專利名稱：一種模擬天然環(huán)境的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及海洋生態(tài)環(huán)境研究實驗中的一種用于進行底泥營養(yǎng)鹽通量測定的測定系統(tǒng)。
背景技術：
沉積物是海洋水層營養(yǎng)物質(zhì)的重要來源，近岸海洋生態(tài)系統(tǒng)因為每年接收大量的有機物質(zhì)，因此不同區(qū)域的底泥中營養(yǎng)物質(zhì)的含量不盡相同。底泥中的碳、氮、磷在整個海洋生態(tài)系統(tǒng)中的碳、氮、磷循環(huán)占有重要的地位。底泥-水界面的碳氮磷的釋放與吸收是一個復雜的過程。目前，已廣泛開展的針對底泥-水界面營養(yǎng)鹽通量的研究，大多是采用靜態(tài)、部分模擬天然環(huán)境，以及在該環(huán)境中加入生物擾動因素來進行研究，研究實驗中缺少真正的模擬自然水域的水流、溫度等可變的環(huán)境條件。同時，實驗中也缺乏對間隙水中的營養(yǎng)鹽的測定手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)，它可以模擬出研究中需要營造的天然環(huán)境條件。本發(fā)明解決其技術問題的解決方案是
一種模擬天然環(huán)境的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)，包括溫控箱以及間隙水采樣管，所述溫控箱內(nèi)設有呈直立姿態(tài)的底泥營養(yǎng)鹽通量測定管，底泥營養(yǎng)鹽通量測定管內(nèi)設有流速控制裝置；底泥營養(yǎng)鹽通量測定管的下段開有至少一個間隙水采樣孔，所述間隙水采樣孔在底泥營養(yǎng)鹽通量測定管管內(nèi)一側接有間隙水采樣器，管外一側通過上設閥門的管道與間隙水采樣管連接，間隙水采樣器位于底泥營養(yǎng)鹽通量測定管之內(nèi)。作為上述技術方案的進一步改進，本發(fā)明還包括給底泥營養(yǎng)鹽通量測定管供水與排水的進排水系統(tǒng)。作為上述技術方案的進一步改進，所述進排水系統(tǒng)包括蓄水槽、進水管以及取水管，所述蓄水槽設有出水口，進水管一頭接在該出水口處，另一頭通入底泥營養(yǎng)鹽通量測定管內(nèi)；取水管自底泥營養(yǎng)鹽通量測定管內(nèi)接出，使底泥營養(yǎng)鹽通量測定管對外連通；進水管與取水管這兩管與底泥營養(yǎng)鹽通量測定管的接駁口均位于底泥營養(yǎng)鹽通量測定管的上段。作為上述技術方案的進一步改進，所述進水管與取水管上均設有閥門。作為上述技術方案的進一步改進，蓄水槽內(nèi)設有曝氣裝置。作為上述技術方案的進一步改進，所述蓄水槽、進水管、間隙水采樣管均位于溫控箱內(nèi)。作為上述技術方案的進一步改進，所述流速控制裝置包括一電位器，以及一與電位器電聯(lián)接的、置于底泥營養(yǎng)鹽通量測定管管口之上的小型馬達，小型馬達的輸出軸接有螺旋槳，螺旋槳伸入至底泥營養(yǎng)鹽通量測定管中段之內(nèi)。
作為上述技術方案的進一步改進，溫控箱內(nèi)設有測定管管架，底泥營養(yǎng)鹽通量測定管安放在該測定管管架上。作為上述技術方案的進一步改進，底泥營養(yǎng)鹽通量測定管管身上的間隙水采樣孔有多個，間隙水采樣孔自上而下地間隔排列，每個間隙水采樣孔均接有一個間隙水采樣器與間隙水采樣管。作為上述技術方案的進一步改進，所述間隙水采樣孔的孔間距為1cm。本發(fā)明的有益效果是實驗時，將底泥樣品轉移到底泥營養(yǎng)鹽通量測定管內(nèi)，通入采樣地點水層的海水，并參照采樣地點采樣時季節(jié)平均水溫和水流速度，用溫控箱調(diào)整水溫，流速控制裝置控制水流速度，便能在管內(nèi)模擬出天然的環(huán)境，間隙水采樣器直接插入泥中，間隙水采樣管通過間隙水采樣器進行采樣，測出的底泥營養(yǎng)鹽通量的結果即非常接近實際環(huán)境的測定結果。本發(fā)明提高了底泥營養(yǎng)鹽通量預測的準確性，對于更好的實現(xiàn)海洋生態(tài)環(huán)境變動趨勢的研究提供一定的理論基礎；并且，本發(fā)明各個組成部分采用分離式設計，不僅可以充分的利用空間，增加實驗的重復性，同時可以提高儀器的穩(wěn)定性和可控性?！け景l(fā)明可用于進行底泥營養(yǎng)鹽通量的測定實驗中。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，本領域的技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設計方案和附圖。圖I是本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施例方式以下將結合實施例和附圖對本發(fā)明的構思、具體結構及產(chǎn)生的技術效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領域的技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發(fā)明保護的范圍。另外，文中所提到的所有聯(lián)接/連接關系，并非單指構件直接相接，而是指可根據(jù)具體實施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結構。參照圖1，一種模擬天然環(huán)境的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)，包括溫控箱I以及間隙水采樣管3，所述溫控箱I內(nèi)設有呈直立姿態(tài)的底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2，底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2內(nèi)設有流速控制裝置；底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2的下段開有至少一個間隙水采樣孔，所述間隙水采樣孔在底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2管內(nèi)一側接有間隙水采樣器6，管外一側通過上設閥門的管道與間隙水采樣管3連接，間隙水采樣器6位于底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2之內(nèi)。