ACE-Net多通道土壤呼吸观测系统
前言
ACE-Net由ACE单机与Master中央控制单元（简称Master）组成，是目前世界上唯一可大面积多点（多通道）持续同步化监测土壤呼吸的仪器设备。通过Master可连接最多30个ACE单机（可根据预算及研究需求选配ACE单机数量及测量模式如开放式测量、封闭式测量、透明呼吸室、非透明呼吸室），从而组成土壤呼吸监测网络，ACE单机与Master通过一根电缆完成供电和数据传输功能，避免了因复杂的气路连接导致的气路滞留、响应时间慢、耗能大（需要大功率的气泵带动气流）、易损坏、不能大范围同步测量♀（没法进行时空分布格局研究）等缺点，ACE-Net可同步化持续监测直径200m区域范围内的土壤呼吸时空分布格局。
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上图为操作人员在实验现场对仪器进行设置和采样
应用领域
区域土壤通量长期自ぷ动化监测
土壤呼吸控制因子（温度、湿度、PH、土地类型）
土壤呼吸的时空变化特征（时间尺度、空间模式、梯度）
土壤呼吸对干扰的影响（气候变化、林火、耕作、施肥、污染）
生态系统碳平衡
区域及全球碳平衡
土壤呼吸对全球气候【变化的影响
土壤呼吸模型的建立
功能特点
每个ACE单机既可进行独立自动点测量监测，又可与Master连接组成多通道区域网络化同步监测，是目前世界上唯一真正多通道同步化测量」的仪器系统
Master与ACE单机之间只用一根电缆（负责信号传输、供电和◤遥控设置等）相连，无需气路，具备响应时间短、功耗低（蓄电池供电）、可在野外长期监测等优点，避免了因气路相连导致的阻塞或被动物踩踏、气体滞留（导致误差■加大和响应时间拉长）及水汽凝结等问题
Master与ACE单机均具备LCD屏和功能操作键，通过显示屏设置和浏览数据等，通过存储卡保存数据，无需连接电脑ω或PDA，从而实现真正的野外长时间自动监测
监测直径可达200m，可用于土壤呼吸的区域异质性时空分布格局研究，不同土壤类型、不同植被类型或不同梯度的对比分析研究，通过选配透明呼吸室和非透明呼吸室分析评估生态系统□ 的碳源碳汇功能等
系统组成
ACE单机，网络控制主机，外接土壤温度和土壤水分传感器。中央控制箱通过电缆与单机相联，对每个单机供电、数据传输和遥控，可与30个单机相联组成◆区域网络监测，从而实现对直径200米范围内土壤呼吸空◎间异质性的同步化监测研究。
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上图左为操作人员现场查看数据，上图右为数据界面
技术指标
1. 测量单机：网络¤主机可连接30台单机，单机独立均具分析器
2. 测量区域范围：直径200m，同步化监测，优于顺序测量
3. 红外气体分析『仪：测量范围标准配置为 40.0 mmols m-3（0-896ppm），可选配0-2000ppm；分辨率为1ppm；带有自动零校准装置
4. 数据纪录：1G移动存储卡（CF），可存储400万组数据
5. 电源供应：外用电池、太阳能板或风力供应，单机12V、40Ah蓄电池最长可持续供电28天，ACE-Net单机内部蓄电池1.0Ah
6. 显示屏：240×64点阵 LCD屏幕，程序界面友好，通过5键控制
7. 数据查看：主机具备图表显示█功能，可以得到实时的曲线图，可视化土壤呼吸的变化趋势，便于更直观地进行监测
8. 数据下载：CF卡自动复制，也可用RS232传输
9. PAR传感器：0-3000μmol m-2 s-1，硅光传感器，每台单机▼均已配置
10. 土壤温度传感器：每台单机可接6个土壤温度传≡感器，测量范围：-20～50℃
11. 土壤水分探头：每台单机可接4个土壤水分探头，选配Theta土壤水分探头，测量范围0-1.0 m3.m-3，精度±1%，探针60mm长
12. 呼吸室流量控制：200-5000ml/min (137-3425 μmol sec-1)，流速精度±3%
13. 测量模式：开放式和闭合式两种模式可选，不同单机可混合使用
14. 呼吸室体积：密封室体积2.6 L，开放室体积1.0 L
15. 呼◣吸室罩类型：透明和金属可选
16. 土壤呼ω 吸罩直径：23 cm
17. 单机尺寸：82×33×13cm，重量：9.0 kg
18. 网络控制主机尺寸：40×40×20cm，重量：12kg
19. 防水防尘：IP66
应用案例
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在Zhongbing Lin等（2011）的研究中，使用多台ACE单机组成网络对不同样地的土壤呼吸进行测量。同时ACE自带的温度传感器和IMKO公司的TDR土壤水分传感器测量样地的温度和土壤含水量。研究显示高含水量时土壤呼吸和土壤含水量呈负相关（P<0.01）。土壤呼吸和土壤温度之间有明显的迟滞效应，不考虑迟滞效应将低估q10。
产地
英国
选配技术方案
1) 可选配土壤氧气测量模块
2) 可选配高光谱成像以评估土壤微生物呼吸作用
3) 可选配红外热成像研究土壤水分、温度变化对呼吸影响
4) 可选配ECODRONE?无人机平台搭载高光谱和红外热成像传感器进行时空格局调查研究
部分参考文献
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