一、用途
在自然環(huán)境下急速增加的CO2含量及其對未來環(huán)境的的影響測量越來越多地引起研究人員的興趣,，
其中土壤呼吸作為土壤凈CO2交換的表征值和土壤生物量的微生物降解值,，極大程度上反映了土壤的”健康”情況。土壤呼吸實驗可與許多其他研究應用領(lǐng)域相關(guān),，共同研究土壤各種生理生態(tài)變化碳平衡,。
土壤的呼吸可以定義為CO2的凈產(chǎn)生和O2的凈消耗,。CO2氣體交換的總量經(jīng)常被看作是土壤微生物活性的指示,。因為微生物是土壤中各種生化反應（腐爛、腐殖質(zhì)的形成等等）的主體,。土壤微生物的活性有時被看作土壤是否“健康”的標志,。實際上土壤的呼吸是由土壤多種生物參與的，比如根,、細菌,、真菌、原生動物等,。土壤的呼吸受多種因素影響,，如生物含量、土壤濕度,、土壤溫度,。
?碳平衡
?微生物生態(tài)學
?土壤生物量
?殺蟲劑影響
?生物治療
?渦度相關(guān)
二、工作原理
ACE開始測定前呼吸罩自動關(guān)閉,，形成密閉的呼吸室,。在呼吸室內(nèi)，ACE具有一個高精度的CO2紅外氣體分析儀（IRGA）。由于紅外分析儀直接內(nèi)置于呼吸室內(nèi),，其結(jié)構(gòu)非常的緊湊,，分析室與分開的分析儀之間無需長的連接管。分析儀緊湊的結(jié)構(gòu)特點保證分析儀對CO2交換快速的響應,，同時避免長氣管通氣過程中“氣障”想象,，儀器安裝較為簡單且便于田間應用。土壤呼吸室內(nèi)存在壓力釋放閥和風扇設(shè)計,，有效調(diào)節(jié)內(nèi)部氣體壓力變化,，滿足測定起始點的設(shè)定壓力要求。
三,、系統(tǒng)特點
ACE是專業(yè)氣體分析儀,，可自動操作，且操作過程簡便易行,，不需外接PDA或電腦
完全整合系統(tǒng),，可進行長期無人堅守的連續(xù)定點監(jiān)測
整個CO2分析儀都在土壤呼吸室內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊,，縮短響應時間
可以單個單點使用,，也可以多個組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用
可連接多達10個水分和溫度傳感器
帶有自動零校準裝置
各種呼吸室可自由更換(選配開放式)
ACE系統(tǒng)是一個完整的系統(tǒng)，包括土壤呼吸室及與主機相連的呼吸臂,。主機有較大的液晶顯示屏,，通過5個鍵選擇菜單，實現(xiàn)所有功能的程序控制,。ACE系統(tǒng)顯示并記錄氣體交換數(shù)據(jù),、土壤通量的計算及其它傳感器的測量數(shù)據(jù)，讀數(shù)通過容易更換的閃存卡存儲,。ACE系統(tǒng)可通過電池,、太陽能板或風輪供電，典型的40Ah汽車電池在ACE系統(tǒng)連續(xù)運行條件下,，可用28天,。
ACE系統(tǒng)可實現(xiàn)開放式或者密閉式系統(tǒng)配置，密閉系統(tǒng)設(shè)計用于快速測量,，而開放式呼吸室內(nèi)的土壤更接近于自然暴露狀態(tài),，基本上可以消除呼吸室內(nèi)外的氣壓差，測定值更接近于真實值,。
開放式系統(tǒng)具有1L測量室,，密閉式系統(tǒng)具有2.7L測量室，兩種尺寸測量室均可采用鋁材料或塑料制造,。
多個ACE系統(tǒng)共同使用時,，可通過一個中央控制主機統(tǒng)一控制系統(tǒng),，可以連接多達30個單機，每臺單機可單獨測量,，將數(shù)據(jù)傳回主機,。連接方式較為簡單，可快速連接ACE系統(tǒng)與主機,，同時進行多個呼吸試驗時,，通過主機程序控制每個ACE系統(tǒng)的取樣時間及循環(huán)時間。主機具備圖表顯示功能,，可以得到實時的曲線圖,，可視化土壤呼吸的變化趨勢，便于更直觀地進行監(jiān)測,。
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：開放,、閉路模式可選；每種模式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有8臺,、16臺,、30臺單機可選，也可單獨選配,。*長可達200m范圍內(nèi),。
三、系統(tǒng)組成
ACE單機,，網(wǎng)絡(luò)控制主機,，外接土壤溫度和土壤水分傳感器
四、技術(shù)指標
