CN101766153A - 一种新型的科研用室内珊瑚养殖方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型的科研用室内珊瑚养殖方法，该方法包括以下步骤：(1)设置至少3组水箱，前后两两水箱彼此连通，但首尾水箱断开；(2)每组水箱建立自循环系统；(3)构建上水通道；(4)构建回水通道；(5)由上水通道和回水通道构成整个珊瑚养殖水箱的大循环；(6)再设置研究参数的端点值I和端点值II；(7)将上水通道和下水通道的水流在各水箱中充分混合后，调节上水通道的水流量，并保持端点值I、端点值II、水流量稳定，运行一段时间后，设置中间各水箱研究参数值即可。本发明只需要对首尾两水箱所要研究的参数进行调节和控制，通过首尾水箱以及室内环境温度的控制就可控制中间各水箱的参数数值及其稳定性，实现了对所有水箱研究参数的调节与控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种科学研究中的室内海洋生物养殖中海水某些水化学参数的精密调节与控制方法，尤其涉及一种新型的科研用室内珊瑚养殖方法。
背景技术
珊瑚是一种海洋生物，珊瑚的骨骼碳酸钙(文石)的硼同位素组成及其微量元素含量广泛地被用作表面海水pH和温度(SST)的代用指标，由于珊瑚骨骼碳酸钙设置了表面海水pH及SST的信息，因此，可用于进行重建古海水pH值及SST的研究，但这种技术的可行性需要采用在不同pH或不同温度下的珊瑚养殖实验进行验证。
法国Reynaud-Vaganay S等人(Reynaud-Vaganay S.，Gattuso J.-P.，Cuif J.-P.，Jaubert J.，Juillet-Leclerc A.，A novel culture technique for scleractinan corals：application to investigate changes in skeletal δ11 O as a function of temperature.Marine Bcology progress Series，1999，180：121-130.)(一种用于研究作为温度函数的骨骼δ11O变化的新颖的石珊瑚养殖技术)进行了五种温度对珊瑚氧同位素影响的珊瑚养殖实验，他们分别在两个水族箱中按顺序在不同时间里进行不同温度下的珊瑚养殖；美国Honisch B等人(Honisch B.，Hemming N.G.，Grottoli A.G.，Amat A.，Hanson G.N.and Bijma.Assessing scleractinian corals asrecorders for paleo-pH：Empirical calibration and vital effects.Geochem.Cosmochem.Acta.2004，68，3675-3685.)(石珊瑚作为古-pH设置的评估：经验校正和重要的影响)进行了海水pH值对硼同位素组成影响的珊瑚养殖实验，他们采用改变三个分立的水箱中的CO2浓度的方法以实现在不同pH值下的珊瑚养殖。上述两种方法均采用分立水族箱，但这种养殖方法难以保证各分立水箱水化学条件的一致，比如美国Honisch B等人所采用的方法，由于pH值的不同，因此三个水箱的碳酸盐浓度就相差甚远，而这种各水箱水化学条件的不一致会对结果产生干扰。
我国台湾某大学也进行了三个不同温度下的珊瑚养殖，他们改进了以上分立水箱的养殖方法，采用将三个水箱首尾串联，分别进行各水箱温度的调节(参见图1)。这种串联方式，实现了各水箱除温度以外的其它水化学条件的一致，但是要分别对每个水箱进行温度的调节和控制，难度很大，而且能量消耗会很大，随着水箱数量的增加，温度调节和控制的难度和工作量也随之增加，实现起来极为困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种克服科学研究中采用分立水箱进行室内珊瑚养殖中存在的各水箱水化学参数不一致的问题，实现各水箱除了研究参数以外的其它水化学条件的完全一致，同时达到对养殖中研究参数控制简化和有效的新型的科研用室内珊瑚养殖方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种新型的科研用室内珊瑚养殖方法，包括以下步骤：
(1)设置至少3组水箱，前后两两水箱彼此连通，但首尾水箱断开；
(2)每组水箱建立自循环系统，营造珊瑚生成所需的水流动环境；
(3)除末端水箱外，前一水箱的养殖水送往下一水箱，构成上水通道；
(4)末端水箱的水经由与所述上水通道反方向的各水箱流回至首端水箱，构成回水通道；
(5)由所述上水通道和所述回水通道构成整个珊瑚养殖水箱的大循环；
(6)在首端和末端水箱均分别安装有待研究参数的调节器，并设置该研究参数的端点值I和端点值II；
(7)将所述上水通道和所述回水通道的水流在各水箱中充分混合后，调节所述上水通道的水流量，并保持端点值I、端点值II、水流量稳定，运行一段时间后，设置中间各水箱研究参数值即可。
所述步骤(2)中的自循环系统是指每组水箱由一个养殖箱和过滤箱I、过滤箱II及水泵组成；所述养殖箱、过滤箱I、过滤箱II依次连接，并且过滤箱II通过所述水泵与所述养殖箱相连；所述水泵还与下一组水箱中的养殖箱相连。
