SCG-NSistem pemantauan gradien CO2 profil tanah

Pernapasan tanah adalah sumber karbon utama untuk ekosistem darat, dan dilaporkan bahwa pernapasan tanah tahunan rata-rata dari 18 jenis hutan dalam proyek arus Eropa EUROFLUX menyumbang 49% dari total produktivitas primer mereka.Janssens et al., 2001Law et al. (2001) menemukan bahwa pernapasan tanah menyumbang sekitar tiga perempat dari pernapasan seluruh ekosistem. Perubahan halus dalam sumber karbon tanah akan berdampak signifikan pada konsentrasi CO2 atmosfer, sehingga penelitian dinamika karbon tanah dan emisi CO2 menjadi topik penting yang mendesak untuk memprediksi perubahan konsentrasi CO2 atmosfer. Banyak penelitian tentang aliran CO2 permukaan tanah (total pernapasan tanah), tetapi ini jelas tidak cukup untuk menjelaskan proses produksi CO2 tanah, dan penelitian gradien vertikal CO2 profil tanah semakin menjadi titik panas untuk penelitian pernapasan tanah dan bahkan siklus karbon ekosistem. Pemantauan terus menerus produksi CO2 di berbagai tingkatan (kedalaman) tanah sangat penting untuk memahami dinamika CO2 tanah dan dapat menjelaskan karakteristik perubahan aliran CO2 dari tanah ke atmosfer sesuai dengan musim, cahaya, suhu, kelembaban dan karakteristik tanah. Selain itu, pemantauan CO2 gradien vertikal tanah dapat dibandingkan dengan pemantauan terkait vortex yang banyak digunakan, sehingga penelitian kuantitatif menganalisis pertukaran karbon ekosistem. Dalam beberapa tahun terakhir, serangkaian penelitian metode teknis kreatif telah dilakukan di luar negeri, dan sistem pemantauan gradien CO2 profil tanah SCG-3 adalah sistem pemantauan terus menerus CO2 in situ yang terintegrasi dan dikembangkan berdasarkan penelitian di atas.

BerdasarkanHukum Pertama FickDalam (kasus penyebaran dalam keadaan stabil) aliran bahan difusi melalui area sepotong unit yang vertikal pada arah penyebaran dalam waktu satuan (disebut flux difusi), denganJProporsional dengan gradien konsentrasi di bagian tersebut. Aliran CO2 Tanah (μmol CO2 m⁻²s⁻¹Menurut hukum ini, rumus perhitungan spesifik adalah:

J= -D(dC/dx)

Di antaraDFaktor penyebaran CO2 dalam tanah (m)²/s， Terkait dengan suhu tanah, kandungan air volume tanah dan kekosongan tanah), C adalah konsentrasi CO2 dengan kedalaman x (dalam unit m),dC/dxUntuk gradien konsentrasi, tanda "-" menunjukkan bahwa arah penyebaran adalah arah yang berlawanan dengan gradien konsentrasi, yaitu penyebaran dari daerah konsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah.

SCGSistem pemantauan gradien CO2 profil tanah terdiri dari sensor CO2 yang berbeda dalam profil tanah, sensor O2 (opsional), sensor suhu tanah, sensor kelembaban tanah, ruang pernapasan permukaan tanah (opsional), pengumpul data dan stasiun cuaca tanah, ruang pernapasan permukaan tanah terbagi menjadi transparan dan tidak transparan, di mana ruang pernapasan transparan digunakan untuk mengukur pernapasan tanah dan pernapasan bersih untuk fotosintesis tanaman.

Fitur sistem:

l Non-perturbasi pengukuran in situ terus menerus profil tanah CO2, kelembaban, suhu (konfigurasi standar untuk 3 lapisan), dapat mencari aliran CO2 tanah (napas tanah) melalui hukum pertama Fick, sehingga mencapai resolusi waktu tinggi pemantauan in situ napas tanah

l VaisalaSensor cuaca, secara otomatis mengukur suhu udara, kelembaban, tekanan udara, curah hujan, kecepatan angin dan arah angin.

l Pengukuran porositas tanah dapat dilakukan untuk menentukan koefisien diffusi CO2, pengukuran permeabilitas tanah untuk menentukan hubungan antara permeabilitas tanah dengan kelembaban tanah dan aliran gas

l TRIME-PICO32Sensor cerdas kelembaban tanah untuk mengukur kelembaban dan suhu tanah dengan akurat

l Modul pemantauan in situ oksigen profil tanah serat optik fluorescent saluran tunggal atau multi-saluran opsional

l Opsional dengan modul pemantauan aliran batang tanaman yang dibungkus atau modul pemantauan aliran batang pohon THB untuk memantau hubungan dinamis antara aliran batang dan CO2 in situ

l ACEMetode ruang pernapasan tanah transparan atau non-transparan (opsional) untuk mengukur pernapasan permukaan tanah, yang dapat digunakan untuk melengkapi, kalibrasi atau analisis perbandingan data pengukuran gradien CO2 profil tanah

l Transfer data nirkabel, dapat menjelajahi dan mengunduh data secara online kapan saja

l Opsional dengan sistem pemantauan dinamis sistem akar jendela mikro

l Baterai atau tenaga surya

Indikator Teknis Utama:

1. Pengukuran air tanah:

a.TRIME-PICO32Sensor cerdas, teknologi pengukuran TDR, kisaran pengukuran 0-100% kandungan air volume, akurasi±1%, akurasi pengulangan ± 0,2%, volume pengukuran 250ml (opsional dengan PICO64, volume pengukuran 1250ml, dapat secara akurat mencerminkan kandungan air tanah kerikil);

b.Pengukuran suhu tanah: -20℃～50℃Akurasi pengukuran: ± 0,2℃

c.Kelas tahan air IP68

2. Pengukuran CO2 tanah: teknologi inframerah panjang gelombang ganda (NDIR), kisaran pengukuran 0-5000ppm, 0-7000ppm, 0-10000ppm, 0-20000 opsional, akurasi ± 1,5%, waktu tanggapan 30.

