一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，屬于水生態(tài)修復領域。本實用新型專利技術所述模擬裝置的主體為一個有機玻璃材質母箱，其被分隔成三個并列的相同體積的子箱，無蓋母箱四周由不透光黑布包裹。無蓋母箱上部等間距固定三排橫支架，每個子箱的中間一排支架的中間位置懸掛一個固定的轉速可調的攪拌器，用于擾動箱底的泥沙，營造不同的濁度環(huán)境。另外兩排的支架上分別固定一個滑輪，滑輪經(jīng)由一根標有刻度的棕繩連接一個花盆，花盆內種植水生植物，通過滑輪牽引花盆而調節(jié)繩的高度，用以模擬不同的水深高度。該裝置可精確模擬不同水深及濁度對水生植物生長的影響，實施操作方法簡易。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置
本專利技術屬于水生態(tài)修復領域，更具體地說，涉及一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置。
技術介紹
水生植物是水域生態(tài)系統(tǒng)和濕地生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，其中，沉水植物占據(jù)著湖泊河流生態(tài)系統(tǒng)的關鍵界面，對水域生產(chǎn)力及生物地球化學循環(huán)具有重要的影響。沉水植物作為湖泊生態(tài)系統(tǒng)主要的初級生產(chǎn)者之一，既是淺水湖泊生態(tài)系統(tǒng)的關鍵種群，也是湖泊生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流動的重要環(huán)節(jié)，對水環(huán)境質量及水生生態(tài)系統(tǒng)結構發(fā)揮著重要生態(tài)功能。在所有環(huán)境因子中，水下有效光強被認為是影響沉水植物生長分布最重要的因子之一，水下光照缺乏是沉水植物消亡的直接原因。影響水下光強變化的生物與非生物環(huán)境因子有許多，其中水深和濁度是能夠削弱水下有效光強的兩個主要原因。在水中，光的衰減依賴于波長光強和光質，它們均隨水體深度而變化，隨著水深增大，紅光與遠紅光的比率會增加，這將導致沉水植物的形態(tài)發(fā)生變化。同時，沉水植物又是典型的喜陰植物，光照過強又會抑制其光合作用的進行，影響其正常生長發(fā)育。不同的沉水植物具有不同的水位耐受限度，水位變動的幅度、頻率、時機、持續(xù)時間以及變化率等均會對水生植被產(chǎn)生影響。然而，由于人類活動的干擾，許多湖泊的水位自然波動節(jié)律被打亂，有些湖泊水位甚至是反季相波動，如春季高水位導致水下光照不足，不利于沉水植物萌發(fā)和幼苗生長；夏季低水位導致水生植物露出水面，導致沉水植物的瘋長或衰亡。由于污染、水土流失以及泥沙聚集等原因，許多淺水湖泊水質渾濁，水體中各種懸浮顆粒物由于其對光的吸收和散射等作用，導致水體中入射光衰減，直接影響光照在水體中的垂直分布。同時，附著在沉水植物葉片表面上的一些泥沙等物質會進一步削減沉水植物對光的利用，并可能導致植株與水體間氣體交換和營養(yǎng)物質交換，從而影響沉水植物的生長繁殖與分布。中國專利技術專利，申請?zhí)?01510165040.6，公開號：CN104743675A，公開日：2015年7月1日，公開了一種水深調節(jié)控制沉水植物生長治理湖泊富營養(yǎng)化的方法。該方法主要是通過選取關鍵的時間點種植沉水植物并調控水深，調整沉水植物種植密度，使得沉水植物獲得最大生物量，具有維護成本低、凈化效果好等優(yōu)點。但是，此方法實施操作步驟繁多，而且，在實施過程中無法避免濁度對水生植物的影響。中國技術專利，申請?zhí)枺?01520080786.2，公開號：CN204426129U，公開日：2015年7月1日，公開了一種用于調節(jié)水體濁度的調沙儀。該裝置主要是由一個母桶與若干個子桶通過蠕動泵相連，通過交換各桶內的泥水來實現(xiàn)不同的濁度差異，無污染，維護簡單。但是，該裝置在模擬沉水植物生長環(huán)境影響因素的實驗中無法控制水位變化，還需通過額外設施營造出同一水深的實驗條件。中國技術專利，授權公告號：CN204086242U，授權公告日：2015.01.07，公開了一種研究懸浮泥沙對沉水植物生長脅迫的實驗裝置，包括供沙裝置、進沙量調節(jié)裝置、測試水箱和橫掛在測試水箱內的至少一個內膽；供沙裝置包括水泵、沙漿池和進沙管，進沙管的另一端與測試水箱相連接，沙漿池內安裝攪拌器，測試水箱內安裝有潛水泵；進沙量調節(jié)裝置安裝在進沙管上，進沙量調節(jié)裝置包括懸沙濃度計和進沙管調節(jié)閥門，進沙管調節(jié)閥門安裝在懸沙濃度計與水泵出口端之間的進沙管上；懸沙濃度計與進沙管調節(jié)閥門之間的進沙管上連接有旁通管，旁通管的另一端與沙漿池相連接，旁通管上安裝有旁通管控制閥門。該技術懸沙濃度調節(jié)方便，而且測試水箱內懸沙濃度分布均勻，從而模擬不同懸沙濃度對沉水植物生長脅迫的影響。其不足之處在于：該實驗裝置只可用于模擬濁度變化對水生植物生長的影響，無法探究水深對水生植物生長的影響。
技術實現(xiàn)思路
