森林生态系统野外系统观测方法
《全国生态状况调查评估技术规范——森林生态系统野外观测》编制说明
附件5《全国生态状况调查评估技术规范——森林生态系统野外观测（征求意见稿）》编制说明《全国生态状况调查评估技术规范》编制组二〇二〇年七月目录一、项目背景情况 (1)（一）项目背景 (1)（二）主要工作过程 (3)二、标准制修订必要性分析 (5)三、国内外相关标准情况 (6)（一）国外相关标准 (6)（二）国内相关标准 (12)四、基本原则和技术路线 (21)（一）基本原则 (21)（二）技术路线 (22)五、主要技术内容 (22)（一）适用范围 (22)（二）规范性引用文件 (23)（三）术语和定义 (23)（四）总则 (24)（五）森林生态系统类型 (25)（六）野外观测样地选择与样方设置 (25)（七）野外观测指标体系 (26)（八）野外观测技术方法 (27)六、与国内外同类标准或技术法规的水平对比和分析 (35)七、实施本标准的管理措施、技术措施、实施方案建议 (36)八、实施本标准的环境效益及经济技术分析 (36)《全国生态状况调查评估技术规范——森林生态系统野外观测（征求意见稿）》编制说明为落实生态环境部“开展全国生态状况评估”职责，以及《全国生态状况定期遥感调查评估方案》（环办生态〔2019〕45号）“建立技术方法规范和质量控制规范，及时转化提升为行业技术规范和国家技术规范，指导生态状况调查评估规范化开展，保障调查评估成果质量”要求，现开展《全国生态状况调查评估技术规范》编制工作。
本标准由生态环境部卫星环境应用中心和中国科学院生态环境研究中心成立编制组，共同编制完成。
一、项目背景情况（一）项目背景党的十八大以来，中央对生态文明建设作出一系列决策部署，发布了《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》《生态环境监测网络建设方案》《中共中央国务院关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》等一系列重要文件。
开展生态状况调查评估，是落实党中央、国务院决策部署的重要支撑。
2000年以来，生态环境部（原环境保护部、环境保护总局）联合中国科学院等相关部门完成了3次全国生态状况调查评估，分别是2000年全国生态环境调查、全国生态环境十年变化（2000-2010年）遥感调查与评估、全国生态状况变化（2010-2015年）调查评估。
林业服务业工作中的野外调查与监测
林业服务业工作中的野外调查与监测野外调查与监测是林业服务业的重要组成部分，它们在保护森林资源、科学经营和生态环境监测方面起着关键作用。
本文将介绍野外调查与监测的意义、方法以及应用，并讨论其在林业服务业中的重要性。
一、野外调查的意义野外调查是获取有关森林资源的重要数据和信息的手段之一。
通过野外调查，我们可以了解森林的物种组成、分布情况、生长状态以及林地和土壤的特征。
这些数据和信息对于科学经营、保护生态环境和制定相关政策都具有重要意义。
二、野外调查的方法1. 采样调查：通过采样调查，我们可以对林地进行系统的抽样，以获取代表性的数据和信息。
采样调查可以分为样线法、样方法和样地法等多种方法，根据实际情况选择合适的方法进行调查。
2. 观测记录：通过仔细观察和记录，我们可以了解到森林资源的特点和变化趋势。
观测记录需要细致入微，包括记录物种数量、大小、年龄和生长环境等信息。
观测记录还可以结合航空遥感和地面观测相结合，提高调查精度和效率。
3. 专业设备：野外调查需要依托专业设备进行数据采集和测量。
例如，使用GPS定位仪可以准确记录调查点位的经纬度；使用无人机可以高效获取林地的影像信息。
合理使用专业设备可以提高调查效果和数据质量。
三、野外监测的意义野外监测是对森林资源的长期观测和跟踪，旨在了解其生态系统的演变和环境变化。
野外监测的数据可以提供给科研机构、政府决策者和经营者，帮助他们更好地理解森林生态系统的变化和森林资源的利用情况。
