專(zhuān)利名稱(chēng)：土壤-植物系統(tǒng)氣體交換連續(xù)測(cè)定采集儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種土壤-植物系統(tǒng)氣體交換連續(xù)測(cè)定采集儀。
背景技術(shù)：
土壤-植物系統(tǒng)是大氣中微量氣體(如C02、 CH4、 N20)重要來(lái)源，由于大氣中微 量氣體濃度的變化，導(dǎo)致了一系列重大全球性環(huán)境變化，如溫室效應(yīng)的加強(qiáng)，臭氧濃度的減 低，全球氣候的變暖。土壤呼吸(soil respiration)是指土壤釋放二氧化碳的過(guò)程，即土 壤中產(chǎn)生的氣體可通過(guò)植物的通氣組織或疏導(dǎo)組織傳輸?shù)酱髿庵校瑫r(shí)大氣也可以同樣途 徑將氣體傳輸?shù)酵寥?。?yán)格意義上講是指未擾動(dòng)土壤中產(chǎn)生二氧化碳的所有代謝作用，包 括三個(gè)生物學(xué)過(guò)程(即土壤微生物呼吸、根系呼吸、土壤動(dòng)物呼吸)和一個(gè)非生物學(xué)過(guò)程。 即含碳礦物質(zhì)的化學(xué)氧化作用等幾個(gè)生物學(xué)和非生物學(xué)過(guò)程。 森林土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸的重要部分，其動(dòng)態(tài)變化將對(duì)全球碳平衡 產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。全球森林過(guò)度采伐和其他土地利用變化導(dǎo)致土壤C02釋放的增加量，占 過(guò)去兩個(gè)世紀(jì)來(lái)因人類(lèi)活動(dòng)釋放的C02總量的一半，是除化石燃燒釋放C02導(dǎo)致大氣C02 濃度升高的另一重要因素。因此，建立C02通量網(wǎng)站，對(duì)森林、草原土壤呼吸進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)， 研究土壤-植物系統(tǒng)氣體交換，是研究世界碳循環(huán)的重要課題，對(duì)生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)及地球 表層系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本發(fā)明的目的在于提供一種土壤_植物系統(tǒng)氣體交換連續(xù)測(cè)定采集 儀。 本發(fā)明的技術(shù)方案是 —種土壤-植物系統(tǒng)氣體交換連續(xù)測(cè)定采集儀，是由無(wú)底密封罩筒、帶凹槽密封
基座、小氣候數(shù)據(jù)采集儀、溫度傳感器、氣體攪拌風(fēng)扇、出氣嘴、吸氣小氣泵、閥門(mén)、氣袋、硅
膠導(dǎo)管、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、蓄電池和太陽(yáng)能供電系統(tǒng)組成。無(wú)底密封罩筒扣放入帶凹槽密封
基座中，無(wú)底密封罩筒頂部裝有氣體攪拌風(fēng)扇和溫度傳感器，小氣候數(shù)據(jù)采集儀通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)
分別與氣體攪拌風(fēng)扇、溫度傳感器和風(fēng)速風(fēng)向傳感器、蓄電池和太陽(yáng)能供電系統(tǒng)連接，吸氣
小氣泵、閥門(mén)、氣袋通過(guò)硅膠導(dǎo)管與筒蓋出氣嘴連通。 上述的太陽(yáng)能供電系統(tǒng)為太陽(yáng)能充電器和太陽(yáng)能電池。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是 1、筒體的透光性對(duì)于地上植物C02的交換通量也有著直接的影響。本發(fā)明無(wú)底密 封罩筒采用圓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對(duì)太陽(yáng)光的 輻射，降低筒內(nèi)溫度升高的速度，減緩?fù)矁?nèi)溫度的變化，保證土壤-植物系統(tǒng)氣體交換氣體 排放通量數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。 2、無(wú)底密封罩筒扣入不銹鋼基座的凹槽中，并用水密封。小氣候數(shù)據(jù)采集儀可以 設(shè)置連接1-3個(gè)采集重復(fù)點(diǎn)，對(duì)森林、草原和戈壁沙漠群落土壤呼吸進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，積累數(shù)據(jù)，分析評(píng)估，為生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)及地球表層系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展提供可靠的依據(jù)。 3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易攜帶，是野外進(jìn)行土壤-植物系統(tǒng)氣體交換連續(xù)測(cè)定科