*紅外氣體分析儀： 內(nèi)置于土壤呼吸室,，氣路很短,，響應時間短
*CO2：測量范圍： 標準范圍0-896ppm， 分辨率：1ppm
讀數(shù)的穩(wěn)定性：+/-讀數(shù)的1％
ACE使用的紅外分析儀對水汽不敏感,，可以精確測量CO2,，所以不需要測量H2O,。
漂移： 0.6％
PAR： 0-3000μmols m-2 s-1 硅光電池
*土壤溫度熱電阻探頭： 測量范圍：-20～50℃,，可接多達6個土壤溫度探頭
*土壤水分探頭SM300： 測定范圍0～100vol％ ；精度3％（針對土壤進行標定后）,；測量土體范圍：55mm x 70mm,；可接多達4個土壤水分探頭
*土壤水分探頭Theta： 測量范圍0-1.0 m3.m-3；精度±1％（特殊標定后）探頭尺寸,；探針60 mm 長,，探頭總長207mm；可接多達4個土壤水分探頭
呼吸室流量控制： 200-5000ml/min (137-3425 μmols sec-1),，精度：±流速的3％
*呼吸室類型： 開放式和閉合式兩種模式可選
*呼吸室罩類型： 透明罩和不透明罩可選
*儀器操作： 獨立主機,，不需要PC/PDA
數(shù)據(jù)紀錄： 1G移動存儲卡（CF），可存儲4000000萬組數(shù)據(jù)
*電源供應： 外用電池、太陽能板或風力供應,，12v,、40Ah蓄電池*長可持續(xù)供電28天，僅網(wǎng)絡(luò)式有內(nèi)部電池1.0Ah
RS232輸出： 可選擇波特率,，**19200波特率
電子部分連接： 堅固,，防水的3pin插口（頭）
程序： 界面友好，通過5鍵控制
氣體連接： 3 mm氣路接頭
顯示： 240×64點陣 LCD屏幕
尺寸： 82×33×13cm
密封室體積： 2.6 L
開放室體積： 1.0 L
土壤呼吸罩直徑： 23 cm
重量： 7.0 kg
ACE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)特性：
*網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成： 1臺網(wǎng)絡(luò)主機,，可連接多達30臺單機,；
*測量區(qū)域范圍： 直徑可達200m；
*網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測量模式： 開放和閉合模式可選,，也可開放和閉合模式單機混合選配,；
*系統(tǒng)特性： 主機和單機均可獨立運行，不需要PC和PDA,；
*單機特性： 每臺單機都可獨立運行,，不需要PC和PDA；
*網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中所有單機同時測量和傳輸數(shù)據(jù),；
*紅外分析儀內(nèi)置于呼吸室,，氣路短，省電,，響應時間短且降低了水汽冷凝和動物嚙咬的風險,；
*主機數(shù)據(jù)管理功能強大：可在主機上同時查看多臺單機的一個參數(shù)數(shù)據(jù)，
可在主機上同時查看多臺單機的所有參數(shù)數(shù)據(jù),，
可在主機上查看一臺單機某時的所有參數(shù)數(shù)據(jù),，
可在主機上查看一臺單機所有時刻所有參數(shù)的數(shù)據(jù)，
…………
五,、參考文獻：
(1)Ecosystem-scale biosphere–atmosphere interactions of a hemiboreal mixed forest stand at J?rvselja,， Estonia. Forest Ecology and Management. Noe S. M.， Kimmel V.,， Hüve K.,， Copolovici L.， Portillo-Estrada M.,， Püttsepp U.,， J?giste K.， Niinemets U.,， H?rtnagl L. and Wohlfa
(2)李升東,，王法宏，司紀升,，孔令安,，劉建軍,，馮波，張賓. 耕作方式對土壤微生物和土壤肥力的影響[J]生態(tài)環(huán)境學報.2009:18(5)
六,、ACE自動土壤呼吸監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)地 英國
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