一種開路式樹干皮層光合作用野外測(cè)定系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種開路式樹干皮層光合作用野外測(cè)定系統(tǒng)。本開路式樹干皮層光合作用野外測(cè)定系統(tǒng)可在野外自然狀況下實(shí)時(shí)同步測(cè)定樹干CO2釋放通量、樹干液流、樹干溫度、樹干接收光照強(qiáng)度和樹干木質(zhì)部CO2濃度的數(shù)據(jù)。可計(jì)算出樹干的皮層光合作用強(qiáng)度，樹干的CO2呼吸通量，樹干液流運(yùn)輸CO2通量，樹干CO2貯存通量。將樹干液流、木質(zhì)部CO2濃度和皮層光合作用三者進(jìn)行有機(jī)整合來研究樹干呼吸產(chǎn)生CO2的分配，克服以往三個(gè)環(huán)節(jié)單獨(dú)分開研究而無法建立相關(guān)關(guān)系的缺點(diǎn)。從而為測(cè)定樹干CO2釋放通量和影響因素提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可為提高森林呼吸研究的精確性和質(zhì)量，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)森林碳的源匯功能提供技術(shù)支持。
【專利說明】一種開路式樹干皮層光合作用野外測(cè)定系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本實(shí)用新型屬于生態(tài)學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種開路式樹干皮層光合作用野外測(cè)定系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】:
[0002]森林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能對(duì)穩(wěn)定大氣中溫室氣體的濃度起重要作用，為應(yīng)對(duì)全球氣候變化日益加劇的問題，人們?cè)陉懙厣鷳B(tài)系統(tǒng)碳通量方面開展了大量的研究工作，其中，森林呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究的重要一環(huán)。目前生理生態(tài)學(xué)方法估算森林碳匯并不考慮葉片之外的綠色組織的光合量以及樹干液流運(yùn)移CO2對(duì)樹干呼吸的影響，導(dǎo)致樹干呼吸的測(cè)定有很大的不確定性。這種測(cè)量的不確定性除了環(huán)境因素外，很大程度來源于對(duì)植物本身固有的生理特性認(rèn)識(shí)不足，特別是對(duì)樹干呼吸的生理過程、樹干皮層光合作用的生理過程和樹干液流運(yùn)輸CO2過程等的認(rèn)識(shí)存在局限性，從而導(dǎo)致計(jì)算的理論假設(shè)不完善。事實(shí)上，大部分植物的枝條、樹干，以及一些花、果和根等部位含有能進(jìn)行光合作用的綠色組織。這些綠色組織具有光合作用功能，可再固定在植物體內(nèi)非光合組織呼吸產(chǎn)生的co2。綠色組織光合作用是植物的重要生理功能，其對(duì)植物體內(nèi)CO2再固定和樹干CO2釋放通量具有重大影響。然而如何測(cè)定其光合強(qiáng)度，目前還面臨著很大的技術(shù)困難。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種可在野外自然狀況下實(shí)時(shí)同步測(cè)定樹干CO2釋放通量、樹干液流、樹干溫度、樹干接收光照強(qiáng)度和樹干木質(zhì)部CO2濃度的數(shù)據(jù)；可計(jì)算出樹干的皮層光合作用強(qiáng)度，樹干的CO2呼吸通量,樹干液流運(yùn)輸CO2通量和樹干CO21&存通量的開路式樹干皮層光合作用野外測(cè)定系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)施的:
[0005]本實(shí)用新型的開路式樹干皮層光合作用野外測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于，包括透明氣室、具塞的大氣緩沖瓶、樹干液流探針、樹干表皮溫度傳感器、樹干溫度傳感器、樹干CO2傳感器、輻射傳感器、CO2分析儀、遮光布和數(shù)據(jù)采集器，所述的透明氣室呈管狀，其兩端各設(shè)有一個(gè)用于貼合樹干的上、下環(huán)體，在上、下環(huán)體朝氣室的內(nèi)側(cè)面上分別設(shè)有上空氣導(dǎo)管和下空氣導(dǎo)管，上、下空氣導(dǎo)管朝向氣室側(cè)上具有許多氣孔，上空氣導(dǎo)管上還連有上氣管，上氣管的另外一端伸出氣室外，穿過大氣緩沖瓶的塞子進(jìn)入大氣緩沖瓶中，在大氣緩沖瓶中還設(shè)有外部大氣進(jìn)氣管，其另外一端穿過大氣緩沖瓶的塞子伸出瓶外，下空氣導(dǎo)管上連有下氣管，下氣管的另外一端伸出氣室外與CO2分析儀連接，所述的樹干液流探針、樹干表皮溫度傳感器、樹干溫度傳感器、樹干CO2傳感器和輻射傳感器都與數(shù)據(jù)采集器連接，將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)采集器中。
[0006]本開路式樹干皮層光合作用野外測(cè)定系統(tǒng)可在野外自然狀況下實(shí)時(shí)同步測(cè)定樹干CO2釋放通量、樹干液流、樹干溫度、樹干接收光照強(qiáng)度和樹干木質(zhì)部CO2濃度的數(shù)據(jù)?？捎?jì)算出樹干的皮層光合作用強(qiáng)度，樹干的CO2呼吸通量,樹干液流運(yùn)輸CO2通量,樹干CO2 C:存通量。將樹干液流、木質(zhì)部CO2濃度和皮層光合作用三者進(jìn)行有機(jī)整合來研究樹干呼吸產(chǎn)生CO2的分配，克服以往三個(gè)環(huán)節(jié)單獨(dú)分開研究而無法建立相關(guān)關(guān)系的缺點(diǎn)。從而為測(cè)定樹干CO2釋放通量和影響因素提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可為提高森林呼吸研究的精確性和質(zhì)量，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)森林碳的源匯功能提供技術(shù)支持。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0007]圖1是本實(shí)用新型進(jìn)行測(cè)定的樹干具體位置圖；
