EMS81树木茎流观测系统

EMS81树木茎流观测系统

EMS81树木茎流观测系统为EMS51的全新升级版，由MicroSet 8X控制单元、SF81茎流传感器及不锈钢加热电极片等组成，用于直径12cm以上的树干茎流监测。MicroSet 8X控制单元内置数据采集器和DR26树干生长监测传感器接口，可同步监测树干生长。EMS81作为一个独立完整的监测单元（同时监测树干茎流和树干生长），既可以每个单元独立工作、独立通过充电电池供电以监测一颗树木的茎流，也可选配多个单元组成复合监测系统同时监测不同距离之间多株树木的茎流和树干生长，整个复合系统可统一供电也可每个单元单独供电。

对于大径级树木、相对不规则的树干、或土壤水分极度不均一的林分如斜坡上的树干等，建议选配2个树干茎流监测单元，安装在相对的位置上（如阳面和阴面），测得的平均值作为整株树干的茎流。

工作原理：

树木茎流测量根据热平衡原理，THB (Tissue heat balance) 加热技术，树干内部木质部直接加热，利用电极片间流经木质部的电流直接加热树木木质部组织，电极片温度由插针式温度传感器监测，能量需求与茎流量成比例，发热能量（mW）通过专业软件换算成茎流值。热平衡原理可描述为：输入能量等于散失的传导热与茎流温度的升高，用公式表示如下：

P = Q · dT · c_w + dT · z

公式中P为输入能量（W），Q为茎流速度（Kg/秒），dT为测量点温度差（K），c_w为水的比热（J.kg^-1.K^-1），z为测量点传导热丧失系数（W.K^-1）。THB法不需要任何校准，测量的茎流为kg/hr，适于直径12cm以上的树木茎流观测。

性能特点：

1) THB加热技术，3+1电极片直接加热，高精确度、高稳定性、高分辨率、低能耗，能耗随茎流增大而增大，不会产生树干组织过热问题

2) 每个EMS81即可作为一个独立的监测单元，也可组成复合多通道系统，以灵活安装监测不同距离及不同林分的茎流、蒸腾作用及水通量

3) 支持SDI12协议组网（限特定型号）

4) 可选配DR26树木生长传感器，同时监测树干生长

5) 可选配Minikin温湿度与太阳辐射／光合有效辐射监测单元、降雨量监测及土壤水分温度监测等

6) 可选配Monitoring FluorPen叶绿素荧光监测单元，以监测树木胁迫生理生态

7) 可选配微根窗根系动态观测系统，以研究分析树木蒸腾与根系动态的关系等

8) 红外数据下载，简便易行

9) 配备免费软件，可设置数采、下载和显示数据图表及统计分析

技术指标：

1)         茎流测量THB (Tissue heat balance) 加热技术，树干内部（木质部）直接加热，利用电极间流经木质部的电流直接加热植物组织，加热电流最高0.2Amp（与茎流幅度有关），频率为1kHz

2)         高精确度、高稳定性、高分辨率，能量需求与茎流量成比例，发热能量（mW）通过软件换算成茎流值

3)         能耗低，平均能耗0.3～0.4W@dT=1K，最大4W

4)         3+1电极片，其中3个电极片（具绝缘端）用于传导电流致木质部以给电极片周边的木质部加热，加热电流40－200Am；一个电极片为参考电极（没有绝缘端），安装在加热电极下端100mm处

5)         电极片长度有60mm、70mm、80mm三个规格，对应25mm、35mm和45mm木质部深度，以适用于不同径级类型的树木

6)         温度传感器为特制3+1插针式，恒定温差1K、2K或3K可预设置

7)         树干直径：适于12cm及以上径级的树木

8)         数据采集器可存贮120000组数据，每10分钟采集一次茎流与树干生长的情况下可以存储1年的数据

9)         内置精密时钟，时钟精确度±1分钟每月，可通过专业软件下载和浏览具时间戳的数据图表

10)     专业数据下载分析软件，可直接给出每小时每单位周长树干的茎流量（kg），可进行数据下载、数据在线观测、柱状图、数据修复、统计分析（如每小时平均、每日平均、总计、最小值、最大值、数据相关分析、回归分析）与图表展示及系统设置等

11)     DR26树木生长传感器专为树干生长长期观测而设计，为不锈钢和防紫外线塑料制作，坚固耐用，适于8cm以上的树干生长监测，测量生长范围为65mm，分辨率1微米

12)     温湿度与太阳辐射数据采集器（备选）：温度精确度±0.2°C，相对湿度精确度±2%，太阳辐射精确度±5%；重量80g

13)     USB/IrDA红外数据下载，通过USB与计算机相联

14)     电源：12－15V，低于10.5V时自动停止

15)     工作温度：?20~50°C

产地：欧洲

参考文献：

1.  Pietras, J., Stojanovi?, M., Knott, R., Pokorny, R., 2016. Oak sprouts grow better than seedlings under drought stress.  iForest – Biogeosciences For. 009, e1–e7.

2.  Plichta, R., Urban, J., Gebauer, R., Dvo?ák, M., ?urkovi?, J., 2016. Long-term impact of Ophiostoma novo-ulmi on leaf traits and transpiration of branches in the Dutch elm hybrid “Dodoens.”  Tree Physiol. tpv144.

3.  Gebauer, R., Vola?ík, D., Urban, J., B?rja, I., Nagy, N.E., Eldhuset, T.D., Krokene, P., 2015. 

Effects of prolonged drought on the anatomy of sun and shade needles in young Norway spruce trees.  Ecol. Evol. n/a–n/a.

4.  Hoelscher, M.-T., Nehls, T., J?nicke, B., Wessolek, G., 2015.  Quantifying cooling effects of facade greening: shading, transpiration and insulation. Energy Build. 114, 283–290.