四、野外监测的方法1. 定点观测：选择代表性样地或样线进行定期观测，记录其物种组成、生长状态和环境变化等信息。
定点观测可以有效监测森林生态系统的演变趋势，为科学经营和生态保护提供科学依据。
2. 长期追踪：通过长期观测和记录，我们可以了解生态系统的动态变化。
例如，追踪研究某一物种的数量和分布变化，以及生境面积的变化情况。
长期追踪可以揭示森林资源的演变规律，为相关政策制定和管理提供参考。
3. 数据分析：野外监测所获取的大量数据需要进行统计和分析。
生态学野外调查方法
生态学野外调查方法介绍植被调查的准备工作1 背景资料准备（1) 调查研究之初必须明确目的、要求、对象、范围、深度、工作时间、参加的人数,所采用的方法及预期所获的成果;（2)对调查研究地和对象的前人研究工作要尽可能的收集资料，加以熟悉，甚至是一些片段的、不完全的资料也好，有旅行家札记、县志、地区名录等等都可以收集。
（3）对相关学科的资料也要收集,如地区的气象资料、地质资料、土壤资料、地貌水文资料、林业、畜牧业以及社会、民族情况等.2 野外调查设备的准备海拔表、地质罗盘、GPS, 大比尺地形图、望远镜、照相机、测绳、钢卷尺、植物标本夹、枝剪、手铲、小刀、植物采集记录本、标签、样方记录用的一套表格纸，方格绘图纸、土壤剖面的简易用品等等。
如果有野外考察汽车、野外充气尼龙帐篷及简易餐具则更好。
3。
调查记录表格的准备（1)野外植被(森林、灌丛、草地等等）调查的样地（样方）记录总表该总表是根据法瑞学派的方法而设计的，也可用于英美学派。
目的在于对所调查的群落生境和群落特点有一个总的记录。
总表见表5-1。
（2)法瑞学派的野外样地记录分表只有一个格式的表,对于样地中的乔木层、乔木亚层、灌木层、草木层、藤木和附生等均通用。
既通用于各类森林群落，也通用于灌丛和草地以及水生植物群落等。
表的格式见表5-2.（3）英美学派森林群落野外样方调查表(分表）因为英美学派对森林的不同层次有不同调查项目和不同的样方面积，故可分乔木层、灌木层、草本层等不同的表格，见表5—3、表5-4、表5—5.选样原则1. 一般原则（1）一般了解，重点深入,并设点对照。
(2）大处着眼，小处着手；动态着眼，静态着手；全面着眼，典型着手。
（3）三个一致性：外貌结构一致性,种类成分一致性，生境特点一致性。
（4）6个特征要接近：①种类成分要接近；②结构形态要接近；③外貌季相要接近;④生态特征要接近；⑤群落环境要接近；表5—2 植物群落野外样地记录表(表头设计）群落名称 样地面积 野外编号 第 页层次名称 层高度 层盖度调查时间 记录者表5-3 乔木层野外样方调查表（表头设计)群落名称样地面积野外编号第页层次名称层高度层盖度调查时间记录者表5—4 灌木层野外样方调查表群落名称样地面积野外编号第页层次名称层高度层盖度调查时间记录者表5-5 草木层野外样方调查表群落名称样地面积野外编号第页层次名称层高度层盖度调查时间记录者⑥外界条件要接近。
小学自然科学如何观察并保护森林生态
小学自然科学如何观察并保护森林生态森林是地球上最宝贵的资源之一，它们提供了丰富的氧气、吸收了大量的二氧化碳、维系了生态平衡等多种重要功能。
随着人类的发展和城市的扩张，森林生态系统面临着日益严重的破坏。
为了更好地观察和保护森林生态，小学生应该从基础的自然科学知识开始学习，培养对森林的关注和保护意识。
一、观察森林生态的重要性观察森林生态能够帮助我们了解自然界的奥秘，增强对森林生物多样性的认识，探索森林与人类生活的关系。
同时，观察还能够帮助我们发现森林生态系统中的问题和威胁，及时采取相应的保护措施。
这对维护健康的生态环境和可持续发展至关重要。
二、观察森林生态的具体方法1. 实地考察带领学生走进森林，亲身感受自然的魅力。
可以组织野外考察活动，观察树木的生长情况、土壤的质地、森林动物的生活习性等。
通过观察及采集样本，学生们可以了解更多关于森林的知识，培养对自然的热爱。
