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森林研究綜合監(jiān)測技術方案
發(fā)布時間: 2019-06-25 點擊次數: 2079次近期,由北京易科泰生態(tài)技術有限公司提供的森林研究綜合監(jiān)測方案在遼寧省林科院驗收通過,該方案可進行植物光合速率、葉綠素熒光參數、土壤呼吸速率和樹木莖桿生長量測量,由以下部分組成。
- LCpro T光合儀+FluorPen葉綠素熒光研究光合生理生態(tài)
- SRS2000T + ACE研究監(jiān)測森林土壤呼吸
- DRL26 + EMS81(選配)監(jiān)測樹干生長與莖流
LCpro T光合儀+FluorPen葉綠素熒光研究光合生理生態(tài)
LCpro T便攜式光合儀為智能型便攜式光合作用測定儀,用以測量植物葉片的光合速率、蒸騰速率、氣孔導度等與植物光合作用相關的參數。儀器應用IRGA(紅外氣體分析)CO2分析模塊和雙激光調諧快速響應水蒸氣傳感器精密測量葉片表面CO2濃度及水分的變化情況來考察葉片與植物光合作用相關的參數。通過人工光源、CO2控制單元和溫度控制單元可以同時調控環(huán)境條件,從而測定光強、CO2濃度和溫度對植物光合系統(tǒng)的影響。本儀器可在高濕度、高塵埃等惡劣環(huán)境中使用,具有廣泛的適用性。
測量參數包括光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度、氣孔導度、葉片溫度、葉室溫度、光合有效輻射、氣壓等,可進行光響應曲線和CO2響應曲線測量等。
FluorPen FP110手持式葉綠素熒光儀用于實驗室、溫室和野外快速測量植物葉綠素熒光參數,具有便攜性強、度高、性價比高等特點;雙鍵操作,具圖形顯示屏,內置鋰電和數據存儲,廣泛應用于研究植物的光合作用、脅迫監(jiān)測、除草劑檢測或突變體篩選,還可用于生態(tài)毒理的生物檢測,如通過不同植物對土壤或水質污染的葉綠素熒光響應,找出敏感植物作為生物傳感器用于生物檢測。FP110配備多種葉夾型號,用于不同的樣品與研究。
FluorPen測量參數包括F0、Ft、Fm、Fm’、QY_Ln、QY_Dn、NPQ、Qp、Rfd、RAR、Area、M0、Sm、PI、ABS/RC等50多個葉綠素熒光參數,及3種給光程序的光響應曲線、3種熒光淬滅曲線、OJIP快速熒光動力學、Kautsky誘導效應等。
Tahise等人(2017年)利用LCpro光合儀和FluorPen葉綠素熒光儀對四倍體和二倍體甜橙(Carrizo citrange)進行水分脅迫研究,結果表明四倍體對水分脅迫的表現優(yōu)于二倍體,見下圖。
1個月內水分脅迫對二倍體和四倍體甜橙植物生理的影響
SRS2000T + ACE研究監(jiān)測森林土壤呼吸
曾清蘋等(2016年)選擇重慶縉云山的馬尾松林和柑橘林開展了氮添加實驗,分別設置 3 個氮添加水平(低氮 T5:20gN m-2a-1,中氮 T10:40gN m-2 a-1和高氮 T15:60gN m-2a-1)和對照(T0:0gN m-2a-1)共4 個水平的處理,各林分每個處理各9次重復,每個處理量分4次,在每個季度開始各施1次。 采用 ACE(Automated Soil CO2 Exchange Station, UK)自動土壤呼吸監(jiān)測系統(tǒng)測定兩林分土壤表層(0~10 cm)的呼吸、溫度和濕度,分別在當年的7月、9月、11月、第2年的1月、2月、3月、5月、6月各連續(xù)測定4d,每天(8:00~18:00)4次,以揭示兩種林分土壤呼吸對模擬氮沉降的季節(jié)動態(tài)響應及其差異性。 結果表明:(1)柑橘林與馬尾松林林下土壤表層呼吸表現出一致的季節(jié)變化動態(tài)趨勢:夏季>春季>秋季>冬季,但柑橘林土壤呼吸顯著高于馬尾松林(P<0.05)。(2)總體上氮沉降抑制了2種林分土壤表層呼吸,而N沉降量大抑制程度越高。只在冬季土壤濕度低的馬尾松林下氮沉降促進了土壤呼吸。(3)土壤溫度與土壤呼吸有極顯著的正相關指數關系(P<0.01),而土壤水分與土壤呼吸有顯著的二次模型擬合關系,但均受到氮沉降量處理的影響。 綜合分析表明,在亞熱帶山區(qū)2類森林下的典型案例結果支持氮沉降抑制土壤呼吸的認識。
重慶縉云山馬尾松林和柑橘林在不同施氮處理下的土壤呼吸的季節(jié)動態(tài)變化
P<005,大寫字母表示同一季節(jié)不同處理間差異性水平,小寫字母表示同一處理不同季節(jié)間差異性水平;T0:control check,對照組;T5:low nitrogen,低氮水平;T10:middle nitrogen,中氮水平;T15:high nitrogen,高氮水平。
將LCpro T光合儀葉室更換為土壤呼吸室后可作為便攜式土壤呼吸儀使用,見下圖。
DRL26 + EMS81(選配)監(jiān)測樹干生長與莖流
DRL26樹木莖桿生長測量儀適用于直徑大于8cm的任何樹干,特點如下
- 無損安裝固定,傳統(tǒng)機械與電子技術相結合,測量更準確;
- 精度高,分辨率1微米
- 內置溫度傳感器
- 存儲量50000個數據(每小時記錄1次則可自動記錄4年)
- 電池壽命:1hr間隔5年,10mins間隔3年
EMS81樹木莖流觀測系統(tǒng)由MicroSet 8X控制單元、SF81莖流傳感器及不銹鋼加熱電極片等組成,用于直徑12cm以上的樹干莖流監(jiān)測。MicroSet 8X控制單元內置數據采集器和DR26樹干生長監(jiān)測傳感器接口,可同步監(jiān)測樹干生長。
EMS81作為一個獨立完整的監(jiān)測單元(同時監(jiān)測樹干莖流和樹干生長),既可以每個單元獨立工作、獨立通過充電電池供電以監(jiān)測一顆樹木的莖流,也可選配多個單元組成復合監(jiān)測系統(tǒng)同時監(jiān)測不同距離之間多株樹木的莖流和樹干生長。
此外,可同時選配EMS的3通道土壤水分監(jiān)測及PAR/溫濕度三參數監(jiān)測以獲得更為全面的森林功能參數。
易科泰生態(tài)技術公司為相關監(jiān)測研究提供如下配套方案:
- EcoDrone無人機大尺度樣地遙感調查方案;
- 植物光合與FluorCam葉綠素熒光成像技術方案;
- Thermo-RGB紅外熱成像及作物水分脅迫指數(CWSI)測量方案;
- 手持式高光譜儀與高光譜成像技術方案,從葉片尺度到冠層尺度全面研究植物光譜特性;