Voorwoord

ACEDe technologie voor het monitoren van de ademhaling van de bodem is ontwikkeld door het Britse bedrijf ADC in overeenstemming met de ademhalingskamerwetgeving. De ACE-ademhalingsmonitor (ACE) bestaat uit automatisch open / gesloten ademhalingskamers en ingebouwde CO₂De draaiende arm en de besturingseenheid van de analyzer bestaat uit een volledig compact veld bewakingsinstrument, er zijn twee soorten gesloten meetapparaten en open meetapparaten, waaronder gesloten transparante, gesloten ondoorzichtige, open transparante, open ondoorzichtige en andere alle ademhalingskamermeetmethodetechnologie, kan het punt volledig automatisch continu monitoren van de ademhaling van de bodem en de bodemtemperatuur, bodemvocht en PAR, het hele apparaat is waterdicht tegen stof, gegevens worden automatisch opgeslagen in de geheugenkaart, de 12V 40Ah-batterij kan bijna 1 maand continu worden gemonitord in het veld.

ACEHet is momenteel het enige zeer geïntegreerde instrument ter wereld dat op lange termijn in het wild kan worden geplaatst voor het monitoren van de ademhaling van de bodem.

De onderzoekers in de bovenstaande afbeelding meten respectievelijk met behulp van twee open transparante (links) en open ondoorzichtige (rechts) ademhalingskamers.

Toepassingsgebied

üOnderzoek naar de wereldwijde koolstofbetalingsbalans voor nauwkeurige bronnen van gegevens voor koolstofhandel

üOnderzoek van de effecten van broeikasgasemissies op klimaatverandering in combinatie met gegevens over klimaatverandering

üGecombineerd met turbiditeitsrelateerde gegevens om stroomveranderingen rationeel te verklaren

üOnderzoek naar invloedsfactoren en regelmechanismen van de ademhaling van de bodem

üEffecten van verschillende gewassen of landbouwsoorten of pesticiden op de ademhaling van de bodem

üMicrobiologische ecologie

üRestauratieonderzoek van bodemvervuiling

üOnderzoek van de ademhalingstoestand van de bodem op stortplaatsen

Werkprincipe

ACEEr zijn twee meetmodaliteiten: gesloten en open. Beide modellen hanteren verschillende werkprincipes.

1Gesloten meetprincipe: het begin van de meting voordat de ademhalingskap automatisch wordt gesloten en een dichte ademhalingskamer wordt gevormd. Binnen de robotarm naast de ademhalingskamer, met een hoge nauwkeurigheid CO₂Infraroodgasanalysator (IRGA) Elke 10 seconden wordt het gas in de ademhalingskamer geanalyseerd en wordt de grondoppervlaktetstroom (de ademhalingswaarde van de bodem) automatisch berekend door middel van de analysegegevens na de meting.

2Open meetprincipe: de ademhalingskap wordt automatisch gesloten voordat de meting wordt begonnen, tijdens het meetproces is de ademhalingskamer verbonden met het omgevingsgas en is bovenaan voorzien van een drukreleasingsapparaat om de luchtdruk binnen en buiten stabiel te houden. CO meten van het in- en uitpompen van het gas na het bereiken van een stabiele toestand bij een bepaalde stroomsnelheid₂De concentratieverschil Δc berekent automatisch de stroomvaarde.

Functionale kenmerken

lHoog geïntegreerd, volledig geautomatiseerd, geïntegreerd systeem voor het monitoren van de ademhaling van de bodem, automatisch open / gesloten ademhalingskamers, CO₂Analyzers, dataverzamelaars en besturingssystemen zijn geïntegreerd voor eenvoudige mobiele overdracht zonder extra externe apparatuur zoals computers en zonder complexe, tijdrovende installatieprocessen zoals leidingsaansluitingen

lIngebouwd 5-knop besturingssysteem voor microcomputers met een groot 240x64-bits LCD-scherm voor het instellen van bediening, browsen van gegevens en diagnose

