基于无线传感网的土壤呼吸测量系统.pdf

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1、第26卷第6期传感技术学报V0l_26No．62013年6月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJun．2013SoilRespirationMeasurementSystemBasedonWirelessSensorNetworksWANGGuoying，，JIANGYufia，Xiaoping，MOLufeng，XULin(1．SchoolofInformationEngineering，ZhqiangAgriculturalandForestryUnivers

2、ity，Lin’anZh~iang311300，China；2．SchoolofElectronicandInformationEngineering，Xi’anflaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：LI一8100serialinstrumentsofsoilcarbonfluxproducedbyLI—CORcorporationarewidelyusedtomeasuresoilrespiration．Howevertheinstrument

3、saredificulttorealizemulti—locationssimultaneousmeasurementforhighpricesandenergyconsumption．Measurementofsoilcarbonfluxofmulti—locationsisproposedusingwirelesssensornetworkstechnologySOastoevacuatethefieldindexofsoilcarbonfluxaccurately．Buildingthemod

4、elofmeasuringthesoilcarbonfluxwiththemethodofdynamicopen—box，acomputingmethodofsoilcarbonfluxisputforward．Themechanicalstructureofmeasuringthesoilcarbonfluxisdesigned，aswellasthecontrolcircuit．TheexperimentalresultsshowthatthemeasurementresultsofLI一810

5、0aresignificantlyrelatedwiththedesignedinstrument，whichcanmeettherequirementsoflong—termdeploymentforitslowenergyconsumption．Keywords：soilrespiration；soilcarbonflux；dynamicopen·boxmethod；wirelesssensornetworksEEACC：7210；7230d0i：10．3969／j．issn．1004—1699

6、．2013．06．028基于无线传感网的土壤呼吸测量系统术王国英，江雨佳，吴晓平，莫路锋，徐林(1．浙江农林大学低碳与物联网技术联合实验室，浙江临安311300；2．西安交通大学电子与信息工程学院，西安710049)摘要：LI—COR公司开发的LI一8100系列土壤碳通量测定仪被广泛用于土壤呼吸测定。但该仪器价格昂贵、测量能耗高，难以满足土壤碳通量测定的多点实时测量要求。引入无线传感器网络技术实现土壤碳通量的多点测量，以准确地评价区域的土壤碳通量指标。通过对动态开放箱法测定土壤碳通量的模型建立，提出

7、了土壤碳通量的计算方法。设计了实现土壤碳通量测定的机械结构，并给出了相应的控制电路。实验结果表明，所设计的仪器与LI一8100的测量结果呈极显著相关，且能耗低，可满足野外的长期部署工作要求。关键词：土壤呼吸；土壤碳通量；动态开放箱法；无线传感网中图分类号：TP216．3；$151．9文献标识码：A文章编号：1004—1699(2013)06—0901—06土壤呼吸是指土壤释放CO，的过程，主要是由过土壤呼吸作用向大气释放CO的过程是导致全生物氧化有机物和根系呼吸产生，另有极少部分是球气候变化的关键性

8、生态学过程，已经成为全球碳由土壤动物和化学氧化释放¨J。土壤呼吸是反应循环研究中备受关注的核心问题¨引。生态系统对环境胁迫相应指标之一，其呼吸速率变土壤呼吸强度是指土壤排放的CO速率，亦称化与否以及变化的方向反应了生态系统对胁迫的敏土壤碳通量，目前其测量主要采用美国LI．COR公感程度和生态系统对污染承受力的一个依据。司研发的LI一8100开路式土壤碳通量测量系同时表征了土壤质量和土壤肥力的重要的生物学指统¨H。LI一8100具有受土壤自然条件的影响小，标，作为生物活