專利名稱：土壤-植物系統氣體交換連續測定采集儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種土壤-植物系統氣體交換連續測定采集儀。
背景技術：
土壤-植物系統是大氣中微量氣體(如C02、 CH4、 N20)重要來源，由于大氣中微 量氣體濃度的變化，導致了一系列重大全球性環境變化，如溫室效應的加強，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程，即土 壤中產生的氣體可通過植物的通氣組織或疏導組織傳輸到大氣中，同時大氣也可以同樣途 徑將氣體傳輸到土壤。嚴格意義上講是指未擾動土壤中產生二氧化碳的所有代謝作用，包 括三個生物學過程(即土壤微生物呼吸、根系呼吸、土壤動物呼吸)和一個非生物學過程。 即含碳礦物質的化學氧化作用等幾個生物學和非生物學過程。 森林土壤呼吸是陸地生態系統土壤呼吸的重要部分，其動態變化將對全球碳平衡 產生深遠的影響。全球森林過度采伐和其他土地利用變化導致土壤C02釋放的增加量，占 過去兩個世紀來因人類活動釋放的C02總量的一半，是除化石燃燒釋放C02導致大氣C02 濃度升高的另一重要因素。因此，建立C02通量網站，對森林、草原土壤呼吸進行長期監測， 研究土壤-植物系統氣體交換，是研究世界碳循環的重要課題，對生態學、環境科學及地球 表層系統科學的發展有重大意義。
發明內容
鑒于上述，本發明的目的在于提供一種土壤_植物系統氣體交換連續測定采集 儀。 本發明的技術方案是 —種土壤-植物系統氣體交換連續測定采集儀，是由無底密封罩筒、帶凹槽密封
基座、小氣候數據采集儀、溫度傳感器、氣體攪拌風扇、出氣嘴、吸氣小氣泵、閥門、氣袋、硅
膠導管、風速風向傳感器、蓄電池和太陽能供電系統組成。無底密封罩筒扣放入帶凹槽密封
基座中，無底密封罩筒頂部裝有氣體攪拌風扇和溫度傳感器，小氣候數據采集儀通過導線
分別與氣體攪拌風扇、溫度傳感器和風速風向傳感器、蓄電池和太陽能供電系統連接，吸氣
小氣泵、閥門、氣袋通過硅膠導管與筒蓋出氣嘴連通。 上述的太陽能供電系統為太陽能充電器和太陽能電池。 本發明的優點是 1、筒體的透光性對于地上植物C02的交換通量也有著直接的影響。本發明無底密 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太陽光的 輻射，降低筒內溫度升高的速度，減緩筒內溫度的變化，保證土壤-植物系統氣體交換氣體 排放通量數據采集的準確性。 2、無底密封罩筒扣入不銹鋼基座的凹槽中，并用水密封。小氣候數據采集儀可以 設置連接1-3個采集重復點，對森林、草原和戈壁沙漠群落土壤呼吸進行長期監測，積累數據，分析評估，為生態學、環境科學及地球表層系統科學的發展提供可靠的依據。 3、結構簡單，操作方便，易攜帶，是野外進行土壤-植物系統氣體交換連續測定科
學試驗的理想器具。
圖1是本發明結構示意圖。
具體實施例方式
如圖l所示，利用土壤-植物系統氣體交換連續測定采集儀對森林、草原和戈壁沙 漠群落土壤溫室氣體(C02、 CH4、 N20)通量和室內外溫度小氣候變化進行連續測定，采集儀 是由無底密封罩筒1、帶凹槽基座2、小氣候數據采集儀3、溫度傳感器4、氣體攪拌風扇5、吸 氣小氣泵6、閥門7、氣袋8、硅膠導管12、風速風向傳感器9、蓄電池13和太陽能供電系統10 組成，無底密封罩筒1用5mm白色不透光PVC材料制成，筒體圓形和方形兩種，內徑底面積 為直徑450mm和480X440mm，箱體高度為30mm。無底密封罩筒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.無底密封罩筒1頂部裝有氣體攪拌小風扇5和 3只不同高度溫度傳感器4，底部埋設3只不同深度土壤溫度傳感器4，小氣候數據采集儀3 含有單片機數據存貯卡、232接口 ， 232接口通過導線分別與氣體攪拌風扇5、溫度傳感器4、 風速風向傳感器9、蓄電池13和太陽能供電系統10連接，吸氣小氣泵6、閥門7和氣袋8通 過硅膠導管12與筒蓋出氣嘴11連通。 在3個樣地內分別設置3個采集重復點，采樣箱基座內土壤盡量保持原狀，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程，自5月下旬開始到 10月中旬，以平均2次/月的采樣頻率進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，運回實驗室內進行及時分析。采樣時間基本固定在上午8:30至10:00，以 此時的通量代表采樣日的日均通量，在罩筒初時、15min和30min時分別定時同步采集箱內 溫度、土壤溫度和箱外小氣候數據。 白晝太陽能電池給小氣候數據采集儀3供電、給太陽能充電器充電；夜晚，太陽能 充電器給小氣候數據采集儀3供電。陰雨天由蓄電池13給小氣候數據采集儀3供電。
權利要求
一種土壤-植物系統氣體交換連續測定采集儀，是由無底密封罩筒(1)、帶凹槽密封基座(2)、小氣候數據采集儀(3)、溫度傳感器(4)、氣體攪拌風扇(5)、出氣嘴(11)、吸氣小氣泵(6)、閥門(7)、氣袋(8)、硅膠導管(12)風速風向傳感器(9)、蓄電池(13)和太陽能供電系統(10)組成，其特征是無底密封罩筒(1)扣放入帶凹槽密封基座(2)中，無底密封罩筒(1)頂部裝有氣體攪拌風扇(5)和不同高度的溫度傳感器(4)，小氣候數據采集儀(3)通過導線分別與氣體攪拌風扇(5)、溫度傳感器(4)和風速風向傳感器(9)、蓄電池(13)和太陽能供電系統(10)連接，吸氣小氣泵(6)、閥門(7)、氣袋(8)通過硅膠導管(12)與筒蓋出氣嘴(11)連通。
2. 根據權利要求1所述的一種土壤_植物系統氣體交換連續測定采集儀，其特征是太 陽能供電系統(10)為太陽能充電器和太陽能電池。
全文摘要
本發明涉及一種土壤-植物系統氣體交換采集儀。它是由無底密封罩筒、帶凹槽基座、小氣候數據采集儀、傳感器、風扇、氣泵、閥門和氣袋組成。無底密封罩筒扣入帶凹槽基座中，無底密封罩筒頂部裝有風扇和傳感器，小氣候數據采集儀通過導線分別與風扇和傳感器連接，氣泵、閥門和氣袋通過硅膠導管與筒蓋連通。本發明結構簡單，操作方便，易攜帶，利用它可對森林、草原和戈壁沙漠群落土壤呼吸進行長期監測，為生態學、環境科學及地球表層系統科學的發展提供可靠的依據。
文檔編號G01N33/00GK101776542SQ200910021000
公開日2010年7月14日 申請日期2009年1月11日 優先權日2009年1月11日
發明者張芳, 趙晶, 趙愛國 申請人:中國科學院寒區旱區環境與工程研究所