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植物光合生理研究中，常需要做一些“定制化”的实验：如模拟自然界波动的光环境、温度环境或是CO₂环境等，探索植物是如何适应这些环境变化的。这种控制实验很有意义，如有研究表明，农作物叶片适应光环境的速度决定了其产量的高低。

LI-6800高级光合-荧光测量系统，会“预置”一些常用的自动测量程序，如光响应曲线Light-Curve、二氧化碳响应曲线A-Ci Curve等。但是当实验设计变得更复杂时，这些“预置”自动测量程序就无法满足相应的实验需求。

LI-6800高级光合-荧光测量系统

从1.4版本开始，LI-6800高级光合-荧光测量系统，加入了用户自定义测量（Backgroud Programs，简称BP）新功能，这使得LI-6800的测量能力kong前提升！可以说，只要有实验idea，BP就能为您实现！

BP是Background Programs的缩写，中文译名为“用户自定义测量程序”。它由用户在测量前进行定义，可由一个或多个程序组成，目标是自动执行用户“定制化”的测量任务。BP已经超越了现有AutoPrograms（自动测量程序）的功能：AutoPrograms可以实现的，BP都可以实现；AutoPrograms无法实现的，BP依然可以实现。BP有如下几个特点：（1）用户可根据需要创建自己的BP；（2）灵活性——所有无法通过AutoPrograms完成的任务，都可以尝试使用BP去做；（3）简单易用——模块化图形界面编程环境，就像在搭积木；（4）多个BPs可同时运行；（5）BP的本质是Python文件。

下面，就请跟随祝介东工程师，详细了解BP功能的具体操作。今天是DY讲：“波动”环境下的植物光合测量——以CO₂为例。

上一讲中，我们提到，土壤水分特征曲线的“湿端”：0至-240kPa，可通过HYPROP2进行JZ测量。当土壤样品水势低于-240kPa时，该如何测量呢？

METER公司研发制造的WP4C露点水势仪（量程0至-300Mpa），高准度测量低于-240kPa的土壤水势，尤以“干端”的测量数据准确可靠。

WP4C把土壤样品封闭在一个测量室内，红外温度传感器一直监测土壤样品温度。在土壤样品上方，设计有一个冷镜，冷镜温度在逐渐下降过程中，逐渐达到露点温度。当测量室内土壤样品和上方空气达到完全平衡后，我们可根据这两个温度数据，得到某一平衡时刻样品上方空气的相对湿度，利用该相对湿度数据计算土壤样品水势。

接下来，力高泰卫星海工程师将为您详细讲解：WP4C露点水势仪的具体使用和测量注意事项。

内容提要

●WP4C由哪些硬件组成？

●如何进行WP4C校准？

●WP4C的几种测量模式：

   F快速测量模式

   PJZ测量模式

   C连续测量模式

●土壤样品的实测操作？

●如何对WP4C进行清洁维护？

土壤-植物-大气连续体上的水势梯度 图源/METER

土壤水分含量和土壤水势是描述土壤水分的两个重要概念，它们与土壤水分运动、植物水分利用、植物生理响应密切相关。METER公司的Chris Chambers将从基本概念出发，为您详细讲解土壤水分的相关知识。

内容提要

●土壤水分含量和土壤水势基本概念

●土壤质量含水量、土壤容重、土壤体积含水量的关系

●土壤水势的四个组分

●土壤、植物、大气连续体上的水势梯度

●田间持水量和永 久萎蔫点

●土壤机械组成（粒径分布）和土壤水分含量、土壤水势的关系

●土壤水分特征曲线

在上一讲中，METER公司的Chris Chambers为大家介绍了土壤水分含量和土壤水势的基础知识。这一讲，Leo Rivera将为大家深入解析土壤水势和土壤水分特征曲线。

内容提要

■ 土壤水势（Soil Water Potential）的研究意义是什么？

■ 田间持水量时，土壤水势是多少？

■ 永 久萎蔫点是个啥？

■ 什么因素影响土壤水分的可利用性？

■ 如何用土壤水分特征曲线（Moisture Release Curves）指导灌溉？

■ 如何在实验室及田间获得土壤水分特征曲线？

■ 土壤水势（Soil Water Potential）的研究意义是什么？

土壤水势表征土壤孔隙水相对于参考点（通常是纯水）的“能量状态”。具体来说，可定义为在温度恒定状态下，使单位体积或质量的土壤孔隙水摆脱土壤颗粒以及土壤盐溶液的束缚，达到自由水（纯水）状态，所需要做的功。从这个定义出发，土壤水势的单位可用J/m³或J/kg来表示。

