前言

土壤是全球氣候變化中極為重要的碳源和碳匯,，土壤呼吸對大氣CO₂含量的影響已經(jīng)引起越來越多研究者的注意,。SRS-1000 T是基于LCi T光合儀選配土壤呼吸室組成的便攜式土壤呼吸系統(tǒng),，專為測量土壤呼吸及其他野外氣體交換而設(shè)計(jì),。

組成

儀器包括一個觸摸屏控制臺,、一個手柄和一個1升的土壤呼吸室,。高精度微型CO₂紅外氣體分析儀直接安裝于手柄內(nèi),，大大減少CO₂到分析儀測量的響應(yīng)時(shí)間,。                                        

上圖左為主機(jī)加土壤呼吸室測量土壤呼吸實(shí)例照片,，上圖右為英國劍橋科研人員使用該系統(tǒng)在南極洲測量土壤呼吸與藻類光合作用現(xiàn)場照片。

儀器測量過程以開放模式進(jìn)行,，環(huán)境空氣與呼吸室氣體不斷循環(huán),，以保證作為樣品的土壤保持自然狀態(tài)。土壤呼吸室由一個上部呼吸室和一個下部不銹鋼環(huán)刀構(gòu)成,。上部呼吸室平衡設(shè)計(jì)極大的避免了氣壓和風(fēng)對于測量的影響,。下部不銹鋼環(huán)刀插入土壤，不論土壤條件如何,，保證上面的呼吸室處于最佳位置,，并能夠保證對土壤的最小擾動。

用戶可選擇PVC適配器,，以PVC管替代環(huán)刀,，適合大面積多點(diǎn)布設(shè)，節(jié)約成本,。

測量室

選配不同葉室和呼吸室,，可以測量葉片光合作用（選用不同類型葉室）、果實(shí)或整株植物光合作用（選配果蔬光合-呼吸室）,、小型群落光合-呼吸（選配透明群落光合-呼吸室）,、土壤呼吸等，全面分析研究土壤植物碳源碳匯功能,。

上圖從左到右依次為寬葉室,、窄葉室,、LED光源、熒光儀聯(lián)用葉室,、小型葉室

上圖從左到右依次為針葉室,、果實(shí)測量室、土壤呼吸室,、多功能測量室,、冠層室

應(yīng)用領(lǐng)域

?   碳源碳匯研究

?   全球氣候變化

?   土地利用方式改變

?   生態(tài)修復(fù)研究

?   植物生理生態(tài)研究

主要特點(diǎn)

l  便攜性：拎之即走，非常合適野外大面積多點(diǎn)采樣調(diào)查,。

l  電池續(xù)航：滿電連續(xù)工作10小時(shí),。

l  GPS定位：經(jīng)度、緯度,、海拔數(shù)據(jù)與土壤呼吸數(shù)據(jù)同步獲取,。

l  堅(jiān)固可靠：控制臺包含全部功能，呼吸室流量控制,，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示和存儲,，彩色360度可見觸摸屏。

l  惡劣條件下使用：高濕度/多塵環(huán)境表現(xiàn)出色,。

l  空間和時(shí)間分布研究：用戶可自行設(shè)定采樣間隔,，儀器會自動工作采集數(shù)據(jù)。

l  數(shù)據(jù)存儲與傳輸：SD卡存儲,，用戶最喜愛的方式,，也可通過USB線下載數(shù)據(jù)。

技術(shù)指標(biāo)

¨       CO₂氣體量程：0~2000ppm,。

¨       CO₂分辨率：1ppm,。

¨       CO₂分析單元：開路設(shè)計(jì)，鍍金,、mini化,、時(shí)域差分設(shè)計(jì)(避免雙IRGA平衡校準(zhǔn)漂變) IRGA，溫度,、氣壓自動補(bǔ)償,，零點(diǎn)自動校正。

¨       H₂O分析單元：0~75mbar,，0.1mbar 分辨率,，2個高精度激光微調(diào)濕度傳感器以提供超穩(wěn)定性蒸騰數(shù)據(jù)。

¨       PAR傳感器：0~3000μmol m^-2 sec^-1,，硅光電池,。

¨       呼吸室溫度：0~50℃，高精度熱電偶，準(zhǔn)確度+/- 0.2°C,。

¨       土壤溫度：5°C~50°C,，手動定位土壤溫度探頭。

¨       土壤呼吸室流速：68~340μmol m^-2 sec^-1,。

¨       預(yù)熱時(shí)間：5 minutes @ 20°C,。

¨       顯示屏：彩色WQVGA LCD觸摸屏，480 x 272像素,，尺寸95 x 53.9 mm,，對角線長109mm。

¨       數(shù)據(jù)與存儲：SD卡,，最大支持32G,。

¨       電池：2.8Ah，12V鉛酸電池,，提供10小時(shí)續(xù)航,。

¨       充電器：通用輸入電壓，13.8V輸出,。

¨       數(shù)據(jù)輸出口1：Mini-B轉(zhuǎn)USB,。

¨       數(shù)據(jù)輸出口2：RS232，9針D型口,。

¨       操作溫度：5°C~45°C,。

¨       控制臺尺寸與重量：125?140?240mm,，2.4kg,。

¨       手柄重量：0.6kg。

¨       呼吸室構(gòu)成：下部不銹鋼環(huán)刀,，上部丙烯塑料透明罩,。

¨       體積：1L。

¨       直徑：130mm,。

¨       高度：不銹鋼環(huán)刀高75mm,，丙烯塑料透明罩高70mm。

¨       重量：環(huán)刀325g,，透明罩320g,。

應(yīng)用案例

T F Wang等人（2018）利用ADC公司的SRS系列土壤呼吸儀對濱海新區(qū)的四塊樣地進(jìn)行土壤碳通量調(diào)查，從晝夜時(shí)間節(jié)律,、大氣溫度,、土壤溫度、土地類型,、植物等因素等多個方面進(jìn)行了分析探討,。

產(chǎn)地

英國

選配技術(shù)方案

1)  可選配不同類型葉室以測量葉片光合作用

2)  可選配不同呼吸室組件以測量果實(shí)/整株植物/小型群落光合-呼吸作用

3)  可選配高光譜成像以評估土壤微生物呼吸作用

4)  可選配紅外熱成像研究土壤水分、溫度變化對呼吸影響

5)  可選配ECODRONE?無人機(jī)平臺搭載高光譜和紅外熱成像傳感器進(jìn)行時(shí)空格局調(diào)查研究

部分參考文獻(xiàn)

1)  Edyta Hewelke et al. 2018. The Impact of Diesel Oil Pollution on the Hydrophobicity and CO₂ Efflux of Forest Soils. Water Air Soil Pollut, 229: 51.

2)  Fér, M. et al. 2018. Influence of soil–water content on CO₂ efflux within the elevation transect heavily impacted by erosion” Ecohydrology. 2018;e1989. https://doi.org/10.1002/eco.1989.

3)  T F Wang et al. 2018. “Diurnal Change of Soil Carbon Flux of Binhai New District” IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 150 012007.

4)  Lang, R. et al. 2017. “Seasonal differences in soil respiration and methane uptake in rubber plantation and rainforest” Agriculture, Ecosystems and Environment 240, 314-312.

5)  Li, Xianwen, et al. 2016. “Evaluation of evapotranspiration and deep percolation under mulched drip irrigation in an oasis of Tarim basin, China.” Journal of Hydrology 538 (2016): 677-688.