植株群落碳氮水耦合監(jiān)測及根際碳庫快檢技術(shù)新進(jìn)展

整棵植株或群落的固碳能力因缺少大的測量室一直是測量難點(diǎn)，也是突破葉片級碳交換監(jiān)測的瓶頸，澳作自主研發(fā)、全國產(chǎn)化生產(chǎn)的iChamber多功能自動(dòng)箱高度可達(dá)2米、面積可達(dá)1平米以上。
iChamber自動(dòng)箱可放置在控制型土柱上（SoilScope），實(shí)現(xiàn)水勢梯度、熱通量梯度、降雨的調(diào)控，用于模擬不同季節(jié)、溫度、降水條件下的光合、呼吸、氣體排放觀測，讓監(jiān)測不受季節(jié)的影響。一臺(tái)溫室氣體分析儀可同步觀測多種溫室氣體，如CO₂、CH₄、N₂O、COS、CO、H₂O 同步觀測，減少了多臺(tái)分析儀間系統(tǒng)誤差，同時(shí)測量的CO₂和COS可提高NEE計(jì)算精度。
EcoChem實(shí)現(xiàn)了LIBS技術(shù)快速測量土壤碳庫，掃描、攝像一體化復(fù)合根系生長監(jiān)測系統(tǒng)AZR-300，可觀測根際生物量變化；土壤采氣矛iChamber-G分層監(jiān)測地下廓線溫室氣體排放量和碳庫變化的相關(guān)性；集根系監(jiān)測、土壤CO2、CH4 排放、土壤水溫鹽、pH、氧化還原等多參數(shù)一體化監(jiān)測的RhizoScope根系生態(tài)倉系統(tǒng)，為地下生態(tài)學(xué)過程、土壤固碳研究提供了新的監(jiān)測工具。
 
一、新型植物群落自動(dòng)箱-iChamber
iChamber 群落自動(dòng)箱 澳作公司擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，自主研發(fā)、國內(nèi)生產(chǎn)、集六項(xiàng)設(shè)計(jì)專利于一體，即可用于呼吸測量，也可用作群落光合室。
iChamber自動(dòng)箱既可以是透明的，也可以是黑色的，可以直接測量凈群落生態(tài)系統(tǒng)碳交換量（NEE）、群落生態(tài)系統(tǒng)的呼吸量(ER)。
 
應(yīng)用：

 
自動(dòng)箱設(shè)計(jì)對比（面積、高度）：
iChamber 群落自動(dòng)箱特點(diǎn)：

S35 iChamber （面積0.08平米、高0.5米）工作視頻
 

地下土壤氣體采氣矛iChamber-G，測量地下廓線CO₂、CH₄排放 ，有2種類型分別用于無積水土壤和濕地環(huán)境。
 
 
                                   
 
 二、控制試驗(yàn)土柱-SoilScope
澳作公司自主設(shè)計(jì)、國內(nèi)生產(chǎn)的SoilScope 控制型蒸滲系統(tǒng)改造了歐盟第三代蒸滲技術(shù)，測量精度達(dá)到國際領(lǐng)先水平，首創(chuàng)2平米、4米高原狀土取土技術(shù)。雙套筒設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)大田快速安裝。具備水通量和熱通量控制能力，可獲取氣候變化條件下的模型數(shù)據(jù)，用于生態(tài)系統(tǒng)控制試驗(yàn)。
 
應(yīng)用:

 
控制功能：罐體內(nèi)外水力參數(shù)梯度一致或設(shè)定值。 控制參數(shù)可以是水勢、水位、土溫，滿足干濕控制、增溫等控制試驗(yàn)要求。
 

國際首創(chuàng)面積2平米、高4米原狀土取樣	自動(dòng)測量地表產(chǎn)流	高精度稱重模塊，1平米蒸滲，蒸散量分辨率達(dá)到0.001mm

SoilScope 試驗(yàn)土柱高度可達(dá)7.5米，面積可達(dá)4平米。

微型生態(tài)倉Eco-Cell：
   iChamber群落自動(dòng)箱底部采用控制型土柱SoilScope ，調(diào)控iChamber內(nèi)的溫度、濕度、CO₂可實(shí)現(xiàn)生態(tài)倉功能，比國外造價(jià)高、占地大的Ecotron，更經(jīng)濟(jì)、更靈活。
 
 
 
三、土壤碳庫變化快檢-EcoChem
EcoChem激光光譜元素分析系統(tǒng)采用LIBS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)元素快檢。測量原理如下，土壤、根莖等固體樣品無需制備成溶液，激光束直接打到樣品表面，激發(fā)的等離子光譜含有樣品的元素種類和含量信息。無需試劑，也不產(chǎn)生廢液，是綠色生態(tài)地球化學(xué)測量方法。
檢測限可達(dá)ppm級 測量的元素可覆蓋元素周期表中的大部分元素，包括輕元素如C、N、O 等 及金屬元素 Fe、Cu、Mg ，可用于快速檢測土壤碳、氮。
EcoChem 采用全上位機(jī)操作，用戶無需手動(dòng)調(diào)節(jié)激光和光譜儀，帶有2個(gè)看樣品窗口，可以無人值守運(yùn)行。
 

EcoChem測量原理	EcoChem 激光光譜元素分析儀

 
EcoChem特點(diǎn)：

 

四、土壤固碳-根系生態(tài)倉RhizoScope

   RhizoScope 用于土壤固碳研究，組成：
   1、觀測根際生物量變化—采用掃描、攝像一體化復(fù)合根系A(chǔ)ZR-300
   2、地下廓線CO₂、CH₄排放—iChamber-G+AZG-300
 

根系控制試驗(yàn)—根系生態(tài)倉實(shí)現(xiàn)土壤熱通量控制、土壤水勢梯度控制，同步觀測土壤氧化還原、pH、水分、溫度、電導(dǎo)率



AZR-300復(fù)合根系生長監(jiān)測系統(tǒng)集成掃描、攝像兩種功能于一體。攝像分辨率10um，64倍圖像放大，
可觀測細(xì)根周轉(zhuǎn)、根毛、根菌、真菌、土壤動(dòng)物活動(dòng)。掃描視野 22.0cm×21.5cm，觀測根際生物量變化。紫外光源區(qū)分活根、死根。
 

AZR-300系統(tǒng)掃描的根系圖像	AZR-300系統(tǒng)拍攝的根系及土壤孔隙

RhizoScope根系生態(tài)倉控制試驗(yàn)功能：