土壤水势常用单位
常用的土壤水势单位有：J/kg，kPa，MPa，Bar。它们之间的换算关系是
1J/kg=1kPa=0.001Mpa=0.01Bar。

另外，还可以用水柱高度来表示土壤水势，单位是cm，1cm=0.981hPa。将土壤水势换算成水柱高度后，乘以-1后取以10为底的对数，这个计算值用符号pF表示。

土壤孔隙水会沿水势梯度从高往低运动。植物根系吸水就可以用水势梯度来解释：土壤水势高，植物根系水势低，在这种水势梯度下，根系能从土壤孔隙中获得水分；干旱发生时，由于土壤和植物根系水势逐渐持平，水势梯度消失，水分运动就不再发生；当干旱加剧，土壤水势进一步下降，当其比植物根系水势还低时，水势梯度逆转，植物根系失水，植物就面临失水死亡的风险。因此，土壤水势在理解水分在”土壤-植物-大气连续体”中的运动具有重要意义（图2）。 

图2 土壤-植物-大气连续体上的水势梯度和水分运动 源/METER

■ 田间持水量时，土壤水势是多少？

田间持水量（Field Capacity）是指当土壤中多余的水分下渗完成后，土壤中剩余的水分含量。这种状态一般出现在降水或灌溉后的第2到第3天，对应的土壤水势可认为是其上限，一般认为是-33kPa。Veihmeyer和Hendrickson发现该值受很多因素的影响，因此对于某一特定土壤来说，-33kPa并不是一个常数。例如，毛细阻滞效应(Capillary Barrier Effect）会将这一值提高。这种效应可解释为：细粒土层和粗粒土层从上到下分层排布，由于这两个层次的土壤粒径相差较大，两层之间的土壤水力导度（Soil Hydraulic Conductivity）很低（k~0）。细粒土层不断充水过程中，土壤孔隙水并不能透过此土层继续下渗，导致细粒土层土壤水势持续升高。ZZ，细粒土层的土壤水势能接近0kPa（图3），显著高于普遍认为的-33kPa上限。

图3 毛细阻滞效应影响土壤田间持水量对应的水势

■ 永 久萎蔫点是个啥？

永 久萎蔫点指植物根系能够从土壤中获取到水分且不会枯萎时，土壤水势的最小值。如果土壤水势低于永 久萎蔫点，植物就会逐渐萎蔫死亡（图4）。一般认为，永 久萎蔫点约为-1500kPa。和田间持水量时对应的土壤水势上限一样，永 久萎蔫点也不是一成不变的。例如，研究发现，沙漠中的Sagebrush（一种蒿属植物）可在-2500kPa土壤水势条件下存活。

图4 土壤水势状态和植物生长 源/https://extension.umn.edu/

■ 什么因素影响土壤水分的可利用性？

理论上来讲，当土壤水势介于-33kPa（田间持水量时）到-1500 kPa（永 久萎蔫点时）之间，植物都可以吸收利用，然而也有一些例外。例如，一位研究者发现，他们用于培养植物的一种实验基质，其水势为-10kPa时，植物却发生了干旱胁迫。使用Hyprop2 测量其土壤水分特征曲线后发现，和通常的平滑曲线不同，该曲线竟然出现了“两个拐弯”。其中一个“拐弯”出现在-10kPa左右。这说明，这种基质的粒径组成存在“Gap”：有细粒成分，也有粗粒成分，但是缺乏中等粒径成分（图5）。

图5 中等粒径成分缺失（Gap-Graded）下的土壤水分特征曲线

中等粒径成分的缺失，会导致土壤水力导度（Soil Hydraulic Conductivity）发生“突变”。土壤水力导度（Soil Hydraulic Conductivity）是反映土壤“供水”能力的另一个重要参数。图6所示，这种实验基质在土壤水势很高（-8kPa）的情况下，土壤水力导度却非常低，介于1.00E-04到1.00E-05 cm/s之间。这意味着，虽然“土壤水库”充足，但是“供水能力”差，植物根系可利用水量少，因此出现干旱胁迫。

图6 土壤水力导度和土壤水势的关系

■ 如何用土壤水分特征曲线（Moisture Release Curves）指导灌溉？

土壤水分特征曲线（Moisture Release Curves）就像是土壤的“指纹”，具有独特性。它和土壤质地(Soil Texture)、土壤有机质含量等因素密切相关。使用该曲线，我们能估算灌溉用水量。

在下图中，假设粉砂壤土（Silt Loam）当前水势是-100kPa，根据其土壤水分特征曲线，对应的水分含量是0.24m3/m3，灌溉目标是-33 kPa，对应的土壤水分含量是0.32 m3/m3，如果灌溉深度15cm（该值可通过研究植物的根系分布获得），由此估算得到灌溉用水量为（0.32-0.24）*15=1.2cm。

图7 根据粉砂壤土（Silt Loam）的土壤水分特征曲线估算灌溉用水

对于细砂壤土（Fine Sandy Loam），假设其当前土壤水势也是-100kPa ，对应的土壤水分含量是0.10 m3/m3，灌溉目标也是-33 kPa，对应土壤水分含量是0.16 m3/m3，灌溉深度同样是15cm，估算得到灌溉用水量为（0.16-0.10）*15=0.9cm。可以看出，由于土壤质地不同，达到同样的灌溉目标，所需的灌溉水量是不同的。

