1 背景

土壤呼吸是陆地生态系统的主要碳源，土壤碳库细微的变化都将对大气CO2浓度造成重大影响，因此研究土壤碳动态及其CO2排放对于预测大气CO2浓度变化成为迫切的重要课题。近几年国外进行了一系列创造性技术方法研究，ENVIdata-SC 土壤 & 湿地 剖面CO2梯度监测系统即是根据上述研究而研发集成的原位CO2持续监测集成系统。

2 系统工作原理及特点

ENVIdata-SC 土壤 & 湿地 剖面CO2梯度监测系统由数据采集器、 CO2梯度传感器组成。按用户设定的测量间隔定时、自动测量CO2梯度参数。

该系统通过Internet传输数据，用户无需到测点下载数据，只要能上网，可随时查看系统运行情况、下载**和历史数据。

2.1 传感器

2.1.1 CO2梯度传感器-1（可用于湿地或土壤高含水量）

由采气矛、气泵、CO2传感器组成

采气矛提取土壤中的气体并通过气泵和管道输送到传感器，这种气体是通过疏水性聚合物多孔气体拟定的。因此，不受土壤基质、污染物和水的干扰。

采集点到数采*远距离可达4米

测量范围：

可选择0 … 500 ppm up to 0 … 100 %. (100000ppm)

*右侧图为六个 CO2 传感器和一个数据采集器集成在机箱中

2.1.2 CO2土壤剖面传感器-2（用于土壤低含水量）

1）非扰动原位持续测量土壤剖面CO2、水分、温度

（标准配置为3层），可通过菲克**定律求出土壤CO2通量

2） 自动测量记录空气温湿度、气压、PAR等

3） 透明或非透明土壤呼吸室法测量表层土壤呼吸，可用于补充或校准土壤剖面CO2梯度测量数据

2.1.3 探头式土壤水分、温度、盐分传感器

基于TDR（Time domain Reflectometry with Intelligent MicroElements）时域反射技术的TRIME传感器可方便、快速地测量土壤表层含水量，与延长杆联合使用也可以测量深层土壤含水量。

非扰动原位持续测量土壤剖面CO2、水分、温度（标准配置为3层），可通过菲克**定律求出土壤CO2通量

2.2、数据采集器

数据采集器是一款坚固、独立、低能耗的数据采集器，具有支持U盘、18位分辨率、通讯性能可扩展及内嵌显示屏等特性。双通道隔离概念可同时使用多达10个隔离或15个共用参考模拟输入，配置扩展模块后*多可通道可扩展至600个。

数据支持SDI-12传感器组网，支持SCADA系统的Modbus、 FTP和Web接口、具有可控12V电源为传感器供电。工作温度*低可达-45℃。

2.3、ENVIdata数据传输和管理

该系统直接将数据传送到 (中国生态数据网)网站上，通过对监测的生态环境因子的时序变化和相关性分析，确定监测对象的状态发展。

ENVIdata 服务器软件既可以作为独立的应用软件，运行在用户的服务器上；也可以运行在澳作公司安全的服务器上，为多个用户提供数据接收服务，同时帮助用户监控野外测点硬件系统的运行状态。

澳作公司ENVIdata系列生态环境监测系统是业内**成功获得 ISO9001国际质量体系认证，于2010年获得 ISO9001 质量认证书，至今全部通过专家的年度复核，确保系统集成的品质

用户采用用户名和密码登陆，只要能上网，就能浏览实时和历史数据

特点：

1） 生态环境信息以各种时间间隔 （分钟、每小时、每天）发送到网站上。

2） 用户只要能上网，既可浏览实时数据。

3） 中心服务器中文界面，便于操作和管理

4） 提供多参数、实时或历史数据曲线图

5） 系统提供多站点地图显示

ENVIdata 数据服务平台已为国内的客户服务3年，系统稳定、可靠。

3、技术指标

数据采集：

LCD液晶显示，2线16字母的LCD液晶显示和6个按键用于查看通道及数采状态和功能执行

通讯：RS232、USB、以太网等

采样间隔：10ms至天，可自定义

工作温度范围-45~70℃

工作湿度85%（无水汽凝结）

模拟输入：5-15个单端通道（10个差分）

脉冲通道：12个

数字I/O口：8个

传感器：

CO2梯度传感器-1（可用于湿地或土壤高含水量）主要技术指标：

测量范围：

可选择0 … 500 ppm up to 0 … 100 %. (100000ppm)

CO2土壤剖面传感器-2（用于土壤低含水量）主要技术指标：

土壤CO2测量：CARBOCAP®CO2传感器，非色散单束双波长红外技术（NDIR） ，测量范围0-2000ppm、0-3000ppm、0-5000ppm、0-7000ppm、0-10000ppm 可选，精度±1.5%，相应时间30秒。

探头式土壤水分、温度、盐分传感器：

TRIME-PICO64/32：

水分测量范围0—100%、测量精度：±2%、

测量重复精度：±0.2%；

电导率测量范围：ECw 0...>20dS/m、测量体积: 1dm3

温度测量范围：-15℃…50℃ ， 测量精度：±0.2℃