SCG-N土壤剖面CO2梯度監(jiān)測系統(tǒng)
土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主要碳源前來體驗，據(jù)報(bào)道自主研發，歐洲通量項(xiàng)目EUROFLUX 18個(gè)森林類型的平均年土壤呼吸占其總初級生產(chǎn)力的49%（Janssens et al., 2001），Law等（Law et al. 2001）研究發(fā)現(xiàn)更加廣闊，土壤呼吸約占整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)呼吸的四分之三損耗。土壤碳庫細(xì)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(dòng)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非常完善。有關(guān)土壤表層CO2通量（土壤總呼吸）研究很多性能穩定，但這顯然并不足以闡釋土壤CO2生產(chǎn)過程，土壤剖面CO2垂直梯度研究越來越成為土壤呼吸乃至生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究的熱點(diǎn)作用。土壤不同層面（深度）CO2生產(chǎn)的持續(xù)監(jiān)測對于理解土壤CO2動(dòng)態(tài)極為重要研學體驗，可以闡明由土壤到大氣CO2通量隨季節(jié)、光照最為突出、溫度落實落細、濕度及土壤特性的變化特征。另外高效化，土壤垂直梯度CO2監(jiān)測可以與廣泛使用的渦度相關(guān)監(jiān)測比較製高點項目，從而定量研究分析生態(tài)系統(tǒng)的碳交換。近幾年國外進(jìn)行了一系列創(chuàng)造性技術(shù)方法研究範圍和領域，SCG-3土壤剖面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)測系統(tǒng)有所增加。
根據(jù)菲克定律(Fick’s first law)，在（穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的情況下）單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于擴(kuò)散方向的單位截面積的擴(kuò)散物質(zhì)流量（稱為擴(kuò)散通量Diffusion flux更高要求，用J表示）與該截面處的濃度梯度(Concentration gradient)成正比越來越重要的位置。土壤剖面CO2通量（μmol CO2 m?2s?1）即根據(jù)該定律求出，具體計(jì)算公式為：
J= -D(dC/dx)
其中D為CO2在土壤中的擴(kuò)散系數(shù)(單位為m2/s學習，與土壤溫度結構重塑、土壤體積含水量及土壤空隙度有關(guān))，C為深度為x（單位為m）的CO2濃度應用優勢，dC/dx為濃度梯度高質量發展，“–”號表示擴(kuò)散方向?yàn)闈舛忍荻鹊姆捶较颍磾U(kuò)散由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴(kuò)散高效節能。
SCG土壤剖面CO2梯度監(jiān)測系統(tǒng)由土壤剖面不同埋深的CO2傳感器影響力範圍、O2傳感器（備選）、土壤溫度傳感器新創新即將到來、土壤水分傳感器邁出了重要的一步、土壤表層呼吸室（備選）、數(shù)據(jù)采集器及地面氣象站組成設施，土壤表層呼吸室分透明和非透明兩種需求，其中透明呼吸室用于測量土壤呼吸與植物光合作用的凈呼吸。
系統(tǒng)的特點(diǎn)：
l 非擾動(dòng)原位持續(xù)測量土壤剖面CO2、水分更讓我明白了、溫度（標(biāo)準(zhǔn)配置為3層）迎難而上，可通過菲克定律求出土壤CO2通量（土壤呼吸），從而實(shí)現(xiàn)高時(shí)間解析度原位監(jiān)測土壤呼吸
l Vaisala氣象傳感器探索，自動(dòng)測量記錄空氣溫濕度堅持先行、氣壓、降雨量管理、風(fēng)速風(fēng)向等
l 可進(jìn)行土壤孔隙度測量以確定CO2擴(kuò)散系數(shù)優化上下，土壤透氣性測量以確定土壤透氣性與土壤水分及氣體通量的關(guān)系
l TRIME-PICO32土壤水分智能傳感器，精確測量土壤水分和溫度
l 可選配單通道或多通道熒光光纖土壤剖面氧氣原位監(jiān)測模塊
l 
可選配包裹式植物莖流監(jiān)測模塊或THB樹干莖流監(jiān)測模塊模樣，用于監(jiān)測莖流與原位CO2的動(dòng)態(tài)關(guān)系
l ACE透明或非透明土壤呼吸室法（備選）測量表層土壤呼吸生產體系，可用于補(bǔ)充、校準(zhǔn)或?qū)Ρ确治鐾寥榔拭鍯O2梯度測量數(shù)據(jù)
l 無線數(shù)據(jù)傳輸提供了遵循，可隨時(shí)上網(wǎng)在線瀏覽參與水平、下載數(shù)據(jù)
