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北京澳作生態(tài)儀器有限公司


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LysiCosm 碳氮水耦合循環(huán)過程監(jiān)測系統(tǒng)

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更新時間：2022-11-02 09:47:13瀏覽次數(shù)：102次

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產(chǎn)品簡介

詳細(xì)介紹


LysiCosm 碳氮水耦合循環(huán)過程監(jiān)測系統(tǒng)

一、     應(yīng)用

生態(tài)系統(tǒng)碳、氮、水循環(huán)過程研究已經(jīng)從單個的、獨(dú)立過程研究轉(zhuǎn)向碳氮水耦合循環(huán)過程機(jī)理的探索。


于貴瑞 王秋鳳 方華軍 陸地生態(tài)系統(tǒng)碳-氮-水耦合循環(huán)過程的基本科學(xué)問題、理論框架及研究方法 第四紀(jì)研究 2014，34（04）：683-698


LysiCosm 碳氮水耦合循環(huán)過程監(jiān)測系統(tǒng)基于國際上生態(tài)系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計、使用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國內(nèi)的應(yīng)用需求，及澳作公司十多年控制型蒸滲系統(tǒng)的設(shè)計、施工和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，研制了可同步觀測碳、氮、水耦合循環(huán)過程的LysiCosm，助力生態(tài)系統(tǒng)碳氮水循環(huán)研究，及氣候變化下生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)過程和機(jī)理研究。

二、系統(tǒng)組成

LysiCosm 測量中

LysiCosm 測量結(jié)束

LysiCosm 碳氮水耦合循環(huán)過程監(jiān)測系統(tǒng)由痕量溫室氣體分析儀/痕量氣體同位素分析儀、iChamber多功能自動箱、SoilScope控制型土柱等組成，實(shí)現(xiàn)地上溫室氣體排放、地下土壤水文過程同步觀測。

三、系統(tǒng)功能

1、澳作研發(fā)設(shè)計的產(chǎn)品iChamber多功能自動箱能維護(hù)測量點(diǎn)的小氣候與大田一致。在測量時升起、結(jié)束后落下，減少對測量點(diǎn)的降水、光照、風(fēng)等影響。

常規(guī)的自動箱測量面積小，往往數(shù)據(jù)不具代表性，iChamber測量面積大，可覆蓋土柱表面，使土壤表面排放通量與土壤剖面水文參數(shù)具備可比性，實(shí)現(xiàn)同步觀測。

  尺寸：0.1 - 2平米，可定制

  高度：0.5 - 2米 ，可定制


2、該系統(tǒng)可同步觀測多種氣體通量，部分氣體分子組合如下（可根據(jù)科研需要，提供近百種氣體組合）：

1）N2O、CO2、NH3、O3、CO、H2O

2) N2O、CO2、CH4、COS、CO、H2O

3）NO、NO2、H2O

4) N2O、CO2、CH4、CO、C2H6、H2O 

5) HONO、HNO3、H2O


3、該系統(tǒng)還可同步觀測多種氣體同位素通量，部分氣體同位素組合如下：

1）N2O、15N14N16O、 14N15N16O、 14N14N18O      

2）CH4 13CH4、CH3D                   

3）CO2、13C-CO2、17O-CO2、18O-CO2 


4、該系統(tǒng)采用的Aerodyne閉路氣體分析儀檢測限可達(dá)ppt級，可自動全量程校準(zhǔn)和零點(diǎn)校準(zhǔn)，滿足痕量氣體如N2O等的測量精度要求。

15N14N16O、 14N15N16O、 14N14N18O 和13CH4同步觀測


5、技術(shù)活性鈍化裝置可顯著提高粘性氣體分子如NH3、HONO等的響應(yīng)時間，實(shí)現(xiàn)粘性氣體和非粘性氣體的同步觀測，如 N2O、CO2、NH3、O3、CO、H2O

同步觀測。

慣性顆粒物分離裝置，能有效減少顆粒物附著，確保兩次采樣不會交叉污染。

6、LysiCosm控制型土柱具備邊界層控制能力，確保柱體內(nèi)的水分、水勢梯度與大田一致。

柱體布設(shè)在大田的設(shè)計，確保柱體溫度與大田一致。

LysiCosm即可用于原位觀測，也可做控制實(shí)驗(yàn)，其數(shù)據(jù)可擴(kuò)展到大田尺度。

LysiCosm 控制型土柱體布設(shè)在大田

四、技術(shù)指標(biāo)

