圖為夏秋季不同土壤剖面深度（5cm、12.5cm、35cm） CO2濃度 的變化情況
土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主要碳源，據(jù)報(bào)道，歐洲通量項(xiàng)目EUROFLUX 18個(gè)森林類型的平均年土壤呼吸占其總初級(jí)生產(chǎn)力的49%（Janssens et al., 2001），Law等（Law et al. 2001）研究發(fā)現(xiàn)，土壤呼吸約占整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)呼吸的四分之三。土壤碳庫(kù)細(xì)微的變化都將對(duì)大氣CO2濃度造成重大影響，因此研究土壤碳動(dòng)態(tài)及其CO2排放對(duì)于預(yù)測(cè)大氣CO2濃度變化成為迫切的重要課題。有關(guān)土壤表層CO2通量（土壤總呼吸）研究很多，但這顯然并不足以闡釋土壤CO2生產(chǎn)過(guò)程，土壤剖面CO2垂直梯度研究越來(lái)越成為土壤呼吸乃至生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究的熱點(diǎn)。土壤不同層面（深度）CO2生產(chǎn)的持續(xù)監(jiān)測(cè)對(duì)于理解土壤CO2動(dòng)態(tài)極為重要，可以闡明由土壤到大氣CO2通量隨季節(jié)、光照、溫度、濕度及土壤特性的變化特征。另外，土壤垂直梯度CO2監(jiān)測(cè)可以與廣泛使用的渦度相關(guān)監(jiān)測(cè)比較，從而定量研究分析生態(tài)系統(tǒng)的碳交換。另一方面，鑒于CO2具有一定的水溶性、土壤O2對(duì)土壤呼吸觀測(cè)的重要意義，土壤O2監(jiān)測(cè)對(duì)于土壤呼吸及土壤碳通量研究具有特別重要的意義，可以更加精確、客觀、全面地反映土壤呼吸和碳排放（Simultaneous Carbon Dioxide and Oxygen Measurements to Improve Soil Efflux Estimates，Kyaw Tha Paw U et al. 2006）,而呼吸商RQ可以提供土壤營(yíng)養(yǎng)狀況及自養(yǎng)呼吸與異氧呼吸的生態(tài)信息，特別是對(duì)濕地土壤呼吸，O2是CO2和CH4排放的重要控制因素，因此濕地土壤O2測(cè)量監(jiān)測(cè)對(duì)研究濕地碳排放和碳循環(huán)至關(guān)重要。
根據(jù)菲克定律(Fick’s first law)，在（穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的情況下）單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于擴(kuò)散方向的單位截面積的擴(kuò)散物質(zhì)流量（稱為擴(kuò)散通量Diffusion flux，用J表示）與該截面處的濃度梯度(Concentration gradient)成正比。土壤剖面CO2通量（μmol CO2 m−2 s−1）即根據(jù)該定律求出，具體計(jì)算公式為：
J= -D(dC/dx)
其中D 為CO2在土壤中的擴(kuò)散系數(shù)(單位為m2/s，與土壤溫度、土壤體積含水量及土壤空隙度有關(guān))，C為深度為x（單位為m）的CO2濃度，dC/dx為濃度梯度，“–”號(hào)表示擴(kuò)散方向?yàn)闈舛忍荻鹊姆捶较颍磾U(kuò)散由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴(kuò)散。
技術(shù)參數(shù)：
CR1000數(shù)據(jù)采集器 | 圖片 | |
采樣頻率 | 100Hz |
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模擬通道 | 8個(gè)差分通道（16個(gè)單端通道） | |
脈沖通道 | 2個(gè) | |
控制輸出 | 8個(gè) | |
激發(fā)通道 | 3個(gè)電壓通道 | |
其他端口 | 4個(gè)SDI-12或4個(gè)RS232（與8個(gè)控制輸出接口共用） | |
