SCG-NSystème de surveillance du gradient de CO2 du profil du sol

La respiration du sol est la principale source de carbone pour les écosystèmes terrestres, la respiration annuelle moyenne du sol dans 18 types de forêts du projet euroflux représentant 49% de leur productivité primaire totale.Janssens et al., 2001), Law et al. (Law et al. 2001) ont constaté que la respiration du sol représente environ les trois quarts de la respiration de l'ensemble de l'écosystème. Les changements subtils dans les réservoirs de carbone du sol auront tous un impact significatif sur les concentrations atmosphériques de CO2, de sorte que l'étude de la dynamique du carbone du sol et de ses émissions de CO2 devient un sujet urgent et important pour prédire les changements dans les concentrations atmosphériques de CO2. Il existe de nombreuses études sur le flux de CO2 à la surface du sol (respiration totale du sol), mais cela ne suffit évidemment pas à expliquer le processus de production de CO2 du sol, et l'étude du gradient vertical de CO2 du profil du sol devient de plus en plus un point chaud pour la respiration du sol Et même la recherche sur le cycle du carbone de l'écosystème. La surveillance continue de la production de CO2 à différents niveaux (profondeur) du sol est essentielle pour comprendre la dynamique du CO2 dans le sol et peut caractériser les variations des flux de CO2 du sol vers l'atmosphère en fonction des saisons, de la lumière, de la température, de l'humidité et des caractéristiques du sol. En outre, la surveillance du gradient vertical de CO2 du sol peut être comparée à la surveillance largement utilisée liée au vortex, ce qui permet d'analyser quantitativement les échanges de carbone dans les écosystèmes. Au cours des dernières années, une série d'études techniques créatives ont été menées à l'étranger, et le système de surveillance du gradient de CO2 du profil du sol SCG - 3 est un système de surveillance continue du CO2 in situ intégré basé sur ces études.

SelonLa première loi de FickDébit de matière diffusée par unité de section perpendiculaire à la direction de diffusion (dans le cas d'une diffusion à l'état stable) par unité de temps (appelé flux de diffusion diffusion flux, avecJReprésentation) est directement proportionnelle au gradient de concentration à cette section. Flux de CO2 du profil du sol (μmol CO2 m^{- le -2}s^{- le -1}), c'est - à - dire selon cette loi, la formule de calcul spécifique est:

J= -D(dC/dx)

Parmi lesquelsDCoefficient de diffusion du CO2 dans le sol (en m)²/s， La température du sol, la teneur en eau du volume du sol et le degré de vide du sol), c étant la concentration de CO2 en profondeur X (en m),dC/dxPour le gradient de concentration, le signe « – » indique que la direction de diffusion est la direction inverse du gradient de concentration, c’est - à - dire que la diffusion se fait de la zone de forte concentration vers la zone de faible concentration.

SCGLe système de surveillance du gradient de CO2 du profil du sol se compose d'un capteur de CO2 pour différentes profondeurs d'enfouissement du profil du sol, d'un capteur d'O2 (alternative), d'un capteur de température du sol, d'un capteur d'humidité du sol, d'une chambre respiratoire de surface du sol (alternative), d'un collecteur de données et d'une station météorologique au sol, la Chambre respiratoire de surface du sol étant transparente et non transparente, la Chambre respiratoire transparente étant utilisée pour mesurer la respiration nette du sol par photosynthèse avec

Caractéristiques du système:

l Mesure continue in situ non perturbée du profil du sol CO2, de l'humidité, de la température (standard avec 3 couches), le flux de CO2 du sol (respiration du sol) peut être déterminé par la première loi de Fick, ce qui permet de surveiller la respiration du sol in situ à haute résolution temporelle

l VaisalaCapteur météorologique, mesure automatique enregistre la température de l'air, l'humidité, la pression atmosphérique, les précipitations, la direction du vent, etc.

l Des mesures de porosité du sol peuvent être effectuées pour déterminer le coefficient de diffusion du CO2 et des mesures de perméabilité du sol pour déterminer la perméabilité du sol par rapport à l'humidité du sol et aux flux gazeux.

l TRIME-PICO32Capteur intelligent d'humidité du sol pour mesurer avec précision l'humidité et la température du sol

l Module optionnel de surveillance in situ d'oxygène de profil de sol à fibre optique fluorescente à canal unique ou multicanaux

l Disponible en option avec le module de surveillance du flux de tiges de plantes enveloppées ou le module de surveillance du flux de tiges de tronc THB pour surveiller la relation dynamique du flux de tiges au CO2 in situ

l ACEMéthode de chambre respiratoire du sol transparente ou non transparente (alternative) mesure de la respiration du sol de surface pouvant être utilisée pour compléter, calibrer ou analyser par contraste les données de mesure du gradient de CO2 du profil du sol

l Transmission de données sans fil pour surfer sur Internet à tout moment navigation en ligne, téléchargement de données

l Optionnel avec micro root Window système de surveillance dynamique des racines

l Alimenté par batterie ou solaire

Principaux indicateurs techniques:

1. Mesure de l'humidité du sol:

a.TRIME-PICO32Capteur intelligent, technologie de mesure TDR, plage de mesure 0 - 100% d'humidité volumique, précision±1%, précision de répétition de ± 0,2%, volume de mesure de 250 ml (en option avec pico64, le volume de mesure est de 1250 ML, peut refléter avec précision la teneur en eau du sol graveleux);

b.Plage de mesure de la température du sol: - 20℃à 50℃, précision de mesure: ± 0,2℃

c.Classe imperméable ip68

2. Mesure du CO2 du sol: technologie infrarouge double longueur d'onde à faisceau unique non dispersif (Ndir), plage de mesure 0 - 5000ppm, 0 - 7000ppm, 0 - 10000ppm, 0 - 20000 en option, précision ± 1,5%, temps de réponse 30 fabuleux;

3. Configuration standard pour 3 couches (SCG - 3) Profil du sol CO2, humidité du sol et surveillance de la température du sol

4. Module de mesure d'oxygène de profil de sol monocanal ou multicanal (en option), technologie de mesure d'O2 à fibre fluorescente, haute stabilité, zéro consommation d'oxygène, temps de réponse de 5 secondes, plage de mesure de 0 à 50%, précision supérieure à 0,4%

5. Collecteur de données 16 canaux de série (32 canaux en option pour surveiller la concentration de CO2, l'humidité du sol et la température du sol sur 3 couches, etc.):

a.Peut stocker 220 000 groupes de données horodatées, résolution de 16 bits,± 20 MV jusqu'à ± 2,5 V 8Entrée de gamme, précision 0,03%;

b.Intervalle de mesure réglable de 3 secondes à 4 heures, intervalle moyen de données de 3 secondes à 4 heures;

c.Tension 6.5-15vdc, consommation d'énergie en veille 150μa, consommation d'énergie mesurée 15ma poids 140g;

d.Batterie de secours électrique au lithium, 3V, peut durer plus de 5 ans;

e.Température de fonctionnement - 20 à 60 °C;

f.Logiciel d'analyse de téléchargement de données professionnel qui permet le téléchargement de données, l'observation en ligne de données, l'analyse statistique (par exemple, moyenne horaire, moyenne quotidienne, total, minimum, maximum, analyse liée aux données) et la présentation de graphiques et de paramètres système, etc.;

6. Mesure de la porosité du sol: volume de la Chambre de pression est 1000ml, plage de pression - 1 ~ 3bar, résolution barométrique 1mbar

7. Mesure in situ de la perméabilité à l'air des sols superficiels: plage de mesure 0003 - 3 cm / s, pression de mesure 1 - 3 HPA, plage de mesure du potentiel hydrique 0 - 800 HPA, teneur en humidité du sol 0 - 70%

8. Module de surveillance du flux de tige enveloppé: technologie de chauffage shb pour surveiller le flux de liquide de tige de 5 à 20 mm

9. Module de surveillance du flux de tiges de tronc: technologie de chauffage THB, chauffage interne du tronc pour la surveillance du flux de tiges de tronc au - dessus de 10cm

10. Surveillance de la couche superficielle du sol Co par la méthode de la Chambre respiratoire₂Flux (en option): configuré en standard en tant que moniteur respiratoire du sol ACE,Disponible en deux modes fermé et ouvert, chacun avec une chambre respiratoire transparente ou non transparente en option,Gamme de mesurePour40.0 mmols m^-3（0-896ppm) et,Résolution de 1ppm，Avec dispositif d'étalonnage automatique zéro

11. Surveillance météorologique: Vaisala capteurs météorologiques, plage de surveillance de la température - 52℃à 60℃, précision ± 0,3 ℃; Plage de surveillance de la pression atmosphérique 600 ~ 1100hpa, précision ± 0.5hpa; Plage de surveillance relativement modérée de l'air de 0 à 100%, précision ± 3%; Résolution de sortie de pluie 0,01 mm, précision 5%

12. Transmission de données sans fil, navigation, téléchargement de données via un terminal logiciel et analyse statistique possible des données

13. Observation écologique des racines (en option): microradiculaire, microradiculaire et logiciel d'analyse, diamètre de microradiculaire de 44mm (diamètre intérieur 42mm) de série, haute transparence, haute ténacité, protection contre la pluie, longueur de microradiculaire disponible en option en 17 ", 22", 28 ", 37", unité d'imagerie microradiculaire, CCD couleur 1 / 4 ", pixels 768 x 494, rapport signal / bruit 48db, unité d'imagerie portable haute résolution en option, CCD couleur 1 / 3", résolution jusqu'à 1600 x 1200 pixels; Communication par USB et ordinateur, capture d'image, opération facile

Le diagramme ci - dessus montre la variation du flux de CO2 R (en haut) et de la concentration de CO2 (en bas) à différentes profondeurs de profil de sol (5 cm, 12,5 cm, 35 cm) en été et en automne, et la pluviométrie est indiquée en ordonnée à droite (d’après Z. Nagy et al., 2011). Des études ont montré que les mesures par Vortex sous - estiment les flux de CO2 (en particulier lorsque les flux sont faibles) et que les prairies des zones arides ont tendance à subir un flux inverse de CO2 de l'atmosphère vers le sol après de fortes pluies.

Origine: Europe