lBeschikbaar in gesloten en open varianten, gesloten meting wordt aanbevolen in gevallen van zwakke ademhaling van de bodem, zoals droogte gebieden

lAdemhalingsruimte tot 415 cm²Transparante ademhalingskamers en niet-transparante ademhalingskamers, geschikt voor het meten van de koolstofstroom van lage kruiden- of grasgemeenschappen, of voor het meten van de koolstofstroom van de bodem met een grote hoeveelheid fotosynthetische zeealgen (zoals blauwe algen) en mos-landbouwplanten (zowel voor fotosynthese als voor ademhaling)

lHoge nauwkeurigheid, hoge gevoeligheid CO₂Analyzer met een resolutie van 1 ppm

l6 bodemtemperatuursensoren en 4 bodemvochtssensoren kunnen worden aangesloten voor het monitoren van bodemvocht en -temperatuur in verschillende profielen

lStroomtoevoer kan worden gekozen uit zonne-energie, batterij, 220V wisselstroom

lMeerdere ACE's kunnen worden gekocht voor meerpunktige monitoring, met meerdere transparante ademhalingskamers en meerdere niet-transparante ademhalingskamers voor het monitoren van de totale fotosynthese, netto-fotosynthese, totale ademhaling, netto-ademhaling en hun onderlinge relaties en de dynamische veranderingen van dag en nacht in bodem en fotosynthetische organismen op de grond (zoals bioepidermis, mos, lage vegetatie, enz.)

Technische indicatoren

lInfrarood gasanalyzer: ingebouwd in de ademhalingskamer van de bodem, korte luchtwegen en snelle reactietijd

lCO₂Meetbereik: Standaardbereik 0-896ppm (aanpasbaar voor grote hoeveelheden en bereik) Resolutie: 1ppm

lPAR: 0-3000 μmol m^-2s^-1Siliciumbatterij

lBodemtemperatuur thermische weerstand sonde: meetbereik: -20-50 ℃, kan worden aangesloten op maximaal 6 bodemtemperatuur sonde

lBodemvochtsonde SM300: meetbereik 0-100 vol%; nauwkeurigheid van 3% (na het kalibreren van de bodem); Afmeting van het grondgebied: 55mm x 70mm; Tot 4 bodemvochtsonden aansluitbaar

lBodenvochtsonde Theta: meetbereik 0-1,0 m³m.m.^-3Nauwkeurigheid ± 1% (na speciale kalibratie) sondegrootte; De sonde is 60 mm lang, de totale lengte van de sonde is 207 mm; tot 4 bodemvochtsonden kunnen worden aangesloten

lControle van de ademhalingskamer: 200-5000 ml/min (137-3425 µmol sec)^-1Nauwkeurigheid: ± 3% van de stroomsnelheid

lType ademhalingskamer: open transparant, open ondoorzichtig, gesloten transparant, gesloten ondoorzichtig Vier ademhalingskamers beschikbaar

lInstrumentbediening: onafhankelijke host, geen PC/PDA nodig

lGegevensregistratie: 2G mobiele geheugenkaart (SD) met meer dan 8 miljoen datasets

lStroomvoorziening: externe batterij, zonnepanelen of windvoeding, 12v, 40Ah batterij tot 28 dagen, 1,0Ah interne batterij alleen op het netwerk

lGegevensdownload: SD-kaart lezen of USB-verbinding gebruiken

lElektronische delen: stevige, waterdichte 3pin aansluiting (hoofd)

lProgramma: Interface-vriendelijk, bediend via 5-knoppen

lGasaansluiting: 3 mm gasaansluiting

lDisplay: 240 x 64 bits LCD scherm

lAfmetingen: 82 x 33 x 13cm

lVolume van de afdichtende kamer: 2,6 l

lOpen ruimte: 1,0 l

lDiameter van de bodem: 23 cm

lGewicht: 9,0 kg

Bovenste afbeelding links voor de voorbegraven staalring, rechts voor de ACE-verbinding van de bodemvocht- en bodemgradensensor

Keuze van ademhalingskamer

Verschil tussen gesloten en open

Verschil tussen transparantie en ondoorzichtigheid

Operatiescherm en resultaten

Toepassingsgevallen

Qiran et al. (2010) bestudeerden de effecten van bodemmicroba's en organische zuren op de ademhaling van de bodem met behulp van ACE in Qinling. Studies hebben aangetoond dat de ademhalingssnelheid van de bodem zeer positief correleert met bodembacteriën, linoleen, oxalium en citroenzuur.