數(shù)據(jù)通信端口 | 1個(gè)CS I/O；1個(gè)RS-232；1個(gè)平行外圍設(shè)備 | |
信號(hào)輸入范圍 | ±5000mV | |
A/D轉(zhuǎn)換精度 | 13位模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換 | |
測(cè)量分辨率 | 0.33 µV | |
測(cè)量精度 | ±（讀數(shù)*0.06%+偏移量），0～ | |
數(shù)據(jù)存儲(chǔ) | ||
供電電壓 | 9.6～16VDC | |
功耗 | 睡眠模式：0.6mA，1Hz采集頻率：4.2mA | |
尺寸 | 23.9×10.2× | |
工作溫度 | -25～ | |
GMP343土壤CO2傳感器 | 圖片 | |
工作原理 | 非色散單束雙波長(zhǎng)紅外技術(shù)（NDIR） | |
測(cè)量范圍選擇 | 0～20000ppm | |
精度 | ±200ppm | |
響應(yīng)時(shí)間 | 30秒 | |
工作范圍 | 連續(xù)工作情況下 -40 ... +60 °C (-40 ... +140 °F) | |
工作電壓 | 11... 36 VDC | |
輸出 | 電流輸出范圍 4 ... 20 mA 電壓輸出范圍 0 ... 2.5 V, 0 ... 5 V 數(shù)字輸出接口 RS-485, RS-232 | |
外形尺寸 | 長(zhǎng)度 180 mm（7.1 英寸） | |
直徑 | 55 mm（2.2英寸） | |
重量（僅含探頭） | 360 g | |
材質(zhì) | 主體材料 陽(yáng)極氧化鋁 過(guò)濾器蓋 PC 塑料 | |
外殼防護(hù)等級(jí) | IP67 | |
SO-110土壤O2傳感器 | 圖片 | |
特點(diǎn) | 擴(kuò)散型，可用于土壤 | |
尺寸 | 3.5 cm長(zhǎng)， 125目孔徑 | |
量程 | 0－99% O2 | |
重復(fù)性 | < 0.1 % | |
重量 | 175克 | |
反應(yīng)時(shí)間 | 60秒 | |
氣體影響 | CO2、CO、NO、NO2、H2S、H2、CH4無(wú)影響， NH3、HCI、C6H6（苯）<1% | |
輸入電源 | 12 V供電給加熱器，2.5 V用于激活熱敏電阻 | |
電纜 | 5米箔屏蔽線 | |
Hydra II土壤多參數(shù)傳感器 | 圖片 | |
介電常數(shù)范圍 | 1~80 | |
介電常數(shù)精度 | ±1.5%或±0.2 | |
土壤水分范圍 | 0~飽和 | |
土壤水分精度 | ±0.01WFV 0.03WFV | |
土壤電導(dǎo)率范圍 | 0.01~1.5 S/m | |
土壤電導(dǎo)率精度 | ±2.0%或±0.005S/m | |
土壤溫度范圍 | -10~55℃（可擴(kuò)展到-30℃~55℃，如有需要請(qǐng)聯(lián)系點(diǎn)將公司） | |
土壤溫度精度 | ±0.1℃ | |
工作溫度 | 土壤中：0～55℃ | |
存儲(chǔ)溫度范圍 | -40～55℃ | |
工作電壓 | 9～20VDC | |
工作電流 | SDI-12 輸出：小于1mA（空閑）；30mA（工作） RS485 輸出：小于10mA（空閑）；30mA（工作） | |
防水性能 | 可浸入水中 | |
材料 | PVC和不銹鋼 | |
輸出 | 4個(gè)0～2.5V模擬通道，SDI-12，RS485（訂貨前） | |
109土壤溫度傳感器 | 圖片 | |
測(cè)量范圍 | -50～70℃ | |
傳感器類型 | BetaTherm 10K3A11B型熱敏電阻 | |
互換性誤差 | ±0.2℃（0～70℃，±0.5℃ @-50℃） | |
線性誤差 | <0.03 ℃（-50℃時(shí)） | |
可互換性誤差 | <±0.2℃（0～70℃時(shí)），±0.5℃（-50℃時(shí)） | |
響應(yīng)時(shí)間 | 30～60ms（風(fēng)速5m/s時(shí)） | |
電纜長(zhǎng)度 | 305m | |
尺寸 | 長(zhǎng)10.4cm，直徑0.762cm | |
重量 | 136g | |
產(chǎn)地：美國(guó)
