自动土壤呼吸测量仪

前言ACE土壤呼吸监测技术由英国ADC公司根据呼吸室法研制，ACE土壤呼吸监测仪（简称ACE）由可自动开/闭呼吸室、内置CO2分析仪的旋转臂及控制单元组成一个完整紧凑的野外监测仪器，有封闭式测量仪和开放式测量仪两种，包括封闭透明式、封闭非透明式、开放透明式、开放非透明式等所有呼吸室测量方法技术，可定点全自动连续监测土壤呼吸及土壤温度、土壤水分和PAR，整机防水防尘，数据自动存储到存储卡中，12V 40Ah蓄电池可在野外连续监测近1个月时间。ACE是目前世界上唯一可长期放置在野外进行土壤呼吸监测的高度集成仪器。 上图中研究人员分别使用开放式透明（左）和开放式非透明（右）两种呼吸室进行测量应用领域ü 全球碳收支平衡研究，为碳交易提供准确的数据来源ü 与气候变化数据相结合，研究温室气体排放对气候变化的影响ü 与涡度相关数据结合，对通量变化做出合理解释ü 对土壤呼吸的影响因子及调控机制进行研究ü 不同作物或耕作类型或杀虫剂对土壤呼吸的影响ü 微生物生态学ü 土壤污染的恢复研究ü 填埋垃圾场土壤呼吸状态研究工作原理ACE采用两种测量模式：封闭式和开放式。两种模式采用不同的工作原理。1：封闭式测量原理：开始测定前呼吸罩自动关闭，形成密闭的呼吸室。紧邻呼吸室的机械臂内，具有一个高精度的CO2红外气体分析器（IRGA）。每隔10s对呼吸室的气体进行分析，在测量结束后通过分析数据自动计算土壤表面通量（土壤呼吸值）。2：开放式测量原理：开始测量前呼吸罩自动关闭，测量过程中，呼吸室与环境气体相连，顶部设有压力释放装置，保持内外气压稳定。在一定流速下达到稳态后测量泵入和泵出气体的CO2浓度差Δc，自动计算出通量值。功能特点l 高度集成、全自动化、一体式土壤呼吸监测系统，自动开/闭呼吸室，CO2分析仪、数据采集器及操作系统集成在一起，便于携带移动，无需额外配置计算机等外部设备，无需管路连接等复杂耗时的安装过程l 内置微机五键式操作系统，大型240×64点阵LCD屏用于设置操作、数据浏览及诊断l 有封闭式和开放式供选配，在干旱区等土壤呼吸微弱的情况下，建议选配封闭式测量l 呼吸室面积达415cm2，有透明呼吸室和非透明呼吸室供选择，前者适合用于测量低矮草本或禾苗群落碳通量，或用于测量有大量光合海藻类（如蓝藻）、苔藓地衣类植物的土壤碳通量（既有光合作用又有呼吸作用）l 高精度、高灵敏度CO2分析仪，分辨率为1ppml 可连接6个土壤温度传感器，4个土壤水分传感器，以监测不同剖面土壤水分与温度l 供电方式可从太阳能、蓄电池、220V交流电中三选一l 可购买多个ACE进行多点监测，可选配几个透明呼吸室和几个非透明呼吸室用于监测分析土壤及地上光合生物（如生物结皮、苔藓、低矮植被等）总光合、净光合、总呼吸、净呼吸及其相互关系和昼夜动态变化格局等技术指标l 红外气体分析仪：内置于土壤呼吸室，气路很短，响应时间快l CO2：测量范围：标准范围0-896ppm（可定制大量程和范围） 分辨率：1ppml PAR：0-3000μmol m-2 s-1硅光电池l 土壤温度热电阻探头：测量范围：-20-50℃，可接多达6个土壤温度探头l 土壤水分探头SM300：测定范围0-100vol%；精度3％（针对土壤进行标定后）；测量土体范围：55mm x 70mm；可接多达4个土壤水分探头l 土壤水分探头Theta：测量范围0-1.0 m3.m-3；精度±1%（特殊标定后）探头尺寸；探针60 mm 长，探头总长207mm；可接多达4个土壤水分探头l 呼吸室流量控制：200-5000ml/min (137-3425 μmol sec-1)，精度：±流速的3%l 呼吸室类型：开放透明、开放非透明、封闭透明、封闭非透明四种呼吸室供选l 仪器操作：独立主机，不需要PC/PDAl 数据纪录：2G移动存储卡（SD），可存储800万组以上数据l 电源供应：外部电池、太阳能板或风力供应，12v、40Ah蓄电池最长可持续供电28天，仅网络式有内部电池1.0Ahl 数据下载：读取SD卡或使用USB连接l 电子部分连接：坚固、防水的3pin插口（头）l 程序：界面友好，通过5键控制l 气体连接：3 mm气路接头l 显示：240×64点阵 LCD屏幕l 尺寸：82×33×13cml 密封室体积：2.6 Ll 开放室体积：1.0 Ll 土壤呼吸罩直径：23 cml 重量：9.0 kg 上图左为预埋钢圈，右为ACE连接土壤水分和土壤度传感器实物图呼吸室的选配操作屏幕和结果 应用案例屈冉等（2010）在秦岭利用ACE研究了土壤微生物和有机酸对土壤呼吸时的影响。研究显示土壤呼吸速率与土壤细菌、放线菌、草酸和柠檬酸呈极显著正相关。 产地英国选配技术方案1) 可选配多个ACE进行多点监测，与ACE MASTER主机组成网络监测方案2) 可选配土壤氧气测量模块3) 可选配高光谱成像以评估土壤微生物呼吸作用4) 可选配红外热成像研究土壤水分、温度变化对呼吸影响5) 可选配ECODRONE无人机平台搭载高光谱和红外热成像传感器进行时空格局调查研究部分参考文献1. K. Kri?tof, T. ?ima*, L. Nozdrovicky and P. Findura (2014). The effect of soil tillage intensity on carbon dioxide emissions released from soil into the atmosphere” Agronomy Research 12(1), 115–120.2. Xinyu Jiang, Lixiang Cao, Renduo Zhang (2014). Changes of labile and recalcitrant carbon pools under nitrogen addition in a city lawn soil. Journal of Soils and Sediments, March 2014, Volume 14, Issue 3, pp 515-524.3. Cannone, N., Augusti, A., Malfasi, F., Pallozzi, E., Calfapietra, C., Brugnoli, E. (2016). The interaction of biotic and abiotic factors at multiple spatial scales affects the variability of CO2 fluxes in polar environments” Polar Biology September 2016, Volume 39, Issue 9, pp 1581–1596.4. Liu, Yi, et al. (2016). Soil CO2 Emissions and Drivers in Rice–Wheat Rotation Fields Subjected to Different Long‐Term Fertilization Practices.” CLEAN–Soil, Air, Water (2016). DOI: 10.1002/clen.201400478 ().5. Xubo Zhang, Minggang Xu, Jian Liu, Nan Sun, Boren Wang, Lianhai Wu (2016). Greenhouse gas emissions and stocks of soil carbon and nitrogen from a 20-year fertilised wheat maize intercropping system: A model approach” Journal of Environmental Management, Volume 167, Pages 105-114, ISSN 0301-4797, . ().6. Altikat S., H. Kucukerdem K., Altikat A. (2018). Effects of wheel traffic and farmyard manure applications on soil CO2 emission and soil oxygen content” Thesis submitted from the “I?d?r University Agriculture Faculty Department of the Biosystem Engineering”.7. Cannone, N. Ponti, S., Christiansen, H.H., Christensen, T.R., Pirk, N., Guglielmin, M. (2018). “Effects of active layer seasonal dynamics and plant phenology on CO2 land atmosphere fluxes at polygonal tundra in the High Arctic, Svalbard” CATENA, Vol 174 (March 2019) 142-153. .8. Uri, V., Kukum?gi, M. Aosaar, J.,Varik, M., Becker, H., Auna, K., Krasnova, A.,Morozova, G.,Ostonen, I., Mander, U., L?hmus, K.,Rosenvald,K., Kriiska, K., Soosaarb, K., (2018). The carbon balance of a six-year-old Scots pine (Pinus sylvestris L.) Forest Ecology Management 2019.