Oorsprongsplaats

Verenigd Koninkrijk

Optionele technische oplossingen

1)Multi-point monitoring met meerdere ACE's in combinatie met ACE MASTER-hosts

2)Optionele grondzuurstofmeetmodule

3)Optioneel met hoge spectrale beeldvorming voor het beoordelen van de ademhaling van bodemmicroba's

4)Optioneel met infrarood thermische beeldvorming voor het onderzoeken van het effect van bodemvocht en temperatuurveranderingen op de ademhaling

5)Optioneel met ECODRONE ® Drone-platform voor ruimtetijd-patroononderzoek met hoogspectrale en infrarood thermische beeldvormingssensoren

Een deel van de referentie

1.K. Krištof, T. Šima*, L. Nozdrovický en P. Findura (2014). Het effect van bodembebouwintensiteit op de uitstoot van kooldioxide uit de bodem in de atmosfeer” Agronomy Research 12(1), 115-120.

2.Xinyu Jiang, Lixiang Cao, Renduo Zhang (2014). Veranderingen van labiele en weerstandige koolstofpools onder stikstoftoevoeging in een stadsgasbodem. Journal of Soils and Sediments, maart 2014, deel 14, nummer 3, pp 515-524.

3.Cannone, N., Augusti, A., Malfasi, F., Pallozzi, E., Calfapietra, C., Brugnoli, E. (2016). De interactie van biotische en abiotische factoren op meerdere ruimtelijke schalen beïnvloedt de variabiliteit van CO₂Polar Biology September 2016, Deel 39, Uitgave 9, pp 1581-1596.

4.Liu, Yi, et al. (2016). Bodem CO₂Emissies en drijvers in rijst-tarwe rotatievelden onderworpen aan verschillende langeTermijn bevruchtingspraktijken. CLEAN – Bodem, lucht, water (2016) DOI: 10.1002/clen.201400478 ( http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/clen.201400478/abstract ).

5.Xubo Zhang, Minggang Xu, Jian Liu, Nan Sun, Boren Wang, Lianhai Wu (2016). Broeikasgasuitstoot en bodemvoorraden van koolstof en stikstof uit een bemeste tarwe van 20 jaar maize intercropping system: A model approach” Journal of Environmental Management, Deel 167, Pagina’s 105-114, ISSN 0301-4797, http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2015.11.014. ( http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479715303686 ).

6.Altikat S., H. Kucukerdem K., Altikat A. (2018). Effecten van wielverkeer en boerderijmesttoepassingen op bodem CO₂emissie en zuurstofgehalte van de bodem” These ingediend uit de “Iğdër Universiteit Faculteit Landbouw Afdeling Biosysteemtechniek”.

7.Cannone, N. Ponti, S., Christiansen, H.H., Christensen, T.R., Pirk, N., Guglielmin, M. (2018).Effecten van de seizoensdynamiek van de actieve laag en de plantenfenologie op CO₂landatmosfeerstromen bij veelhoekige tundra in het Hoge Noordpoolgebied, Svalbard” CATENA, Vol 174 (maart 2019) 142-153. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0341816218305009 .

8.Uri, V., Kukumägi, M. Aosaar, J., Varik, M., Becker, H., Auna, K., Krasnova, A., Morozova, G., Ostonen, I., Mander, U., Lõhmus, K., Rosenvald, K., Kriiska, K., Soosaarb, K., (2018). De koolstofbalans van een zes jaar oude Schotse dennen (Pinus sylvestris L.) Forest Ecology Management 2019. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2018.11.012