土壤－植物系统气体交换连续测定采集仪技术方案

本发明专利技术涉及一种土壤－植物系统气体交换采集仪。它是由无底密封罩筒、带凹槽基座、小气候数据采集仪、传感器、风扇、气泵、阀门和气袋组成。无底密封罩筒扣入带凹槽基座中，无底密封罩筒顶部装有风扇和传感器，小气候数据采集仪通过导线分别与风扇和传感器连接，气泵、阀门和气袋通过硅胶导管与筒盖连通。本发明专利技术结构简单，操作方便，易携带，利用它可对森林、草原和戈壁沙漠群落土壤呼吸进行长期监测，为生态学、环境科学及地球表层系统科学的发展提供可靠的依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种土壤-植物系统气体交换连续测定采集仪。
技术介绍
土壤-植物系统是大气中微量气体(如C02、 CH4、 N20)重要来源，由于大气中微 量气体浓度的变化，导致了一系列重大全球性环境变化，如温室效应的加强，臭氧浓度的减 低，全球气候的变暖。土壤呼吸(soil respiration)是指土壤释放二氧化碳的过程，即土 壤中产生的气体可通过植物的通气组织或疏导组织传输到大气中，同时大气也可以同样途 径将气体传输到土壤。严格意义上讲是指未扰动土壤中产生二氧化碳的所有代谢作用，包 括三个生物学过程(即土壤微生物呼吸、根系呼吸、土壤动物呼吸)和一个非生物学过程。 即含碳矿物质的化学氧化作用等几个生物学和非生物学过程。 森林土壤呼吸是陆地生态系统土壤呼吸的重要部分，其动态变化将对全球碳平衡 产生深远的影响。全球森林过度采伐和其他土地利用变化导致土壤C02释放的增加量，占 过去两个世纪来因人类活动释放的C02总量的一半，是除化石燃烧释放C02导致大气C02 浓度升高的另一重要因素。因此，建立C02通量网站，对森林、草原土壤呼吸进行长期监测， 研究土壤-植物系统气体交换，是研究世界碳循环的重要课题，对生态学、环境科学及地球 表层系统科学的发展有重大意义。
技术实现思路
鉴于上述，本专利技术的目的在于提供一种土壤_植物系统气体交换连续测定采集 仪。 本专利技术的技术方案是 —种土壤-植物系统气体交换连续测定采集仪，是由无底密封罩筒、带凹槽密封基座、小气候数据采集仪、温度传感器、气体搅拌风扇、出气嘴、吸气小气泵、阀门、气袋、硅胶导管、风速风向传感器、蓄电池和太阳能供电系统组成。无底密封罩筒扣放入带凹槽密封基座中，无底密封罩筒顶部装有气体搅拌风扇和温度传感器，小气候数据采集仪通过导线分别与气体搅拌风扇、温度传感器和风速风向传感器、蓄电池和太阳能供电系统连接，吸气小气泵、阀门、气袋通过硅胶导管与筒盖出气嘴连通。 上述的太阳能供电系统为太阳能充电器和太阳能电池。 本专利技术的优点是 1、筒体的透光性对于地上植物C02的交换通量也有着直接的影响。本专利技术无底密 封罩筒采用圆形或方形白色不透光PVC材料制成，白色不透光材料可增大筒壁对太阳光的 辐射，降低筒内温度升高的速度，减缓筒内温度的变化，保证土壤-植物系统气体交换气体 排放通量数据采集的准确性。 2、无底密封罩筒扣入不锈钢基座的凹槽中，并用水密封。小气候数据采集仪可以 设置连接1-3个采集重复点，对森林、草原和戈壁沙漠群落土壤呼吸进行长期监测，积累数据，分析评估，为生态学、环境科学及地球表层系统科学的发展提供可靠的依据。 3、结构简单，操作方便，易携带，是野外进行土壤-植物系统气体交换连续测定科学试验的理想器具。附图说明 图1是本专利技术结构示意图。 具体实施例方式如图l所示，利用土壤-植物系统气体交换连续测定采集仪对森林、草原和戈壁沙 漠群落土壤温室气体(C02、 CH4、 N20)通量和室内外温度小气候变化进行连续测定，采集仪 是由无底密封罩筒1、带凹槽基座2、小气候数据采集仪3、温度传感器4、气体搅拌风扇5、吸 气小气泵6、阀门7、气袋8、硅胶导管12、风速风向传感器9、蓄电池13和太阳能供电系统10 组成，无底密封罩筒1用5mm白色不透光PVC材料制成，筒体圆形和方形两种，内径底面积 为直径450mm和480X440mm，箱体高度为30mm。