EMS62多通道植物茎流测量系统

EMS62多通道植物茎流测量系统

EMS62多通道植物茎流测量系统采用茎热平衡原理（SHB，stem heat balance）连续准确测量植物茎流量，是《中华人民共和国林业行业标准---森林生态系统长期定位观测方法》（LY/T1952-2011，2011年7月1日实施）中指定的茎流测量方法。树木茎流测量系统包括传感器、数据采集器、软件及安装工具。电池供电，且具备防水功能，另可选配多种传感器与之组成测量监测系统，使研究更全面深入。应用领域与EMS81系统基本相同，但EMS62系统更适于树木细茎枝条或作物的茎流测量。因此EMS62系统还可以用于作物栽培生理研究以及树木水力结构和水分运营分配的生理研究。

工作原理：

EMS62茎流计传感器包括一个防护壳，由防辐射外壳及绝缘材料组成，确保热平衡在室内外使用时不受太多干扰。EMS62通常用于测定直径小于20mm的植物或器官，如小枝、苗木和作物等，安装时要保证探测器与茎表面接触良好。

树木茎流测量系统根据热平衡原理（HB）：输入能量等于散失的传导热与茎流温度的升高，具体公式如下：

公式中P为输入能量（W），Q为茎流速度（Kg/s），dT为测量点温度差（K），c_w为水的比热（J.kg^-1.K^-1），z为测量点传导热损失系数（W.K^-1）。

EMS62测量系统固定了dT，使得热损失为恒定值，可利用基线消除。计算茎流不是根据温度的改变，而是加热功率的变化。

功能特点：

Ÿ 林业行业标准（LY/T 1952-2011）指定测量方法

Ÿ 采用反馈控制，自动控制上下探针温差为恒定

Ÿ 软件可进行基线校准，直接输出茎流数据

Ÿ 长期连续监测，监测无中断，无需值守

Ÿ 自带防护装置，高度集成，方便野外安装维护

Ÿ 可选配温湿度、太阳辐射、土壤含水量等传感器

技术参数：

1. EMS62/64传感器

适用直径：6-12mm和12-20mm

加热技术：外置软质弹性加热器

测量模块输出：热功率信号（mW/K）

软件输出：茎流量（Kg/h·cm）

温度传感器：特制热电偶

温度差异：恒定为4K或者2K

加热器电阻：100±0.5欧姆

加热电流：每通道ZD0.1（取决于茎流量大小）

加热功率：可变，ZD2W（取决于茎流量大小）

工作温度：-10～40℃

测量枝条：需要20cm长度

重 量：传感器0.1Kg

3. 数据采集器

8通道；精确度：量程的0.03%；存储量：512KB, 约220,000个数值（可供使用3个月以上）；数据采集间隔：10s-2min；存储间隔：10s-1hr

另有12通道、16通道数采可供选择。

4. 软件

可在各种版本的Windows系统下运行，可从官方网站下载升级。用于系统设置、数据存贮、数据分析处理及输出等。

5. 电源：12V直流铅酸电池或电源适配器

产地：欧洲

参考文献：

1) 裴志永, 郝少荣, 乔敬伟, 段广东 & 王国忠. 毛乌素沙地沙柳枝条茎流特征. 生态环境学报 28, 48–56 (2019).

2) Klimešová, J. & Středa, T. Agrometeorological and biological aspects of maize transpiration. （2014）.

3) Kučera, J., Brito, P., Jiménez, M. S. & Urban, J. Direct Penman–Monteith parameterization for estimating stomatal conductance and modeling sap flow. Trees 31, 873–885 (2017).

4) Kullaj, E. Modeling Water Requirements of Young Apple Rootstocks under Various Climates. ARTOAJ 2, (2016).

5) J. Čermák, J. Kučera & N. Nadezhdina. Sap flow measurements with some thermodynamic methods, flow integration within trees and scaling up from sample trees to entire forest stands. Trees - Structure and Function 529–546 (2004).

6) Josef Urban, Miloň Dvořák. Sap flow-based quantitative indication of progression of Dutch elm disease after inoculation with Ophiostoma novo-ulmi. Trees Volume 28, Issue 6, pp 1599–1605. (2014).

7) LI Ming-dan, WANG A-qing, TANG Zu-xiang, WU Run-sheng, ZHOU Jing-han, WANG Wei, LIU Hua. Features and Influence Fectors of the Sugar Maple Sap Flow in the Non-growing Seasons. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology. (2018).

8) Zhiyong Pei, Shaorong Hao, Guohui Pang, Kai Wang, Tiejun Liu. Sap flow of Salix psammophila and its principal influencing factors at different slope positions in the Mu Us desert. PLoS One (2019).