FTS-680G土壤凍融模擬測量系統(tǒng)
大氣CO2濃度升高引起的變暖問題是21世紀(jì)人類社會所面臨的最嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一。土壤有機碳庫儲量約是大氣碳庫的三倍，因此通過土壤有機碳分解釋放的CO2對大氣CO2濃度有著重要影響，進而改變區(qū)域乃至氣候。土壤有機碳的分解強度受到溫度的調(diào)控，其對溫度的敏感性被認為是決定未來氣候變化態(tài)勢的關(guān)鍵因素之一，也是陸地氣候預(yù)測模型的關(guān)鍵假設(shè)與重要參數(shù)。傳統(tǒng)的實驗平臺，由于自動化程度低，監(jiān)測指標(biāo)較少，不能有效的進行溫度控制和測量，因此實驗?zāi)M的效果有限，鑒于此，北京唯思德科技有限公司開發(fā)了集全自動控溫、多參數(shù)測量、全自動控制的FTS-680G土壤凍融模擬測量系統(tǒng)。
通過該系統(tǒng)，可以將野外原狀土柱在實驗室模擬不同的凍融強度（-15°C~50°C），對多年凍土或季節(jié)性凍土CO2、CH4、N2O等溫室氣體排放的影響，模擬溫度敏感性土壤微生物生物量碳的影響，模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)凍融過程溫室氣體排放的影響等過程。
系統(tǒng)組成
FTS-680G土壤凍融模擬測量系統(tǒng)，包含凍融專用培養(yǎng)箱、土壤培養(yǎng)柱、土壤溫度濕度鹽度傳感器、多路器、自動標(biāo)定模塊和高精度氣體分析模塊（CO2、CH4、N2O等）。
性能指標(biāo)
FTS-680G土壤凍融模擬測量系統(tǒng) | |||
溫控范圍 | -15~50℃ | 通道數(shù)量 | 標(biāo)準(zhǔn)配置6個，可定制 |
加熱功率 | 1500W（可定制） | 升溫速率 | 60s/℃ |
制冷功率 | 1250W（可定制） | 降溫速率 | 60s/℃ |
操作溫度 | -10~45°C | 重復(fù)定位精度 | ±0.5mm |
土壤培養(yǎng)柱直徑 | 20cm（可定制） | 土壤培養(yǎng)柱高度 | 50cm（可定制） |
土壤溶液收集裝置 | 不小于100ml | 土柱轉(zhuǎn)接器 | 有 |
內(nèi)部氣路 | 1/4特氟龍管 | 氣體流速 | 1L/min（可調(diào)） |
操作方式 | 工控機 | 工作電壓 | 220V |
土壤溫濕鹽度測量系統(tǒng) | |||
通道數(shù)量 | 6-30通道 | 采集頻率 | 1000Hz |
土壤溫度 | 測量范圍：-40-80℃ | 分辨率：0.1℃ | 精度：±0.5℃ |
土壤濕度 | 測量范圍：0-1（m3/m3） | 分辨率：0.0008（m3/m3） | 精度：±0.03（m3/m3） |
土壤鹽度 | 測量范圍：23ds/m | 分辨率：0.01ds/m | 精度：±5% |
高精度氣體分析儀（系統(tǒng)可以根據(jù)客戶現(xiàn)有分析儀進行集成） | |||
測量原理 | 紅外光譜技術(shù)整合NDIR技術(shù) | 測量指標(biāo) | CO2、CH4、N2O、CO、H2O |
CO2(標(biāo)配) | 測量范圍：0-2000ppm | 精度:1.5%讀數(shù) | 漂移：2% |
CO2(選配) | 測量范圍：0-2000ppm | 精度:0.25ppm | 漂移：0.8ppm |
CH4(選配) | 測量范圍：0–20ppm | 精度:1ppb | 漂移：3ppb |
N2O(選配) | 測量范圍：0-10ppm | 精度:1ppb | 漂移：2ppb |
CO(選配) | 測量范圍：0-1000ppm | 精度:1ppb | 漂移：2ppb |
H2O(選配) | 測量范圍：0-3% | 精度:300ppm | 漂移：30ppm |
擴展性 | 主控板預(yù)留多個數(shù)據(jù)傳輸通道，可根據(jù)客戶需求追加配件、傳感器等，軟件自主開發(fā)，可根據(jù)客戶需求進行定制或數(shù)據(jù)集成 | ||
實驗案例
利用凍融專用培養(yǎng)箱設(shè)置2個水平凍融強度，凍結(jié)溫度分別設(shè)為-5和-15℃，凍結(jié)溫度的設(shè)定參考研究樣點近年來的平均月氣溫。凍融交替設(shè)為5個頻次，分別為0、1、5、10和15次循環(huán)。凍融一個循環(huán)需要1d，即凍結(jié)12h，5°C解凍12h，根據(jù)已開展的預(yù)實驗結(jié)果，在該條件下能保證凍結(jié)土樣解凍。凍融頻次設(shè)定的依據(jù)是在變暖的背景下，多年凍土區(qū)有可能逐步退化為季節(jié)性凍土區(qū)，季節(jié)性凍土區(qū)存在凍融交替的長度約為15d，因此將凍融循環(huán)最長定為15個循環(huán)。調(diào)整土壤含水量為90％左右。每個處理均設(shè)置相應(yīng)的對照處理(5°C恒溫培養(yǎng))。在密閉管中分別填入連續(xù)多年凍土和季節(jié)性凍土，土樣填充達到密閉管的2／3。然后放入培養(yǎng)箱中，在5°C條件下，預(yù)培養(yǎng)2周后，開始進行室內(nèi)凍融交替模擬試驗。監(jiān)測特定凍融循環(huán)CO2和CH4排放動態(tài)。
生產(chǎn)廠家：中國 唯思德
