可存储220000组带时间戳的数据,,,,,,,,16比特区分率,,,,,,,,± 20 mV up to ± 2.5 V 8规模输入,,,,,,,,准确度0.03%;;;;;;;
b.丈量距离3秒至4小时可调,,,,,,,,数据平均距离3秒至4小时;;;;;;;
c.电压6.5-15VDC,,,,,,,,待机耗电150μA,,,,,,,,丈量耗电15mA重量140g;;;;;;;
d.锂电备用电池,,,,,,,,3V,,,,,,,,可使用5年以上;;;;;;;
e.操作温度?-20-60°C;;;;;;;
f.专业数据下载剖析软件,,,,,,,,可举行数据下载、数据在线视察、统计剖析(如每小时平均、逐日平均、总计、最小值、最大值、数据相关剖析)与图表展示及系统设置等;;;;;;;
土壤孔隙度丈量:压力室容积为1000ml,,,,,,,,压力规模-1~3bar,,,,,,,,气压区分率1mbar
原位表层土壤透气性丈量:丈量规模0.003-3cm/s,,,,,,,,丈量压力1-3hPa,,,,,,,,水势丈量规模0-800hPa,,,,,,,,土壤体积含水量0-70%
包裹式茎流监测模浚浚浚�????椋篠HB加热手艺,,,,,,,,用于监测5-20mm的茎杆液流
树干茎流监测模浚浚浚�????椋篢HB加热手艺,,,,,,,,树干内部加热,,,,,,,,用于10cm以上的树干茎流监测
呼吸室法监测土壤表层CO2通量(选配):标准设置为ACE土壤呼吸监测仪,,,,,,,,有关闭式和开放式两种模式供选择,,,,,,,,每种模式又有透明或非透明呼吸室供选配,,,,,,,,丈量规模为 40.0 mmols m-3(0-896ppm), 区分率为1ppm,,,,,,,,带有自动零校准装置
气象监测:Vaisala气象传感器,,,,,,,,气温监测规模-52℃~60℃,,,,,,,,准确度±0.3℃;;;;;;;大气压监测规模600~1100hPa,,,,,,,,准确度±0.5hPa;;;;;;;空气相对适度监测规模0~100%,,,,,,,,准确度±3%;;;;;;;降雨量输出区分率0.01mm,,,,,,,,准确度5%
无线数据传输,,,,,,,,通过软件终端浏览、下载数据,,,,,,,,并可对数据举行统计剖析
根系生态视察(选配):微根管、微根管镜及剖析软件组成,,,,,,,,标配微根管直径44mm(内径42mm),,,,,,,,高透明度、高韧性、防雨水,,,,,,,,微根管镜长度有17英寸、22英寸、28英寸、37英寸可选�。。。。。。�,,,,,,,微根管成像单位,,,,,,,,1/4”彩色 CCD,,,,,,,,像素768 x 494,,,,,,,,信噪比48DB,,,,,,,,可选配手持式高区分率成像单位,,,,,,,,1/3”彩色CCD,,,,,,,,区分率最高可达1600 x 1200像素;;;;;;;通过USB和电脑通讯、图像抓取�。。。。。。�,,,,,,,操作简朴

上图为夏秋季差别土壤剖面深度(5cm、12.5cm、35cm)CO2通量R(上)和CO2浓度(下)的转变情形,,,,,,,,降雨情形拜见右纵坐标(摘自Z.Nagy等,2011)。。。。。。。研究批注,,,,,,,,涡动法丈量低估了CO2通量(特殊是在通量较低的情形下),,,,,,,,干旱区草原在暴雨后往往会爆发CO2由大气向土壤的逆向通量。。。。。。。
产地:欧洲
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