學(xué)試驗(yàn)的理想器具。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l所示，利用土壤-植物系統(tǒng)氣體交換連續(xù)測(cè)定采集儀對(duì)森林、草原和戈壁沙 漠群落土壤溫室氣體(C02、 CH4、 N20)通量和室內(nèi)外溫度小氣候變化進(jìn)行連續(xù)測(cè)定，采集儀 是由無(wú)底密封罩筒1、帶凹槽基座2、小氣候數(shù)據(jù)采集儀3、溫度傳感器4、氣體攪拌風(fēng)扇5、吸 氣小氣泵6、閥門(mén)7、氣袋8、硅膠導(dǎo)管12、風(fēng)速風(fēng)向傳感器9、蓄電池13和太陽(yáng)能供電系統(tǒng)10 組成，無(wú)底密封罩筒1用5mm白色不透光PVC材料制成，筒體圓形和方形兩種，內(nèi)徑底面積 為直徑450mm和480X440mm，箱體高度為30mm。無(wú)底密封罩筒1扣放入已插入土壤5-15mm 深處的不銹鋼基座的凹槽中，并用水密封.無(wú)底密封罩筒1頂部裝有氣體攪拌小風(fēng)扇5和 3只不同高度溫度傳感器4，底部埋設(shè)3只不同深度土壤溫度傳感器4，小氣候數(shù)據(jù)采集儀3 含有單片機(jī)數(shù)據(jù)存貯卡、232接口 ， 232接口通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)分別與氣體攪拌風(fēng)扇5、溫度傳感器4、 風(fēng)速風(fēng)向傳感器9、蓄電池13和太陽(yáng)能供電系統(tǒng)10連接，吸氣小氣泵6、閥門(mén)7和氣袋8通 過(guò)硅膠導(dǎo)管12與筒蓋出氣嘴11連通。 在3個(gè)樣地內(nèi)分別設(shè)置3個(gè)采集重復(fù)點(diǎn)，采樣箱基座內(nèi)土壤盡量保持原狀，筒體和 基座籠罩著植物。土壤和植物都在不同程度上與大氣有氣體交換過(guò)程，自5月下旬開(kāi)始到 10月中旬，以平均2次/月的采樣頻率進(jìn)行氣體排放通量樣品的采集，每次采樣氣體200ml 注入采樣氣袋內(nèi)，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行及時(shí)分析。采樣時(shí)間基本固定在上午8:30至10:00，以 此時(shí)的通量代表采樣日的日均通量，在罩筒初時(shí)、15min和30min時(shí)分別定時(shí)同步采集箱內(nèi) 溫度、土壤溫度和箱外小氣候數(shù)據(jù)。 白晝太陽(yáng)能電池給小氣候數(shù)據(jù)采集儀3供電、給太陽(yáng)能充電器充電；夜晚，太陽(yáng)能 充電器給小氣候數(shù)據(jù)采集儀3供電。陰雨天由蓄電池13給小氣候數(shù)據(jù)采集儀3供電。
權(quán)利要求
一種土壤-植物系統(tǒng)氣體交換連續(xù)測(cè)定采集儀，是由無(wú)底密封罩筒(1)、帶凹槽密封基座(2)、小氣候數(shù)據(jù)采集儀(3)、溫度傳感器(4)、氣體攪拌風(fēng)扇(5)、出氣嘴(11)、吸氣小氣泵(6)、閥門(mén)(7)、氣袋(8)、硅膠導(dǎo)管(12)風(fēng)速風(fēng)向傳感器(9)、蓄電池(13)和太陽(yáng)能供電系統(tǒng)(10)組成，其特征是無(wú)底密封罩筒(1)扣放入帶凹槽密封基座(2)中，無(wú)底密封罩筒(1)頂部裝有氣體攪拌風(fēng)扇(5)和不同高度的溫度傳感器(4)，小氣候數(shù)據(jù)采集儀(3)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)分別與氣體攪拌風(fēng)扇(5)、溫度傳感器(4)和風(fēng)速風(fēng)向傳感器(9)、蓄電池(13)和太陽(yáng)能供電系統(tǒng)(10)連接，吸氣小氣泵(6)、閥門(mén)(7)、氣袋(8)通過(guò)硅膠導(dǎo)管(12)與筒蓋出氣嘴(11)連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤_植物系統(tǒng)氣體交換連續(xù)測(cè)定采集儀，其特征是太 陽(yáng)能供電系統(tǒng)(10)為太陽(yáng)能充電器和太陽(yáng)能電池。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種土壤-植物系統(tǒng)氣體交換采集儀。它是由無(wú)底密封罩筒、帶凹槽基座、小氣候數(shù)據(jù)采集儀、傳感器、風(fēng)扇、氣泵、閥門(mén)和氣袋組成。無(wú)底密封罩筒扣入帶凹槽基座中，無(wú)底密封罩筒頂部裝有風(fēng)扇和傳感器，小氣候數(shù)據(jù)采集儀通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)分別與風(fēng)扇和傳感器連接，氣泵、閥門(mén)和氣袋通過(guò)硅膠導(dǎo)管與筒蓋連通。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易攜帶，利用它可對(duì)森林、草原和戈壁沙漠群落土壤呼吸進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，為生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)及地球表層系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展提供可靠的依據(jù)。
文檔編號(hào)G01N33/00GK101776542SQ200910021000
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月11日
發(fā)明者張芳, 趙晶, 趙愛(ài)國(guó) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所