图8 根据细砂壤土（Fine Sandy Loam）的土壤水分特征曲线估算灌溉用水

■ 如何在实验室及田间获得土壤水分特征曲线？

绘制土壤水分特征曲线，需要同时测量土壤水分含量和土壤水势。土壤水分含量较易测量；而对于土壤水势来说，目前还没有一种仪器/传感器，可以既测土壤水势的“干端”，又测“湿端”。然而，通过多种仪器的组合，就能完成土壤水势的全量程测定（图9）。

仅需几天（~5d），HYPROP2就可在湿端（0至-240kPa）范围内生成土壤水分特征曲线，整个过程自动完成；与露点水势仪WP4C联用，可将该曲线扩展到干端（低至-300MPa）（视频1）。

在田间，TEROS 32土壤“湿端高准度”水势传感器（-85kPa至+50kPa）、TEROS 21土壤“干端高准度”水势传感器（-9至-2000kPa），联合TEROS 12土壤水分含量传感器，可原位获得土壤水分特征曲线（图10）。所有数据储存在ZL6数据采集器中，并上传云端——Zentra Cloud，随时随地查看数据。

视频1：实验室土壤水分特征曲线测量工作组

图9 不同仪器/传感器的水势量程

图10 METER原位土壤水分特征曲线测量系统

现代光合作用测量系统普遍采用差分式方法测量叶片净光合速率A和蒸腾速率E，参比和样品测量室的CO2和H2O浓度差值是否准确，是决定数据质量的关键。

传统单点匹配（Point Matching），是在某一气体浓度条件下，让两个腔室测量同样的气体，读值以参比测量室读值为准，消除了特定气体浓度下的系统误差。

然而，单点匹配（Point Matching）存在两个问题，第.一，会暂时中断测量过程，耗时较长，表现为数据的短时波动；第二，由于匹配修正值是一个气体浓度依赖函数，当气体浓度发生改变后，需要再次做单点匹配（Point Matching）。

针对上述情况，LI-6800高级光合-荧光测量系统，推出全量程预先匹配功能（Range Matching），这项功能让研究者在测量前可预先在气体（CO2&H2O）全量程范围内提前执行匹配操作，确定修正函数，使得在后续测量过程中无需频繁执行单点匹配（Point Matching）。

这样，正常测量过程不会被打断，提高了测量效率；而且，全量程预先匹配功能（Range Matching）消除了匹配修正的浓度依赖效应，提升了数据的精.准度。

下面是具体操步骤和注意事项。

Part1：LI-6800—如何正确做CO2的全量程预先匹配（Range Matching）

仪器完成自检后，有时会出现这种Warning：检测△CO2时，应该小于2ppm，但是检测值约为4.5ppm。仪器给出的建议是检查CO2的跨度，或是重新获取一条CO2 Range Match 曲线。

自检Warnings提示

出现这种情况的可能原因如下。第.一，仪器长时间不使用，之前做的CO2 Range Matching 曲线并不适用于当前的测量环境；第二，调整过仪器的零点/跨度。

应对这种情况，解决的办法之一是重新做一次Range Matching。下面是操作注意事项和具体步骤。

首先，要确保仪器上安装有小钢瓶，苏打药品新鲜有效；其次，仪器zui好预热了2h以上；另外，系统本身不能存在漏气现象。我们可以在Flow界面去查看，下图显示了Leak的数值，0代表不漏气。

确保叶室不漏气

接下来，我们来看看如何获取这条曲线。首先，点开Measurement界面，点击右下角Match IRGAs，之后，我们能看到，左边是Point Matching，也就是之前的 “点匹配”功能。右边是新增的Range Matching：分别是CO2的Range Matching曲线（上）和H2O的Range Matching曲线（下）。

Match IRGAs界面显示

我们选择View CO2。点开之后，我们可以看到，有两个选项，一个是Manage，一个是Acquire。Manage是删除最近的点匹配，Acquire是获取一条新的Range Matching，点击Acquire。

点开之后，我们能看到，有5min和3min模式，在流速比（IRGA Sample与IRGA Reference腔室流入速度的比值）不确定是否适合的情况下，建议您使用3min的模式，找到合适的流速比。最后再使用5min的模式，获取精确的CO2 Range Match曲线。

尝试设置流速比Fs:Fr，推荐值为1.1-1.2之间

流速比一般设置为1.10到1.20，我们可以在这个区间内，输入某一个值，如1.13，跑一条3min Mode的CO2 Range Match曲线看看。点Continue，就开始了。

能够看到，CO2浓度从0ppm升至2000ppm，再由2000ppm降回0ppm，两条线（由浅绿色点组成）的重合度比较高的情况下，流速比是适合的；反之，就需要调整流速比。

两条线（由图中浅绿色点组成的）的重合度有待提高

我们可以看到，“上升”的曲线（即CO2浓度从低到高时测得的△CO2的值）明显高于“返回”的曲线（即CO2浓度从高到低时测得的△CO2的值）。这种情况需要调高流速比，以使两曲线尽可能重叠。类似的，若“上升”曲线低于“返回“曲线，则应降低流速比。

