[实用新型]一种融入植被光谱测定功能的可开闭全球气候变化模拟同化箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟全球气候变化的多功能可开闭同化箱，不仅是一种可分别或同时模拟气温、二氧化碳浓度和臭氧浓度升高并进行植被生态系统固碳速率测定的可开闭同化箱，而且由于微型光谱仪的接入，兼具植被冠层的光谱测定功能，在结合样地实测数据与大尺度遥感影像数据进行植被生态服务功能的分析和预测上更具优势。 

背景技术

目前，全球气候变化研究已经成为生态学、地学及大气科学的重要研究内容。开顶式同化箱是模拟二氧化碳浓度升高、臭氧浓度升高的常用装置，造价相对低廉，模拟效果较好，在国内外普遍应用。目前，全球气候变化的模拟研究趋向于多因子交互作用研究，因此同时模拟全球变暖、二氧化碳浓度升高、臭氧浓度升高等全球变化因子对生态系统的影响，并结合大尺度卫星遥感数据进行全球气候变化条件下植被生态系统服务功能的预测，成为迫切要解决的问题。生态系统的固碳能力成为生态系统服务功能的重要研究内容，原位固碳能力测定结合试验对象植物冠层光谱测定，对于在更大尺度上了解全球变化对生态系统碳汇的影响具有重要意义。 

发明内容

一种融入植被光谱测定功能的可开闭全球气候变化模拟同化箱，八棱形，箱体下部为垂直于地平面的八个侧面围合而成，箱体上部八个侧面向中央倾斜，形成圆顶，顶部为透明PVC板，可以开放或闭合，箱子中央为垂直PVC管，管上开口，接入微型光谱仪、臭氧分析探头和二氧化碳分析仪探头。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：同化箱为八棱形，高度2米，直径2米。箱体骨架为铝合金材料，同化箱的八个面为透明PVC板制成，在高1.6m处，安装八个透明斜面，向箱体中央倾斜，倾斜角度与水平面成45°，在顶部形成圆形，直径为1.2米。顶部为圆形透明PVC板，周围一圈为密封胶垫。顶部PVC板与箱体顶部通过四个可折叠的钢结构支架相连，当支架伸直时顶部PVC板垂直上升，导致同化箱开放，而当支架弯曲时，顶部PVC板下降，导致同化箱密闭。在同化箱内，在地面上围绕箱壁设置一圈PVC管道，管道直径0.2米。沿管道每隔0.2米在高0.1米处开一个直径0.02米的小孔，小孔开向箱体中央。管道穿过同化箱的一面箱壁到达箱外，与外侧的鼓风机相连，该箱壁处管道上设置闸门，可以控制管道与箱外的联系。在与鼓风机相连的箱外管道中开设两个小孔，接入软管，软管连接流量控制阀，然后再分别通过软管连接二氧化碳钢瓶和臭氧发生器。流量控制阀与控制室内电脑主机相连，通过计算机软件调控。在同化箱内另外一面箱壁靠近地面处开设一个直径为0.2米的孔，孔上安装排风扇，外接直径0.2米的管道，管道接二氧化碳分析仪。同化箱内高1.6米处，拉设一条水平线，在线中央，挂设红外散热器。箱内垂直空心管中间接入温度、湿度传感器以及连接二氧化碳分析仪和臭氧分析仪的软管。当模拟气温升高时通过开启红外散热器，控制目标温度。当模拟二氧化碳浓度升高时，顶部PVC板升高，同化箱开放，同化箱壁上与鼓风机管道连接的进气孔打开，同时同化箱壁上与二氧化碳分析仪连接的出气孔关闭。当模拟臭氧浓度升高时，顶部PVC板升高，同化箱开放，同化箱壁上与鼓风机管道连接的进气孔打开，同时同化箱壁上与二氧化碳分析仪连接的出气孔关闭。当测定生态系统固碳速率时，顶部PVC板下降，与箱体紧密结合，同时关闭同化箱壁上与鼓风机管道连接的进气孔，另一侧的同化箱壁上排风扇打开。在模拟气温、二氧化碳浓度及臭氧浓度升高的同时，均可 以进行植物冠层的光谱测定。 

本实用新型的有益效果是可以分别或同时模拟气温升高、二氧化碳浓度升高、臭氧浓度升高等全球气候变化因子对植被的影响，兼具植物冠层的光谱测定功能。结合多源卫星遥感数据和原位测定，有助于深入了解大尺度下全球气候变化对植被生态系统的固碳速率的影响。该装置结构简单，建造容易，可以拆卸，便于运输。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。 

图1是本实用新型专利实施例的纵剖面构造图。 

图中1.铝合金箱体骨架，2.透明PVC板，3.PVC管道，4.管道中的小孔，5.鼓风机，6.进气口，7.胶皮软管，8.流量控制阀，9.臭氧发生器，10.二氧化碳钢瓶，11.控制室，12.计算机，13.红外散热器，14.PVC管，15.温度感应器，16.湿度感应器，17.臭氧分析仪的探头，18.二氧化碳分析仪的探头，19.臭氧分析仪，20.二氧化碳分析仪，21.排气扇，22.试验植物材料，23.微型光谱仪。 

具体实施方式

在图1所示实施例中，铝合金箱体骨架(1)各侧面和顶部镶嵌透明PVC板(2)，顶部为圆形骨架，顶部圆形骨架与侧面骨架通过四个折叠支架相连，可以上推或下拉控制顶部开闭。箱子内部地面上围绕箱壁设置一圈PVC管道(3)，管道直径0.2米。沿管道每隔0.2米在高0.1米处开一个直径0.02米的小孔(4)，小孔开向箱体中央。管道穿过同化箱的一面箱壁到达箱外，与外侧的鼓风机(5)相连。在与鼓风机相连的箱外管道中开设两个小孔，接入胶皮软管(7)，软管连接流量控制阀(8)，然后再分别通过软管连接臭氧发生器(9)和二氧化碳钢瓶(10)，流量控制阀由计算机控制(12)。箱体中央竖立一根PVC管(14)，管上开口分别安装温度感应器(15)、湿度感应器(16)、臭氧分析仪的探头(17)、二氧化碳分析仪的探头(18)、微型光谱仪(23)，探头通过光纤分别连接臭氧分析仪(19)和二氧化碳分析仪(20)。温湿度感应器(15，16)、微型光谱仪、臭氧分析仪(19)和二氧化碳分析仪(20)与控制室主机连接，实时记录监测数据。进行加温试验时，可以在箱体上部拉设钢丝，将红外散热器(13)挂在钢丝中央。