Soil Master Kit 便携式土壤呼吸快速测量仪产品介绍： Soil Master Kit 便携式土壤呼吸快速测量仪过测量CO2含量能够快速、准确测量田间土壤微生物呼吸作用，通过最小干预采样法取土壤样品观察及量化土壤微生物活性，此时测量结果等同于土壤微生物在正常生境下的呼吸作用。该套系统可用于测量实验盆栽、试验小区、大田测试及森林草原等多种生态环境中土壤微生物呼吸作用。完整的测量系统包括：彩色读数表（绿色DCR）、土壤CO2传感器、切土刀、标准土壤完整的测量系统包括：彩色读数表（绿色DCR）、土壤CO2传感器、切土刀、标准土壤筛（0.635cm）、土壤刷、土壤温度计、塑料罐、数字天平和USB数据线等。测量结果真实可靠、精准度高，等同于实际生境下微生物呼吸作用使用切土刀等工具，最小干预法采取土壤样品使用土壤温度计可记录真实的田间土壤温度Solvita.com在线计算能够对各种土壤温湿度的样品进行呼吸作用结果的校准便携式手提箱方便现场进行测量，耗电低技术规格：Soil Master Kit便携式土壤呼吸快速测量系统重量5.4kg尺寸47 x 19 x 49.5 cm田间CO2彩色读数表供电9V电池或USB供电输出文件.CSV或XLS测量单位Kg / ha，mg/kg可读性精准度：±0.25个颜色单位；精密度：±0.02个颜色单位内存可存储2000个数据软件版本Solvita DCR firmware 12.3重量1.45kg尺寸26.7 x 17.8x 20.3cm田间CO2测试替换包，25包重量0.36kg尺寸26.7 x17.8 x 10.2 cm基础田间CO2测试包重量0.544kg尺寸26.7 x17.8 x 10.2 cm部件6个低量程CO2传感器、1个用于读取土壤CO2含量的比色图表塑料罐（6个）重量0.454kg尺寸26.7 x17.8 x 10.2 cmCO2传感器垫片（12个）重量 0.07kg尺寸7.6 x7.6 x2.0cm

WSD-310全自动土壤呼吸室 土壤呼吸室是一种对于来自土壤的气体进行收集测量的土壤呼吸测量装置，可实现对土壤CO2通量的在线长期、连续监测。土壤呼吸室的动压平衡设计可最大化模拟真实环境。土壤呼吸系统总重约5.0 kg，装有便携式把手，可轻便携带。同时，该系统还可用于大气CO2、水蒸气廓线研究，也可通过连接其它环境传感器（如太阳辐射、土壤温度和土壤水分传感器等），研究环境条件变化与土壤CO2通量的相关性。主要特点l 特殊的动压平衡设计，最大化模拟真实环境l 可实现长期、连续工作l 结构紧凑，体积小，重量轻，携带方便l 曲线型设计，防水防尘效果好，适合野外测量l 航空插头，快捷、安全、精确l 手持式设备（手机、平板）远端操作，便捷科学技术参数生产厂家：唯思德科技