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1 背景

土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主要碳源，土壤碳庫細微的變化都將對大氣CO2濃度造成重大影響,，因此研究土壤碳動態(tài)及其CO2排放對于預(yù)測大氣CO2濃度變化成為迫切的重要課題,。近幾年國外進行了一系列創(chuàng)造性技術(shù)方法研究，ENVIdata-SC 土壤 & 濕地 剖面CO2梯度監(jiān)測系統(tǒng)即是根據(jù)上述研究而研發(fā)集成的原位CO2持續(xù)監(jiān)測集成系統(tǒng),。

2 系統(tǒng)工作原理及特點

ENVIdata-SC 土壤 & 濕地 剖面CO2梯度監(jiān)測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集器,、 CO2梯度傳感器組成。按用戶設(shè)定的測量間隔定時,、自動測量CO2梯度參數(shù),。

該系統(tǒng)通過Internet傳輸數(shù)據(jù)，用戶無需到測點下載數(shù)據(jù),，只要能上網(wǎng),，可隨時查看系統(tǒng)運行情況、下載**和歷史數(shù)據(jù)。

2.1 傳感器

2.1.1 CO2梯度傳感器-1（可用于濕地或土壤高含水量）

由采氣矛,、氣泵,、CO2傳感器組成

采氣矛提取土壤中的氣體并通過氣泵和管道輸送到傳感器，這種氣體是通過疏水性聚合物多孔氣體擬定的,。因此,，不受土壤基質(zhì)、污染物和水的干擾,。

采集點到數(shù)采*遠距離可達4米

測量范圍：

可選擇0 … 500 ppm up to 0 … 100 %. (100000ppm)

*右側(cè)圖為六個 CO2 傳感器和一個數(shù)據(jù)采集器集成在機箱中

2.1.2 CO2土壤剖面?zhèn)鞲衅?2（用于土壤低含水量）

1）非擾動原位持續(xù)測量土壤剖面CO2,、水分、溫度

（標準配置為3層）,，可通過菲克**定律求出土壤CO2通量

2） 自動測量記錄空氣溫濕度,、氣壓、PAR等

3） 透明或非透明土壤呼吸室法測量表層土壤呼吸,，可用于補充或校準土壤剖面CO2梯度測量數(shù)據(jù)

2.1.3 探頭式土壤水分,、溫度、鹽分傳感器

基于TDR（Time domain Reflectometry with Intelligent MicroElements）時域反射技術(shù)的TRIME傳感器可方便,、快速地測量土壤表層含水量,，與延長桿聯(lián)合使用也可以測量深層土壤含水量。

非擾動原位持續(xù)測量土壤剖面CO2,、水分,、溫度（標準配置為3層），可通過菲克**定律求出土壤CO2通量

2.2,、數(shù)據(jù)采集器

數(shù)據(jù)采集器是一款堅固,、獨立、低能耗的數(shù)據(jù)采集器,，具有支持U盤,、18位分辨率、通訊性能可擴展及內(nèi)嵌顯示屏等特性,。雙通道隔離概念可同時使用多達10個隔離或15個共用參考模擬輸入,，配置擴展模塊后*多可通道可擴展至600個。

數(shù)據(jù)支持SDI-12傳感器組網(wǎng),，支持SCADA系統(tǒng)的Modbus,、 FTP和Web接口、具有可控12V電源為傳感器供電,。工作溫度*低可達-45℃,。

2.3、ENVIdata數(shù)據(jù)傳輸和管理

該系統(tǒng)直接將數(shù)據(jù)傳送到 (中國生態(tài)數(shù)據(jù)網(wǎng))網(wǎng)站上,，通過對監(jiān)測的生態(tài)環(huán)境因子的時序變化和相關(guān)性分析,，確定監(jiān)測對象的狀態(tài)發(fā)展。

ENVIdata 服務(wù)器軟件既可以作為獨立的應(yīng)用軟件,，運行在用戶的服務(wù)器上,；也可以運行在澳作公司安全的服務(wù)器上，為多個用戶提供數(shù)據(jù)接收服務(wù),，同時幫助用戶監(jiān)控野外測點硬件系統(tǒng)的運行狀態(tài),。

澳作公司ENVIdata系列生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是業(yè)內(nèi)**成功獲得 ISO9001國際質(zhì)量體系認證，于2010年獲得 ISO9001 質(zhì)量認證書,，至今全部通過專家的年度復(fù)核,，確保系統(tǒng)集成的品質(zhì)

用戶采用用戶名和密碼登陸，只要能上網(wǎng),，就能瀏覽實時和歷史數(shù)據(jù)

特點：

1） 生態(tài)環(huán)境信息以各種時間間隔 （分鐘,、每小時、每天）發(fā)送到網(wǎng)站上,。

2） 用戶只要能上網(wǎng),，既可瀏覽實時數(shù)據(jù)。

3） 中心服務(wù)器中文界面,，便于操作和管理

4） 提供多參數(shù),、實時或歷史數(shù)據(jù)曲線圖

5） 系統(tǒng)提供多站點地圖顯示

ENVIdata 數(shù)據(jù)服務(wù)平臺已為國內(nèi)的客戶服務(wù)3年，系統(tǒng)穩(wěn)定,、可靠,。

3、技術(shù)指標

數(shù)據(jù)采集：

LCD液晶顯示,，2線16字母的LCD液晶顯示和6個按鍵用于查看通道及數(shù)采狀態(tài)和功能執(zhí)行

通訊：RS232,、USB、以太網(wǎng)等

采樣間隔：10ms至天,，可自定義

工作溫度范圍-45~70℃

工作濕度85%（無水汽凝結(jié)）

模擬輸入：5-15個單端通道（10個差分）

脈沖通道：12個

數(shù)字I/O口：8個

傳感器：

CO2梯度傳感器-1（可用于濕地或土壤高含水量）主要技術(shù)指標：

測量范圍：

可選擇0 … 500 ppm up to 0 … 100 %. (100000ppm)

CO2土壤剖面?zhèn)鞲衅?2（用于土壤低含水量）主要技術(shù)指標：

土壤CO2測量：CARBOCAP®CO2傳感器,，非色散單束雙波長紅外技術(shù)（NDIR） ，測量范圍0-2000ppm,、0-3000ppm,、0-5000ppm、0-7000ppm,、0-10000ppm 可選,，精度±1.5%，相應(yīng)時間30秒,。

探頭式土壤水分,、溫度、鹽分傳感器：

TRIME-PICO64/32：

水分測量范圍0—100%,、測量精度：±2%,、

測量重復(fù)精度：±0.2%,；

電導(dǎo)率測量范圍：ECw 0...>20dS/m、測量體積: 1dm3

溫度測量范圍：-15℃…50℃ ,， 測量精度：±0.2℃