无底密封罩筒1扣放入已插入土壤5-15mm 深处的不锈钢基座的凹槽中，并用水密封.无底密封罩筒1顶部装有气体搅拌小风扇5和 3只不同高度温度传感器4，底部埋设3只不同深度土壤温度传感器4，小气候数据采集仪3 含有单片机数据存贮卡、232接口 ， 232接口通过导线分别与气体搅拌风扇5、温度传感器4、 风速风向传感器9、蓄电池13和太阳能供电系统10连接，吸气小气泵6、阀门7和气袋8通 过硅胶导管12与筒盖出气嘴11连通。 在3个样地内分别设置3个采集重复点，采样箱基座内土壤尽量保持原状，筒体和 基座笼罩着植物。土壤和植物都在不同程度上与大气有气体交换过程，自5月下旬开始到 10月中旬，以平均2次/月的采样频率进行气体排放通量样品的采集，每次采样气体200ml 注入采样气袋内，运回实验室内进行及时分析。采样时间基本固定在上午8:30至10:00，以 此时的通量代表采样日的日均通量，在罩筒初时、15min和30min时分别定时同步采集箱内 温度、土壤温度和箱外小气候数据。 白昼太阳能电池给小气候数据采集仪3供电、给太阳能充电器充电；夜晚，太阳能 充电器给小气候数据采集仪3供电。阴雨天由蓄电池13给小气候数据采集仪3供电。权利要求一种土壤-植物系统气体交换连续测定采集仪，是由无底密封罩筒(1)、带凹槽密封基座(2)、小气候数据采集仪(3)、温度传感器(4)、气体搅拌风扇(5)、出气嘴(11)、吸气小气泵(6)、阀门(7)、气袋(8)、硅胶导管(12)风速风向传感器(9)、蓄电池(13)和太阳能供电系统(10)组成，其特征是无底密封罩筒(1)扣放入带凹槽密封基座(2)中，无底密封罩筒(1)顶部装有气体搅拌风扇(5)和不同高度的温度传感器(4)，小气候数据采集仪(3)通过导线分别与气体搅拌风扇(5)、温度传感器(4)和风速风向传感器(9)、蓄电池(13)和太阳能供电系统(10)连接，吸气小气泵(6)、阀门(7)、气袋(8)通过硅胶导管(12)与筒盖出气嘴(11)连通。2. 根据权利要求1所述的一种土壤_植物系统气体交换连续测定采集仪，其特征是太 阳能供电系统(10)为太阳能充电器和太阳能电池。全文摘要本专利技术涉及一种土壤-植物系统气体交换采集仪。它是由无底密封罩筒、带凹槽基座、小气候数据采集仪、传感器、风扇、气泵、阀门和气袋组成。无底密封罩筒扣入带凹槽基座中，无底密封罩筒顶部装有风扇和传感器，小气候数据采集仪通过导线分别与风扇和传感器连接，气泵、阀门和气袋通过硅胶导管与筒盖连通。本专利技术结构简单，操作方便，易携带，利用它可对森林、草原和戈壁沙漠群落土壤呼吸进行长期监测，为生态学、环境科学及地球表层系统科学的发展提供可靠的依据。文档编号G01N33/00GK101776542SQ200910021000公开日2010年7月14日 申请日期2009年1月11日 优先权日2009年1月11日专利技术者张芳, 赵晶, 赵爱国 申请人:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤－植物系统气体交换连续测定采集仪，是由无底密封罩筒（１）、带凹槽密封基座（２）、小气候数据采集仪（３）、温度传感器（４）、气体搅拌风扇（５）、出气嘴（１１）、吸气小气泵（６）、阀门（７）、气袋（８）、硅胶导管（１２）风速风向传感器（９）、蓄电池（１３）和太阳能供电系统（１０）组成，其特征是无底密封罩筒（１）扣放入带凹槽密封基座（２）中，无底密封罩筒（１）顶部装有气体搅拌风扇（５）和不同高度的温度传感器（４），小气候数据采集仪（３）通过导线分别与气体搅拌风扇（５）、温度传感器（４）和风速风向传感器（９）、蓄电池（１３）和太阳能供电系统（１０）连接，吸气小气泵（６）、阀门（７）、气袋（８）通过硅胶导管（１２）与筒盖出气嘴（１１）连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵爱国，张芳，赵晶，
申请(专利权)人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]