生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測任務中生態(tài)系統(tǒng)格局、生態(tài)要素監(jiān)測對實時性要求不高，間斷性監(jiān)測基本可以滿足要求，但生態(tài)系統(tǒng)過程監(jiān)測一般需要實時、連續(xù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對于干擾因子的生態(tài)響應或反饋研究，還需要人為設置控制條件才能實現(xiàn)。區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)過程模型也需要樣地或樣點的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)提供檢驗和驗證。

   LysiCosm-SPAC是一套高性價比土壤-植物-大氣連續(xù)體、實時在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以原位觀測群落生態(tài)系統(tǒng)或全株植物的碳、氮、水變化過程，也可以用于增溫、控水條件下群落生態(tài)系統(tǒng)的變化過程研究，記錄群落生態(tài)系統(tǒng)日NEE變化，夜間的暗呼吸，估算群落生態(tài)系統(tǒng)GPP，評估生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力。

   一、工作原理

   LysiCosm-SPAC是基于控制型土柱的群落全株生態(tài)系統(tǒng)碳氮水過程（草地群落系統(tǒng)、作物整株系統(tǒng)）在線監(jiān)測設備

   主機測量地下剖面土壤水分、溫度、電導率、氧化還原等參數(shù)的同時，記錄地上全株植物或群落的CO2、H2O等參數(shù)，時間分辨率達秒級。同步測量根系的水平和垂直結構及根區(qū)動物。

   土壤可在設定范圍內變化，柱體帶邊界層控制功能。

   地上測量高度可隨植物高度調整，0.5-2.3米可調，也可定制高度。

   二、系統(tǒng)功能及應用

   1、群落全株日間凈光合、夜間暗呼吸在線測量

   群落全株的光合、呼吸測量需要大的測量室。傳統(tǒng)的靜態(tài)箱法只能間斷測量，無法連續(xù)測量夜間的暗呼吸；自動箱的設計也有問題待解決，一種測量時覆蓋地表，測量完成后自動移動到側面，對測點無遮擋，但這種自動箱面積小、高度低，一般只能用于測量裸地的土壤呼吸，測量覆地的草本生態(tài)系統(tǒng)時因面積小代表性差。

   另外一種是帶框架的自動箱，不測量時無法全打開，會影響測量點的氣體擴散，影響測量精度，對測量的降水、輻射、風速影響比較大，導致測量代表性差。

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    iChamber群落全株自動箱是業(yè)內能連續(xù)測量全株的新型自動箱，是澳作公司擁有自主知識產(chǎn)權、自主研發(fā)、國內生產(chǎn)的產(chǎn)品，集六項設計于一體，的無框架、無立柱設計，高度隨植物生長可調、面積可達1平米、高度2.3米，可用于群落全株的凈光合在線測量，業(yè)內空白。

    iChamber群落全株自動箱有三種規(guī)格，適用于不同的生態(tài)類型，特殊需要，也可定制。

   S120型iChamber面積1M2（直徑1.2M），高度2.3米，可測量灌木、苗木，用于森林、濕地、荒漠植被等生態(tài)系統(tǒng)交換測量。

   可以配置1平米、高2米的控制型土柱，做碳氮水過程的控制試驗。

    2、日間測量群落全株呼吸

   iChamber箱體材料有透明和非透明可選，在日間也能測量呼吸。

   3、群落全株CO2、N2O、H2O、CH4通量分鐘變化

   改變了過去觀測物質種類單一、缺乏多種物質組分集成觀測的情況，一臺分析儀同步測量CO2、N2O、H2O、CH4，還可選配測量13C-CO2、18O-CO2、15N、18O等同位素，可識別不同物質排放過程之間的協(xié)同或消長關系。

   主機采用激光光譜測量氣體分子，時間分辨率可達秒級。

   冬小麥地24小時，每半小時一次CO2通量
 

    5、地下根系生長動態(tài)監(jiān)測

   獲取根系水平和垂直拓撲結構，研究原狀土壤條件下，根的垂直及水平方向的動態(tài)生長過程，同步、同點觀測的土壤水力學參數(shù)及土壤溶質變化，為根際環(huán)境因子與根系生態(tài)的交互作用、根際動物行為研究等提供了基礎數(shù)據(jù)。

   土壤水勢及地下水位的控制能力還為根系的抗性研究提供不同根際環(huán)境。

   根區(qū)溫度可在0.1-5°變化，研究根區(qū)增溫對根系生長和碳氮排放的影響。

   RhizoCam原位根系自動測量系統(tǒng)，實現(xiàn)無人值守測量，監(jiān)測根系動態(tài)變化的時間分辨率可達分鐘。