本發(fā)明涉及植物科研器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種原位測量植物枝干二氧化碳及水通量的測定系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

植物樹干（枝）呼吸作為全年都在進(jìn)行的代謝活動(dòng)，是森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的一個(gè)重要組成部分。一般采用溫度模型進(jìn)行預(yù)測，但是樹干呼吸產(chǎn)生的二氧化碳及水一部分溶解在木質(zhì)部的液流中；而另外一部分通過樹皮等釋放到周圍大氣中，即通常利用氣室氣體交換方法測得的樹干二氧化碳及水的釋放通量，這部分才是樹干與大氣的氣體交換量。由于樹干二氧化碳及水的釋放通量不僅受溫度、光照等外界環(huán)境參數(shù)的影響，還會受樹干液流的影響，所以僅采用溫度預(yù)測樹干與大氣的交換量勢必使估測結(jié)果產(chǎn)生偏差，從而影響森林生態(tài)系統(tǒng)碳交換量的準(zhǔn)確性。為了進(jìn)一步了解溫度、光照等外界環(huán)境參數(shù)對樹干二氧化碳及水的釋放通量的真實(shí)效應(yīng)與樹干二氧化碳釋放通量的關(guān)系，需要針對植物樹干的一個(gè)測量單元進(jìn)行原位測量，因此，需要設(shè)計(jì)一種能夠在植物樹干上直接進(jìn)行原位測量的測定系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種原位測量植物枝干二氧化碳及水通量的測定系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案在于：一種原位測量植物枝干二氧化碳及水通量的測定系統(tǒng)，包括密封隔離裝置、水分及二氧化碳分析系統(tǒng)、氣泵和輸氣管路，所述密封隔離裝置、水分及二氧化碳分析系統(tǒng)和氣泵經(jīng)輸氣管路依次連接成氣體循環(huán)流動(dòng)的測定系統(tǒng)。具體地講，所述密封隔離裝置的出氣管接頭經(jīng)輸氣管路連接至氣泵，所述氣泵的出氣口經(jīng)輸氣管路連接至水分及二氧化碳分析系統(tǒng)的進(jìn)氣口，所述水分及二氧化碳分析系統(tǒng)的出氣口再經(jīng)輸氣管路回流至密封隔離裝置的進(jìn)氣管接頭。當(dāng)然也可以將氣泵安裝在所述水分及二氧化碳分析系統(tǒng)的與密封隔離裝置的輸氣管路上。所述的水分及二氧化碳分析系統(tǒng)包括水分分析儀和二氧化碳分析儀。

所述密封隔離裝置包括透明筒狀體和分別連接在透明筒狀體兩端口上的透明密封罩體，所述透明筒狀體和透明密封罩體可以采用軟硬適中的透明材料制成。所述透明筒狀體和透明密封罩體為拼裝式的瓣體結(jié)構(gòu)，即透明筒狀體是采用至少兩個(gè)的圓弧狀的瓣體拼接而成，而透明密封罩體是采用至少兩個(gè)的扇形瓣體拼接而成；所述透明筒狀體和透明密封罩體的拼接縫位于同一平面內(nèi)，便于拼裝扣合。所述透明筒狀體和透明密封罩體的拼接縫上設(shè)置有拼接密封件，起到密封的效果。所述透明筒狀體或透明密封罩體設(shè)置有進(jìn)氣管接頭和出氣管接頭，以便與相應(yīng)的測量設(shè)備相連接。所述透明密封罩體的中部設(shè)置有通孔，樹干可以經(jīng)通孔穿入和穿出透明腔室，所述通孔的內(nèi)邊緣安裝有與植物枝干外表面密封配合的自適應(yīng)密封件，起到密封的效果。

針對上述技術(shù)方案作進(jìn)一步優(yōu)化，所述通孔內(nèi)邊緣上還設(shè)置有箍環(huán)，所述箍環(huán)是由至少兩條的條狀體弧形卷繞拼接而成，所述條狀體的兩端分別延伸設(shè)置有搭接部，所述搭接部上設(shè)置有魔術(shù)貼，且所述箍環(huán)的拼接縫與透明筒狀體及透明密封罩體的拼接縫在同一個(gè)平面內(nèi)，所述自適應(yīng)密封件設(shè)置在箍環(huán)的內(nèi)壁面上。