實驗的時候，間隙水采樣器6直接插入泥中。具體地，可以采用陸生植物底泥采樣器，如市場上已有的Rhizon-SMS型采樣器，來作為所述的間隙水采樣器6使用。進一步作為優(yōu)選的實施方式，本發(fā)明還包括給底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2供水與排水的進排水系統(tǒng)。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述進排水系統(tǒng)包括蓄水槽41、進水管42以及取水管43，所述蓄水槽41設有出水口，進水管42 —頭接在該出水口處，另一頭通入底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2內(nèi)；取水管43自底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2內(nèi)接出，使底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2對外連通；進水管42與取水管43這兩管與底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2的接駁口均位于底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2的上段。
進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述進水管42與取水管43上均設有閥門。進一步作為優(yōu)選的實施方式，蓄水槽41內(nèi)設有曝氣裝置?？梢圆捎闷貧馐鳛樗銎貧庋b置，給蓄水槽41內(nèi)的水進行曝氣。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述蓄水槽41、進水管42、間隙水采樣管3均位于溫控箱I內(nèi)。實驗時，蓄水槽41內(nèi)的水通過進水管42進入底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2內(nèi)，直至加滿；需要排水時，打開閥門，管內(nèi)的水可從取水管43排走。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述流速控制裝置包括一電位器51，以及一與電位器51電聯(lián)接的、置于底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2管口之上的小型馬達，小型馬達的輸出軸接有螺旋槳52，螺旋槳52伸入至底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2中段之內(nèi)。螺旋槳52受控于小型馬達，小型馬達受控于電位器51，故螺旋槳52轉速可調(diào)，當螺旋槳52轉動時，即可調(diào)節(jié)測定管內(nèi)的水流狀況。進一步作為優(yōu)選的實施方式，溫控箱I內(nèi)設有測定管管架，底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2安放在該測定管管架上。一般地，一副測定管管架上可以安放四個底泥營養(yǎng)鹽通量測定管，當然，每根底泥營養(yǎng)鹽通量測定管上對應連接有相應數(shù)量的間隙水采樣管。蓄水槽41和電位器51可置于管架之上。進一步作為優(yōu)選的實施方式，底泥營養(yǎng)鹽通量測定管2管身上的間隙水采樣孔有多個，間隙水采樣孔自上而下地間隔排列，每個間隙水采樣孔均接有一個間隙水采樣器6與間隙水采樣管3。這樣，便可針對不同深度的底泥情況進行采樣了。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述間隙水采樣孔的孔間距為1cm。下面舉兩個實際應用的例子
I、底泥原位C、N、P通量實驗野外采取的底泥柱狀樣品冷凍運輸至實驗室，在實驗室內(nèi)解凍，通過底泥轉移裝置將其轉移至底泥營養(yǎng)鹽通量測定管中，將測定管放置于測定管管架上，參照采樣地點采樣時季節(jié)平均水溫和水流速度，設定水溫和水流速度，通過進水管往測定管內(nèi)緩慢加入采樣地點水層的海水，待水加滿后開始實驗，同時，給測定管接駁上間隙水采樣管，按實驗設計定時測定水體和間隙水中的溶氧、C、N、P等，從而完成底泥原位C、N、P通量實驗。II、生物擾動情況下底泥C、N、P通量實驗保持I的其他條件不變，測定管內(nèi)加入實驗用底棲生物，按實驗設計定時測定水體和間隙水中的溶氧、C、N、P等，從而完成生物擾動情況下底泥C、N、P通量實驗。以上是對本發(fā)明的較佳實施方式進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出種種的等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種模擬天然環(huán)境的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)，其特征在于包括溫控箱(I)以及間隙水采樣管(3)，所述溫控箱(I)內(nèi)設有呈直立姿態(tài)的底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2)，底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2)內(nèi)設有流速控制裝置；底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2)的下段開有至少一個間隙水采樣孔，所述間隙水采樣孔在底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2)管內(nèi)一側接有間隙水采樣器(6)，管外一側通過上設閥門的管道與間隙水采樣管(3)連接，間隙水采樣器(6)位于底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2)之內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求I所述的模擬天然環(huán)境的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)，其特征在于其還包括給底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2)供水與排水的進排水系統(tǒng)。
