光合-呼吸-碳中和技術(shù)方案

一、 光合作用測量與監(jiān)測

1. LCpro T與LCi T便攜式光合儀

      新一代LCpro T光合儀，可與葉綠素?zé)晒饽�塊耦合組成iFL光合作用與葉綠素?zé)晒鈴?fù)合系統(tǒng)（下圖右）：
  1) 超輕便：主機(jī)（4.1kg）和手柄總重量不到5kg，LCi T主機(jī)重量僅為2.4kg
2) 長續(xù)航：新型鋰離子電池續(xù)航能力最大可達(dá)16小時
3) GPS：野外隨時隨地記錄經(jīng)度、緯度、海拔數(shù)據(jù)
4) 控制實(shí)驗(yàn)：光照、溫度、濕度、CO₂四因子梯度控制
5) 多功能測量室：寬葉室、窄葉室、針葉室、擬南芥葉室、冠層測量室、土壤呼吸室、多功能測量室、果實(shí)測量室等可選配各種測量室，從而實(shí)現(xiàn)光合作用測量、土壤呼吸測量、冠層水平光合呼吸測量等功能
6) 可與FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)組合（易科泰公司提供參考文獻(xiàn)）
7) 可配置手持式葉綠素?zé)晒鈨x及葉夾式高光譜儀，可運(yùn)行所有通用葉綠素?zé)晒夥治鰧?shí)驗(yàn)程序，包括兩套熒光淬滅分析程序、3套光響應(yīng)曲線程序、OJIP-test、穩(wěn)態(tài)熒光測量等，及葉片反射光譜、吸收光譜、VIs植物光譜反射植物測量等
8) 可與Ecodrone^®無人機(jī)遙感系統(tǒng)配合，用于從葉片水平到景觀水平的碳源碳匯監(jiān)測研究及生產(chǎn)力評估等
2. OTC-Auto自動開啟式群落光合-呼吸觀測系統(tǒng)

      OTC-Auto原位群落光合-呼吸監(jiān)測系統(tǒng)為易科泰專利產(chǎn)品（專利號：ZL 2020 2 0395637.6），采用國際先進(jìn)傳感器技術(shù)，由原位安裝自動開啟式OTC（Open-top chamber）、數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)、CO₂分析儀及各種傳感器組成，可選配葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測模塊、SCG-3土壤剖面CO₂梯度監(jiān)測、微根窗根系動態(tài)觀測、植被成像分析等�？膳渲脝误w式群落光合-呼吸監(jiān)測箱或多通道群落光合-呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，用于野外或溫室內(nèi)單株植物或植物群落如濕地、草原、農(nóng)田、苔原等的光合-呼吸監(jiān)測、碳通量監(jiān)測、生產(chǎn)力評估、群落生理生態(tài)研究、植物表型分析研究等。

主要功能特點(diǎn)：
1）可實(shí)現(xiàn)對個體、群落乃至生態(tài)系統(tǒng)（如草原、濕地、林下植被等）原位（in-situ）CO₂/H₂O通量、光合-呼吸等持續(xù)監(jiān)測
2)可配置單體式群落光合-呼吸監(jiān)測箱、雙體式群落光合-呼吸監(jiān)測箱（用于對比實(shí)驗(yàn)等）、或多通道式監(jiān)測系統(tǒng)
3）自動開啟，內(nèi)置擴(kuò)散式高精度生態(tài)監(jiān)測專用CO₂和O₂傳感器（選配），無需配置復(fù)雜以及高耗能的氣體抽樣系統(tǒng)（即氣泵和相應(yīng)的管路控制等）
4）基礎(chǔ)配置包括CO₂、空氣溫濕度、PAR（光合有效輻射）、土壤水分溫度等參數(shù)，可選配雨量筒、太陽輻射、大氣壓、水位、及O₂測量等其它傳感器
5)可選配高靈敏度甲烷傳感器用于濕地等碳通量監(jiān)測（在此情況下建議同時選配O₂傳感器）
6）植被監(jiān)測建議選配NDVI（歸一化指數(shù)）和PRI（光化學(xué)指數(shù)）監(jiān)測傳感器
7) 可選配流通式（具抽樣泵）CO₂與CH₄同步監(jiān)測；或外置式（氣體分析儀不在測量室內(nèi)）多參數(shù)溫室氣體分析系統(tǒng)，同步監(jiān)測CO₂、CH₄、N₂O及NH₃等溫室氣體，CH₄和N₂O等MDCD（Minimum detectable concentration difference）可達(dá)ppb級
8）模塊式結(jié)構(gòu)，配置靈活，具備強(qiáng)大的可擴(kuò)展性
9）可選配葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測模塊，以進(jìn)行葉綠素穩(wěn)態(tài)熒光Fs、光量子產(chǎn)量、熒光淬滅、OJIP、光響應(yīng)曲線等監(jiān)測分析
10）可選配SCG-N土壤剖面不同梯度CO₂／O₂監(jiān)測，易科泰專利技術(shù)（專利號：ZL 2016 2 0734283.7）
11)可選配植物/作物生理生態(tài)監(jiān)測，同步監(jiān)測葉面溫度、莖桿生長、果實(shí)生長、光合作用等生理生態(tài)參數(shù)
12)可無線數(shù)據(jù)傳輸
   
