SCG-NMfumo wa ufuatiliaji wa gradient ya CO2 ya udongo

Kupema udongo ni chanzo kuu cha kaboni kwa mazingira ya ardhi, na mradi wa mtiririko wa Ulaya EUROFLUX umeripotiwa kuwa wastani wa mapema ya udongo ya kila mwaka ya aina 18 za misitu yanachukua asilimia 49 ya uzalishaji wake wa jumla wa msingi (Janssens et al., 2001Utafiti wa Law et al. (2001) uligundua kuwa kupumua udongo hufanya takriban robo tatu ya kupumua kwa mazingira yote. Mabadiliko madogo ya kaboni ya udongo yatakuwa na athari kubwa kwa kiwango cha anga cha CO2, hivyo utafiti wa nguvu za kaboni ya udongo na uzalishaji wake wa CO2 ni mada muhimu ya haraka katika kutabiri mabadiliko ya kiwango cha anga cha CO2. Utafiti mwingi kuhusu mtiririko wa CO2 wa uso wa udongo (kupumua kwa jumla udongo), lakini hii ni wazi si ya kutosha kuelezea mchakato wa uzalishaji wa udongo wa CO2, utafiti wa gradient ya wima ya CO2 ya profile ya udongo unazidi kuwa hotspot ya kupumua udongo na hata utafiti wa mzunguko wa kaboni wa mazingira. Ufuatiliaji wa kuendelea wa uzalishaji wa CO2 katika ngazi mbalimbali za udongo (kina) ni muhimu sana kuelewa nguvu za CO2 za udongo na inaweza kuonyesha mabadiliko ya mtiririko wa CO2 kutoka udongo hadi anga kulingana na msimu, mwanga, joto, unyevu na sifa za udongo. Aidha, ufuatiliaji wa CO2 wa gradient ya udongo unaweza kulinganishwa na ufuatiliaji unaohusiana na vortex unaotumika sana, na hivyo utafiti wa kiasi unachunguza kubadilishana kwa kaboni katika mazingira. Katika miaka ya hivi karibuni, mfululizo wa utafiti wa mbinu za kiufundi za ubunifu zilifanywa nje ya nchi, na mfumo wa ufuatiliaji wa gradient ya CO2 ya SCG-3 ya udongo ni mfumo wa ufuatiliaji wa kuendelea wa CO2 katika nafasi kulingana na utafiti uliotajwa hapo juu.

Kwa mujibu waSheria ya kwanza ya FickKatika muda wa kitengo (katika kesi ya kuenea kwa hali imara) kupitia eneo la kitengo cha sehemu ya kuenea kwa mwelekeo wa kuenea (inayojulikana kama mtiririko wa kuenea kwa mtiririko wa kuenea,JInaonyesha) ni sawa na kiwango cha kiwango cha kiwango cha kiwango cha kiwango cha kiwango cha kiwango cha kiwango cha kiwango cha kiwango cha kiwango cha kiwango cha kiwango cha kiwango cha kiwango cha kiwango. Mpangilio wa CO2 (μmol CO2 m⁻²s⁻¹Kwa mujibu wa sheria hii, formula maalum ya hesabu ni:

J= -D(dC/dx)

kati yaDKiwango cha kuenea kwa CO2 katika udongo (kitengo cha m)²/s， Kuhusiana na joto la udongo, kiwango cha maji cha udongo na utupu wa udongo), C ni kiwango cha CO2 na kina cha x (kitengo cha m),dC/dxKwa gradient ya mganganyiko, "-" alama inaonyesha kuenea kwa mwelekeo kinyume cha gradient ya mganganyiko, yaani kuenea kutoka eneo la mganganyiko wa juu hadi eneo la mganganyiko wa chini.

SCGMfumo wa ufuatiliaji wa gradient ya CO2 ya udongo unajumuisha sensor ya CO2, sensor ya O2 (chaguo), sensor ya joto la udongo, sensor ya unyevu wa udongo, chumba cha kupumua cha uso wa udongo (chaguo), mkusanyiko wa data na kituo cha hali ya hewa cha ardhi, chumba cha kupumua cha uso wa udongo ni wazi na cha uwazi, ambapo chumba cha kupumua cha uwazi hutumiwa kupima kupumua cha udongo na kupumua kwa ajili ya photosynthesis ya mimea.

