CN101769842A - 适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置及称量法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置，其包括用于放置测量天平的称量室、设于称量室下的防溅室及设于防溅室下的储水室，称量室与防溅室的接触面及防溅室与储水室的接触面上均设有称量孔，且两称量孔中心线重合，该测量天平通过穿设两称量孔称量钩挂住位于储水室的称量物体。本发明还提供了一种利用适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置的称量方法。本发明所设计的装置携带方便，具有较好的防风、防雨功能，适合野外复杂条件下使用，能够保证较高的测量精度。所涉及的方法操作简单、安全、有效，适合野外实地操作、精确无损称量活体造礁石珊瑚。

Description

适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置及称量法

技术领域

本发明涉及一种适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置及称量法，主要用于珊瑚生长率测量，也适合其它水生生物生长率测量。

背景技术

珊瑚的生长率通常都是通过测量其骨骼生长率来衡量的。利用珊瑚生长率或钙化率可以分析珊瑚体所受到的环境胁迫压力，以及与相关环境因子的关联性及受其影响的强度。珊瑚的生长率是一个研究珊瑚生理生态的重要指标，为了精确测量这个指标，人们尝试了多种方法，这些方法的使用条件、适用场所有所不同，也各有优缺点。主要有：1)⁴⁵Ca法，由Goreau(1959)建立，可以精确测量进入珊瑚骨骼的⁴⁵Ca的量，从而测量出珊瑚总钙化量。但它的缺点是，被测量珊瑚生物体将会被杀死，而且对测量仪器要求高(测量仪器操作程序复杂价格昂贵)；2)碱度法，由Kinsey(1978)建立，后由Dennison和Barnes(1988)改进。通过测量实验前后水体总碱度的变化，换算出珊瑚钙化生长量。虽然是一种无损测量方法，但只适合短期实验使用，无法衡量长时间尺度珊瑚体的生长量；3)此外，还有X射线成像法、测量骨骼长度增长法、染色标记法等等，这些方法普遍存在着珊瑚生物体损伤大或测量误差大的问题；4)最后具体介绍一下称量法。该方法发展分为三个阶段，初始时，采用直接称量法，即把珊瑚生物体拿出水面自然风干一段时间，使用天平称量。该法有两个弊端：第一、损伤实验珊瑚生物体，使得实验没有连续性；第二、测量误差大，珊瑚体的结构不同，其风干效率也不一样；后来又产生了水下称量法，即在水下现场安放特殊称量装置，直接在现场称量，如Bak(1973，1976)在加勒比海进行过此种操作，该法最大的弊端就是操作复杂、不便及测量精度低；近期产生了浮力称量法(也称浸没称量法)并由Davies(1989)完善成熟，该方法目前已得到广泛应用，并经后人不断改造沿用至今。

浮力称量法，采用将称量装置安放在水面以上，被称量物体浸没在水体中，称量其相对重量。通常使用高精度的电子天平作为称量器具，特别是可以进行下部吊秤的电子天平。测量期间测定称量水体密度、被测珊瑚体骨骼的密度，再通过被测珊瑚生物体的相对重量等参数换算出其在空气中的绝对重量，使不同时期、种类、地点等的珊瑚生物体生长量的测量结果具有可比性。该法的优点是测量精度高，准确，是一种无损测量方法。主要适用于长时间尺度实验，最短可应用于24小时珊瑚生长量的测量(Davies，1989)。

但长期以来，Davies完善的这种方法只能在实验室内使用，在一些野外实验中就需要把实验珊瑚生物体带回实验室内进行称量，满足不了进行珊瑚生物体野外现场实测的需要。在实验珊瑚生物体运输过程中避免不了碰撞带来的物理损伤、运输水体对实验珊瑚生物体的胁迫造成的机能损伤等状况出现，这些势必会损伤实验珊瑚生物体进而造成测量结果较大的误差。因此需要研制一种适合野外实地操作、精确无损称量活体造礁石珊瑚的方法。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种携带方便、测量精确且无损称量活体造礁石珊瑚的适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置。

本发明的目的还提供一种适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置的称量方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置，其包括用于放置测量天平的称量室、设于称量室下的防溅室及设于防溅室下的储水室，称量室与防溅室的接触面及防溅室与储水室的接触面上均设有称量孔，且两称量孔中心线重合，该测量天平通过穿设两称量孔称量钩挂住位于储水室的称量物体。

