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光合-呼吸-碳中和技術方案
發(fā)布時間: 2022-09-01 點擊次數(shù): 1353次一、 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,可與葉綠素熒光模塊耦合組成iFL光合作用與葉綠素熒光復合系統(tǒng)(下圖右):
1) 超輕便:主機(4.1kg)和手柄總重量不到5kg,LCi T主機重量僅為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) 控制實驗: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、果實測量室等可選配各種測量室,從而實現(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葉綠素熒光成像系統(tǒng)組合(易科泰公司提供參考文獻)
7) 可配置手持式葉綠素熒光儀及葉夾式高光譜儀,可運行所有通用葉綠素熒光分析實驗程序,包括兩套熒光淬滅分析程序、3套光響應曲線程序、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)為易科泰產品(ZL 2020 2 0395637.6),采用傳感器技術,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,可選配葉綠素熒光監(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),用于野外或溫室內單株植物或植物群落如濕地、草原、農田、苔原等的光合-呼吸監(jiān)測、碳通量監(jiān)測、生產力評估、群落生理生態(tài)研究、植物表型分析研究等。
主要功能特點:
1) 可實現(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(用于對比實驗等)、或多通道式監(jiān)測系統(tǒng)
3) 自動開啟,內置擴散式高精度生態(tài)監(jiān)測專用CO2和O2傳感器(選配),無需配置復雜以及高耗能的氣體抽樣系統(tǒng)(即氣泵和相應的管路控制等)
4) 基礎配置包括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)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ppb級
8) 模塊式結構,配置靈活,具備強大的可擴展性
9) 可選配葉綠素熒光監(jiān)測模塊,以進行葉綠素穩(wěn)態(tài)熒光Fs、光量子產量、熒光淬滅、OJIP、光響應曲線等監(jiān)測分析
10) 可選配SCG-N土壤剖面不同梯度CO2/O2監(jiān)測,易科泰技術(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. 太陽光誘導葉綠素熒光成像技術,Mapping Photosynthesis
光合作用是地球最重要的生命活動,并導致地球高級生命形式的誕生及碳源的降低。葉綠素熒光是光合作用看得見的指標(visible indicator of Photosynthesis),近百年來一直強烈吸引科學家們的興趣,被認為是一種快速非損傷的CO2同化“探針”。脈沖調制技術(Pulse Amplitude Modulated technique,簡稱PAM)是目前市場上幾乎所有葉綠素熒光測量儀器的通用技術方法。
PAM技術,包括目前科學家廣泛使用的FluorCam葉綠素熒光成像技術,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熒光——特別是自然條件下太陽光誘導激發(fā)的葉綠素熒光(SIF,Solar-Induced-Fluorescence)測量。鑒于SIF測量技術的重大意義,近幾十年來科學家及有關機構(包括美國NASA與歐洲太空局等)對其進行了大量探索研究,高光譜技術特別是高光譜成像技術的發(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)地球探測項目(SIFLEX)研制的Hyplant傳感器,是一款商業(yè)化機載高光譜太陽光誘導葉綠素熒光成像儀(商業(yè)產品AisaIBIS,由Specim生產,由于價格昂貴,目前已停產)。
夫瑯和費線深度法是目前廣泛采用的SIF太陽光誘導葉綠素熒光提取技術。易科泰生態(tài)技術公司根據(jù)夫瑯和費譜線O2-A深度葉綠素熒光提取FLD3模型,研制生產并客戶定制系列近地遙感與無人機遙感高光譜成像與SIF成像儀器設備:
1) SpectraScan©近地遙感與Ecodrone®無人機遙感平臺
2) SIF(太陽光誘導葉綠素熒光)成像分析(762nm),結合LCpro T光合儀、FluorPen手持式葉綠素熒光儀等,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)、植物冠層結構、生產力等之間的相互關系
5) 高光譜-紅外熱成像分析(近地遙感與無人機遙感)
6) 高光譜-激光雷達或高光譜-激光雷達-紅外熱成像分析(無人機遙感)