Makala ya mfumo:

l Non-disturbance in situ kuendelea kupima udongo profile CO2, unyevu, joto (kiwango Configuration kwa tabaka 3), inaweza kupata udongo CO2 mtiririko (kupumua udongo) kupitia sheria ya kwanza ya Fick, hivyo kufikia juu ya muda azimio in situ kufuatilia kupumua udongo

l VaisalaHali ya hewa sensor, moja kwa moja kupima rekodi hewa joto unyevu, shinikizo la hewa, mvua, kasi ya upepo upepo, nk

l Kipimo cha porosity ya udongo kinaweza kufanywa kuamua coefficient ya kuenea kwa CO2, kipimo cha uharibifu wa udongo kuamua uhusiano wa uharibifu wa udongo na unyevu wa udongo na mtiririko wa gesi

l TRIME-PICO32Sensor ya akili ya unyevu wa udongo kupima usahihi unyevu wa udongo na joto

l Optional moja channel au multi-channel fluorescent fiber udongo profile oksijeni in situ ufuatiliaji moduli

l Chaguo kwa ajili ya kufuatilia mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko wa mtiririko

l ACEMbinu ya chumba cha kupumua cha udongo cha uwazi au isiyo ya uwazi (chaguo) kupima kupumua udongo wa uso inaweza kutumika kuongeza, kupima au kulinganisha uchambuzi wa data ya kupima gradient ya CO2 ya profile ya udongo

l Usafirishaji wa data wireless, unaweza kuvinjari mtandaoni wakati wowote, kupakua data

l Optional Micro mizizi mfumo wa ufuatiliaji wa mizizi

l umeme wa betri au umeme wa jua

Viashiria kuu vya kiufundi:

1. Kipimo cha unyevu wa udongo:

a.TRIME-PICO32Smart sensor, TDR teknolojia ya kupima, kupima mbalimbali 0-100% kiasi maji maudhui, usahihi±1%Usahihi wa kurudia ± 0.2%, kipimo cha kiasi cha 250ml (chaguo ni PICO64, kipimo cha kiasi cha 1250ml, kinaweza kutafakari usahihi wa maji ya udongo wenye mchanga);

b.Kipimo cha joto la udongo: -20℃～50℃Usahihi wa kupima: ± 0.2℃

c.Kiwango cha maji IP68

2. Kipimo cha CO2 cha udongo: Teknolojia ya infrared ya wavelength mbili isiyo ya kawaida (NDIR), kipimo cha 0-5000ppm, 0-7000ppm, 0-10000ppm, 0-20000 ni chaguo, usahihi ± 1.5%, wakati wa majibu ni 30.

3. Kiwango cha usambazaji kwa ajili ya 3 tabaka (SCG-3) udongo profile CO2, udongo unyevu na udongo joto ufuatiliaji

4. Moduli ya kupima oksijeni ya chaneli moja au nyingi ya udongo (hiari), teknolojia ya kupima ya fluorescent fiber O2, utulivu wa juu, matumizi ya oksijeni ya sifuri, muda wa majibu wa sekunde 5, kipimo cha 0-50%, usahihi bora kuliko 0.4%

5. Kiwango cha 16 channel data collector (chaguo kwa njia 32 kufuatilia viwango vya CO2 zaidi ya safu 3, unyevu wa udongo na joto la udongo, nk):

a.Inaweza kuhifadhi seti 220,000 ya data na timu ya wakati, 16 bit azimio,± 20 mV up to ± 2.5 V 8mbalimbali ya pembejeo, usahihi wa 0.03%;

b.kipindi cha kupima kinaweza kurekebishwa kwa sekunde 3 hadi masaa 4, wastani wa data ni sekunde 3 hadi masaa 4;

c.Voltage 6.5-15VDC, standby matumizi ya umeme 150μA, kupima matumizi ya umeme 15mA uzito 140g;

d.Lithium umeme backup betri, 3V, inaweza kutumika kwa zaidi ya miaka 5;

e.joto la uendeshaji - 20-60 ° C;

f.Programu ya uchambuzi wa kushusha data ya kitaalamu, inaweza kufanya kushusha data, uchunguzi wa data mtandaoni, uchambuzi wa takwimu (kama vile wastani wa saa, wastani wa kila siku, jumla, thamani ya chini, thamani ya juu, uchambuzi kuhusiana na data) na kuonyesha chati na mipangilio ya mfumo, nk.