我们不需要等全部做完，点Cancel，试一下1.18。可以看到，流速比是1.18的时候，两条曲线重合度提高，我们可以继续试试其他的流速。当流速比设置为1.23时，两条曲线重合度最高。之后，我们选取5min的模式，使CO2 Range Matching曲线更加的精确，做完后点击Retain，保存退出。

两条线（由图中浅绿色点组成的）的重合度高

点一下Auto，匹配一下当前的CO2R和CO2S。可以看到，当前的CO2匹配点，刚好落到这条线上面。点击Close Matching。

接下来我们测试一下自检能否通过。点击Start Up里的Warmup/System Tests，选择CO2 Limit& Match，做一下单项自检，点击Start，看看△CO2是否达到了<2ppm的要求。我们看到，自检完成4项，失败0项。当前的CO2 Range Matching曲线是合理的。

自检测试通过

Part 2：LI-6800-如何正确做H2O的全量程预先匹配（Range Match）

仪器自检完成后，出现如下 Warning：△H2O应该小于0.2mmol/mol，但是检测到的值约为0.45mmol/mol，给出的建议是检查水的Span跨度，或者重新做一条H2O的Range Matching曲线。

自检Warning提示

出现这种情况，是由于使用当前的Range Match数据修正方法计算得到的H2OR与H2OS的差值超过了预期，如0.2mmol/mol。这与测量环境发生变化或人为调整过分析仪的零点/跨度有关。

解决办法之一是：重新做一次Range Matching。下面是注意事项和具体操作步骤。

zui好等仪器开机2h以后，确保测量系统不漏气，空叶室且闭合。

点开Measurement，点开Match IRGAs，点击View H2O, 就可以看到当前曲线方程（深蓝色）和最近一次Range Matching曲线（浅蓝色点）之间的差距较大。因此我们需要重新获取一个曲线方程。

Match IRGAs所在位置

Match IRGAs界面显示

点击Acquire，设定一个流速比，对于H2O来说，比较合适的流速比（Fs：Fr）是1.30~1.40。先从1.30开始，能看到，这里有两个模式，5min和3min。

尝试设置流速比Fs:Fr，推荐值为1.1-1.2之间

在合适的流速比没有确定之前，推荐先用3min模式。等流速比确定之后，再用5min模式做精.准的曲线。

点击Continue，仪器会自动执行程序，先从H2O的零点升到最高点，再从最高点降回到零。若流速比合适，数据会表现为，H2O在浓度升高过程中生成的点，与浓度降低过程中生成的点重合度好。

若“上升”的曲线（即H2O浓度从低到高时测得的△H2O的值）明显高于“返回”的曲线（即H2O浓度从高到低时测得的△H2O的值）。这种情况需要调高流速比，以使两曲线尽可能重叠。类似的，若“上升”曲线低于“返回“曲线，则应降低流速比。

我们能够看到，H2O浓度升高过程中生成的点高于下降过程中生成的点，可适当调高流速比。

两条线（由图中浅蓝色点组成的）的重合度有待提高

将流速比修改为1.38，选择3min模式，我们能够看到，两条曲线的重合度好，应用这条曲线方程，点击Retain。点退出Exit H2O，点击Close Matching。

两条线（由图中浅蓝色点组成的）的重合度高

同样的，我们确认一下自检能否通过。在Warmup/ System Tests界面，点击H2O Limit &Match。点击Start，完成自检后我们看到5项测试全部通过。这样，这条曲线方程就可以用于后续的数据修正了。

自检测试通过

全量程预先匹配功能（Range Matching）执行完毕后，记得要勾选上“Range”以及“Use latest point match”（如下图所示）。

应用Range Matching功能

高、低温介电测量系统用于分析宽频、高、低温环境条件下被测样品的阻抗Z、电抗X、导纳Y、电导G、电纳B、电感L、介电损耗D、品质因数Q等物理量，同时还可以分析被测样品随温度、频率、时间、偏压变化的曲线，是专业从事材料介电性能、温度弛豫、电弛豫研究的理想测试工具。用户通过软件可以直接得出介电间、频率、偏压变化的曲线，高温介电测量系统是功能材料测试必备电学性能评估设备。系統搭配Labview系统开发的hcpro软件，具备弹性的自定义功能，可进行频率、温度、时间、测试项等设置，符合材料测试多样化测试的需求。

本系统主要用于材料在不同温度不同频率下的电学性能测试，系统包含高、低温环境、阻抗分析仪、测试夹具，测试软件于一体，可测试材料的介电常数，介质损耗，阻抗谱Co-Co图，机电耦合系数等，同时可分析被测样品随温度，频率，时间变化的曲线，测试治具可以根据产品及测试项目要求选购；,实现了自动完成不同环境下的阻抗、介电参数的测量与分析。另外，还可根据用户提供的其他LCR品牌或型号完成定制需求。软件可根据实验方案设计，通过测量C和D值，自动完成介电常数和介电损耗随频率、电压、偏压、温度、时间多维变化的曲线。一次测量，同时输出，测量效率高、数据丰富多样。