該系統(tǒng)測量氣體分子1s及100s測量精度、響應(yīng)時間如下：


常見痕量溫室氣體：

參數(shù)

N2O

CH4

CO2

NH3

H2O

COS

NO

NO2

HONO

精度 1s

0.03ppb

0.1ppb

100ppb

40ppt

10ppm

0.005ppb

0.15ppb

0.03ppb

0.21ppb

精度 100s

0.01ppb

0.25ppb

25ppb

10ppt

5ppm

0.002ppb

0.15ppb

0.01ppb

75ppt

測量范圍

0-10000ppb

0-10000ppb

0-5000ppm

0-10000ppb

0-5000ppm

0-5000ppm

0-5000ppm

0-5000ppm

0-5000ppm

響應(yīng)時間

1-10Hz可選

1-10Hz可選

1-10Hz可選

1-10Hz可選

1-10Hz可選

1-10Hz可選

1-10Hz可選

1-10Hz可選

1-10Hz可選

含C氣體同位素：

參數(shù)

δ13CH4

δCH3D

δ13CH4

CO2

δ13C

δ18O

精度 1s

3‰

30‰

1‰

25ppb

0.1‰

0.03‰

精度 100s

1‰

30‰

1‰

10ppb

0.03‰

0.03‰

測量范圍

3‰

30‰

1‰

25ppb

0.1‰

0.1‰

響應(yīng)時間

1-10Hz可選

1-10Hz可選

1-10Hz可選

1-10Hz可選

1-10Hz可選

1-10Hz可選

含N氣體同位素：

參數(shù)

NH3

δ15N14N16O（δ15Nα）

δ14N15N16O（δ15Nβ）

δ14N14N18O（δ18O）

精度 1s

40ppt

0.1‰

0.03‰

8‰

精度 100s

10ppt

1‰

1‰

2‰

測量范圍

0-10000ppb

300~30000ppb

300~30000

300~30000

響應(yīng)時間

1-10Hz可選

1-10Hz可選

1-10Hz可選

1-10Hz可選

四、技術(shù)應(yīng)用

歐盟TERENO項目，用蒸滲筒采集原狀土柱，并轉(zhuǎn)運(yùn)至氣候條件不一樣的地點(diǎn)，以模擬氣候變化，同時應(yīng)用Aerodyne激光痕量氣體監(jiān)測儀監(jiān)測土壤中痕量溫室氣體的排放過程。

    除氣候變化外，項目還增加了耕作方式、灌溉方式等因子對痕量溫室氣體排放的影響，以研究痕量溫室氣體排放的影響機(jī)制。

文獻(xiàn)：蒸滲儀在草原土壤水平衡和氮素淋失研究中的應(yīng)用-氣候和管理對德國山地草原土壤水平衡和氮素淋失的影響

Gasche R et al. Impacts of climate and management on water balance and nitrogen leaching from montane grasslａnd soils of S-Germany. Environmental Pollution, 2017.

行走式土壤自動箱順序在18個蒸滲土柱上測量N2O、CH4和H2O。

自動箱內(nèi)配置了紅光，藍(lán)光光源，可模擬不同太陽光照下，土壤痕量溫室氣體的排放過程。

Aerodyne激光痕量溫室氣體監(jiān)測儀在中心軟件控制下自動循環(huán)測量18個蒸滲土柱的痕量溫室氣體排放?；谥屑t外激光直接吸收光譜技術(shù)（TILDAS），時間分辨率高達(dá)10 Hz，多反腔(Astigmatic Multipass Absorption Cells）提供的長達(dá)76m或400m的光程，檢測限達(dá)ppt級。


此項目造價高，占地大。LysiCosm 碳氮水耦合循環(huán)過程監(jiān)測系統(tǒng)基于同樣的技術(shù)，單個柱體獨(dú)立測量，系統(tǒng)可模塊化擴(kuò)展，大大降低了單個柱體的觀測成本，用戶可根據(jù)科研經(jīng)費(fèi)分步建造。

LysiCosm是國內(nèi)外監(jiān)測體積的溫室氣體通量、氣體同位素通量監(jiān)測系統(tǒng)，觀測精度和觀測面積處于水平。


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