6. Kipimo cha porosity ya udongo: ukubwa wa chumba cha shinikizo ni 1000ml, shinikizo mbalimbali -1 ~ 3bar, azimio la shinikizo la hewa ni 1mbar

7. Kipimo cha kipepemo cha udongo wa uso: kipimo cha 0.003-3cm / s, shinikizo la kupima 1-3hPa, kipimo cha maji cha 0-800hPa, maji ya udongo 0-70%

8. Moduli ya ufuatiliaji wa mtiririko wa mtiririko: Teknolojia ya joto ya SHB kwa ajili ya kufuatilia mtiririko wa maji wa mtiririko wa 5-20mm

9. Moduli ya ufuatiliaji wa mtiririko wa mito ya mito: Teknolojia ya joto ya THB, joto la ndani la mito ya mito, kwa ajili ya ufuatiliaji wa mtiririko wa mito ya mito ya mito ya juu ya 10cm

10. Chumba cha kupumua kufuatilia uso wa udongo CO₂Flow (chaguo): Kiwango Configuration kama ACE udongo kupumua Monitor,Kuna njia mbili za kufungwa na wazi za kuchagua, na kila njia ina chumba cha kupumua cha uwazi au cha uwazi kwa kuchagua,kipimo mbalimbalikwa40.0 mmols m^-3（0-896ppm）,Uamuzi wa 1ppm，Na moja kwa moja zero calibration kifaa

11. Ufuatiliaji wa hali ya hewa: Vaisala sensor ya hali ya hewa, joto la ufuatiliaji mbalimbali-52℃～60℃, usahihi ± 0.3 ℃; Kufuatilia shinikizo la anga mbalimbali 600 ~ 1100hPa, usahihi ± 0.5hPa; Kiwango cha ufuatiliaji wa hali ya hewa ni 0 ~ 100%, usahihi ± 3%; Mvua pato azimio 0.01mm, usahihi wa 5%

12. Usafirishaji wa data wireless, kupitia programu terminal kuvinjari, download data, na unaweza kufanya uchambuzi wa takwimu ya data

13. Mchunguzi wa mizizi ya mazingira (chaguo): Micro mizizi ya tubing, microroot tubing na uchambuzi wa programu ya muundo, kawaida ya microroot tubing diameter 44mm (diameter ya ndani 42mm), uwazi wa juu, nguvu ya juu, mvua ya mvua, urefu wa microroot tubing ina 17 inchi, 22 inchi, 28 inchi, 37 inchi chaguo, kitengo cha picha cha microroot tubing, 1/4 "CCD ya rangi, pixels 768 x 494, kiwango cha ishara na kelele 48DB, chaguo na kitengo cha picha cha juu cha azimio la mkono, 1/3 "CCD ya rangi, azimio hadi 1600 x 1200 pixels; Kuwasiliana na picha kupitia USB na kompyuta, kuchukua picha, rahisi

Picha hapo juu ni mabadiliko ya kina tofauti cha udongo (5cm, 12.5cm, 35cm) ya mtiririko wa CO2 R (juu) na kiwango cha CO2 (chini) katika majira ya joto ya vuli, na hali ya mvua tazama kiwango cha kulia (kuchukuliwa kutoka kwa Z. Nagy et al., 2011). Utafiti umeonyesha kuwa vipimo vya turbulence vinapunguza mtiririko wa CO2 (hasa katika hali ya mtiririko wa chini), na maeneo ya kavu yanatokea mara nyingi kwa mtiririko wa kinyume wa CO2 kutoka anga hadi udongo baada ya mvua kubwa.

Mahali pa asili: Ulaya