2. 鸟类观察让学生了解鸟类是森林生态系统中重要的一环，可以组织野外观鸟活动。
教师可以向学生介绍一些常见的鸟类，讲解它们的特点和习性。
通过观察鸟类的栖息地、飞行状况和鸣叫方式，学生们可以更好地了解鸟类与森林之间的关系以及变化。
3. 昆虫观察昆虫在森林生态系统中起着重要的作用，同样也是一个有趣的观察对象。
学生们可以观察昆虫的外形、行为习惯和与植物之间的关系。
同时，了解害虫与益虫的区别，让学生们懂得一些简单的防虫方法，以保护森林中的动植物。
4. 气候观测气候是影响森林生态的重要因素之一。
学生们可以设置一个气象观测站，测量并记录温度、降雨量、湿度等气候数据。
通过长期观测，学生们可以了解森林的气候特点，并研究气候变化对森林生态系统的影响。
三、保护森林生态的方法1. 宣传教育组织宣传活动，向学生展示森林生态的重要性和保护森林的必要性。
可以邀请专家给学生们讲解有关森林保护的知识，通过图片、视频等形式生动地展示森林破坏和保护的现状。
2. 节约用纸教育学生节约用纸，减少造纸所需的木材和能源消耗。
森林生态系统野外系统观测方法
启动风速：0.2m· s-1；最大风速：可大于 75m· s-1 测量范围：0.2mm；高度：357mm；入口面积：400cm2
直径：200mm；收集面积：314cm2；采样体积：5L 测量原理：TDR 时域反射原理 温度测量范围： -15℃~+50 ℃，精度： ± 0.2 ℃ ；含水量 40%～ 测量范围：0～100% 体积含水量；含水量 0～ 40%时,精度 ± 1% 水势测量范围： 100KPa~-85Kpa ，精度： ± 0.5KPa ± 70%时,精度 ± 2%；温度测量范围： -15℃～ +50℃；温度精度： 0.2℃
2 表面积： ，柱高： 1m 或 2m 或用户定制，材料： 4mm 不锈钢 输出：2 1m 个 0 ～2000mV ；内存： 4500 读数 供电：10.5 ～15VDC
重量测量间隔是 1min，土壤水分、水势、温度、气象参数测量间隔是 10min。 系统软件直接输出土柱重量、渗漏液重量、土壤剖面水势、水分、温度、土壤溶液采样 负压、柱体底部水势及同深度野外大田水势。 4.1.3.5 单个或多个林分蒸散量观测 a）大孔径闪烁仪的结构和原理 1）结构 由发射器、接收器、信号处理器SPU和SRun软件、电源单元、气象单元（可选）组成。 发射器和接收器一般安装在铁塔上。发射器有两个由450只发光二极管排列组成的圆盘，接 收器距离发射器250m～60km。 2）工作原理 大孔径闪烁仪以发光二极管（LED）作为光源，工作时，发射器发出两束平行光束，接 收器被放置在距离发射器 250m 至 60km 的位置。根据弱散射原理，通过计算光强的起伏变 化来测量折射率波动的结构常数 Cn ，横向风的风速由两次波束信号间的时滞协方差得出。 由 Cn 得出温度脉动结构常数 CT ， 并通过自然对流尺度分析， 结合气象传感器测量的温度、 气压等结果，软件计算出传播路径上的显热通量、潜热通量、蒸散量等。 b）大孔径闪烁仪的布设和安装
生态学野外调查方法
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------生态学野外调查方法生态学野外调查方法介绍植被调查的准备工作 1 背景资料准备（1）调查研究之初必须明确目的、要求、对象、范围、深度、工作时间、参加的人数，所采用的方法及预期所获的成果；（2）对调查研究地和对象的前人研究工作要尽可能的收集资料，加以熟悉，甚至是一些片段的、不完全的资料也好，有旅行家札记、县志、地区名录等等都可以收集。
（3）对相关学科的资料也要收集，如地区的气象资料、地质资料、土壤资料、地貌水文资料、林业、畜牧业以及社会、民族情况等。
2 野外调查设备的准备海拔表、地质罗盘、GPS, 大比尺地形图、望远镜、照相机、测绳、钢卷尺、植物标本夹、枝剪、手铲、小刀、植物采集记录本、标签、样方记录用的一套表格纸，方格绘图纸、土壤剖面的简易用品等等。
