iChamber-SO树枝通量监测系统：填补冠层温室气体观测盲区

一、树枝通量监测：修正碳汇偏差，补全冠层温室气体清单

森林碳收支研究中，涡度通量塔与树干气体观测是主流手段，但两类观测均存在固有局限。涡度通量塔获取的是整片森林的综合碳交换信号，混合了叶片光合、土壤呼吸、冠层木质组织呼吸等多重过程，很难将冠层枝条木质呼吸单独剥离出来，容易带来区域森林碳汇估算的系统偏差。而树干气体观测大多聚焦粗主干，难以反映树冠上层枝条的真实排放情况，尤其针对CH₄、N₂O这类温室气体，树冠尺度的释放过程长期缺少实测证据。

iChamber-SO树枝通量监测系统针对活体枝条开展原位高频观测，产出的枝条通量数据可针对性弥补上述两大短板。第一，辅助修正涡度通量塔估算误差。涡度通量得到的是林分整体净碳交换，利用实测树枝通量，可以定量拆分出冠层木质枝条呼吸组分，从总信号中剥离扣除，降低森林碳汇核算的不确定性，提升涡度数据反演结果的可靠性。第二，支撑冠层CH₄/N₂O温室气体前沿研究。目前树干甲烷观测大多集中于粗主干，土壤生成的甲烷是否经由根系-树干-枝条通路，最终通过树冠枝条皮孔释放到大气，尚需更多原位实测验证。借助iChamber-SO树枝通量监测系统获取的树枝CH₄、N₂O通量，可直接观测树冠枝条的温室气体释放水平，验证土壤来源甲烷的整株传输排放路径，填补冠层尺度温室气体排放清单的数据空白，服务碳循环前沿课题研究。

二、专用硬件设计，保障树枝通量稳定观测

针对树枝观测难点，澳作推出iChamber‑SO 树枝通量监测系统，打造野外便携式树枝尺度生理实验室，实现单根活体树枝可控、原位、高频精准测量。

系统由树枝呼吸室单元、气体采样分析单元、可调支撑结构、EcoGraph 数据分析软件四部分组成。呼吸室箱体采用低热容高透光亚克力圆筒，搭配柔性密封夹具，夹持枝条不损伤植物组织；箱内风扇保障内部气体充分混匀，避免气体分层。

图1  AZG系列气体分析仪

分析仪搭载激光光谱技术，支持 CO₂、CH₄、H₂O 等多气体 2Hz 高频同步采集，CH₄传感器自带恒温控制，水汽干扰小，测量稳定性强；CO₂的10s 精度≤0.1 ppm，CH₄的10s 精度≤7 ppb，满足微弱树枝通量捕捉需求。模块化设计适配不同粗细枝条，野外布设便捷。

三、EcoGraph：通量全流程质控与数据解析工具

配套的 EcoGraph 软件实现原始数据到通量结果一体化处理。支持多曲线可视化展示，自定义呼吸室参数、树枝实测交换面积，自带异常值剔除、重算等质控工具。软件内置密闭气室通量算法，结合呼吸室有效体积、树枝实测面积与实时温压，自动完成气体通量计算。

图2  EcoGraph 数据分析软件操作界面

软件支持手动选定通量计算时段：呼吸室闭合初期易产生气流扰动，腔体内气体尚未充分混匀，浓度变化表现为非线性，若直接采用完整时段拟合，将引入显著的系统误差。科研人员可根据气体浓度时序曲线，手动选择气体混合充分的稳定区间进行通量计算，规避密闭初期扰动带来的数据偏差，保障通量结果真实可靠，同时满足科研论文的数据溯源规范。

图3  iChamber-SO 野外树枝原位测试实景与单次密闭测量 CO₂浓度拟合曲线