ACE 土壤碳通量监测系统

 

 

土壤碳通量：碳收支研究中一个重要的数据

空气中CO₂的快速升高对未来的气候会产生巨大的影响，这个问题逐渐成为了国际政治和经济研究的一个焦点问题。

土壤呼吸研究土壤产生的净CO₂的量，土壤产生的气体的量是土壤微生物活性的一个重要指标，同时也是土壤健康的指标。土壤的碳通量受到各种环境因子的干扰，如：有机物含量，土壤水份，土壤温度。

自然届土壤中生物体的呼吸是主要的碳源。理解土壤碳通量及其它与其他的元素流量间的关系，有利于我们研究全球气候问题。

为了方便研究者长期在野外监测土壤的碳通量，我们特开发了ACE土壤碳通量监测系统，在监测碳通量的同时，我们还可以对一些干扰碳通量的环境因子进行监测，有利于研究者准确的判断土壤碳通量的数据。

 

一、ACE性能：

呼吸室内置整合式CO₂分析器

每一个呼吸室都有一个内置式高精度红外气体分析器，有效减少气路呼吸室与气路间的距离，避免由气路引起的误差，可以更快的反应呼吸室内的CO₂浓度变化。试验操作因此变的简单，野外使用就更方便。

 

野外长期无人值守操作

ACE在设计上非常自动化和人性化，呼吸室在测量周期中可以自动开合。研究者可以设定采样时间间隔，测量时，自动闭合呼吸室，不测量时，自动打开呼吸室，把测量对土壤的扰动降倒最低。呼吸室打开时，系统自动调整到低耗电状态，确保野外长期使用。独特的手臂式设计，适合野外测量，确保呼吸室的密封，保证研究者拿到可靠的数据。

 

完善的系统

每个ACE工作站是一个完整的、整合式的土壤碳通量系统，包含一个铝合金呼吸室、叶室手臂和控制单元，控制单元可以记录和显示数据。因此，每个工作站都可以独立使用。

ACE工作站可以使用电池、太阳能板和风力作为电源，一个40Ah的铅蓄电池，足够使用约28天。

 

易安装

ACE系统高度整合，没有任何气路连接管暴露在外，因此无需在实验开始前进行气路连接。控制单元由一个大的液晶屏和五个按键组成，方便单机操作，无需连接电脑。气体交换的数据、碳通量的数据以及其他环境因子的传感器数据可以通过ACE的控制单元记录下来，保存到机器的闪存内。

 

开路和闭路模式

ACE测量可以开路式测量，也可以闭路测量。测量时，呼吸室处于关闭状态，进入呼吸室的参比气体的浓度差反应了土壤呼吸情况。

         湿度和温度等数据
         PAR传感器至于呼吸室内
         可接高达6个土壤温度和4个土壤湿度传感器

 

 

 二、ACE 网络化工作站（多点）

ACE系统仅适合单点测量，多个ACE系统可以组成一个网络化工作站，一个中央控制单元可以连接32个的ACE工作站，同时适合32个点监测，每个ACE系统离中央控制单元的距离可达到100m。我们内置分析器在ACE呼吸室内，所以，ACE系统与中央控制单元的连接，仅一根信号线，所以安装非常简单，适合野外测量。不需要将远处的呼吸室内的气体泵到中央控制单元测量，避免了误差。每个ACE系统与中央控制单元支持热插拔。

 

三、ACE系统的技术指标

CO2:测量范围： 0-600ppm (26.8mmols m-3),  精度2ppm

测量模式：开例或闭路

PAR测量范围: 0 - 3000µmols m-2 sec-1 硅膜

土壤温度：6热点偶传感器

土壤湿度： FDR土壤水分传感器

呼吸室气体流速r:100-500ml min-1

气体流速精度: +/- 2% of f.s.d.

显示单元:  240 x 64 点 LCD显示屏

操作: 五个按键操作.

数据: 闪存存储数据

内置电池: 12V standby 1.0Ah 电池

供电系统: 外接铅蓄电池，太阳能板，风力电源

RS232 输出: 19200 baud.

电气连接:3针接头，防水，适合野外使用

尺寸: 82 x 33 x 13 cms

闭路叶室大小:2.7L

开路叶室大小: 1.0L

呼吸室直径: 23cm

重量: 7.0 kg

 

中央控制单元

结构: 铁质密封系统

连接: 32个ACE接口，两个外接电源接口

尺寸: 30 x 30 x 15 cms

 

四、应用

土壤呼吸、土壤单位体积微生物数量判断、植物呼吸 、森林冠层CO₂剖面 、根系呼吸 、生长室或温室监测、动物及昆虫呼吸生理、微生物活动与生物降解、生态生理学（碳平衡）、气候变化、环境控制