(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202122831378.4 (22)申请日 2021.11.15 (73)专利权人 中国科学院植物研究所 地址 100093 北京市海淀区香 山南辛村20 号 (72)发明人 王扬　白永飞　鲁小名　赵玉金　 (74)专利代理 机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 代理人 孙楠 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种草原生态系统碳汇自动测定系统 (57)摘要 本实用新型涉及一种草原生态系统碳汇自 动测定系统， 其包括碳通量测定模块和辅助模 块； 碳通量测定模块用于测量NEE、 ER， 辅助模块 用于监测气象信息、 土壤温湿度信息及植被生长 状况， 碳通量测定模块和辅助模块测量得到的信 息都传输至数据终端； 所述碳通量测定模块包括 若干悬臂式测量箱， 每个所述悬臂式测量箱都包 括透光的明箱、 不透光的暗箱、 控制箱、 金属横杆 和具有螺纹的垂直杆； 所述明箱和所述暗箱的顶 部对称悬挂在所述金属横杆的两端端部， 所述明 箱用于NEE的连续测定， 所述暗箱用于ER的测定； 所述金属横杆的中部与所述垂直杆的顶端通过 螺纹连接， 所述垂直杆的底部设置在所述控制箱 内。 本实用新型可广泛在碳汇测定技术领域中应 用。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 216348823 U 2022.04.19 CN 216348823 U 1.一种草原生态系统碳汇自动测定系统， 其特征在于， 包括碳通量测定模块和辅助模 块； 所述碳通量测定模块用于测量NEE、 ER， 所述辅助模块用于监测气象信息、 土壤温湿度信 息以及植被生长状况， 所述碳通量测定模块和所述辅助模块测量得到的信息都传输至数据 终端； 所述碳通量测定模块包括至少一组悬臂式测量箱， 每个所述悬臂式测量箱都包括透光 的明箱、 不透光的暗箱、 控制箱、 金属横杆和具有螺纹的垂直杆； 所述明箱和所述暗箱的顶 部对称悬挂在所述金属横杆的两端端部， 所述明箱用于NEE的连续测定， 所述暗箱用于ER的 测定； 所述金属横杆 的中部与所述垂直杆的顶端通过螺纹连接， 所述垂直杆 的底部设置在 所述控制箱内。 2.如权利要求1所述草原生态系统碳汇自动测定系统， 其特征在于， 所述控制箱内设置 有用于控制所述垂直杆动作的电机， 以及控制 器； 所述垂直杆的底部与所述电机的输出端 同轴连接， 所述电机与所述控制器连接， 由所述控制器控制所述电机动作。 3.如权利要求1所述草原生态系统碳汇自动测定系统， 其特征在于， 所述金属横杆的两 端端部都具有调节 箱体在所述金属横杆 上相对位置的向下的凹槽 。 4.如权利要求1所述草原生态系统碳汇自动测定系统， 其特征在于， 还包括设置在实验 小区内的底座； 所述底座 为方形的金属框， 四周为设置有密封条的凹槽 。 5.如权利要求4所述草原生态系统碳汇自动测定系统， 其特征在于， 所述底座的尺寸与 所述明箱和所述暗箱的尺寸对应设置 。 6.如权利要求1所述草原生态系统碳汇自动测定系统， 其特征在于， 所述明箱的箱体采 用透光材料制成， 底部开口， 且底部各边设置有密封材料； 所述暗箱的箱体外层 包裹有白色 的不透光材 料， 内层覆盖黑色的不透明材 料。 7.如权利要求6所述草原生态系统碳汇自动测定系统， 其特征在于， 所述箱体 内设置有 CO2传感器、 气 温计和风扇； 所述CO2传感器和所述气温计位于所述箱体 内部正上方， 用于测 定箱体内的CO2浓度和气温； 所述风扇位于箱体侧面， 其用于CO2测定时均衡箱体内的空气浓 度。 8.如权利要求7所述草原生态系统碳汇自动测定系统， 其特征在于， 所述明箱的箱体 内 还设置有光照强度传感器； 所述 光照强度传感器位于所述箱体侧壁， 并深入所述箱体内。 9.