如果有野外考察汽车、野外充气尼龙帐篷及简易餐具则更好。
3. 调查记录表格的准备（1）野外植被（森林、灌丛、草地等等）调查的样地（样方）记录总表该总表是根据法瑞学派的方法而设计的，也可用于英美学派。
目的在于对所调查的群落生境和群落特点有一个总的记录。
总表见表 5-1。
（2）法瑞学派的野外样地记录分表只有一个格式的表，对于样地中的乔木层、乔木亚层、灌木层、草木层、藤木和附生等均通用。
1/ 42既通用于各类森林群落，也通用于灌丛和草地以及水生植物群落等。
表的格式见表 5-2。
（3）英美学派森林群落野外样方调查表（分表）因为英美学派对森林的不同层次有不同调查项目和不同的样方面积，故可分乔木层、灌木层、草本层等不同的表格，见表 5-3、表 5-4、表 5-5。
选样原则 1. 一般原则（1）一般了解，重点深入，并设点对照。
森林生态系统野外观测
目次前言 (ⅱ)1 适用范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 总则 (2)5 野外观测总体技术流程 (2)6 森林生态系统类型 (2)7 野外观测样地选择与样方设置 (2)8 野外观测指标体系 (3)9 野外观测技术方法 (4)附录A（资料性附录）龄组划分表 (8)附录B（规范性附录）野外调查记录表 (9)森林生态系统野外观测技术规范1适用范围本标准规定了森林生态系统的类型、样地选择与样方设置、野外观测指标体系、野外观测技术方法等内容和要求。
本标准适用于全国及省级行政区域森林生态系统野外观测，其他自然地理区域可参照本标准执行。
2规范性引用文件本标准内容引用了下列文件或其中的条款。
凡是不注明日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。
GB/T 14721 林业资源分类与代码森林类型GB/T 26424 森林资源规划设计调查技术规程GB/T 30363 森林植被状况监测技术规范GB/T 33027 森林生态系统长期定位观测方法3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1林分stand指森林内部特征（如树种组成、林冠层次、年龄、郁闭度、起源、地位级或出材量等）基本相同，而与周围森林有明显区别的一片森林。
林分常作为确定森林经营措施的依据，不同的林分需要采取不同的经营措施。
3.2立地因子site factor指林木所处环境中影响其生长发育的环境因子，包括海拔、地形类型、坡度、坡向、坡位等。
3.3森林生态系统forest ecosystem指以乔木为主的生物群落和非生物环境综合组成的生态系统，本标准中包括针叶林、阔叶林、针阔混交林和稀疏林。
3.4每木检尺tally指林业调查中的一种的基本调查工作，目的为取得林分数据，测定样地内每一株达到测量标准树木的胸径等指标。
4总则4.1原则本标准规定的内容遵循规范性、可操作性、先进性和经济与技术可行性的原则。
4.2内容本标准以现场观测手段为主，辅以资料收集与访问调查等手段，对森林生态系统的立地因子、森林类型、每木检尺、林分指标和林下植被等内容开展野外观测，服务于全国和区域尺度生态状况调查评估。
测定森林生态系统生态服务功能的野外调查方法
测定森林生态系统生态服务功能的野外调查方法生态系统服务是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用，它不仅给人类提供生存必需的食物、医药及工农业生产的原料，而且维持了人类赖以生存和发展的生命支持系统。
森林生态系统服务功能的指标体系，一级指标1个即森林生态系统的服务功能；2级指标7个包括涵养水源、土壤保育、净化环境、林木营养积累、固碳释氧、森林游憩、生物多样性保护；3级指标11个包括调节水量、净化水质、固土、保肥、固碳、释氧、林木营养积累、提供负离子、滞尘、物种保育、森林游憩。