称量室的一侧面上安装一块可开合挡风板。

防溅室与储水室的接触面上的称量孔上设有当称量装置暂时不用时，用于盖住称量孔的称量孔盖板。两称量孔分别位于称量室与防溅室的接触面及防溅室与储水室的接触面的中心位置。

该称量装置由压克力板制成。

该称量室、防溅室及储水室均呈长方体形状，称量室，为高13～15cm，宽28～32cm，长33～37cm；称量孔直径2～4cm；防溅室，为高4～6cm，宽28～32cm，长33～37cm；储水室，为高48～52cm，宽28～32cm，长48～52cm。

该测量天平为电子天平，且电子天平通过蓄电池供电。

另外，本发明还提供了一种适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置的称量方法，其包括以下步骤：

a、将该称量装置置于水平界面上，并向储水室注入清洁海水；

b、将测量天平放入称量室中，使测量天平称量孔对准两称量孔，并挂上称量钩；

c、选取一干重为M_干标准物，置于储水室，并通过测量天平称量标准物的相对重量M_相，利用下述公式以确定海水密度ρ_水，

d、珊瑚体骨骼密度ρ_物测定：将珊瑚体样品使用10-15％次氯酸钠海水溶液浸泡20-30小时，然后在水中冲洗珊瑚体样品，将冲洗过的珊瑚体不离水移到称量装置中，测量其相对重量M_相1；再将珊瑚体样品取出，使用蒸馏水冲洗，放到干燥箱中在65-75℃下烘干72-90小时至恒重，取出称量其干重M_干1，利用下述公式以确定珊瑚体骨骼密度ρ_物，

e、待测珊瑚体干重的测定，通过步骤c或d的相对重量测量方法，测量所得待测珊瑚体的M_相2，和所测定的ρ_水与ρ_物，使用以下公式计算待测珊瑚体绝对重量M_干2，

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

通过本装置的使用，将一种非常重要的实验手段移植到野外，本装置及方法也适合在实验室内使用。

本发明装置携带方便，具有较好的防风、防雨功能，适合野外复杂条件下使用，能够保证较高的测量精度。所涉及的方法操作简单、安全、有效，适合野外实地操作、精确无损称量活体造礁石珊瑚。

附图说明

图1为本发明适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明公开一种适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置，其包括用于放置测量天平的称量室1、设于称量室1下的防溅室2及设于防溅室2下的储水室3，称量室1与防溅室2的接触面及防溅室2与储水室3的接触面上均设有称量孔4，且两称量孔4中心线重合，该测量天平通过穿设两称量孔4称量钩挂住位于储水室3的称量物体。

本实施例中，该测量天平为电子天平，且电子天平通过蓄电池供电。该称量室1侧面设有一个小孔6，供连接电源线使用。该防溅室2用于防止下层储水室3的水溅到天平上，同时还减少了下方空气扰动给称量带来的影响。该储水室3用于盛放称量水体。该称量装置由压克力板制成，便于从不同角度读数，该材料具有较好的耐磨性和抗冲击能力，同时其材质较轻，便于携带。使用蓄电池供电，解决了野外用电困难的问题。使用压克力材料制作，使得整个装置美观、耐用。

称量室1的一侧面上安装一块可开合挡风板5。挡风板5使用压克力制铰链安装在称量室1侧面上，可以方便地开关，并有效地隔绝内外空气流动。

防溅室2与储水室3的接触面上的称量孔4上设有当称量装置暂时不用时，用于盖住称量孔4的称量孔盖板，用于防止水蒸气进入称量室1，腐蚀测量天平。

两称量孔4分别位于称量室1与防溅室2的接触面及防溅室2与储水室3的接触面的中心位置。称量孔4位置的把握，保证了最大称量空间。

该称量室1、防溅室2及储水室3均呈长方体形状，称量室1，为高13～15cm，宽28～32cm，长33～37cm；称量孔4直径2～4cm；防溅室2，为高4～6cm，宽28～32cm，长33～37cm；储水室3，为高48～52cm，宽28～32cm，长48～52cm，这样才能保证最大称量空间。

本发明还提供了一种适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置的称量方法，其包括以下步骤：

a、将上述称量装置内部清洁干净，将该称量装置置于水平界面上，并向储水室注入50L，约整个容积的三分之二左右的清洁海水；

b、将测量天平放入称量室中，拿出称量孔盖板，使测量天平称量孔对准两称量孔，并挂上称量钩；

c、选取一干重为M_干标准物，置于储水室，开始称量过程，称量时应尽量减少对下方水体的扰动，同时读数要待下方水体停止波动，天平示数稳定后进行，通过测量天平称量标准物的相对重量M_相；

