前言

土壤是全球气候变化中极为重要的碳源和碳汇，土壤呼吸对大气CO₂含量的影响已经引起越来越多研究者的注意。SRS-1000 T是基于LCi T光合仪选配土壤呼吸室组成的便携式土壤呼吸系统，专为测量土壤呼吸及其他野外气体交换而设计。

组成

仪器包括一个触摸屏控制台、一个手柄和一个1升的土壤呼吸室。高精度微型CO₂红外气体分析仪直接安装于手柄内，大大减少CO₂到分析仪测量的响应时间。                                        

上图左为主机加土壤呼吸室测量土壤呼吸实例照片，上图右为英国剑桥科研人员使用该系统在南极洲测量土壤呼吸与藻类光合作用现场照片。

仪器测量过程以开放模式进行，环境空气与呼吸室气体不断循环，以保证作为样品的土壤保持自然状态。土壤呼吸室由一个上部呼吸室和一个下部不锈钢环刀构成。上部呼吸室平衡设计极大的避免了气压和风对于测量的影响。下部不锈钢环刀插入土壤，不论土壤条件如何，保证上面的呼吸室处于最佳位置，并能够保证对土壤的最小扰动。

用户可选择PVC适配器，以PVC管替代环刀，适合大面积多点布设，节约成本。

测量室

选配不同叶室和呼吸室，可以测量叶片光合作用（选用不同类型叶室）、果实或整株植物光合作用（选配果蔬光合-呼吸室）、小型群落光合-呼吸（选配透明群落光合-呼吸室）、土壤呼吸等，全面分析研究土壤植物碳源碳汇功能。

上图从左到右依次为宽叶室、窄叶室、LED光源、荧光仪联用叶室、小型叶室

上图从左到右依次为针叶室、果实测量室、土壤呼吸室、多功能测量室、冠层室

应用领域

Ÿ   碳源碳汇研究

Ÿ   全球气候变化

Ÿ   土地利用方式改变

Ÿ   生态修复研究

Ÿ   植物生理生态研究

主要特点

l  便携性：拎之即走，非常合适野外大面积多点采样调查。

l  电池续航：满电连续工作10小时。

l  GPS定位：经度、纬度、海拔数据与土壤呼吸数据同步获取。

l  坚固可靠：控制台包含全部功能，呼吸室流量控制，实时数据显示和存储，彩色360度可见触摸屏。

l  恶劣条件下使用：高湿度/多尘环境表现出色。

l  空间和时间分布研究：用户可自行设定采样间隔，仪器会自动工作采集数据。

l  数据存储与传输：SD卡存储，用户最喜爱的方式，也可通过USB线下载数据。

技术指标

¨       CO₂气体量程：0~2000ppm。

¨       CO₂分辨率：1ppm。

¨       CO₂分析单元：开路设计，镀金、mini化、时域差分设计(避免双IRGA平衡校准漂变) IRGA，温度、气压自动补偿，零点自动校正。

¨       H₂O分析单元：0~75mbar，0.1mbar 分辨率，2个高精度激光微调湿度传感器以提供超稳定性蒸腾数据。

¨       PAR传感器：0~3000µmol m^-2 sec^-1，硅光电池。

¨       呼吸室温度：0~50℃，高精度热电偶，准确度+/- 0.2°C。

¨       土壤温度：5°C~50°C，手动定位土壤温度探头。

¨       土壤呼吸室流速：68~340µmol m^-2 sec^-1。

¨       预热时间：5 minutes @ 20°C。

¨       显示屏：彩色WQVGA LCD触摸屏，480 x 272像素，尺寸95 x 53.9 mm，对角线长109mm。

¨       数据与存储：SD卡，最大支持32G。

¨       电池：2.8Ah，12V铅酸电池，提供10小时续航。

¨       充电器：通用输入电压，13.8V输出。

¨       数据输出口1：Mini-B转USB。

¨       数据输出口2：RS232，9针D型口。

¨       操作温度：5°C~45°C。

¨       控制台尺寸与重量：125◊140◊240mm，2.4kg。

¨       手柄重量：0.6kg。

¨       呼吸室构成：下部不锈钢环刀，上部丙烯塑料透明罩。

¨       体积：1L。

¨       直径：130mm。

¨       高度：不锈钢环刀高75mm，丙烯塑料透明罩高70mm。

¨       重量：环刀325g，透明罩320g。

应用案例

T F Wang等人（2018）利用ADC公司的SRS系列土壤呼吸仪对滨海新区的四块样地进行土壤碳通量调查，从昼夜时间节律、大气温度、土壤温度、土地类型、植物等因素等多个方面进行了分析探讨。

产地

英国

选配技术方案

1)  可选配不同类型叶室以测量叶片光合作用

2)  可选配不同呼吸室组件以测量果实/整株植物/小型群落光合-呼吸作用

3)  可选配高光谱成像以评估土壤微生物呼吸作用

4)  可选配红外热成像研究土壤水分、温度变化对呼吸影响

5)  可选配ECODRONE®无人机平台搭载高光谱和红外热成像传感器进行时空格局调查研究

部分参考文献

1)  Edyta Hewelke et al. 2018. The Impact of Diesel Oil Pollution on the Hydrophobicity and CO₂ Efflux of Forest Soils. Water Air Soil Pollut, 229: 51.

2)  Fér, M. et al. 2018. Influence of soil–water content on CO₂ efflux within the elevation transect heavily impacted by erosion” Ecohydrology. 2018;e1989. https://doi.org/10.1002/eco.1989.

3)  T F Wang et al. 2018. “Diurnal Change of Soil Carbon Flux of Binhai New District” IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 150 012007.

4)  Lang, R. et al. 2017. “Seasonal differences in soil respiration and methane uptake in rubber plantation and rainforest” Agriculture, Ecosystems and Environment 240, 314-312.

5)  Li, Xianwen, et al. 2016. “Evaluation of evapotranspiration and deep percolation under mulched drip irrigation in an oasis of Tarim basin, China.” Journal of Hydrology 538 (2016): 677-688.