Sistema de monitoramento contínuo da atmosfera das plantas do solo SPAC

1 SistemaFundo

O SPAC (Soil-Plant-Atmosphere Continuum) é o contínuo atmosférico do solo e das plantas. A água chega às raízes das plantas através do solo, é absorvida pelo sistema radicular, é transferida através das células para o caule da planta, a parte da madeira da planta chega às folhas e, em seguida, se espalha dos poros atmosféricos das folhas para a atmosfera estática e, em seguida, participa da transformação turbulenta da atmosfera para formar um sistema contínuo unificado, dinâmico e de feedback mútuo, o sistema SAPC.

Em 1966, o físico australiano Philip introduziu o conceito de contínuo solo-planta-atmosfera (Soil-Plant-Atmosphere Cotinuum, SPAC). O conteúdo principal é: a umidade através do solo para o sistema raiz da planta, para o sistema raiz, através da transferência celular para o departamento da madeira, do departamento da madeira da planta para as folhas, e depois do poro atmosférico para se espalhar para a atmosfera, em seguida, participar da troca de turbulência atmosférica, formando um sistema contínuo de feedback mútuo unificado e dinâmico, ou seja, o sistema do solo-planta-atmosfera contínuo (SPAC). A transmissão e a troca de matéria, energia e informação estão dentro desse contínuo, e o solo, as plantas e a atmosfera são os objetos que estudamos, enquanto a transferência de água no solo, nas plantas e na atmosfera é o núcleo da pesquisa.

2 Princípios do sistema

O sistema de monitoramento contínuo de plantas do solo e atmosfera SPAC integra vários fatores de monitoramento solo-planta-atmosfera em uma única plataforma de monitoramento para obter dados de monitoramento contínuo e processar esses dados de forma unificada para obter as seguintes informações-chave:

Estudo sistemático das águas subterrâneasMovimento da umidade no contínuo solo-planta-atmosfera (SPAC)

Pesquisa sistemática de plantas- Processos de interface entre atmosfera, solo-atmosfera, solo-raiz, água do solo-água subterrânea, etc.

Indicadores meteorológicos de monitoramento a longo prazo, indicadores fisiológicos de plantas, indicadores de umidade do solo e indicadores de águas subterrâneas

Os resultados das medições podem ser usados ​​para orientar a irrigação, poupança de água na agricultura, previsão agroforestal e meteorológica, etc.

Serviços para recursos hídricos agrícolas, hidrologia florestal e hidrologia ambiental

3 Indicadores de medição

1) Indicadores meteorológicos

Radiação total, radiação fotosintética eficaz, radiação líquida, radiação ultravioleta,CO2、 Velocidade do vento, direção do vento, temperatura, umidade, pressão, chuva, evaporação, etc.

2) Indicadores vegetais

Temperatura da lâmina, umidade da lâmina, fluxo da haste, mudança da haste, mudança da fruta, potência de água da lâmina, potência de água da haste, conteúdo de clorofila, parâmetros de troca de gás (taxa de fotossíntese líquida, taxa de evaporação, condutividade do poro, perda de saturação da pressão de água, etc.), parâmetros de fluorescência da clorofila (Fv/Fm, DF/Fmâ„¢, qL, qP, qN, NPQ, Y(NO), Y(NPQ), ETR, etc.), índice de área das folhas, índice de vegetação, parâmetros da coroa, altura da cepa, potência da raiz, comprimento da raiz, volume da raiz, área da superfície da raiz, volume da raiz, ângulo da raiz, profundidade da raiz, distribuição do sistema de raiz no solo, etc.

3) Indicadores do solo

Humidade do solo, tensão do solo, temperatura do solo, salinidade do solo, fluxo térmico do solo, evaporação do solo, densidade do solo, tamanho de partículas do solo, condutividade do solo, etc.

4) Indicadores de águas subterrâneas

nível da água, temperatura da água,pH、 Condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, turbidez, etc.

4 Composição do sistema

O Sistema de Monitoramento Fisioecológico Ambiental SPAC é um conjunto de instrumentos lançados para este estudo que podem monitorar parâmetros da fisiologia das plantas, fatores meteorológicos, parâmetros do solo. O sistema é composto por coletores de dados, sensores, módulos de ônibus, módulos de rede, módulos de fornecimento de energia, etc., para realizar monitoramento de longo prazo em situações selvagens sem vigilância e módulos de rede para gerenciamento remoto de dados.

1) Coletor de dados，2) Módulo de ônibus，3) Módulos de rede，4) Sensores inteligentes，5) Módulo de alimentação，6(Software da plataforma)