1.要解決的技術問題針對現(xiàn)有技術中不能同時考察及精確模擬不同水深及濁度對水生植物生長影響的問題，本專利技術提供一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置。它可以使用簡易的操作程序獲得精確的實驗模擬效果。2.技術方案為解決上述問題，本專利技術提供的技術方案如下：一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，無蓋母箱被分隔成三個并列的相同體積的子箱I、子箱II和子箱III，子箱I、子箱II和子箱III內均設有攪拌器和花盆，每個子箱的底部均鋪設泥沙，在子箱I、子箱II和子箱III的右下角均設置有出水口。三個子箱內的攪拌器、滑輪以及花盆的尺寸與固定位置必須一樣，攪拌器對水體的擾動作用，模擬水體中的濁度；花盆內種植水生植物，花盆所處的位置不同，模擬水生植物所處的水體中的深度。優(yōu)選地，無蓋母箱上表面等間距地固定三根橫排支架，每個子箱上表面中間一排支架的中間位置固定轉速可調的攪拌器，另外兩排支架的中間位置各固定一個滑輪，滑輪通過棕繩連接花盆。三個子箱內的攪拌器、滑輪以及花盆的尺寸與固定位置必須一樣，支架除了可起到固定作用外，因其寬度較小，遮光部分較少，可盡可能減少水體上部光照補給不足、光強較小的問題。優(yōu)選地，所述的無蓋母箱為有機玻璃材質，表面包裹一層不透光黑布，有機玻璃強度較好，在水中性質穩(wěn)定，不會釋放影響水生植物生長的物質，長3m，高1.2m，寬1m，光照強度是影響水生植物生長的重要因素，不透光黑布能夠盡可能地降低光照變化與差異對三個子箱內水生植物生長的影響；黑布包裹后，三個子箱內的光強來源均來自水體上部，進而較少了四周光照差異的影響。優(yōu)選地，棕繩上標有刻度，刻度為0-1m，最小刻度值為10cm，一般淺水湖泊內沉水植物的生長水深大致在這個范圍內(水深太大，光強與溶氧過小不利于生長)，棕繩上的刻度選擇是依據(jù)箱體的高度，高度為1.2m，可模擬0-1m內不同水深深度，最小刻度設置為0.1m，足以精確模擬出所需不同的水深深度，不需再減小最低刻度值。棕繩連接花盆，通過調節(jié)棕繩的長度，進而用來調節(jié)每個子箱中花盆所處的水深深度，進而模擬水生植物受水深深度影響的生長情況。優(yōu)選地，攪拌器功率為2-3kW，攪拌器的轉速設置三個攪拌強度，分別為低速20-30r/min，中速40-50r/min，高速80-90r/min。設置攪拌器的轉速，攪拌器轉動導致子箱內的泥沙懸浮，模擬不同濁度的水體對水生植物生長的影響，不同的轉速對箱內泥沙的擾動強度不同，可模擬出不同的水體濁度環(huán)境，這些轉速范圍可大致模擬出實際湖泊內的水體濁度。優(yōu)選地，子箱I、子箱II和子箱III內的水量相同，實驗所用水體均取自同一水源，這樣是為了確保水溫與pH等環(huán)境因子相同，且具有相同的總氮和總磷含量。優(yōu)選地，實驗所用泥沙為南京段的長江泥沙，將其鋪設在每個子箱底部，三個子箱底部鋪設相同厚度的泥沙，泥沙厚度為3-5cm，且泥沙粒徑分布范圍在100-150μm，這個厚度范圍和泥沙粒徑范圍比較接近現(xiàn)實湖泊河流水體中泥沙的厚度和粒徑范圍，能夠最大限度的模擬再現(xiàn)現(xiàn)實湖泊的水體情況，更加真實的模擬水生植物的生長狀況。一種模擬水深及濁度對水生植物影響的方法，步驟為：步驟一、模擬不同水深，將三個子箱內的攪拌器調至同一轉速，通過滑輪和棕繩牽引花盆，使得三個子箱內花盆固定在不同水深位置，同一子箱內的兩個花盆高度相同；一段時間后，收獲每個子箱內的植株，測定并計算其枯葉率和生物量；步驟二、模擬不同濁度，將六個花盆固定在同一水深位置，分別將三個子箱內的攪拌器的轉速設定本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，其特征在于，無蓋母箱(1)被分隔成三個并列相同體積的子箱I(2)、子箱II(3)和子箱III(4)，子箱I(2)、子箱II(3)和子箱III(4)內均設有攪拌器(8)和花盆(7)，每個子箱的底部均鋪設泥沙，在子箱I(2)、子箱II(3)和子箱III(4)的右下角均設置有出水口(10)。

【技術特征摘要】
1.一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，其特征在于，無蓋母箱(1)被分隔成三個并列相同體積的子箱I(2)、子箱II(3)和子箱III(4)，子箱I(2)、子箱II(3)和子箱III(4)內均設有攪拌器(8)和花盆(7)，每個子箱的底部均鋪設泥沙，在子箱I(2)、子箱II(3)和子箱III(4)的右下角均設置有出水口(10)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，其特征在于，無蓋母箱(1)上表面等間距地固定三根橫排支架(9)，每個子箱上表面中間一排支架(9)的中間位置固定轉速可調的攪拌器(8)，另外兩排支架(9)的中間位置各固定一個滑輪(5)，滑輪(5)通過棕繩(6)連接花盆(7)。3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，其特征在于，所述的無蓋母箱(1)為有機玻璃...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：孔明，張毅敏，紀中新，楊飛，彭福全，巫丹，朱月明，
申請(專利權)人：環(huán)境保護部南京環(huán)境科學研究所，
類型：新型
國別省市：江蘇,32