如权利要求1所述草原生态系统碳汇自动测定系统， 其特征在于， 所述辅助模块包括 安装架， 以及设置在该安装架上的气象监测子模块、 植被监测子模块、 土壤监测子模块和电 源供应子模块； 所述 安装架设置在实验小区内， 所述数据终端设置在该安装架上。 10.如权利要求9所述草原生态系统碳汇自动测定系统， 其特征在于， 所述气象监测子 模块包括用于测定降水量的翻斗式雨量计， 用于测定空气温湿度的空气温湿度传感器、 用 于测定风速的风速感器、 用于测定风向的风向传感器和用于测定辐射的光合有效辐射传感 器； 所述植被监测子模块包括用于测定植被生物量、 植物物候的多光谱相机， 以及用于测 定植被群落特征与生理生态属性的高光谱相机； 所述土壤监测子模块采用若干 土壤温湿度传感器； 所述电源供应子模块采用太阳能供电模块与供电 电源或供电 电池配合使用进行 供电。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216348823 U 2一种草原生态系统碳汇自动测定系统 技术领域 [0001]本实用新型涉及一种碳汇测定技术领域， 特别是关于一种草原生态系统碳汇自动 测定系统。 背景技术 [0002]碳通量是生态系统物质循环的核心， 是定量描述土壤 ‑植被‑大气间物质循环和能 量交换过程的基础。 碳循环是包含了植物光合作用、 生态系统呼吸(Ecosystem   Respiration， E R)， 以及其他非CO2生态系统碳通量的复杂过程， 在实际测量和研究过程中， 常采用静态明箱和暗箱组合测量的方法， 结合红外气体分析仪， 分别测定净生态系统碳交 换(Net Ecosystem  CO2 Exchange， NEE)和生态系统呼吸(包括自养呼吸和异养呼吸)， 然后 用ER和NEE的差值估算总初级生产力(GPP)。 由于静态箱法原理简单且操作方便， 其成为研 究净生态系统碳交换和生态系统呼吸的常用观测手段， 尤其是控制实验中针对小尺度的碳 循环观测， 静态 箱法是较为常用的测定手段。 [0003]传统的静态箱法多为人工操作， 而且测定NEE和ER时需要分别使用透明箱和增加 不透明布遮挡的暗箱， 费时费力， 难以有效开展NEE和ER等过程的长期自动连续观测。 另外， 基于涡度相关技术的碳通量测 定方法， 虽然 能够实现NEE的自动连续测 定， 但一方面， 其无 法有效分离ER和计算GPPGPP， 另外， 受涡度相关技术和测定环 境复杂性的影响， 该方法在实 际应用中还面临着诸多挑战。 发明内容 [0004]针对上述问题， 本实用新型的目的是提供一种草原生态系统碳汇 自动测定系统， 其能实现净生态系统碳交换(NE E)和生态系统呼吸(ER)的连续自动观测。 [0005]为实现上述目的， 本实用新型采取以下技术方案： 一种草原生态系统碳汇 自动测 定系统， 其包括碳通量测定模块和辅助模块； 所述碳通量测定模块用于测量NEE、 ER， 所述辅 助模块用于监测气象信息、 土壤温湿度信息以及植被生长状况， 所述碳通量测定模块和所 述辅助模块测量得到的信息都传输至数据终端； 所述碳通量测定模块包括至少一组悬臂式 测量箱， 每个所述悬臂式测量箱都包括透光的明箱、 不透光的暗箱、 控制箱、 金属横杆和具 有螺纹的垂直杆； 所述明箱和所述暗箱的顶部对称悬挂在所述金属横杆的两端端部， 所述 明箱用于NEE的连续测定， 所述暗箱用于ER的测定； 所述金属横杆的中部与所述垂 直杆的顶 端通过螺纹连接， 所述垂直杆的底部设置在所述控制箱内。 [0006]进一步， 所述控制箱内设置有用于控制所述垂直杆动作的电机， 以及控制器； 所述 垂直杆的底部与所述电机的输出端同轴连接， 所述电机与所述控制 器连接， 由所述控制器 控制所述电机动作。 [0007]进一步， 所述金属横 杆的两端端部都具有调节箱体在所述金属横杆上相对位置的 向下的凹槽 。 [0008]进一步， 还包括设置在实验小区内的底座； 所述底座为方形的金属框， 四周为设置说　明　书 1/4 页 3 CN 216348823 U 3