根据世界气象组织WMO温室气体公报（第18期，2022/10/26），世界平均地表CO2、CH4和N2O的浓度持续增高，其中CO2为415.7±0.2 ppm，CH4为1908±2 ppb，N2O为334.5±0.1 ppb。

现有温室气体观测方法包括遥感卫星的柱浓度测量、大气本底浓度测量、城市高塔大气浓度测量、涡度相关通量观测、近地面大气廓线测量、土壤温室气体通量测量、地基傅里叶变换光谱法遥测等。

对于更高时空分辨率的地表测量需求，如近地表温室气体泄漏监测、特定区域温室气体排放强度评估、卫星遥感温室气体数据验证等，都需要创新的观测技术和方法。

目前，遥感卫星可用于大气柱浓度温室气体的测量，结合使用高塔和无人机观测，可以对区域尺度的温室气体排放进行评估。其中，由于无人机温室气体观测具有机动灵活的特点，可以帮助研究者们获取更高时空分辨率的数据，成为卫星遥感和定点高塔观测数据的有益补充。
卫星、飞机和无人机的典型测量范围 

图源/ Bing Lu等，2020

前人的部分工作包括：在固定翼飞机上（SkyArrow ERA，意大利Magnaghi Aeronautica S.p.A.公司）搭载LI-7500 二氧化碳和水汽分析仪（Gioli B等，2006，2007；Carotenuto F等，2018），测量大气边界层的CO2通量以及估算点源CO2释放强度；搭载LI-7700甲烷分析仪（Gasbarra D等，2019），研究垃圾填埋场的CH4排放。

LI-7500应用于Sky Arrow ERA 测量平台 图源/trevesgroup.com
近些年来，随着激光光谱技术的进步，光反馈-腔增强激光吸收光谱技术（OF-CEAS）脱颖而出。这种新技术在极大提高测量精确度（详见下文的说明）的同时，实现了光腔缩小的目标。如LI-COR推出了系列高精度温室气体分析仪，光腔体积只有6.41cm3，极大缩短了测量响应时间——小于2秒；另外这种技术能耗低，仅为22w，两节锂电支持8个小时的测量。重量也仅有10.5kg，非常适合在无人机上使用。
为满足新兴科研需求，北京力高泰科技有限公司与天津飞眼无人机科技有限公司合作，共同开发出了机载高精度N2O、CH4、CO2温室气体测量平台。

采用光反馈-腔增强激光吸收光谱技术（OF-CEAS），高精度测量N2O、CH4、CO2浓度，适合移动式大气浓度测量。

• 2018年推出LI-7810高精度CH4、CO2、H2O分析仪LI-7815高精度CO2、H2O分析仪
  

• 2020年推出LI-7820高精度NO2、H2O分析仪

• 2023年推出LI-7825高精度CO2同位素、NH3分析仪

测量平台主要技术参数

• 温室气体测量响应时间（T10-T90）：≤2s

• 测量精度：CO2:  0.04ppm@400ppm（5s数据平均）CH4:  0.25ppb@2000ppb（5s数据平均）

  N2O:  0.20ppb@330ppb（5s数据平均）

  
  

  LI-7825精度δ13C 1秒信号平均为 < 0.5 ‰；5分钟信号平均为0.04 ‰δ18O5分钟信号平均为 < 0.1 ‰@400 ppmδ17O5分钟信号平均为 < 0.4 ‰@400 ppm

• 起飞重量：45kg

• 工作时间：>45分钟

• 标准巡航速度：8m/s

• max巡航速度：15m/s

• 抗风能力：max5级风

• 使用环境：-20℃~45℃；可小雨中飞行

• 测量高度：0-2000m

应用案例

A Pilot Experiment

使用机载高精度CH4、CO2温室气体测量平台，研究某工业园区的温室气体排放。

测量期间假设：（1）工业园区处于不间断的常规运行状态；（2）飞行测量期间大气条件稳定；（3）大气边界层内温室气体和气象条件的垂直变化远大于水平变化；（4）测量高度的温室气体与空气混合充分，且以平流为主。

根据以上条件，飞行需要满足的低度应大于粗糙度子层（通过风温湿廓线确定，或估算为研究区内建筑物平均高度的3倍），并位于近地层内。无人机应尽量保持匀速运动并平稳飞行，俯仰角不大于5°，横滚角不大于20°，尽量保持与地面的相对高度稳定（仿地飞行）。需要在大气边界层湍流发展显著的时间段开展测量，一般为上午10:00至下午4:00。同时，为了尽可能减少垂直输送方向上的误差，风速以2-3级为宜，避免在阴天、雨天等不利气象条件下开展监测。

采用基于控制体积的质量守恒法对园区开展走航式测量，此方法也称为自上而下排放强度反演算法（Top-down Emission Rate Retrieval Algorithm, TERRA）。根据对园区不同高度监测断面的测量数据，计算得到东西南北四个断面的平流通量以及垂直向上的温室气体排放强度。

