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    光合-呼吸-碳中和技术方案

    发布时间: 2022-09-01  点击次数: 206次

    一、 光合作用测量与监测

    1. LCpro T与LCi T便携式光合仪

    新一代LCpro T光合仪,可与叶绿素荧光模块耦合组成iFL光合作用与叶绿素荧光复合系统(下图右)

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    1) 超轻便:主机(4.1kg)和手柄总重量不到5kgLCi T主机重量仅为2.4kg

    2) 长续航:新型锂离子电池续航能力最大可达16小时

    3) GPS:野外随时随地记录经度、纬度、海拔数据

    4) 控制实验:光照、温度、湿度、CO2四因子梯度控制

    5) 多功能测量室:宽叶室、窄叶室、针叶室、拟南芥叶室、冠层测量室、土壤呼吸室、多功能测量室、果实测量室等可选配各种测量室,从而实现光合作用测量、土壤呼吸测量、冠层水平光合呼吸测量等功能

    6) 可与FluorCam叶绿素荧光成像系统组合(易科泰公司提供参考文献)

    7) 可配置手持式叶绿素荧光仪及叶夹式高光谱仪可运行所有通用叶绿素荧光分析实验程序,包括两套荧光淬灭分析程序、3套光响应曲线程序、OJIP-test、稳态荧光测量等,及叶片反射光谱、吸收光谱、VIs植物光谱反射植物测量等

    8) 可与Ecodrone®无人机遥感系统配合,用于从叶片水平到景观水平的碳源碳汇监测研究及生产力评估等

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    2. OTC-Auto自动开启式群落光合-呼吸观测系统

    OTC-Auto原位群落光合-呼吸监测系统为易科泰产品(ZL 2020 2 0395637.6),采用传感器技术,由原位安装自动开启式OTC(Open-top chamber)、数据采集控制系统、CO2分析仪及各种传感器组成,可选配叶绿素荧光监测模块、SCG-3土壤剖面CO2梯度监测、微根窗根系动态观测、植被成像分析等。可配置单体式群落光合-呼吸监测箱或多通道群落光合-呼吸监测系统,用于野外或温室内单株植物或植物群落如湿地、草原、农田、苔原等的光合-呼吸监测、碳通量监测、生产力评估、群落生理生态研究、植物表型分析研究等。

    主要功能特点:

    1) 可实现对个体、群落乃至生态系统(如草原、湿地、林下植被等)原位(in-situ)CO2/H2O通量、光合-呼吸等持续监测

    2) 可配置单体式群落光合-呼吸监测箱、双体式群落光合-呼吸监测箱(用于对比实验等)、或多通道式监测系统

    3) 自动开启,内置扩散式高精度生态监测专用CO2O2传感器(选配),无需配置复杂以及高耗能的气体抽样系统(即气泵和相应的管路控制等)

    4) 基础配置包括CO2、空气温湿度、PAR(光合有效辐射)、土壤水分温度等参数,可选配雨量筒、太阳辐射、大气压、水位、及O2测量等其它传感器

    5) 可选配高灵敏度甲烷传感器用于湿地等碳通量监测(在此情况下建议同时选配O2传感器)

    6) 植被监测建议选配NDVI(归一化指数)和PRI(光化学指数)监测传感器

    7) 可选配流通式(具抽样泵)CO2CH4同步监测;或外置式(气体分析仪不在测量室内)多参数温室气体分析系统,同步监测CO2CH4N2O及NH3等温室气体,CH4N2O等MDCD(Minimum detectable concentration difference)可达ppb级

    8) 模块式结构,配置灵活,具备强大的可扩展性

    9) 可选配叶绿素荧光监测模块,以进行叶绿素稳态荧光Fs、光量子产量、荧光淬灭、OJIP、光响应曲线等监测分析

    10) 可选配SCG-N土壤剖面不同梯度CO2O2监测,易科泰技术(ZL 2016 2 0734283.7

    11) 可选配植物/作物生理生态监测,同步监测叶面温度、茎杆生长、果实生长、光合作用等生理生态参数

    12) 可无线数据传输

     

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    3. 太阳光诱导叶绿素荧光成像技术,Mapping Photosynthesis

    光合作用是地球最重要的生命活动,并导致地球高级生命形式的诞生及碳源的降低。叶绿素荧光是光合作用看得见的指标(visible indicator of Photosynthesis),近百年来一直强烈吸引科学家们的兴趣,被认为是一种快速非损伤的CO2同化“探针”脉冲调制技术(Pulse Amplitude Modulated technique,简称PAM)是目前市场上几乎所有叶绿素荧光测量仪器的通用技术方法

    PAM技术,包括目前科学家广泛使用的FluorCam叶绿素荧光成像技术,都需要人工光源(一般用LED光源)作为激发光,限制了其在野外原位测量叶绿素荧光——特别是自然条件下太阳光诱导激发的叶绿素荧光SIF,Solar-Induced-Fluorescence)测量。鉴于SIF测量技术的重大意义,近几十年来科学家及有关机构(包括美国NASA与欧洲太空局等)对其进行了大量探索研究,高光谱技术特别是高光谱成像技术的发展,使SIF测量成像成为可能,如由芬兰Specim公司、德国Juelich研究中心和欧洲太空局(ESA)地球探测项目(SIFLEX)研制的Hyplant传感器,是一款商业化机载高光谱太阳光诱导叶绿素荧光成像仪(商业产品AisaIBIS,由Specim生产,由于价格昂贵,目前已停产)。

     

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    夫琅和费线深度法是目前广泛采用的SIF太阳光诱导叶绿素荧光提取技术。易科泰生态技术公司根据夫琅和费谱线O2-A深度叶绿素荧光提取FLD3模型,研制生产并客户定制系列近地遥感与无人机遥感高光谱成像与SIF成像仪器设备:

    1) SpectraScan©近地遥感与Ecodrone®无人机遥感平台

     

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    2) SIF(太阳光诱导叶绿素荧光)成像分析(762nm),结合LCpro T光合仪、FluorPen手持式叶绿素荧光仪等,全面分析植物叶片水平、冠层水平及景观水平光合作用生理生态状况

     

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    3) 高光谱成像分析,包括VISIR可见光近红外高光谱成像及900-1700nm或1000-2500nm高光谱成像分析

    4) Thermo-RGB成像融合分析,可成像测量分析阳光照射叶片、阴影叶片及土壤等不同组分的面积、温度等,进一步解析冠层不同光照组分光合作用等状态,阳光照射叶片有着比阴影叶片更高的Vcmax,其光合作用、气孔导度、温度等不同表现可以深入研究分析环境(光照)、植物冠层结构、生产力等之间的相互关系

     

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    5) 高光谱-红外热成像分析(近地遥感与无人机遥感)

    6) 高光谱-激光雷达或高光谱-激光雷达-红外热成像分析(无人机遥感)