SoilBox-FMS便携式土壤呼吸测量系统

SoilBox-FMS由气体抽样模块、气体分析模块（包括水汽分析仪、CO2分析仪和O2分析仪）、数据采集器及Baseline模块（双通道气路转换器）等集成于便携式箱内，用于测量分析土壤呼吸、土壤根系呼吸、湿地气体通量测量、垃圾填埋场气体通量测量、地质碳排放、土壤异氧微生物呼吸、土壤动物呼吸、动物洞穴呼吸及生态系统净光合与净呼吸等，可广泛应用于碳源碳汇研究、生态修复研究、土壤活力监测、气候变化及动植物生理生态研究等。

主要技术特点如下：

1. 气体抽样模块具Baseline装置，可手动或自动定时切换测量大气CO2含量（baseline）

和呼吸室内CO2含量，从而更加精确地测量监测CO2等气体通量；

2. 气体抽样模块包括隔膜泵、流量控制阀及气流计，精确调控气流速度，从而通过封闭

式或开放式精确测量气体通量；

3. 气体分析模块包括水汽分析模块、CO2和O2分析模块，内置温度和大气压传感器，温

度压力自动补偿，高稳定性、高精确度，可实现高达0.1ppm的分辨率；可备选外置的

甲烷分析仪；

4. 快速响应，CO2分析响应时间低于1秒，从而可以即时反映呼吸的瞬间变化；

5. 超大触摸屏实时显示仪器各参数，可同时显示氧气、二氧化碳、水汽压、大气压、相

对湿度、模拟输入信号、储存大小、取样情况、日期时间序列等数据

6. 14通道数据采集器，可接6个温度传感器、8个土壤水分传感器，具备数据在线存储

功能；

7. 可通过选配8通道气路转换器，从而实现多通道测量实验研究（连接多个呼吸室），

可在野外小范围内（比如10平方米）实现多点测量或土壤剖面不同深度抽样测量；

8. SoilBox-FMS实际上为双通道测量（有一个Basline通道），通过选配透明呼吸室

和非透明呼吸室，可测量监测生态系统净光合、净呼吸等；

9. 可测量呼吸商和Q10：土壤微生物呼吸商是反映环境因素、管理措施变化和重金属

污染对微生物活性影响的一个敏感指标；Q10值（土壤呼吸温度敏感性系数），即

温度每变化10℃，呼吸速率的相对变化，是模拟全球变暖与生态系统碳释放之间

反馈强度的重要参数；

10. 土壤动物呼吸测量：土壤动物参与土壤有机质分解、植物营养矿化及养分循环等

作用，随着工农业的发展，土壤污染越来越严重，从而土壤动物也随之受到影响

，土壤动物的呼吸强度可以作为环境胁迫、土壤污染（比如农药污染）的一个重

要生物指标，故深入开展这方面的研究工作对于农业环境保护和土壤污染监测具

有重要的参考价值。

测量原理

封闭式或开放式测量，土壤呼吸室中的气体通过气体抽样模块以预设的气流速度（可调控）依次进入水汽分析仪、CO2分析仪和O2分析仪，然后进入呼吸室（封闭式测量）或直接排出（开放式测量）。测量数据通过计算机和分析软件（或Excell）进行分析处理。

技术指标

1. 传感器：O2分析仪，燃料电池技术，使用寿命约2年，燃料电池可更换；

CO2分析仪，无色散双波长红外气体分析仪；水汽分析仪，铂电极电容

传感器

2. 测量范围：O2，0 - 100%；大气压，30-110 kPa；CO2，0 –5%；水汽

压，0-100% RH（无凝结），温度0-100℃

3. 精度：O2：2-100%读数的0.1%；CO2：0-5%读数的1%；H2O：0-95% RH

读数的1%，95-100%优于2%；温度0.2℃

4. 分辨率：O2: 0.001%；CO2: 0.0001%-0.01%；H2O: 0.001%RH

5. 信号漂移：温度恒定的情况下O2: <0.02%每小时；CO2: <0.001%每小

时；H2O: < 0.01%RH每小时

6. CH4分析器（外置备选，用于湿地等测量）：双波段非色散红外技术，

量程0-10%，精度优于1%，分辨率1 ppm/0.0001%，恒温下漂移低于

0.002%，具LCD显示屏和操作键；

7. 信号输入：八个标准电压双极模拟输入，四个温度输入

8. 模拟输出：8个自定义

9. 数字控制输出：8TTL逻辑信号

10. 数字输出：RS-232转USB，Sablebus快速接口

11. 内置存储器：SD存储卡，可达32GB

12. 存储时间间隔：0.1sec到1hr用户自定义

13. 气流流量：10-1500mL/min

14. 流量控制：微电子热反馈系统，气流控制通过精密反馈环系统实际连

接气流泵和流量计（微电脑控制），同时提供高精度针阀；精度：读

数的2%

15. 流量分辨率：0-99.9mL/min为0.1mL/min；100mL/min 以上为1mL/min

16. 大气压测量范围标准设置为0～125kPa，用户可根据需要设置成75～

125kPa或90～110kPa 精确度为1%，分辨率1Pa，

17. 触摸屏操作，可实时显示仪器各参数，可同时显示氧气、二氧化碳、

水汽压、大气压、相对湿度、模拟输入信号、储存大小、取样情况、

日期时间序列等数据。配备Windows版本软件，可在线显示和分析数据

18. 工作温度：3-50℃，无冷凝

19. 供电：12-15 VDC，带220V交流电适配器；可选配锂电池供电，方便野

外操作。

20. 尺寸：35cm×30cm×15cm

21. 重量：4kg

22. RM-8气路转换器（多通道系统，可选）：8个气路通道（包括一个

Baseline通道）自动切换或手动切换均支持；可多台组合成16通道或

24通道；反应时间<50毫秒；支持push或pull两种气流方向；支持stop

?ow或?ow-through两种气路切换模式；具备2行显示LCD显示屏；供电

12-15VDC，配交流电适配器；工作温度：5-45℃，无冷凝；重量3.6kg

；尺寸20.3cm×30.5cm×15.2cm；

23. Soilbox土壤呼吸室：标准配置为铝合金银白色，内径20cm，高20cm，

低温室效应

24. 热敏电阻传感器（备选）用于测量土壤温度值和空气温度：测量范围

-5－60℃，分辨率0.001℃，**精确度0.2℃，BNC连接，探头直径

2.5mm；

25. 土壤水分传感器（备选），测量范围0～1田间持水量，精度3%，分辨

率0.1%

26. 可选配**级防水防尘抗震荡野外笔记本电脑（带GPS），用于野外系

统设置、数据浏览下载和分析等

产地美国