飞行中的机载高精度CH4、CO2温室气体测量平台

样地与方法

Materials and Methods

该样地平均海拔1400m，年降雨量小于300mm，主导风向偏西风。在2022年12月进行试飞。主要进行两方面测量：（1）背景样地大气CH4、CO2浓度垂直廓线；（2）沿工业园区外围飞行，测量垂直大气方向上CH4和CO2浓度。另外，飞行过程中会同步采集风向、风速、空气温湿度、大气压强、经纬度坐标、海拔信息等。

测量航迹

原始数据质量控制QA/QC

采用滑动均值滤波方法对所有数据进行异常值检验，对大于5倍测量数据标准差的点位，标记为异常值并剔除，用线性插值方法进行数据插补。一个测量架次，如果异常数据超过30%，标记为无效测量，需要重新补测。

实验结果

Results

背景样地大气廓线
就CO2而言，飞行上升过程测量的CO2浓度要低于在下降过程中测量的浓度。在飞行上升过程中，近地面测得的CO2浓度高，约为715mg/m3；随着测量高度的攀升，CO2浓度存在下降的趋势，在1900m至2000m时，CO2浓度降低至约680mg/m3。在下降过程中，2000-1900米区间内存在一个小高峰，浓度约为800mg/m3，约1600m-1700m之间存在一个峰值，浓度约为900mg/m3。
CO2 大气廓线

CH4 大气廓线
就CH4而言，飞行上升过程测量的CH4浓度要略低于在下降过程中测量的浓度。近地表的CH4浓度高，约为1.24mg/m3。随着高度增加，CH4浓度下降，在2020米左右时，CH4浓度降至1.16 mg/m3。
工业园区在园区南部，测量得到3处高CO2浓度区，一处距离地表75-100m处，浓度约为495ppm；第二处距地面175-200m处，浓度约为505ppm；第三处距地面100-125m，浓度约为520ppm。CH4数据类似，距离地面100-125m处，存在CH4高浓度区域，浓度约3794.35ppb。
CO2数据的空间网格化
CH4数据的空间网格化
排放强度计算根据标量守恒方程和散度定理，认为控制体积内的质量变化与通过控制体积表面的综合质量通量相等。可以通过在排放源周围构建控制体积，在忽略大气沉降的情况下，对控制体积四个表面和上表面进行通量计算，然后进行积分，最终获得排放控制体积内部的排放强度。数据显示，该工业园的CO2的排放强度约为12.539 kg/s ± 0.640 kg/s；CH4排放强度为 21.521 g/s ±3.424 g/s。

实验结论

Conclusions

使用机载高精度N2O、CH4、CO2温室气体测量平台，结合数学模型，能够对特定区域的温室气体排放强度进行定量评估。
参考文献

【1】世界气象组织温室气体公报 - 第18期

【2】Bing Lu, Phuong D. Dao, Jiangui Liu, Yuhong He, Jiali Shang. 2020. Recent advances of hyperspectral imaging technology and applications in agriculture. Remote Sensing 12(16): 1-44.

【3】Carotenuto F, Gualtieri G, Miglietta F, et al. Industrial point source CO 2 emission strength estimation with aircraft measurements and dispersion modelling[J]. Environmental monitoring and assessment, 2018, 190: 1-15.

【4】Gasbarra D, Toscano P, Famulari D, et al. Locating and quantifying multiple landfills methane emissions using aircraft data[J]. Environmental Pollution, 2019, 254: 112987.

【5】Gioli B, Miglietta F, Vaccari F P, et al. The Sky Arrow ERA, an innovative airborne platform to monitor mass, momentum and energy exchange of ecosystems[J]. 2006.

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创新发布｜Moku:Pro云编译实现用户自定义仪器测量功能！

Liquid instruments推出创新功能云编译, 用户可通过此功能对Moku:Pro的FPGA进行编程，编写自己的VHDL代码在Moku:Pro 平台

上实现自定义数字信号处理。与基于CPU和特定应用集成电路（ASIC）相比，FPGA提供了接近ASIC水平的延迟和性能，并具备可编程性。通常FPGA编程需要大量的专业知识和技术，耗费成本和精力。但是通过Moku:Pro预先配置好的输入、输出及控制寄存器，用户无需耗费精力为ADC编写驱动程序、配置接口和维护额外硬件。

Liquid instruments提供基于云端的编译器可直接从浏览器访问，允许用户快速灵活地开发、编译和部署自定义算法到Moku:Pro，无需下载任何软件。云编译目前支持VHDL代码（即将支持Verilog）。由于HDL编译入门相对较难，用户也可以通过MATLAB或Simulink 用HDL Coder生成云编译兼容的VHDL代码，从而降低应用设计的门槛。