l 可選配微根窗根系動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)
l 蓄電池供電或太陽能供電
主要技術(shù)指標(biāo)：
1. 土壤水分測量：
a. TRIME-PICO32智能傳感器，TDR測量技術(shù)服務效率，測量范圍0-*體積含水量明確相關要求，精確度±1%，重復(fù)精度±0.2%統籌發展，測量體積250ml（可選配PICO64深化涉外，測量體積為1250ml，可以精確反映含砂礫土壤的含水量）生產製造；
b. 土壤溫度測量范圍：-20℃～50℃開展試點，測量精度：±0.2℃
c. 防水等級IP68
2. 土壤CO2測量：非色散單束雙波長紅外技術(shù)（NDIR），測量范圍0-5000ppm共同、0-7000ppm推進一步、0-10000ppm、0-20000 可選簡單化，精度±1.5%力度，響應(yīng)時(shí)間30妙；
3. 標(biāo)準(zhǔn)配置為3層（SCG-3）土壤剖面CO2系統性、土壤水分和土壤溫度監(jiān)測
4. 單通道或多通道土壤剖面氧氣測量模塊（選配）勇探新路，熒光光纖O2測量技術(shù)，高穩(wěn)定性傳遞、零氧耗試驗，響應(yīng)時(shí)間5秒，測量范圍0-50%開展攻關合作，精度優(yōu)于0.4%
5. 標(biāo)配16通道數(shù)據(jù)采集器（可選配32通道以監(jiān)測3層以上的CO2濃度製度保障、土壤水分及土壤溫度等）：
a. 可存儲220000組帶時(shí)間戳的數(shù)據(jù)預下達，16比特分辨率，± 20 mV up to ± 2.5 V 8范圍輸入進行部署，精確度0.03%引領；
b. 測量間隔3秒至4小時(shí)可調(diào)，數(shù)據(jù)平均間隔3秒至4小時(shí)示範；
c. 電壓6.5－15VDC，待機(jī)耗電150μA有很大提升空間，測量耗電15mA重量140g運行好；
d. 鋰電備用電池，3V可能性更大，可使用5年以上部署安排；
e. 操作溫度--20－60°C；
f. 專業(yè)數(shù)據(jù)下載分析軟件技術，可進(jìn)行數(shù)據(jù)下載推廣開來、數(shù)據(jù)在線觀測、統(tǒng)計(jì)分析（如每小時(shí)平均相對較高、每日平均資源配置、總計(jì)、小值相關、大值大力發展、數(shù)據(jù)相關(guān)分析）與圖表展示及系統(tǒng)設(shè)置等；
6. 土壤孔隙度測量：壓力室容積為1000ml生產效率，壓力范圍-1～3bar產能提升，氣壓分辨率1mbar
7. 原位表層土壤透氣性測量：測量范圍0.003－3cm／s，測量壓力1－3hPa節點，水勢測量范圍0－800hPa通過活化，土壤體積含水量0-70%
8. 包裹式莖流監(jiān)測模塊：SHB加熱技術(shù)，用于監(jiān)測5-20mm的莖桿液流
9. 樹干莖流監(jiān)測模塊：THB加熱技術(shù)的特點，樹干內(nèi)部加熱健康發展，用于10cm以上的樹干莖流監(jiān)測
10. 呼吸室法監(jiān)測土壤表層CO2通量（選配）：標(biāo)準(zhǔn)配置為ACE土壤呼吸監(jiān)測儀，有封閉式和開放式兩種模式供選擇最為突出，每種模式又有透明或非透明呼吸室供選配落實落細，測量范圍為 40.0 mmols m-3（0-896ppm）, 分辨率為1ppm，帶有自動(dòng)零校準(zhǔn)裝置
11. 氣象監(jiān)測：Vaisala氣象傳感器高效化，氣溫監(jiān)測范圍-52℃～60℃製高點項目，精確度±0.3℃；大氣壓監(jiān)測范圍600～1100hPa範圍和領域，精確度±0.5hPa資源優勢；空氣相對適度監(jiān)測范圍0～*，精確度±3%；降雨量輸出分辨率0.01mm估算，精確度5%
12. 無線數(shù)據(jù)傳輸講理論，通過軟件終端瀏覽、下載數(shù)據(jù)不要畏懼，并可對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析
13. 根系生態(tài)觀測（選配）：微根管服務為一體、微根管鏡及分析軟件組成，標(biāo)配微根管直徑44mm（內(nèi)徑42mm）逐漸顯現，高透明度全會精神、高韌性、防雨水拓展基地，微根管鏡長度有17英寸集中展示、22英寸、28英寸體系流動性、37英寸可選探索創新，微根管成像單元，1/4”彩色 CCD實現了超越，像素768 x 494新產品，信噪比48DB，可選配手持式高分辨率成像單元相對開放，1/3”彩色CCD推進高水平，分辨率可達(dá)1600 x 1200像素；通過USB和電腦通訊拓展應用、圖像抓取生產創效，操作簡單
上圖為夏秋季不同土壤剖面深度（5cm、12.5cm管理、35cm）CO2通量R（上）和CO2濃度（下）的變化情況優化上下，降雨情況參見右縱坐標(biāo)（摘自Z.Nagy等,2011)。研究表明模樣，渦動(dòng)法測量低估了CO2通量（特別是在通量較低的情況下）生產體系，干旱區(qū)草原在暴雨后往往會發(fā)生CO2由大氣向土壤的逆向通量。
產(chǎn)地：歐洲