3. Konfigurasi standar dengan profil tanah 3 lapisan (SCG-3) untuk pemantauan CO2, kelembaban tanah dan suhu tanah

4. Modul pengukuran oksigen profil tanah satu saluran atau multi saluran (opsional), teknologi pengukuran serat fluorescent O2, stabilitas tinggi, konsumsi oksigen nol, waktu respon 5 detik, kisaran pengukuran 0-50%, akurasi lebih baik dari 0,4%

5. Pengumpul data 16 saluran standar (opsional 32 saluran untuk memantau konsentrasi CO2, kelembaban tanah dan suhu tanah di atas 3 lapisan):

a.Bisa menyimpan 220.000 set data dengan timestamp, resolusi 16 bit,± 20 mV up to ± 2.5 V 8Input rentang, akurasi 0,03%;

b.Interval pengukuran dapat disesuaikan selama 3 detik hingga 4 jam dan data rata-rata antara 3 detik hingga 4 jam;

c.Tegangan 6,5-15VDC, daya standby 150μA, ukuran daya 15mA berat 140g;

d.Baterai cadangan lithium, 3V, dapat digunakan selama lebih dari 5 tahun;

e.suhu operasi -20-60 ° C;

f.Software analisis download data profesional, dapat melakukan download data, pengamatan data online, analisis statistik (seperti rata-rata per jam, rata-rata harian, total, nilai minimum, maksimum, analisis terkait data) dan tampilan grafik dan pengaturan sistem, dll;

6. Pengukuran porositas tanah: volume ruang tekanan 1000ml, kisaran tekanan -1 ~ 3bar, resolusi tekanan udara 1mbar

7. Pengukuran permeabilitas tanah permukaan in situ: kisaran pengukuran 0,003-3cm / s, tekanan pengukuran 1-3hPa, kisaran pengukuran tenaga air 0-800hPa, kandungan air volume tanah 0-70%

8. Modul pemantauan aliran batang bungkus: teknologi pemanasan SHB untuk memantau aliran cairan batang batang 5-20mm

9. Modul pemantauan aliran batang pohon: Teknologi pemanasan THB, pemanasan dalam batang untuk pemantauan aliran batang pohon di atas 10cm

10. Metode ruang pernapasan memantau permukaan tanah CO₂Aliran (opsional): Konfigurasi standar untuk monitor pernapasan tanah ACE,Ada dua mode tertutup dan terbuka untuk dipilih, masing-masing dengan ruang pernapasan transparan atau tidak transparan untuk dipilih,Rentang pengukuranuntuk40.0 mmols m^-3（0-896ppm）,Resolusi adalah 1ppm，Dengan perangkat kalibrasi otomatis nol

11. Pemantauan cuaca: Sensor cuaca Vaisala, rentang pemantauan suhu -52℃～60℃, akurasi ± 0,3 ℃; Pemantauan tekanan atmosfer kisaran 600 ~ 1100hPa, akurasi ± 0,5hPa; Rangkaian pemantauan udara relatif sederhana 0-100%, akurasi ± 3%; Resolusi output hujan 0,01 mm, akurasi 5%

12. Transfer data nirkabel untuk menelusuri, mengunduh dan menganalisis data secara statistik melalui terminal perangkat lunak

13. Pengamatan ekosistem akar (opsional): komposisi tubo akar mikro, tubo akar mikro dan perangkat lunak analisis, dengan diameter tubo akar mikro standar 44mm (diameter dalam 42mm), transparansi tinggi, ketahanan tinggi, tahan hujan, panjang tubo akar mikro 17 inci, 22 inci, 28 inci, 37 inci opsional, unit pencitraan tubo akar mikro, 1/4 "CCD warna, piksel 768 x 494, rasio sinyal dan suara 48DB, opsional dengan unit pencitraan resolusi tinggi genggam, 1/3 "CCD warna, resolusi hingga 1600 x 1200 piksel; Komunikasi melalui USB dan komputer, pengambilan gambar, mudah dioperasikan

Gambar di atas adalah perubahan aliran CO2 R (atas) dan konsentrasi CO2 (bawah) pada kedalaman profil tanah yang berbeda pada musim gugur musim panas (5cm, 12,5cm, 35cm), dan kondisi hujan lihat koordinat longitudinal kanan (diambil dari Z. Nagy et al., 2011). Penelitian menunjukkan bahwa pengukuran turbulensi meremehkan aliran CO2 (terutama dalam kasus aliran yang lebih rendah), dan padang rumput di daerah kering cenderung mengalami aliran terbalik CO2 dari atmosfer ke tanah setelah hujan lebat.

Asal: Eropa