Moku:Pro云编译是为需要更多额外功能和定制需求的专业用户开发的，用户可以自己设计出du一无二的测试测量设备。云编译可以结合Moku:Pro“多仪器模式”模式使用，将定制代码与Moku:Pro的任何专业级仪器一起工作实现高速无损信号传输，极大地增强了Moku:Pro的灵活性，满足了对具有研究级硬件的高性能实验室仪器的需求。将来，用户还可以将自己编写的代码上传到云端，分享给同事在Moku:Pro上运行。

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Moku:Pro 产品介绍

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昊 量 官 方 微 信 客 服

       LSA100光学接触角测量仪是一款高性价比且功能全面的多功能型视频光学接触角张力测量设备，它不仅具备接触角测量、滚动角测量、表面自由能测量和表界面张力测量等常用的测量功能，还可以配备特殊附件模块完成滞留力测量、单一纤维接触角测量、俯视法接触 角测量、界面扩张流变测量、全自动临界胶束浓度(CMC)测量等特殊测量任务。

LSA100 光学接触角测量仪的基础配置及基础功能：

- 1.9 倍变焦视频系统(可选更高配置) 

- X 轴精确导轨定位视频调焦台 

- X/Y/Z 三轴精确导轨定位样品台 

- X/Y/Z 三轴精确导轨定位注射平台 

-自动注射单元或微分头手动注射单元 

- SurfaceMeter 专业测量软件 

-静态/动态接触角测量 

-表面自由能测量和粘附功计算 

-视频法粉末或多孔材料的吸收过程分析

LSA100 的选配附件及扩展性测量功能：

- 6.5/8.6/12.9/45 倍变焦高速视频系统 

- 温度控制单元 

- 全自动倾斜台，测量滚动角和动态接触角 

- 俯视法测量模块，俯视法测量接触角 

- 表面界面张力测量功能 

- 滞留力旋转台，实现滞留力测量功能，且同步测量滞留力和动态接触角 

- 非接触式注射功能，解决向疏水材料表面转移液滴的问题 

- 双液滴注射功能，两种液体同时注射，一键式测量接触角，大大提高了固体表面自由能 的测量效率东方德菲知识分享

- 单一纤维接触角测量模块，完成单一纤维润湿接触角测量 

- 振荡滴扩张流变模块，测量界面扩张流变

- 全自动临界胶束浓度测量模块，全自动测量临界胶束浓度 

- 粉末/多孔介质模块(POM)，测量粉末及多孔材料的润湿性

LSA100 光学接触角测量仪 LSA100 广泛应用于材料科学、界面化学与胶体化学、以及 液滴流体动力学等专业实验室，是科研工作者的有力工具。

8月4日至11日，力高泰工程部同事赴东北三省，对ZG气象局沈阳大气环境研究所8个台站上的涡度协方差通量监测系统进行了实地 标定。这为通量监测系统的jing准运行提供了重要技术保障。

LI-7500A开路式CO₂/H₂O分析仪现场标定；LI-7700开路式CH₄分析仪现场标定。

辽宁省锦州市生态与农业气象ZX
农田生态站

LI-7500A开路式CO₂/H₂O分析仪现场标定；LI-7700开路式CH₄分析仪现场标定（苇田站）；

LI-7500A开路式CO₂/H₂O分析仪现场标定；LI-7700开路式CH₄分析仪现场标定（水田站） ；

LI-COR涡度协方差通量测量系统安装，系统配置如下：LI-7500RS开路式CO₂/H₂O分析仪LI-7700开路式CH₄分析仪、Wind Master Pro三维超声风速仪、SmartFlux 2通量在线计算模块、Fluxsuite数据在线监测与管理系统（盘锦党校）。

辽宁省盘锦苇田站、水田站、盘锦党校

LI-7500A开路式CO₂/H₂O分析仪现场安装。

吉林省榆树农田站

LI-7500A开路式CO₂/H₂O分析仪现场标定。

黑龙江省伊春森林站

LI-7500A开路式CO₂/H₂O分析仪现场标定；LI-7700开路式CH₄分析仪现场标定。

黑龙江省富锦农田站

LI-7500开路式CO₂/H₂O分析仪现场标定。

辽宁省锦州英屯农田站

数据质量直接关系到科研的重要发现与结论。为了让广大用户熟练使用仪器，确保测量数据准确，力高泰技术部于8月21日上午10:30-11:30，举办了在线仪器交流沙龙第6期，和大家一起分享了如何测量叶片的CO_₂响应曲线（A-Ci Curve）。

主题：如何测量叶片的CO_₂响应曲线（A-Ci Curve）？

时间：2020年8月21日（星期五） 上午10:30-11:30

主持人：高红艳

技术部团队：徐群；武海月；刘美玲

如何测量叶片的CO_₂响应曲线（A-Ci Curve）？

Q&A环节

       2020年10月一篇高压室温超导的Nature期刊刷遍了整个超导圈。美国罗彻斯特大学Ranga P. Dias教授团队使用超高压的手段将碳质硫氢化物在近乎室温环境中转变为超导态，将超导探索的历程向前推进了一大步。超导研究进展与极端环境实验技术的进步密不可分，随着科学仪器和精密制造业的不断发展，极端实验环境也不再遥不可及。

