Hệ thống giám sát liên tục SPAC cho đất và thực vật

1 Hệ thốngNền

SPAC (Soil Plant Atmosphere Continuum) là viết tắt của Soil Plant Atmosphere Continuum. Nước đi qua đất đến rễ cây, được hấp thụ bởi rễ, được truyền qua các tế bào, vào thân cây, từ phần gỗ của cây đến lá, sau đó khuếch tán qua các lỗ khí của lá đến lớp không khí tĩnh, sau đó tham gia vào quá trình chuyển đổi hỗn loạn của khí quyển, tạo thành một hệ thống liên tục thống nhất, năng động và phản hồi lẫn nhau, được gọi là hệ thống SAPC.

Năm 1966, Philip, một nhà vật lý thủy văn và đất nổi tiếng người Úc, đã đưa ra khái niệm về sự liên tục đất-thực vật-khí quyển (Soil-Plant-Atmosphere Cotinuum, viết tắt là SPAC). Nội dung chính: Nước đi qua đất đến rễ cây, vào rễ, truyền qua tế bào vào xylem, từ xylem của cây đến lá, sau đó khuếch tán vào khí quyển bằng khí khổng, sau đó tham gia vào trao đổi hỗn loạn của khí quyển, tạo thành một hệ thống liên tục phản hồi lẫn nhau thống nhất, năng động, hệ thống liên tục đất-thực vật-khí quyển (SPAC). Trong sự liên tục này có sự truyền tải và trao đổi vật chất, năng lượng và thông tin, đất, thực vật và khí quyển là đối tượng nghiên cứu của chúng tôi, và sự truyền tải nước trong đất, thực vật và khí quyển là trọng tâm của nghiên cứu.

2 Nguyên tắc hệ thống

Hệ thống giám sát liên tục đất thực vật SPAC tích hợp các yếu tố giám sát đất - thực vật - khí quyển khác nhau trên cùng một nền tảng giám sát, nhận được dữ liệu giám sát liên tục và xử lý thống nhất các dữ liệu này để có được thông tin quan trọng như sau:

Nghiên cứu hệ thống nước ngầm- Chuyển động của độ ẩm trong đất-thực vật-khí quyển liên tục (SPAC)

Hệ thống nghiên cứu thực vật- Quá trình giao diện giữa khí quyển, đất - khí quyển, đất - rễ, đất - nước ngầm, v.v.

Giám sát dài hạn các chỉ số khí tượng, chỉ số sinh lý thực vật, chỉ số độ ẩm đất và chỉ số nước ngầm

Kết quả đo lường có thể được sử dụng để hướng dẫn tưới tiêu, tiết kiệm nước nông nghiệp, thực hiện dự báo thời tiết nông lâm nghiệp và các lĩnh vực khác

Hệ thống phục vụ các lĩnh vực tài nguyên nước thủy văn nông nghiệp, thủy văn sinh thái rừng, thủy văn môi trường

3 Chỉ số đo lường

1) Chỉ số khí tượng

Tổng bức xạ, bức xạ hiệu quả quang hợp, bức xạ ròng, bức xạ cực tím,CO2、 Tốc độ gió, hướng gió, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất không khí, lượng mưa, bay hơi, v.v.

2) Chỉ số thực vật

Nhiệt độ của lá, độ ẩm của lá, dòng thân, thay đổi thân cây, thay đổi quả, tiềm năng nước của lá, tiềm năng nước của thân cây, hàm lượng diệp lục, các thông số trao đổi khí (tốc độ quang hợp ròng, tốc độ thoát hơi, độ dẫn khí, bão hòa áp suất nước, v.v.), các thông số huỳnh quang diệp lục (Fv/Fm, DF/Fm ®, qL, qP, qN, NPQ, Y (NO), Y (NPQ), ETR, v.v., chỉ số diện tích lá, chỉ số thảm thực vật, thông số mũ, chiều cao cây, tiềm năng nước rễ, chiều dài rễ, khối lượng rễ, diện tích bề mặt rễ, khối lượng rễ, góc rễ, độ sâu rễ, phân phối rễ trong đất, v.v.

3) Chỉ số đất

Độ ẩm của đất, thế nước của đất, nhiệt độ đất, độ mặn của đất, thông lượng nhiệt của đất, sự bốc hơi của đất, độ chắc của đất, kích thước hạt của đất, độ dẫn nước của đất, v.v.

4) Chỉ số nước ngầm

Mực nước, nhiệt độ nước,pH、 Độ dẫn điện, oxy hòa tan, độ đục, v.v.

4 Thành phần hệ thống

Hệ thống giám sát môi trường sinh lý SPAC là một bộ công cụ được giới thiệu cho nghiên cứu này, có thể giám sát các thông số sinh lý thực vật, các yếu tố khí tượng, các thông số đất. Hệ thống bao gồm bộ thu thập dữ liệu, cảm biến, mô-đun xe buýt, mô-đun mạng, mô-đun cung cấp điện, v.v. để thực hiện giám sát lâu dài mà không cần bảo vệ trong lĩnh vực này và mô-đun mạng để thực hiện quản lý dữ liệu từ xa.

1) Bộ thu thập dữ liệu，2) Mô-đun xe buýt，3) Mô-đun mạng，4) Cảm biến thông minh，5) Mô-đun cung cấp điện，6) Phần mềm nền tảng