ACE自動土壤呼吸測量儀
隨著人們對氣候變化關(guān)注，溫室氣體的排放越來越受到人們的重視。由于土壤碳儲量是大氣碳儲量的2倍，土壤呼吸約占整個生態(tài)系統(tǒng)呼吸的50-80%(Giardina and Ryan 2002)，因此土壤呼吸（土壤表層碳通量測量）越來越受到科研工作者的重視。
ACE(Automated Soil CO2 Exchange Station)自動土壤呼吸測量儀完美地適應(yīng)了科研工作者的需要，自動化測量，可長期連續(xù)無人值守監(jiān)測土壤呼吸。采用高精度CO2分析儀，緊鄰呼吸室，測量響應(yīng)時間短，精度高。土壤呼吸室表面積增大至415cm2，配合專用土壤圈，使測量更準(zhǔn)確。用戶可選擇多種測量模式和呼吸室，設(shè)置不同的測量參數(shù)，適合更多的測量研究工作。
應(yīng)用領(lǐng)域：
® 碳收支平衡研究，為碳交易提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來源
® 與氣候變化數(shù)據(jù)相結(jié)合，研究溫室氣體排放對氣候變化的影響
® 與渦度相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)合，對通量變化做出合理解釋
® 對土壤呼吸的影響因子及調(diào)控機(jī)制進(jìn)行研究
® 不同作物或耕作類型或殺蟲劑對土壤呼吸的影響
® 微生物生態(tài)學(xué)
® 土壤污染的恢復(fù)研究
® 填埋垃圾場土壤呼吸狀態(tài)研究
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工作原理：
ACE采用兩種測量模式：封閉式和開放式。兩種模式采用不同的工作原理。
1：封閉式測量原理：開始測定前呼吸罩自動關(guān)閉，形成密閉的呼吸室。緊鄰呼吸室的機(jī)械臂內(nèi)，具有一個高精度的CO2紅外氣體分析器（IRGA）。每隔10s對呼吸室的氣體進(jìn)行分析，在測量結(jié)束后通過分析數(shù)據(jù)自動計(jì)算土壤表面通量（土壤呼吸值）。
2：開放式測量原理：開始測量前呼吸罩自動關(guān)閉，測量過程中，呼吸室與環(huán)境氣體相連，頂部設(shè)有壓力釋放裝置，保持內(nèi)外氣壓穩(wěn)定。在一定流速下達(dá)到穩(wěn)態(tài)后測量泵入和泵出氣體的CO2濃度差Δc，自動計(jì)算出通量值。
功能特點(diǎn)：
® 五鍵操作，簡便易行，自帶顯示屏，不需外接PDA或筆記本
® 分析器緊貼呼吸室，響應(yīng)時間短，準(zhǔn)確度高
® 可連接多達(dá)10個水分和溫度傳感器
® 測量間隔自動斷電，有效地提高了電池利用效率，一塊汽車電池可使ACE連續(xù)工作28天，也可選用交流或太陽能電池，更適于野外監(jiān)測
® 開放和閉合兩種測量模式可選，每種測量模式又有透明和不透明兩種呼吸室可選
® 呼吸室覆蓋表面積達(dá)到415 cm2，測出的數(shù)據(jù)更加均一，更具有代表性
® 呼吸室配有壓力釋放裝置和風(fēng)扇，使測量更準(zhǔn)確
® 配備有防輻射罩遮蔽金屬呼吸室，有效地阻止了室內(nèi)的氣溫上升
® 操作屏配備密碼鎖，還可用鐵鎖鎖住，保護(hù)設(shè)置不被更改
技術(shù)指標(biāo)：
® 紅外氣體分析儀：內(nèi)置于土壤呼吸室，氣路很短，響應(yīng)時間短
® CO2：測量范圍：標(biāo)準(zhǔn)范圍0-896ppm 分辨率：1ppm
® PAR：0-3000μmol m-2 s-1光電池
® 土壤溫度熱電阻探頭：測量范圍：-20-50℃，可接多達(dá)6個土壤溫度探頭
® 土壤水分探頭SM300：測定范圍0-100vol%；精度3％（針對土壤進(jìn)行標(biāo)定后）；測量土體范圍：55mm x70mm；可接多達(dá)4個土壤水分探頭
® 土壤水分探頭Theta：測量范圍0-1.0 m3.m-3；精度±1%（特殊標(biāo)定后）探頭尺寸；探針60 mm 長，探頭總長207mm；可接多達(dá)4個土壤水分探頭
® 呼吸室流量控制：200-5000ml/min (137-3425 μmol sec-1)，精度：±流速的3%
® 呼吸室類型：開放透明、開放非透明、封閉透明、封閉非透明四種呼吸室供選
® 儀器操作：獨(dú)立主機(jī)，不需要PC/PDA
® 數(shù)據(jù)紀(jì)錄：1G移動存儲卡（CF），可存儲4000000萬組數(shù)據(jù)
® 電源供應(yīng)：外部電池、太陽能板或風(fēng)力供應(yīng)，12v、40Ah蓄電池長可持續(xù)供電28天，僅網(wǎng)絡(luò)式有內(nèi)部電池1.0Ah
® 數(shù)據(jù)下載：讀取CF卡或使用RS232連接
® 電子部分連接：堅(jiān)固，防水的3pin插口（頭）