（一）生态因子综合测定1、基本原理：生物所生存的环境变化多端，既有空间上的异质性，又有时间上的变化，同时因为不同生物的存在也同时影响其周围的生态因子。
对不同环境下垫面的主要生态因子的进行日动态观测与测定。
2、方法步骤：1、选取实验地点进行光照强度的测定。
2在实验地内选择测定点5个，在每个测定点分别10cm、50cm、150cm高度的光照强度（高度应一致），并记录每次测定的数值(要求15分钟内测定完毕)，3、在不同时间段（每一时间段尽可能做到同时测定才具有可比性），在实验地内，随机测定5个点，用照度计测定裸地的光照强度（1.50m），并记录好每次测定的数值。
（二）温湿度的测定与上述测定的地点相同，实施下述内容的测定：1、大气温度的测定（1）群落内外温度差异观测选定一处正常生长的植物群落，在群落内分为乔、灌、草三个层次高度进行观测（注意各层应统一高度），各3个重复。
群落外选取1.5m高处进行测量。
（2）植株各部位温度观测选择1-3株健康的全光照下生长的树木进行植物个体不同部位的温度观测。
观测部位包括树干、叶、芽、花等。
使用手持式点温湿度计进行3次重复测定，填入表3。
2、大气湿度测定在群落内均匀选取5个点，在1.5m测定其湿度，同时在空旷无林地的1.5m高处，随机选取5个点，测定空气湿度，并记录每次测定的数值。
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定而调节的输入功率与液流量相关，从而求算液流量。 三种长度的电极60mm、70mm和80mm可覆盖25mm、35mm和45mm的边材，确保覆盖大 部分树种的液流主剖面。
图 4.1.1 THB 系统-EMS51 电极的布设示意图 2） SHB 茎干热平衡系统 ① 结构 由控制模块、液流传感器、防辐射膜、数据采集器和电源组成。 ② 工作原理 工作原理同THB，传感器不是电极片，而是包裹在树干上的两个圆柱形电极，一个内装 有线性加热元件，另一个没有加热元件，并且确保测量过程对树干没有损伤。 b）液流系统的布设和安装 1）观测样木的确定 根据标准木法确定观测样木。 2）液流系统安装 ① THB 系统安装步骤 首先选择样木上测点的位置， 原则是距地面同样高度的植物组织质地均一。 测点至少距 地面 1m 或更高，但低于绿冠（第一个轮生体）。树干组织和预留出的覆盖辐射膜的地方要 足够均匀，没有非正常结节，无机械或生物损伤或其它会影响木质部正常液流通道的障碍。 对于大树干或坡地上树干周边土壤条件不同的情况可在树干相对的位置设置两个测点， 两个 测点的平均值作为该整株样木的液流。 然后测量树皮和韧皮部的厚度。若厚度不均一，打磨树干。注意不要损伤树皮底下的软 木。确定树干上相对的两个测点后，对于大树干，两个测点距地面的垂直距离可以一样；对 细的树干，距离地面的高度要相差30cm以上，便于包裹防辐射膜。 接着可插入电极，在电极间放置温度传感器，将电极连接到控制模块的加热端，连接控 制模块到数据采集器和电源，包裹防辐射膜。 ② SHB系统安装步骤
传感器及部件 空气湿度 空气温度 总辐射 风速 雨量筒 降水收集器 土壤温度 罐体 土壤溶液采样器 土壤传感器 维护井或地下室 数据采集器 底部水势控制器 称重单元 土壤溶液收集器 土壤溶液采样控制器 电源 安装位置 高度 2m 高度 2m 高度 2m 高度 50cm 高度 2m 高度70cm 5cm 高度 高度 70cm 地下 20cm 与地面齐平，高度 1.5m 或 2m 地下 10cm 柱体内 地下 5cm 柱体内和野外 井口或楼梯与地面齐平 维护井或地下室内 柱体底部 柱体底部 维护井或地下室内 维护井或地下室内 通入维护井或地下室内 高度可定制 备注
启动风速：0.2m· s-1；最大风速：可大于 75m· s-1 测量范围：0.2mm；高度：357mm；入口面积：400cm2