所述步骤(6)中的待研究参数为温度、盐度、酸度或化学元素浓度。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、由于本发明将首尾连接同一方向(顺时针或反时针)的水循环方式改为首尾断开沿来路反方向的水循环方式，因此，不管采用多少个养殖水箱，只需要对首尾两水箱所要研究的参数进行调节和控制，通过首尾水箱以及室内环境温度的控制就可控制中间各水箱的参数数值及其稳定性，实现了对所有水箱研究参数的调节与控制；同时由于首尾水箱参数变化的幅度在向中间传递的过程中会逐渐衰减，中间水箱参数的稳定性会比首尾水箱高，且越靠中间水箱的参数会越稳定，因此，本发明的循环方法随着水箱的增多，效果会越好，控制会更加简单而有效。
2、由于本发明中所有水箱均连成一体，并通过上水通道和回水通道进行各水箱水的充分混合，因此，最大限度地保证了所有水箱水化学参数，如pH值、温度、盐度、化学元素浓度等的一致。经实际测试，当进行不同温度条件下珊瑚养殖时，数天对各水箱盐度SSS和pH值的监测，测定值分别为SSS＝30.2±0.5，30.2±0.4，30.3±0.5，30.2±0.5，30.3±0.4，30.2±0.5；pH值＝8.01±0.02，8.00±0.02，7.99±0.02，7.98±0.02，7.98±0.02，7.97±0.03；其中SSS和pH差值分别为0.1和0.04。
3、由于本发明的中间水箱不需要添加物质或供给能源，完全由首尾水箱提供，因此，有效地减少了资源和能源的浪费。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为台湾某大学珊瑚养殖水箱配置示意图。
图2为本发明的水循环系统示意图。
图中：1-分立水箱I(22℃) 2-分立水箱II(25℃) 3-分立水箱III(28℃)4-调节水箱(22℃) 1#、2#、3#、4#、5#、n#-水箱 T1、T2、T3、T4、T5、、Tn-研究参数 O-水泵→-水流动方向
具体实施方式
一种新型的科研用室内珊瑚养殖方法，包括以下步骤：
(1)设置至少3组水箱，前后两两水箱彼此连通，但首尾水箱断开。
(2)每组水箱建立自循环系统，形成一个水流动体系，营造珊瑚生成所需的水流动环境。其中自循环系统是指每组水箱由一个养殖箱和过滤箱、过滤箱II及水泵组成；养殖箱、过滤箱I、过滤箱II依次连接，并且过滤箱II通过水泵与养殖箱相连；水泵还与下一组水箱中的养殖箱相连。
(3)除末端水箱外，前一水箱的养殖水由水泵送往下一水箱，构成上水通道。
(4)在水位差作用下，末端水箱的水经由与上水通道反方向的各水箱流回至首端水箱，构成回水通道。
(5)由上水通道和回水通道构成整个珊瑚养殖水箱的大循环，以保持各水箱水化学参数的基本一致。
(6)在首端和末端水箱均分别安装有待研究参数——温度、盐度、酸度或化学元素浓度的调节器，并设置该研究参数的端点值I和端点值II；
(7)将上水通道和回水通道的水流在各水箱中充分混合，形成一在端点值I和端点值II范围间的各水箱研究参数值梯度；调节上水通道的水流量，并保持端点值I、端点值II、水流量稳定，运行一段时间后，设置中间各水箱研究参数值并保持稳定不变即可。
如图2所示，用水泵将1#水箱的水抽到2#水箱，2#水箱抽到3#水箱，如此类推，构成上水通道。再将前后两个水箱两两彼此联通，构成回水通道。这样水箱的水会分级不停地由1#水箱抽往最后的水箱，1#水箱的水位会不断降低，而最后水箱的水位会不断上升，在最后和1#水箱之间就会形成水位差，在这种水位差作用下，水箱中的水会自动地由最后水箱沿回水通道与上水通道反方向流回1#水箱，这样就构成了水箱中完整的水循环。以珊瑚养殖中的温度实验为例，设n＝6，采用降温或升温的方法使1#和6#水箱的温度分别为T1℃和T6℃，且T1＜T6，而中间水箱不进行任何的降温或加温。当水箱水进行循环时，1#水箱的低温水会在水泵的作用下由上水通道向高温6#水箱方向流动，而6#水箱的高温水会不停地由回水通道反方向流回1#水箱，温度不同的两股水流会在中间水箱中混合，形成一个由1#水箱到6#水箱由低温到高温T6范围的水温梯度，且T1＜T2＜T3＜T4＜T5＜T6，调节水泵的流量，可以调节各水箱间温差的大小，从而实现了对6个水箱水温的调节和控制。
Claims (3)
1.一种新型的科研用室内珊瑚养殖方法，包括以下步骤：
(1)设置至少3组水箱，前后两两水箱彼此连通，但首尾水箱断开；
(2)每组水箱建立自循环系统，营造珊瑚生成所需的水流动环境；
(3)除末端水箱外，前一水箱的养殖水送往下一水箱，构成上水通道；
(4)末端水箱的水经由与所述上水通道反方向的各水箱流回至首端水箱，构成回水通道；
(5)由所述上水通道和所述回水通道构成整个珊瑚养殖水箱的大循环；
(6)在首端和末端水箱均分别安装有待研究参数的调节器，并设置该研究参数的端点值I和端点值II；
(7)将所述上水通道和所述回水通道的水流在各水箱中充分混合后，调节所述上水通道的水流量，并保持端点值I、端点值II、水流量稳定，运行一段时间后，设置中间各水箱研究参数值即可。
2.如权利要求1所述的一种新型的科研用室内珊瑚养殖方法，其特征在于：所述步骤(2)中的自循环系统是指每组水箱由一个养殖箱和过滤箱I、过滤箱II及水泵组成；所述养殖箱、过滤箱I、过滤箱II依次连接，并且过滤箱II通过所述水泵与所述养殖箱相连；所述水泵还与下一组水箱中的养殖箱相连。
3.如权利要求1所述的一种新型的科研用室内珊瑚养殖方法，其特征在于：所述步骤(6)中的待研究参数为温度、盐度、酸度或化学元素浓度。
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