五、AZR-100微根管根系生态监测系统技术指标
1. I-CAP图像抓取系统:采集器,12英寸显示屏,控制器可以遥控摄像头白光水平及聚焦,控制平台含电源开关,控制摄像头的光学放大缩小开关,UV紫外光源的开关,成像焦距的微调开关;图像抓取系统集成于野外工作箱上,整套系统可配备背带箱,摄像头配备圆筒便携箱;图像采集软件(带加密狗);
2. NTSC制式彩色摄像头,分辨率800*600;20*16mm拍照视野,防水性能设计,超高解析度,放大倍数可达100倍,带可调节强度白光系统可以使摄像头深入土壤深层, 具管道清洁器, UV紫外光源系统照明系统,从而在白光和UV光之间切换,可辨别死根和活根,UV光源与测量同步使用;
3. 电源:12伏便携充电电池可使用20小时;4.5米连接线:除摄像头与控制器连接线外,可根据需求加长;
4. 2.2米套筒式标定手柄:通过控制摄像头深度和转动以准确定位图片;
5. 紫外光源系统:紫外光源的为双侧照明模式,以提高光源的稳定性, 以辨别活体和死体的组成部分, 与主系统同步测量使用;
6.定位手柄:2.2米套筒式,带定位孔,定位孔位于微根管上,可以将定位手柄固定在微根管上,定位孔的直径可任意定制大小,每个定位孔标有刻度,以13.5mm为步进,通过引索杆定位,将摄像头准确定位在同一位置,拍摄不同时间下的根系图片,研究细根生长及周转;
7. 专业植物根系数据分析软件。可监测分析参数:细根长、细根直径、细根面积、细根总长、细根总面积、细根平均直径、细根数量及生物量、细根寿命、细根周转率等,其100倍高倍放大功能,可用于监测分析根毛及菌根生理生态和动态等; 可以以交互方式方便地分析根系,该软件一次分析一帧图像;操作者需要在不同图像间手动跟踪所需分析的根,软件在屏幕上显示根的形态信息;用于可以根据需要编辑各个根部;在屏幕上通过图形方式显示根长度分布、面积、体积、根尖数量等,将它们作为根直径的函数;软件可以提供根长度、平均直径、投影面积、表面积、根体积、分类数量、每个直径类的根尖数量等;测量结果可以显示在屏幕上,同时提供分析数据的文件;程序可以自动检索并分析此前在相同地点拍摄的图像;除了以上分析功能,该软件能够使用户处理时间-空间上的连续性,将多幅图像拼接;对于不同时间相同位置的图像进行分析时,同时加载以前的分析信息;拼接的多帧图像中的内容可以一起分析;对于一帧图像进行分析所得的信息,可以复制到与其连续的图像上从而节约分析时间等多种功能;
8. 测管:测管直径50mm,长1800mm,可根据实际需求定制。
9. 环境温度: 3〜40℃; 相对湿度: 5%-95%;
10. 工作电压: 充电电池:7 Ahr/12V 铅酸电池;充电器:220 V AC @ 4.5 A。
六、AZR-100微根管根系生态监测系统数据处理
6.1 根系根长密度和根系面积密度
在微根管图像中测量根的长度,通过总根长除以观察的整个管面积获得根系单位面积根长密度RLD(mm•cm-2或cm•cm-2)。根系表面积的计算可用观察到的根长乘以根直径。同样,以单位面积图片中观察到的根系表面积可得到单位面积根面积密度(mm2•cm-2或 cm2•cm-2)。
6.2 细根生长与死亡
RLDP和RLDM分别表示细根生长量和细根死亡量。假设根系在两次相邻采样间隔期内的生长与死亡速率一致的前提下,以单位管面积上根系根长的增加与减少来表示相邻两次采样间隔期内根系的生长与死亡,然后除以间隔时间,得到细根生长RLDP和死亡RLDM。
式中:RLDP ——间隔期内根系生长量,mm•cm-2•d-1;
RLDM ——间隔期内根系死亡量,mm•cm-2•d-1;
RLDn ——第n次观测到的根系根长密度值,mm•cm-2;
RLDn+1 ——第(n+1)次观测到的根系根长密度值,mm•cm-2;
T ——相邻两次采样间隔时间,d。
6.3 根系生长死亡量、现存量和周转计算
1)根系年生长量为一年内所有次采样得到的根系根长净增加值(包括所有出现的新根长与以前存在的根系长度净增加值);根系年死亡量为一年内所有次采样中根系长度的消失(包括存在根的死亡以及由于根系的脱落或昆虫的取食引起根长的减少值);根系年生长量与年死亡量的单位也以每年单位管面积内的单位根长来表示(mm•cm-2•a-1)。
2)根系现存量以每次观测到的单位面积活根系长度来表示。
3)根系周转估计采用以下3种方法进行估计。
① 年根系生长量与年根系平均现存量之比。
② 年根系死亡量与年根系平均现存量之比。
③ 年根系生长量与年根系*大现存量之比。
6.4 土壤水分温度盐分及土壤溶液中养分离子等环境因子
土壤水温盐、土壤溶液中养分离子等环境因子的数据可导入到生态参数科学计算软件中。此软件是北京华益瑞科技有限公司集合近十年服务生态研究领域的经验,自行研发设计的专业生态环境采集、计算软件。该软件可采集全球*先进的水、土、气、生物观测设备的数据,计算生态环境研究的专业参数, 并有多种计算功能可选,用户也可输入自制模型或计算公式。
七、产地
中国华益瑞公司