3. 太陽光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)，Mapping Photosynthesis

      光合作用是地球最重要的生命活動，并導(dǎo)致地球高級生命形式的誕生及碳源的降低。葉綠素?zé)晒馐枪夂献饔每吹靡姷闹笜?biāo)（visible indicator of Photosynthesis），近百年來一直強(qiáng)烈吸引科學(xué)家們的興趣，被認(rèn)為是一種快速非損傷的CO₂同化“探針”。脈沖調(diào)制技術(shù)（Pulse Amplitude Modulated technique，簡稱PAM）是目前市場上幾乎所有葉綠素?zé)晒鉁y量儀器的通用技術(shù)方法。
PAM技術(shù)，包括目前科學(xué)家廣泛使用的FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)，都需要人工光源（一般用LED光源）作為激發(fā)光，限制了其在野外原位測量葉綠素?zé)晒?mdash;—特別是自然條件下太陽光誘導(dǎo)激發(fā)的葉綠素?zé)晒猓⊿IF，Solar-Induced-Fluorescence）測量。鑒于SIF測量技術(shù)的重大意義，近幾十年來科學(xué)家及有關(guān)機(jī)構(gòu)（包括美國NASA與歐洲太空局等）對其進(jìn)行了大量探索研究，高光譜技術(shù)特別是高光譜成像技術(shù)的發(fā)展，使SIF測量成像成為可能，如由芬蘭Specim公司、德國Juelich研究中心和歐洲太空局（ESA）地球探測項(xiàng)目（SIFLEX）研制的Hyplant傳感器，是世界上第一款商業(yè)化機(jī)載高光譜太陽光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒獬上駜x（商業(yè)產(chǎn)品AisaIBIS，由Specim生產(chǎn)，由于價格昂貴，目前已停產(chǎn)）。       夫瑯和費(fèi)線深度法是目前國際上廣泛采用的SIF太陽光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒馓崛〖夹g(shù)。易科泰生態(tài)技術(shù)公司根據(jù)夫瑯和費(fèi)譜線O2-A深度葉綠素?zé)晒馓崛�FLD3模型，研制生產(chǎn)并客戶定制系列近地遙感與無人機(jī)遙感高光譜成像與SIF成像儀器設(shè)備：

1) SpectraScan©近地遙感與Ecodrone®無人機(jī)遙感平臺 2) SIF（太陽光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒猓┏上穹治觯?62nm），結(jié)合LCpro T光合儀、FluorPen手持式葉綠素?zé)晒鈨x等，全面分析植物葉片水平、冠層水平及景觀水平光合作用生理生態(tài)狀況 3) 高光譜成像分析，包括VISIR可見光近紅外高光譜成像及900-1700nm或1000-2500nm高光譜成像分析
4) Thermo-RGB成像融合分析，可成像測量分析陽光照射葉片、陰影葉片及土壤等不同組分的面積、溫度等，進(jìn)一步解析冠層不同光照組分光合作用等狀態(tài)，陽光照射葉片有著比陰影葉片更高的Vcmax，其光合作用、氣孔導(dǎo)度、溫度等不同表現(xiàn)可以深入研究分析環(huán)境（光照）、植物冠層結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)力等之間的相互關(guān)系 5) 高光譜-紅外熱成像分析（近地遙感與無人機(jī)遙感）
6) 高光譜-激光雷達(dá)或高光譜-激光雷達(dá)-紅外熱成像分析（無人機(jī)遙感）