3.根據(jù)權利要求2所述的模擬天然環(huán)境的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)，其特征在于所述進排水系統(tǒng)包括蓄水槽(41)、進水管(42)以及取水管(43)，所述蓄水槽(41)設有出水口，進水管(42)—頭接在該出水口處，另一頭通入底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2)內(nèi)；取水管(43)自底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2)內(nèi)接出，使底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2)對外連通；進水管(42)與取水管(43)這兩管與底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2)的接駁口均位于底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2)的上段。
4.根據(jù)權利要求3所述的模擬天然環(huán)境的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)，其特征在于所述進水管(42 )與取水管(43 )上均設有閥門。
5.根據(jù)權利要求3所述的模擬天然環(huán)境的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)，其特征在于蓄水槽(41)內(nèi)設有曝氣裝置。
6.根據(jù)權利要求3所述的模擬天然環(huán)境的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)，其特征在于所述蓄水槽(41)、進水管(42 )、間隙水采樣管(3 )均位于溫控箱(I)內(nèi)。
7.根據(jù)權利要求I所述的模擬天然環(huán)境的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)，其特征在于所述流速控制裝置包括一電位器(51)，以及一與電位器(51)電聯(lián)接的、置于底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2)管口之上的小型馬達，小型馬達的輸出軸接有螺旋槳(52)，螺旋槳(52)伸入至底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2)中段之內(nèi)。
8.根據(jù)權利要求I所述的模擬天然環(huán)境的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)，其特征在于溫控箱(I)內(nèi)設有測定管管架，底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2 )安放在該測定管管架上。
9.根據(jù)權利要求I所述的模擬天然環(huán)境的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)，其特征在于底泥營養(yǎng)鹽通量測定管(2)管身上的間隙水采樣孔有多個，間隙水采樣孔自上而下地間隔排列，每個間隙水采樣孔均接有一個間隙水采樣器(6)與間隙水采樣管(3)。
10.根據(jù)權利要求9所述的模擬天然環(huán)境的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)，其特征在于所述間隙水采樣孔的孔間距為1cm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模擬天然環(huán)境的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)，包括溫控箱以及間隙水采樣管，溫控箱內(nèi)設有底泥營養(yǎng)鹽通量測定管，測定管內(nèi)設有流速控制裝置；測定管的下段開有至少一個間隙水采樣孔，間隙水采樣孔在底泥營養(yǎng)鹽通量測定管管內(nèi)一側接有間隙水采樣器，管外一側與間隙水采樣管管道連接，間隙水采樣器位于底泥營養(yǎng)鹽通量測定管之內(nèi)。本發(fā)明能模擬天然的環(huán)境，提高了底泥營養(yǎng)鹽通量預測的準確性，對于更好的實現(xiàn)海洋生態(tài)環(huán)境變動趨勢的研究提供一定的理論基礎；并且，本發(fā)明各個組成部分采用分離式設計，不僅可以充分的利用空間，增加實驗的重復性，同時可以提高儀器的穩(wěn)定性和可控性。本發(fā)明可用于進行底泥營養(yǎng)鹽通量的測定實驗中。
文檔編號G01N33/24GK102914634SQ20121039610
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權日2012年10月17日
發(fā)明者秦傳新, 袁華榮, 黎小國, 陳丕茂, 張安凱 申請人:中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所