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SCG-BTC原位土壤CO2與根系動態(tài)觀測系統(tǒng)
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北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司

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SCG-BTC原位土壤CO2與根系動態(tài)觀測系統(tǒng)

土壤中植物細(xì)根占地球生態(tài)系統(tǒng)年凈初級生產(chǎn)力的33%Gill and Jackson2000),盡管對菌根生產(chǎn)力還缺乏了解,但可以肯定的是,植物細(xì)根及菌根CO2的排放對全球碳平衡具有非常重要的意義。截至目前為止,科學(xué)家對調(diào)節(jié)細(xì)根及菌根碳庫動態(tài)的機(jī)理過程還缺乏了解。微根窗技術(shù)已成為研究植物根系乃至菌根動態(tài)的有力工具,但很少有研究將植物根系及菌根動態(tài)與生態(tài)系統(tǒng)通量如土壤碳通量結(jié)合觀測分析。

美國加利福尼亞大學(xué)保護(hù)生物學(xué)研究中心RodrigoVargas教授(2008),在圣哈辛托山保護(hù)區(qū)利用BTC–100微根窗根系觀測系統(tǒng)及土壤剖面CO2梯度觀測系統(tǒng),組成土壤呼吸與根系觀測站,就土壤水分、細(xì)根動態(tài)、土壤呼吸進(jìn)行綜合觀測研究,結(jié)果表明,利用BTC–100微根窗技術(shù)持續(xù)觀測細(xì)根動態(tài)極為重要,觀測到細(xì)根長度變化每天每平方米達(dá)40cm,而菌根長度變化每天每平方米超過100cm。細(xì)根和菌根的動態(tài)變化會影響到土壤呼吸的季節(jié)性變化和日變化。土壤CO2的生產(chǎn)是根系及微生物的生物量的函數(shù),但土壤呼吸又依賴于土壤的擴(kuò)散包括溫度及土壤水分的影響。綜合運(yùn)用BTC–100微根窗技術(shù)和土壤呼吸測量技術(shù)(包括剖面CO2觀測技術(shù)和呼吸室測量技術(shù))可以幫助我們?nèi)胬斫夂蜕钊虢馕鲋参锔蹬c菌根對全球碳循環(huán)的貢獻(xiàn)(Allen et al., 2007)。

上圖:細(xì)根長度(上圖空心藍(lán)點(diǎn))、菌根長度(上圖實心紅點(diǎn))及土壤呼吸動態(tài)變化;下圖:土壤溫度與土壤體積含水量的動態(tài)變化(DOYDay of year

原位土壤CO2與根系動態(tài)觀測系統(tǒng)為Rodrigo Vargas教授安裝使用的全套系統(tǒng)配置組成,包括BTC–100根系觀測系統(tǒng)、SCG–3土壤剖面CO2觀測系統(tǒng)及ACE全自動土壤呼吸監(jiān)測系統(tǒng),可監(jiān)測記錄根系動態(tài)、TRIME–PICO土壤剖面水分及溫度、土壤剖面CO2濃度、土壤呼吸(CO2通量),及空氣溫濕度、太陽輻射、降雨量等氣象參數(shù)。

技術(shù)參數(shù):

  1. 美國Bartz公司生產(chǎn)的知名品牌BTC–100微根窗(Minirhizotron)根系生態(tài)觀測系統(tǒng),200余篇參考文獻(xiàn)和應(yīng)用案例

  2. 15100倍放大倍數(shù),可進(jìn)行細(xì)根(直徑小于2mm)、菌根動態(tài)觀測

  3. 具定位手柄,精確定位、長期跟蹤觀測根系動態(tài)生長、周轉(zhuǎn)

  4. 成像面積適中以確保不變形,15×時成像面積18mm(寬度)×13.5mm(深度),100×時則為3mm×2.1mm

  5. SCG–3土壤剖面CO2原位監(jiān)測:

    1. 16通道數(shù)據(jù)采集器(可選配32通道以監(jiān)測3層以上的CO2濃度、土壤水分及土壤溫度等),可存儲220000組帶時間戳的數(shù)據(jù),16比特分辨率,±20mV up to ±2.5V 8范圍輸入,精確度0.03%,測量間隔3秒至4小時可調(diào),數(shù)據(jù)平均間隔3秒至4小時

    2. 專業(yè)數(shù)據(jù)下載分析軟件,可進(jìn)行數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)在線觀測、統(tǒng)計分析(如每小時平均、每日平均、總計、*小值、**值、數(shù)據(jù)相關(guān)分析)與圖表展示及系統(tǒng)設(shè)置等

    3. 標(biāo)配3層原位CO2梯度監(jiān)測,非色散單束雙波長紅外技術(shù)(NDIR),CO2測量范圍05000ppm、07000ppm、010000ppm、020000 可選,精度±1.5%,響應(yīng)時間30

    4. TRIME–PICO32智能傳感器,TDR測量技術(shù),測量范圍0100%體積含水量,精確度±1%;土壤溫度測量范圍:-2050,測量精度:±0.2

    5. 無線數(shù)據(jù)傳輸,通過軟件終端瀏覽、下載數(shù)據(jù),無需固定IP地址,可隨時隨地上網(wǎng)瀏覽、下載、分析數(shù)據(jù)

  6. ACE全自動土壤呼吸監(jiān)測儀,有封閉式和開放式兩種模式供選擇,每種模式又有透明或非透明呼吸室供選配,測量范圍 40.0 mmols m–30896ppm分辨率為1ppm,帶有自動零校準(zhǔn)裝置

產(chǎn)地:美國、歐洲,國內(nèi)集成

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10分

易用性

10分

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