— 生态 · 农业 · 健康 —
时间：2018-11-14
作者：球速体育
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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。土壤碳库细微的变革都将对大气CO2浓度造成重大影响，因此研究土壤碳动态及其CO2排放关于预测大气CO2浓度变革成为迫切的重要课题。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乃至生态系统碳循环研究的热点。土壤差别层面（深度）CO2生产的连续监测关于理解土壤CO2动态极为重要，可以剖析由土壤到大气CO2通量随季节、光照、温度、湿度及土壤特性的变革特征。另外，土壤笔直梯度CO2监测可以与广泛使用的涡度相关监测比较，从而定量研究剖析生态系统的碳交换。近几年外洋进行了一系列创立性技术要领研究，SCG-3土壤剖面CO2梯度监测系统即是凭据上述研究而研发集成的原位CO2连续监测系统。
凭据菲克第一定律(Fick’s first law)，在（稳态扩散的情况下）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）即凭据该定律求出，具体盘算公式为：
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空隙度有关)，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�。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寥辣聿愫粑曳滞该骱头峭该髁街郑渲型该骱粑矣糜谡闪客寥篮粑胫参锕庀嘀玫木缓粑�。
系统特点：
l非扰动原位连续丈量土壤剖面CO2、水分、温度（标准配置为3层），可通过菲克第一定律求出土壤CO2通量（土壤呼吸），从而实现高时间解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可进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，精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�？�
l 可选配包裹式植物茎流监测�？榛騎HB树干茎流监测�？椋糜诩嗖饩チ饔朐籆O2的动态关系
lACE透明或非透明土壤呼吸室法（备�。┱闪勘聿阃寥篮粑捎糜谠霾埂⑿Ｗ蓟虮日掌饰鐾寥榔拭鍯O2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
主要技术指标：
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技术（NDIR），丈量规模0-5000ppm、0-7000ppm、0-10000ppm、0-20000 可�。取�1.5%，响应时间30妙；
标准配置为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�？椋ㄑ∨洌夤庀薕2丈量技术，高稳定性、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，精确度0.03%；
b.丈量间隔3秒至4小时可调，数据平均间隔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，可进行数据下载、数据在线视察、统计剖析（如每小时平均、每日平均、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�？椋篠HB加热技术，用于监测5-20mm的茎杆液流
树干茎流监测�？椋篢HB加热技术，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）：标准配置为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℃，精确度±0.3℃；大气压监测规模600～1100hPa，精确度±0.5hPa；空气相对适度监测规模0～100%，精确度±3%；降雨量输出区分率0.01mm，精确度5%
无线数据传输，通过软件终端浏览、下载数据，并可对数据进行统计剖析
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�。⒏艹上竦ノ唬�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�。僮骷虻�
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）的变革情况，降雨情况拜见右纵坐标（摘自Z.Nagy等,2011)。研究标明，涡动法丈量低估了CO2通量（特别是在通量较低的情况下），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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