       压强是一个非常重要的热力学维度，因材料在高压下会呈现出新奇的结构和性能，一直以来备受物理、材料和化学研究者的关注。在此基础上结合极低温和强磁场环境实现的复合极端实验环境则更有助于我们揭示诸如超导、自旋液体材料等的物理机理。

       2020年9月，中科院强耦合量子材料物理ZD实验室和中科院金属所在Nature子刊NPG Asia Materials上合作发表了一篇关于二维碳化物薄膜Mo₂C常规超导体在压力下的超导机理研究文章。文章主要介绍了二维碳化物Mo₂C的正交相α-Mo₂C和六方相β-Mo₂C薄膜材料在低温高压环境下的超导性能。高压下的超导研究，可以揭示超导材料中不同因素之间的竞争关系，从而帮助探索超导的机理。通常来讲，具有高dTc/dP的超导材料可以利用适当的化学替代或外延应变实现更高的超导转变温度。文章随后针对这两种不同晶相的Mo₂C薄膜对高压下的超导转变特性进行了更细致的研究。

       该课题组对25.1 nm厚度的α-Mo₂C和7.1 nm厚度的β-Mo₂C在2-5K超导转变温度附近施加了ZG2.1 GPa的等静压，并在多个压力下对其超导电性进行了测量，可以看出超导转变温度Tc在两个晶相中表现出截然不同的压力响应趋势。其中β-Mo₂C的超导转变温度随压力增大而一路走低，通过BCS理论进行分析，这是因为压力诱导声子硬化效应超过了电子特征对超导温度的提升贡献，进而导致超导转变温度随压强增加而下降；而α-Mo₂C展现出非线性的穹顶状曲线，显示出电声子相互竞争共同主导了材料的超导特性。

       上临界场H_C2(0)随压强的演变情况在α-Mo₂C和β-Mo₂C薄膜材料中也分别表现出非单调和单调的演变情况。该课题组认为两晶相超导特性随压强明显不同的响应关系主要归因于碳原子分布的有序和无序性，导致材料电子结构存在显著差别，当然碳原子有序无序性对电子结构的具体影响还有待进一步研究。

       此外，二维薄膜材料的电输运性能也同时受到薄膜厚度的影响，文章对不同厚度的两种晶相薄膜分别进行了细致的电输运测量分析，从数据中也可以明显看出随着薄膜厚度的降低，超导转变温度Tc点也随之降低，实验结果与Ginzburg-Landau自由能理论相吻合。

       值得一提的是，文中不同压力和温度采集的精细输运数据均来源于Quantum Design科学仪器，主要包括有Quantum Design日本分公司生产的HPC-33型号等静油压电测量高压腔以及Quantum Design美国生产的PPMS 9T综合物性测量系统。其中HPC-33型高压腔ZG可以提供3 Gpa压强，样品腔内径4 mm，长度6 mm，能够帮助用户在PPMS上实现变温变压变磁场的三个不同维度的电学测量。

       此外，Quantum Design公司还提供了简单易用的磁测量专用高压腔组件，能够实现ZD1.3 Gpa的样品压力，适配于ZD16 T磁场并配有振动样品磁强计VSM和VSM大线圈组件的综合物性测量系统PPMS。

参考文献

[1]. Fan, Y., Xu, C., Liu, X. et al. Distinct superconducting properties and hydrostatic pressure effects in 2D α- and β-Mo₂C crystal sheets. NPG Asia Mater 12, 60 (2020).

Chroma61512提供全方位的测量功能

台湾致茂Chroma品牌在电子电力行业中享有盛誉。在二手市场上Z常见的仪器有Chroma8000测试系统，Chroma6530、6560、6590、61601、61604、61504可编程交流电源，Chroma6334A、63804、63802、6314A电子负载，Chroma66202功率表，耐压仪，Chroma62150H-450、62150H-600，62150H-600S直流电源，都经久畅销。Chroma61512此产品可提供强大的使用功能，如电网干扰模拟，可编程输出阻抗，全方位的测量功能，合成波形与IEC标准测试软件。因拥有以上特点使得Chroma 61512可编程交流电源适合应用于一般商业产品，电力电子，航空电子设备，军事与IEC标准测试的开发和运用，并且从实验桌上测试到大量生产单位皆可适用。

深圳市欧源科技有限公司现有Chroma61512供应。选用二手Chroma测量仪器的优势是： 1、与新购仪器几个月的供货期相比，购买二手仪器的供货期要短的多。在时间就是市场的今天，优势无疑是Z为明显的。 2、二手仪器的市场便宜，基本为新购价格的20%~50%，在电子技术迅速发展的今天，仪器的更新也在加快，投资越少则风险越小。 3、为了让您放心地使用采购的二手仪器，销售商太多会为出售的二手仪器提供以下售后服务：（1）保修三月到一年不等。（2）可以根据您的要求，将仪器送至级计量测试单位进行校准。