直径：200mm；收集面积：314cm2；采样体积：5L 测量原理：TDR 时域反射原理 温度测量范围： -15℃~+50 ℃，精度： ± 0.2 ℃ ；含水量 40%～ 测量范围：0～100% 体积含水量；含水量 0～ 40%时,精度 ± 1% 水势测量范围： 100KPa~-85Kpa ，精度： ± 0.5KPa ± 70%时,精度 ± 2%；温度测量范围： -15℃～ +50℃；温度精度： 0.2℃
4.1.2 观测内容
单木树干液流量、单个林分蒸散量、多个林分蒸散量。
4.1.3 观测与采样方法
4.1.3.1 观测场设置 单木树干液流量观测场应设在研究区域的典型林分内，地势平坦，植被分布均匀。 单个林分蒸散量观测场土壤、 地形、 地质、 生物、 水分和树种等条件具有广泛的代表性， 要避开道路、小河、防火道、林缘，形状应为正方形或长方形，林木在 200 株以上。 多个林分蒸散量观测场的测量路径长度要包含或覆盖单木树干液流和单个林分蒸散 量观测点所在的典型林分，且路径中心位置尽量位于森林小气候观测塔附近。 4.1.3.2 观测仪器 采用液流计测量单木树干液流； 蒸渗系统测量林分蒸散量； 大孔径闪烁仪测量单个或多 个林分的蒸散量。 4.1.3.3 单木树干液流观测 a）液流系统的结构和原理 直径≥12cm 的样木采用组织热平衡系统 THB (Tissue Heat Balance)，俗称插针式液流 计；直径＜12cm 的样木采用茎干热平衡系统 SHB（Stem Heat Balance），俗称包裹式液流 计。 1）THB 组织热平衡系统 ① 结构 由控制模块、温度传感器组、不锈钢电极组、数据采集器、电源和辐射保护膜组成。 ② 工作原理 THB 系统中三块厚 1mm 的平行不锈钢电极将交流电流引入树干木质部， 电极周围的木 质部被加热，电极的绝热部分可阻止热量传导到韧皮部。上部加热区有三块电极，下部非加 热区有一块电极，见图 4.1.1。一部分热量传导到环境中，其余的因树液流动被带走。通过 测量树干上的加热区和非加热区的温差， 根据热平衡原理， 为确保加热区和非加热区温差恒
范围： 0~60t；称重分辨率： 0.01mm（水量） 温度测量范围 :-30℃～+70℃;温度精度： ± 0.2K
水势测量范围： 100KPa~-85KPa ，采样杯表面积： 3600cm2 结构：Y 型构架安装系统 , X-Y-Z 三方向调节蒸渗仪柱体 范围：0~60kg；称重分辨率： 100g40mm 采样杯材料：硅碳；进气值： 0.1bar；直径： 采样管：PMMA (丙烯酸)，直径 20mm；陶土杯：直径 20mm；高 60mm； 材料：硅砂 负压范围：0~850hPa，精度： ± 0.5hPa
4 森林生态系统野外系统观测方法
水文
4.1 森林生态系统蒸散量观测
4.1.1 观测目的
通过长期连续定位观测单木树干液流量， 了解不同树种的蒸腾耗水规律及其主导影响因 子， 基于单个和多个林分蒸散量的观测数据， 掌握典型森林植被类型的水文动态变化规律及 森林生态系统水文时空分布格局， 为研究森林生态系统的水分耗散及水分利用效率提供基础 数据。
（a）
（b）
（c）
（d） 图 4.1.2 蒸渗仪柱体与维护井位置图
④ 维护井安装在六个等距柱体的交叉中心，成正六边形排列，见图 4.1.2（d）。六个
柱体的原状土柱来自不同试验观测点， 用于比较不同植被类型或立地条件的土壤。 正六边形 布设使蒸渗仪柱体处于同样的条件下，便于比较研究。 3）蒸渗系统各部件的安装位置 蒸渗系统各部件的安装位置见表 4.1.1。 表 4.1.1 蒸渗仪部件及安装位置