針對上述技術(shù)方案作進(jìn)一步優(yōu)化，所述自適應(yīng)密封件為可充氣的氣脹式密封圈。所述氣脹式密封圈為氣囊體，所述氣囊體可以是一體式條狀結(jié)構(gòu)的氣囊體，也可以是若干個(gè)相互串聯(lián)成條狀結(jié)構(gòu)的氣囊體。所述氣囊體上設(shè)置有進(jìn)出氣孔，所示進(jìn)出氣孔上設(shè)置有控制閥。

針對上述技術(shù)方案作進(jìn)一步優(yōu)化，所述拼接密封件為密封條或水氣密封拉鏈。當(dāng)為拼接密封件采用密封條時(shí)，需要在透明筒狀體的拼接縫兩旁設(shè)置卡扣件或扣合件；當(dāng)拼接密封件為水氣密封拉鏈時(shí)，只需要將該水氣密封拉鏈的兩個(gè)相對嚙合的鏈帶分別固定在拼接縫的兩側(cè)即可。

針對上述技術(shù)方案作進(jìn)一步優(yōu)化，所述進(jìn)氣管接頭設(shè)置在透明筒狀體上部，所述進(jìn)氣管接頭與透明筒狀體的內(nèi)腔相通；所述出氣管接頭設(shè)置在透明筒狀體下部，所述進(jìn)氣管接頭與透明筒狀體的內(nèi)腔相通；所述進(jìn)氣管接頭與出氣管接頭分別位于透明筒狀體的對角線位置上。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的密封隔離裝置可將部分樹干（枝）單獨(dú)隔離出來，在不影響樹干光照環(huán)境的透明腔內(nèi)分段測量樹干（枝）部分的二氧化碳與水通量，同時(shí)不傷害組織，保證了樹木的生命活性，操作簡便，并可重復(fù)使用于不同形態(tài)樹干樣品，可分析樹干光合呼吸速率、蒸騰速率，測定結(jié)果有利于準(zhǔn)確估算在自然光下的樹干對樹木整體的光合、呼吸強(qiáng)度、蒸騰速率的貢獻(xiàn)。本發(fā)明的密封隔離裝置結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)較低，便于推廣使用。

附圖說明

圖1為實(shí)施例中測定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例中密封隔離裝置的單個(gè)瓣體展平后的結(jié)構(gòu)示意圖。

標(biāo)號說明：100—密封隔離裝置 200—水分及二氧化碳分析系統(tǒng) 300—?dú)獗?400—輸氣管路；

1—透明筒狀體 2—透明密封罩體 3—拼接密封件 4—通孔 5—自適應(yīng)密封件 6—箍環(huán) 7—魔術(shù)貼 8—樹干。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的上述技術(shù)內(nèi)容和構(gòu)造特點(diǎn)能更容易地被本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所理解，下面結(jié)合附圖和技術(shù)要點(diǎn)對本申請進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明的原位測量植物枝干二氧化碳及水通量的測定系統(tǒng)包括密封隔離裝置100、水分及二氧化碳分析系統(tǒng)200、氣泵300和輸氣管路400，所述密封隔離裝置100、水分及二氧化碳分析系統(tǒng)200和氣泵300經(jīng)輸氣管路400依次連接成氣體循環(huán)流動(dòng)的測定系統(tǒng)。

如圖1所示，具體地講，所述密封隔離裝置100的出氣管接頭經(jīng)輸氣管路400連接至氣泵300，所述氣泵300的出氣口經(jīng)輸氣管路400連接至水分及二氧化碳分析系統(tǒng)200的進(jìn)氣口，所述水分及二氧化碳分析系統(tǒng)200的出氣口再經(jīng)輸氣管路400回流至密封隔離裝置100的進(jìn)氣管接頭。

