ACE自动土壤呼吸测量仪

ACE自动土壤呼吸测量仪

随着人们对全球气候变化关注，温室气体的排放越来越受到人们的重视。由于土壤碳储量是大气碳储量的2倍，土壤呼吸约占整个生态系统呼吸的50-80%(Giardina and Ryan 2002)，因此土壤呼吸（土壤表层碳通量测量）越来越受到科研工作者的重视。

ACE(Automated Soil CO₂ Exchange Station)自动土壤呼吸测量仪wan美地适应了科研工作者的需要，自动化测量，可长期连续无人值守监测土壤呼吸。采用高精度CO₂分析仪，紧邻呼吸室，测量响应时间短，精度高。土壤呼吸室表面积增大10375px²，配合专用土壤圈，使测量更准确。用户可选择多种测量模式和呼吸室，设置不同的测量参数，适合更多的测量研究工作。

应用领域：

? 全球碳收支平衡研究，为碳交易提供准确的数据来源

? 与气候变化数据相结合，研究温室气体排放对气候变化的影响

? 与涡度相关数据结合，对通量变化做出合理解释

? 对土壤呼吸的影响因子及调控机制进行研究

? 不同作物或耕作类型或杀虫剂对土壤呼吸的影响

? 微生物生态学

? 土壤污染的恢复研究

? 填埋垃圾场土壤呼吸状态研究

工作原理：

ACE采用两种测量模式：封闭式和开放式。两种模式采用不同的工作原理。

1：封闭式测量原理：开始测定前呼吸罩自动关闭，形成密闭的呼吸室。紧邻呼吸室的机械臂内，具有一个高精度的CO₂红外气体分析器（IRGA）。每隔10s对呼吸室的气体进行分析，在测量结束后通过分析数据自动计算土壤表面通量（土壤呼吸值）。

2：开放式测量原理：开始测量前呼吸罩自动关闭，测量过程中，呼吸室与环境气体相连，顶部设有压力释放装置，保持内外气压稳定。在一定流速下达到稳态后测量泵入和泵出气体的CO₂浓度差Δc，自动计算出通量值。

功能特点：

? 五键操作，简便易行，自带显示屏，不需外接PDA或笔记本

? 分析器紧贴呼吸室，响应时间短，准确度高

? 可连接多达10个水分和温度传感器

? 测量间隔自动断电，有效地提高了电池利用效率，一块汽车电池可使ACE连续工作28天，也可选用交流或太阳能电池，更适于野外监测

? 开放和闭合两种测量模式可选，每种测量模式又有透明和不透明两种呼吸室可选

? 呼吸室覆盖表面积达到415 cm²，测出的数据更加均一，更具有代表性

? 呼吸室配有压力释放装置和风扇，使测量更准确

? 配备有防辐射罩遮蔽金属呼吸室，有效地阻止了室内的气温上升

? 操作屏配备密码锁，还可用铁锁锁住，保护设置不被更改

技术指标：

? 红外气体分析仪：内置于土壤呼吸室，气路很短，响应时间短

? CO₂：测量范围：标准范围0-896ppm 分辨率：1ppm

? PAR：0-3000μmol m^-2 s^-1光电池

? 土壤温度热电阻探头：测量范围：-20-50℃，可接多达6个土壤温度探头

? 土壤水分探头SM300：测定范围0-100vol%；精度3％（针对土壤进行标定后）；测量土体范围：55mm x 70mm；可接多达4个土壤水分探头

? 土壤水分探头Theta：测量范围0-1.0 m³.m^-3；精度±1%（特殊标定后）探头尺寸；探针60 mm 长，探头总长207mm；可接多达4个土壤水分探头

? 呼吸室流量控制：200-5000ml/min (137-3425 μmol sec-1)，精度：±流速的3%

? 呼吸室类型：开放透明、开放非透明、封闭透明、封闭非透明四种呼吸室供选

? 仪器操作：独立主机，不需要PC/PDA

? 数据纪录：1G移动存储卡（CF），可存储4000000万组数据

? 电源供应：外部电池、太阳能板或风力供应，12v、40Ah蓄电池长可持续供电28天，仅网络式有内部电池1.0Ah

? 数据下载：读取CF卡或使用RS232连接

? 电子部分连接：坚固，防水的3pin插口（头）

? 程序：界面友好，通过5键控制

? 气体连接：3 mm气路接头

? 显示：240×64点阵 LCD屏幕

? 尺寸：82×33×325px

? 密封室体积：2.6 L

? 开放室体积：1.0 L

? 土壤呼吸罩直径：23 cm

? 重量：7.0 kg

应用案例：

屈冉等（2010）在秦岭利用ACE研究了土壤微生物和有机酸对土壤呼吸时的影响。研究显示土壤呼吸速率与土壤细菌、放线菌、草酸和柠檬酸呈极显著正相关。

产地：英国

发表文献：

1. Carbon Dioxide Flux from Rice Paddy Soils in Central China: Effects of Intermittent Flooding and Draining Cycles, Y Liu, K Wan, Y Tao, Z Li, G Zhang, S Li, F Chen, PLoS ONE, 2013, 10.1371/journal.pone.0056562

2. CO2 fluxes among different vegetation types during the growing season in Marguerite Bay (Antarctic Peninsula), N Cannone, G Binelli, MR Worland, P Convey, Geoderma, 2012, 189:595-605

3. Effects of High Soil Water Content and Temperature on Soil Respiration. Lin, Zhongbing; Zhang, Renduo; Tang, Jia; Zhang, Jiaying Soil Science. 2011, 176(3):150-155

4. Ecosystem-scale biosphereatmosphere interactions of a hemiboreal mixed forest stand at J?rvselja,Estonia. Noe S. M., Kimmel V., Hüve K., Copolovici L., et al, Forest Ecology and Management. 2011, 262(2):71-81

5. Coup领 high-frequency measurement of 222Rn, 220Rn in soil gases with soil CO² efflux at Mt. Etna (Italy): a new strategy for active volcano monitoring. Giammanco,S.; Lopez,M.; Neri,M.; Murè,F. EGU General Assembly 2009, held 19-24 April, 2009 in Vienna,Austria

6. 希拉穆仁围封草原土壤呼吸通量研究。高天明，张瑞强，梁占歧，刘铁军，郭建英，郝瑞。草业科学，2011，28（1）：33-38

7. 沿海基干林带结构调控对林分冠层结构参数及林地土壤的影响。成向荣、虞木奎、张翠、王宗星、葛乐、吴统贵。生态学杂志，2011，30（3）：516-520

8. 土壤微生物和有机酸对土壤呼吸速率的影响。屈冉、李俊生、罗遵兰、吴晓莆、赵彩云、汤博。水土保持学报，2010，24（4）：242-245

9. 耕作方式对土壤微生物和土壤肥力的影响。李升东，王法宏，司纪升，孔令安，刘建军，冯波，张宾。生态环境学报.2009，18 (5)：1961-1964