® 程序：界面友好，通過5鍵控制
® 氣體連接：3 mm氣路接頭
® 顯示：240×64點(diǎn)陣 LCD屏幕
® 尺寸：82×33×13cm
® 密封室體積：2.6 L
® 開放室體積：1.0 L
® 土壤呼吸罩直徑：23 cm
® 重量：7.0 kg
呼吸室的選配
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閉合式與開放式的差別 |
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閉合式測量在測定時呼吸室完全封閉。測定簡單，速度快 (5-10mins)，應(yīng)用為普遍。但精確度較低。 |
開放式測量時呼吸室與外界大氣聯(lián)通，精確度更高，但速度較慢且易受劇烈環(huán)境變化影響。 |
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透明與非透明的區(qū)別 |
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非透明呼吸室只能測定呼吸（包括土壤呼吸和植物地上部呼吸） |
透明呼吸室，測定碳通量（包括土壤呼吸，植物地上部呼吸和光合作用） |
操作屏幕和結(jié)果
應(yīng)用案例：
屈冉等（2010）在秦嶺利用ACE研究了土壤微生物和有機(jī)酸對土壤呼吸時的影響。研究顯示土壤呼吸速率與土壤細(xì)菌、放線菌、草酸和檸檬酸呈極顯著正相關(guān)。
產(chǎn)地：英國
發(fā)表文獻(xiàn)：
1. Carbon Dioxide Flux from Rice Paddy Soils in Central China: Effects of Intermittent Flooding and Draining Cycles, Y Liu, K Wan, Y Tao, Z Li, G Zhang, S Li, F Chen, PLoS ONE, 2013, 10.1371/journal.pone.0056562
2. CO2 fluxes among different vegetation types during the growing season inMargueriteBay(Antarctic Peninsula),N Cannone, G Binelli, MR Worland, P Convey, Geoderma, 2012, 189:595-605
3. Effects of High Soil Water Content and Temperature on Soil Respiration. Lin, Zhongbing; Zhang, Renduo; Tang, Jia; Zhang, Jiaying Soil Science. 2011, 176(3):150-155
4. Ecosystem-scale biosphere–atmosphere interactions of a hemiboreal mixed forest stand atJ®rvselja,Estonia. Noe S. M., Kimmel V., Hüve K., Copolovici L., et al, Forest Ecology and Management. 2011, 262(2):71-81
5. Coupling high-frequency measurement of 222Rn, 220Rn in soil gases with soil CO2 efflux atMt.Etna(Italy): a new strategy for active volcano monitoring. Giammanco, S.; Lopez, M.; Neri, M.; Murè, F. EGU General Assembly 2009, held 19-24 April,2009 inVienna,Austria
6. 希拉穆仁圍封草原土壤呼吸通量研究。高天明，張瑞強(qiáng)，梁占歧，劉鐵軍，郭建英，郝瑞。草業(yè)科學(xué)，2011，28（1）：33-38
7. 沿?；闪謳ЫY(jié)構(gòu)調(diào)控對林分冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)及林地土壤的影響。成向榮、虞木奎、張翠、王宗星、葛樂、吳統(tǒng)貴。生態(tài)學(xué)雜志，2011，30（3）：516-520
8. 土壤微生物和有機(jī)酸對土壤呼吸速率的影響。屈冉、李俊生、羅遵蘭、吳曉莆、趙彩云、湯博。水土保持學(xué)報，2010，24（4）：242-245
9. 耕作方式對土壤微生物和土壤肥力的影響。李升東，王法宏，司紀(jì)升，孔令安，劉建軍，馮波，張賓。生態(tài)環(huán)境學(xué)報.2009，18 (5)：1961-1964