[0008]圖2是本實(shí)用新型的開路式樹干皮層光合作用野外測(cè)定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意和布局圖；
[0009]其中1、待測(cè)植物植株樹干或樹枝較圓滑部位；2、樹干液流探針(Granier探針，I對(duì))；3、樹干的液流方向；4、下氣管；5、上、下環(huán)體；6、樹干表皮溫度傳感器；7、樹干溫度傳感器；8、CO2傳感器；9、大氣緩沖瓶；10、外部大氣進(jìn)氣管；11、輻射傳感器；12、透明PV板；13、上空氣導(dǎo)管；14、數(shù)據(jù)采集器；15、透明氣室；16、CO2分析儀；17、下空氣導(dǎo)管；18、上氣管。
【具體實(shí)施方式】:
[0010]以下實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步說明，而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0011]實(shí)施例1:
[0012]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的開路式樹干皮層光合作用野外測(cè)定系統(tǒng)包括透明氣室15、具塞的大氣緩沖瓶9、樹干液流探針(Granier探針I(yè)對(duì))2、樹干表皮溫度傳感器6(T型熱電偶傳感器)、樹干溫度傳感器7 (T型熱電偶傳感器)、樹干CO2傳感器8 (VAISALAGMP221)、輻射傳感器 11 (GaAsp photodiode G1118)、CO2 分析儀(Li_Cor820 儀器)16、遮光布和數(shù)據(jù)采集器14，所述的透明氣室15呈管狀，其氣室周壁是由透明PV板12制作而成，其兩端各設(shè)有一個(gè)用于貼合樹干的上、下環(huán)體5，該環(huán)體由泡沫硅膠板制作而成，在兩個(gè)環(huán)體朝氣室的內(nèi)側(cè)面上分別設(shè)有上空氣導(dǎo)管13和下空氣導(dǎo)管17，上、下空氣導(dǎo)管朝向氣室側(cè)上具有許多氣孔，上空氣導(dǎo)管13上還連有上氣管18，上氣管的另外一端伸出氣室外，穿過大氣緩沖瓶9的塞子進(jìn)入大氣緩沖瓶9中，在大氣緩沖瓶9中還設(shè)有外部大氣進(jìn)氣管10，其另外一端穿過大氣緩沖瓶的塞子伸出瓶外，下空氣導(dǎo)管17上連有下氣管4，下氣管的另外一端伸出氣室外與CO2分析儀16連接,所述的樹干液流探針2、樹干表皮溫度傳感器6、樹干溫度傳感器7、樹干CO2傳感器8和輻射傳感器11都與數(shù)據(jù)采集器14連接，將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)采集器14中。
[0013]具體使用過程如下:
[0014]將透明氣室15固定套在待測(cè)植物植株樹干或樹枝較圓滑部位1，使得上下環(huán)體與樹干或樹枝貼合，從而保證一定的氣密性，氣室高20cm。樹干的液流方向如3所示。大氣緩沖瓶9懸掛于一旁較高位置，稍遠(yuǎn)離人群。樹干液流探針(Granier探針I(yè)對(duì))2安裝在喬木胸徑1.3m處，位于透明氣室15的下方，探針需要遮光罩遮蔽。所述的樹干溫度傳感器
7、樹干CO2傳感器8都為一對(duì)兩個(gè)，兩個(gè)分設(shè)與透明氣室的上下兩端，樹干溫度傳感器7、樹干CO2傳感器8插入樹干5cm,它們與氣室相隔5cm。樹干表皮溫度傳感器6和福射傳感器11附著在透明氣室15內(nèi)的樹干表皮上。[0015]光照條件下測(cè)定CO2通量后，透明氣室用遮光布蓋上，再次測(cè)定氣室內(nèi)的CO2濃度，經(jīng)過計(jì)算即可得皮層光合作用強(qiáng)度。
[0016]所有需電部件可采用12V直流電源供電。其中涉及數(shù)據(jù)采集器、Granier探針、CO2分析儀、樹干CO2傳感器。
【權(quán)利要求】
1.一種開路式樹干皮層光合作用野外測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于，包括透明氣室、具塞的大氣緩沖瓶、樹干液流探針、樹干表皮溫度傳感器、樹干溫度傳感器、樹干CO2傳感器、輻射傳感器、CO2分析儀、遮光布和數(shù)據(jù)采集器，所述的透明氣室呈管狀，其兩端各設(shè)有一個(gè)用于貼合樹干的上、下環(huán)體，在上、下環(huán)體朝氣室的內(nèi)側(cè)面上分別設(shè)有上空氣導(dǎo)管和下空氣導(dǎo)管，上、下空氣導(dǎo)管朝向氣室側(cè)上具有許多氣孔，上空氣導(dǎo)管上還連有上氣管，上氣管的另外一端伸出氣室外，穿過大氣緩沖瓶的塞子進(jìn)入大氣緩沖瓶中，在大氣緩沖瓶中還設(shè)有外部大氣進(jìn)氣管，其另外一端穿過大氣緩沖瓶的塞子伸出瓶外，下空氣導(dǎo)管上連有下氣管，下氣管的另外一端伸出氣室外與CO2分析儀連接，所述的樹干液流探針、樹干表皮溫度傳感器、樹干溫度傳感器、樹干CO2傳感器和輻射傳感器都與數(shù)據(jù)采集器連接，將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)采集器中。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK203758985SQ201420093257
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】蔡錫安, 饒興權(quán) 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院華南植物園