當(dāng)然也可以將氣泵安裝在所述水分及二氧化碳分析系統(tǒng)的與密封隔離裝置的輸氣管路上。

所述的水分及二氧化碳分析系統(tǒng)包括水分分析儀和二氧化碳分析儀。

如圖1和圖2所示，所述密封隔離裝置包括透明筒狀體1和分別連接在透明筒狀體1兩端口上的透明密封罩體2，所述透明筒狀體和透明密封罩體可以采用軟硬適中的透明材料制成。

所述透明筒狀體1和透明密封罩體2為拼裝式的瓣體結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，透明筒狀體1是采用兩個(gè)的圓弧狀的瓣體拼接而成。同時(shí)，透明密封罩體2也對應(yīng)地采用兩個(gè)的扇形瓣體拼接而成。這里需要說明的是，所述透明筒狀體1和透明密封罩體2的拼接縫位于同一平面內(nèi)，便于拼裝扣合。

所述透明筒狀體1和透明密封罩體2的拼接縫上設(shè)置有拼接密封件3，起到密封的效果。所述拼接密封件3為密封條或水氣密封拉鏈。當(dāng)為拼接密封件采用密封條時(shí)，需要在透明筒狀體的拼接縫兩旁設(shè)置卡扣件或扣合件；當(dāng)拼接密封件為水氣密封拉鏈時(shí)，只需要將該水氣密封拉鏈的兩個(gè)相對嚙合的鏈帶分別固定在拼接縫的兩側(cè)即可。在本實(shí)施例中，采用水氣密封拉鏈為例繪圖說明。

所述透明筒狀體1和/或透明密封罩體2設(shè)置有進(jìn)氣管接頭和出氣管接頭，以便與相應(yīng)的測量設(shè)備相連接。所述進(jìn)氣管接頭設(shè)置在透明筒狀體上部，所述進(jìn)氣管接頭與透明筒狀體的內(nèi)腔相通；所述出氣管接頭設(shè)置在透明筒狀體下部，所述進(jìn)氣管接頭與透明筒狀體的內(nèi)腔相通；所述進(jìn)氣管接頭與出氣管接頭分別位于透明筒狀體的對角線位置上。

所述透明密封罩體2的中部設(shè)置有通孔4，樹干可以經(jīng)通孔穿入和穿出透明腔室，所述通孔的內(nèi)邊緣安裝有與植物枝干外表面密封配合的自適應(yīng)密封件5，起到密封的效果。所述自適應(yīng)密封件5為可充氣的氣脹式密封圈。所述氣脹式密封圈為氣囊體，所述氣囊體可以是一體式條狀結(jié)構(gòu)的氣囊體，也可以是若干個(gè)相互串聯(lián)成條狀結(jié)構(gòu)的氣囊體。所述氣囊體上設(shè)置有進(jìn)出氣孔，所示進(jìn)出氣孔上設(shè)置有控制閥。

所述通孔4內(nèi)邊緣上還設(shè)置有箍環(huán)6，所述箍環(huán)6是由至少兩條的條狀體弧形卷繞拼接而成，所述條狀體的兩端分別延伸設(shè)置有搭接部，所述搭接部上設(shè)置有魔術(shù)貼7，且所述箍環(huán)6的拼接縫與透明筒狀體及透明密封罩體的拼接縫在同一個(gè)平面內(nèi)，所述自適應(yīng)密封件5設(shè)置在箍環(huán)的內(nèi)壁面上。

使用時(shí)，先將密封隔離裝置安裝在樹干上，即將密封隔離裝置的兩個(gè)瓣體（包括透明筒狀體部分、透明罩體部分和箍環(huán)部分）在所選定的待測樹干上進(jìn)行拼裝扣合，同時(shí)，讓箍環(huán)的搭接部相互搭接固定；然后通過充氣裝置對箍環(huán)內(nèi)的乳膠氣囊體進(jìn)行充氣，使其脹緊并密封在樹干上。從而實(shí)現(xiàn)將樹干的一個(gè)測量單元單獨(dú)隔離出來的目的。然后，開啟氣泵和水分及二氧化碳分析系統(tǒng)進(jìn)行測定并做記錄。

為了進(jìn)一步提高密封效果，可以在乳膠氣囊體脹緊密封后，再在乳膠氣囊體于樹干之間涂布玻璃膠。

本發(fā)明的密封隔離裝置拆卸后可重復(fù)使用，即測定系統(tǒng)可以重復(fù)測定使用。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。