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EMS81樹木莖流觀測系統

EMS81樹木莖流觀測系統為EMS51的全新升級版，由MicroSet 8X控制單元、SF81莖流傳感器及不銹鋼加熱電極片等組成，用于直徑12cm以上的樹干莖流監測。MicroSet 8X控制單元內置數據采集器和DR26樹干生長監測傳感器接口，可同步監測樹干生長。EMS81作為一個獨立完整的監測單元（同時監測樹干莖流和樹干生長），既可以每個單元獨立工作、獨立通過充電電池供電以監測一顆樹木的莖流，也可選配多個單元組成復合監測系統同時監測不同距離之間多株樹木的莖流和樹干生長，整個復合系統可統一供電也可每個單元單獨供電。

對于大徑級樹木、相對不規則的樹干、或土壤水分極度不均一的林分如斜坡上的樹干等，建議選配2個樹干莖流監測單元，安裝在相對的位置上（如陽面和陰面），測得的平均值作為整株樹干的莖流。

工作原理：

樹木莖流測量根據熱平衡原理，THB (Tissue heat balance) 加熱技術，樹干內部木質部直接加熱，利用電極片間流經木質部的電流直接加熱樹木木質部組織，電極片溫度由插針式溫度傳感器監測，能量需求與莖流量成比例，發熱能量（mW）通過專業軟件換算成莖流值。熱平衡原理可描述為：輸入能量等于散失的傳導熱與莖流溫度的升高，用公式表示如下：

P = Q · dT · c_w + dT · z

公式中P為輸入能量（W），Q為莖流速度（Kg/秒），dT為測量點溫度差（K），c_w為水的比熱（J.kg^-1.K^-1），z為測量點傳導熱喪失系數（W.K^-1）。THB法不需要任何校準，測量的莖流為kg/hr，適于直徑12cm以上的樹木莖流觀測。

性能特點：

1. THB加熱技術，3+1電極片直接加熱，高精確度、高穩定性、高分辨率、低能耗，能耗隨莖流增大而增大，不會產生樹干組織過熱問題
2. 每個EMS81即可作為一個獨立的監測單元，也可組成復合多通道系統，以靈活安裝監測不同距離及不同林分的莖流、蒸騰作用及水通量
3. 支持SDI12協議組網（限特定型號）
4. 可選配DR26樹木生長傳感器，同時監測樹干生長
5. 可選配Minikin溫濕度與太陽輻射／光合有效輻射監測單元、降雨量監測及土壤水分溫度監測等
6. 可選配Monitoring FluorPen葉綠素熒光監測單元，以監測樹木脅迫生理生態
7. 可選配微根窗根系動態觀測系統，以研究分析樹木蒸騰與根系動態的關系等
8. 紅外數據下載，簡便易行
9. 配備免費軟件，可設置數采、下載和顯示數據圖表及統計分析

技術指標：

1. 莖流測量THB (Tissue heat balance) 加熱技術，樹干內部（木質部）直接加熱，利用電極間流經木質部的電流直接加熱植物組織，加熱電流0.2Amp（與莖流幅度有關），頻率為1kHz
2. 高精確度、高穩定性、高分辨率，能量需求與莖流量成比例，發熱能量（mW）通過軟件換算成莖流值
3. 能耗低，平均能耗0.3～0.4W@dT=1K，大4W
4. 3+1電極片，其中3個電極片（具絕緣端）用于傳導電流致木質部以給電極片周邊的木質部加熱，加熱電流40－200Am；一個電極片為參考電極（沒有絕緣端），安裝在加熱電極下端100mm處
5. 電極片長度有60mm、70mm、80mm三個規格，對應25mm、35mm和45mm木質部深度，以適用于不同徑級類型的樹木
6. 溫度傳感器為特制3+1插針式，恒定溫差1K、2K或3K可預設置
7. 樹干直徑：適于12cm及以上徑級的樹木
8. 數據采集器可存貯120000組數據，每10分鐘采集一次莖流與樹干生長的情況下可以存儲1年的數據
9. 內置精密時鐘，時鐘精確度±1分鐘每月，可通過專業軟件下載和瀏覽具時間戳的數據圖表
10. 專業數據下載分析軟件，可直接給出每小時每單位周長樹干的莖流量（kg），可進行數據下載、數據在線觀測、柱狀圖、數據修復、統計分析（如每小時平均、每日平均、總計、小值、大值、數據相關分析、回歸分析）與圖表展示及系統設置等
11. DR26樹木生長傳感器專為樹干生長長期觀測而設計，為不銹鋼和防紫外線塑料制作，堅固耐用，適于8cm以上的樹干生長監測，測量生長范圍為65mm，分辨率1微米
12. 溫濕度與太陽輻射數據采集器（備選）：溫度精確度±0.2°C，相對濕度精確度±2%，太陽輻射的精確度±5%；重量80g
13. USB/IrDA紅外數據下載，通過USB與計算機相聯
14. 電源：12－15V，低于10.5V時自動停止
15. 工作溫度：−20~50°C

產地：歐洲

參考文獻：

1. Pietras, J., Stojanovi?, M., Knott, R., Pokorný, R., 2016. Oak sprouts grow better than seedlings under drought stress.  iForest – Biogeosciences For. 009, e1–e7.
2. Plichta, R., Urban, J., Gebauer, R., Dvo?ák, M., ?urkovi?, J., 2016. Long-term impact of Ophiostoma novo-ulmi on leaf traits and transpiration of branches in the Dutch elm hybrid “Dodoens.”  Tree Physiol. tpv144.
3. Gebauer, R., Vola?ík, D., Urban, J., Børja, I., Nagy, N.E., Eldhuset, T.D., Krokene, P., 2015. 

Effects of prolonged drought on the anatomy of sun and shade needles in young Norway spruce trees.  Ecol. Evol. n/a–n/a.

1. Hoelscher, M.-T., Nehls, T., Jänicke, B., Wessolek, G., 2015.  Quantifying cooling effects of facade greening: shading, transpiration and insulation. Energy Build. 114, 283–290.