F ——施肥量，g； L ——渗滤液，g； V ——植被损耗，g。 蒸渗仪系统中的气象传感器同时测量能量平衡、水量平衡中的各参数，可求算ET0值。 b）蒸渗系统的布设和安装 1）蒸渗系统安装点的选择 观测点应地势相对平坦，土壤中没有产流，植被分布均匀；观测点应至少能安装一个最 小规格为 2m× 2m（直径× 高）的圆柱状蒸渗系统；土柱采样点要具有代表性，要能代表集水 区或一个区域；避开土壤剖面有隔层、粘土防渗层、土表层极粗糙的位置。 2）蒸渗仪柱体与维护井的布设 由多个蒸渗仪柱体组成的蒸渗系统，蒸渗仪柱体和维护井的位置有如下几种布局。 ① 维护井与柱体是直角或柱体在维护井的两边成一条直线，见图 4.1.2（a）。这种布 局用于在一种土壤类型上比较不同的处理（如施肥、灌溉或 CO2 处理） ② 维护井安装在四个等距柱体的交叉中心，成正四边形结构，见图 4.1.2（b）。通过 用户定制的管长连接柱体与维护井。在这种布局中，四个柱体分别是四种类型的样地。 ③ 维护井安装在两列各三个柱体的对称中心，成矩形排列，见图 4.1.2（c）。这种布 局用于比较不同植被类型或植被不同处理，方便机器或机械设备操作，如施加示踪剂（或同 位素） ，放置不同气体处理罩等。
比罐体截面积大 4~6 倍
4）蒸渗系统安装步骤 ① 维护井或地下室建造 按 TJ 7 执行。地下室的防雷地线要连接到观测场的总防雷地线。 ② 取原状土柱 采用 4 汽缸同步水压驱动器取原状土柱。 在钻孔过程中， 采用人工或机器检查采样点是 否有石头、根、洞穴或其它干扰物，手工剔除切边周围的石头、根，防止在土柱中造成孔穴 或凹槽。 采用抛光的切板切割土柱底部。土柱切割后，通过两个中心螺栓吊运和翻转罐体，使上 部朝下。安装底部水势控制管，确保罐体内的水分情况与大田或野外完全一致。 ③ 安装传感器 在维护井或地下室安装称重系统。 在柱体内安装土壤水分、 土壤水势传感器和土壤溶液 采样器。并将原状土柱体吊装、安置在称重传感器上。在维护井或地下室内安装底部水势控 制部件和溶液采样器的泵及控制器。 在距离蒸渗仪柱体 10m 内的地面上安装气象传感器。
c）蒸渗系统数据采集 在系统软件中按表 4.1.2 设置各部件的测量频率。 表 4.1.2 蒸渗系统各部件测量频率及性能指标
部件 空气湿度 空气温度 总辐射 风速 雨量筒 降水收集器 土壤水分 土壤温度 土壤水势 称重单元 底部水势控制 渗漏液称重单 器 土壤溶液 元 收集器 土壤溶液采样 柱体 控制器 1 次/min 根据室内 分析频率 维持设定 值 测量频率 1 次/10min 1 次/10min 1 次/10min 1 次/10min 累计 用户自定 1 次/10min 1 次/10min 1 次/10min 1 次/min 性能指标 测量范围：0~100%RH，精度：± 2%RH 温度范围： -30℃ ~70℃，精度： 0.2K 响应时间 :小于 20s (0 m/s) ± 测量范围：0~1500W· m-2；分辨率：<1W· m-2
2 表面积： ，柱高： 1m 或 2m 或用户定制，材料： 4mm 不锈钢 输出：2 1m 个 0 ～2000mV ；内存： 4500 读数 供电：10.5 ～15VDC
重量测量间隔是 1min，土壤水分、水势、温度、气象参数测量间隔是 10min。 系统软件直接输出土柱重量、渗漏液重量、土壤剖面水势、水分、温度、土壤溶液采样 负压、柱体底部水势及同深度野外大田水势。 4.1.3.5 单个或多个林分蒸散量观测 a）大孔径闪烁仪的结构和原理 1）结构 由发射器、接收器、信号处理器SPU和SRun软件、电源单元、气象单元（可选）组成。 发射器和接收器一般安装在铁塔上。发射器有两个由450只发光二极管排列组成的圆盘，接 收器距离发射器250m～60km。 2）工作原理 大孔径闪烁仪以发光二极管（LED）作为光源，工作时，发射器发出两束平行光束，接 收器被放置在距离发射器 250m 至 60km 的位置。根据弱散射原理，通过计算光强的起伏变 化来测量折射率波动的结构常数 Cn ，横向风的风速由两次波束信号间的时滞协方差得出。 由 Cn 得出温度脉动结构常数 CT ， 并通过自然对流尺度分析， 结合气象传感器测量的温度、 气压等结果，软件计算出传播路径上的显热通量、潜热通量、蒸散量等。 b）大孔径闪烁仪的布设和安装