林木微观碳汇同化箱的研制

发布时间：2020-07-15 11:23

【摘要】：大气中CO_2的超标排放,已经引起人们的高度关注。森林碳汇是降低CO_2浓度最有效、环保的方法。碳汇计量则是对森林碳汇能力的评价。然而目前大都采用宏观统计方法估计值作为碳汇量的计量依据,存在着关键量值不能溯源到国家最高计量标准的问题,国际上缺少一套公认的碳汇计量体系。为此,本文从单株植物的碳汇量入手,利用箱式法研制了一种林木微观碳汇计量同化箱装置,对植物在同化箱中的生长状况及环境参数进行了观测,主要工作如下:首先,为研究单株植物的碳汇量,研制了一种林木微观碳汇计量同化箱装置,该装置具有密封性能好、透光率高以及温湿度调节等特点,既能模拟箱外的自然环境,也可根据需要营造人工环境。其次,选购相应的测量传感器,设计测量装置及相关的硬件电路,被测参数包括CO_2浓度、温度、湿度、树径变化量和光合有效辐射,编写了相应软件测量程序及上位机界面,实现了同化箱中植物生长状况和环境参数的实时同步监测。最后,搭建碳汇计量同化箱装置进行相关实验。对同化箱箱体密封性能进行实验,结果表明该同化箱符合3级密封箱室规定的泄漏率。对箱内环境进行温湿度调节实验,结果表明该方法具有降温效果好、响应快等优点,降温速率大于2℃/min,箱内温度最多可比箱外温度低10℃。对平安树在同化箱中的生长状况进行监测,实时监测了箱内CO_2浓度、平安树树径变化量、温度、湿度和光合有效辐射,对实验数据进行分析处理,获得平安树生理参数的变化规律,研究了平安树生长与CO_2浓度的关系。论文对研究植物固碳量,实现单株植物碳汇计量提供实验基础和理论依据。
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S776.2
【图文】：

同化箱,三维设计,碳汇

中国计量学院硕士学位论文林木微观碳汇计量同化箱的功能设计针对现有碳汇计量方法精度低的问题，本课题研制了植物碳汇计量同化置，该装置既可模拟箱外自然环境，也可根据需要营造人工环境，通过对温湿度、CO2浓度、光合有效辐射及植株直径变化量等参数的测量，可对植物的碳汇量进行研究，为某一地区森林碳汇量的计量方法模型提供实验和数据支持。同化箱装置的研制主要包括同化箱机械结构设计、温度与气节系统设计以及测量系统设计，图 3.1 为同化箱装置的三维设计图。141

换热器,和风,风扇

1.换热器 1；2.风扇 1；3.换热器 2；4.风扇 2；5.水箱；6.冷水机图 3.4 制冷系统结构示意图图 3.5 所示，本课题采用伊兰特换热器，具有散热性能好、质量轻点，另外，在换热器上加装风扇，可以更好的将箱内气体混合均快速、整体性降温。3245

框图,实物,传感器,CO2浓度

电源模块电阻式触摸屏STM32温度测量湿度测量CO2浓度测量树径变化量测量光合辐射强度测量测量数据存储图 3.7 硬件电路总体结构框图（1） CO2浓度测量考虑到同化箱内 CO2浓度变化以及目前市场上测量 CO2浓度使用的传感器类型，综合比较之下，采用芬兰维萨拉 GMM222 二氧化碳传感器测量同化箱内CO2浓度，图 3.8 为 GMM222 传感器实物图。

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