利用下述公式以确定海水密度ρ_水，

d、珊瑚体骨骼密度ρ_物测定：将珊瑚体样品使用10-15％次氯酸钠海水溶液浸泡20-30小时，然后在水中冲洗珊瑚体样品，将冲洗过的珊瑚体不离水移到称量装置中，测量其相对重量M_相1；再将珊瑚体样品取出，使用蒸馏水冲洗，放到干燥箱中在65-75℃下烘干72-90小时至恒重，取出称量其干重M_干1，利用下述公式以确定珊瑚体骨骼密度ρ_物，

e、待测珊瑚体干重的测定，通过步骤c或d的相对重量测量方法，测量所得待测珊瑚体的M_相2，和所测定的ρ_水与ρ_物，使用以下公式计算待测珊瑚体绝对重量M_干2，

称量完毕后，取下称量钩，断开电源，并及时给蓄电池充电，取出天平，抽出储水室的水，用淡水清洗，揩干，盖上称量孔盖板。

上述海水密度ρ_水的测定，使用小玻璃块，尤其是石英玻璃，作为标准物，因其膨胀系数小，体积不会随环境温度改变而变化很大，所以其密度相对较为固定。

本发明使用标准物确定测量水体的密度。称量期间要测定被测珊瑚体骨骼密度，其与珊瑚种类、季节、水深关系较密切，所以应取与实验珊瑚体同一生境下的同一种珊瑚体进行密度测量。最后通过水体密度、珊瑚体骨骼密度、珊瑚体相对重量换算出实验珊瑚体的绝对重量。从而使不同时期、种类、地点等的珊瑚生物体生长量的测量结果具有可比性。

本发明按上述方法于2009年7月底在中国海南省三亚鹿回头使用了本发明。实验珊瑚体在鹿回头珊瑚礁海域暂养了2个月(6、7月)。同期测得鼻形鹿角珊瑚骨骼密度为2.74g/cm³，鹿角杯形珊瑚骨骼密度为2.69g/cm³。海水密度约为1.03g/cm³。则浮力称量及珊瑚体绝对重量计算结果如下：

样品编号	珊瑚种类	相对重量(g)	绝对重量(g)
				LHT-4342	鼻形鹿角珊瑚	5.778	9.258
LHT-4344	鹿角杯形珊瑚	6.261	10.145
				LHT-4214	鼻形鹿角珊瑚	4.563	7.311
LHT-4213	鹿角杯形珊瑚	17.809	28.859
				LHT-4332	鹿角杯形珊瑚	18.481	29.612
LHT-4333	鼻形鹿角珊瑚	14.174	22.968
				LHT-4231	鹿角杯形珊瑚	8.752	14.023
LHT-4233	鼻形鹿角珊瑚	6.213	10.068

经实践证明本发明所设计的装置携带方便，具有较好的防风、防雨功能，适合野外复杂条件下使用，能够保证较高的测量精度。所涉及的方法操作简单、安全、有效，适合野外实地操作、精确无损称量活体造礁石珊瑚。

Claims (8)

1.一种适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置，其特征在于，包括用于放置测量天平的称量室、设于称量室下的防溅室及设于防溅室下的储水室，称量室与防溅室的接触面及防溅室与储水室的接触面上均设有称量孔，且两称量孔中心线重合，该测量天平通过穿设两称量孔称量钩挂住位于储水室的称量物体。

2.根据权利要求1所述的适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置，其特征在于，称量室的一侧面上安装一块可开合挡风板。

3.根据权利要求1所述的适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置，其特征在于，防溅室与储水室的接触面上的称量孔上设有当称量装置暂时不用时，用于盖住称量孔的称量孔盖板。

4.根据权利要求1所述的适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置，其特征在于，两称量孔分别位于称量室与防溅室的接触面及防溅室与储水室的接触面的中心位置。

5.根据权利要求1至4任一项所述的适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置，其特征在于，该称量装置由压克力板制成。

6.根据权利要求5所述的适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置，其特征在于，该称量室、防溅室及储水室均呈长方体形状，称量室，为高13～15cm，宽28～32cm，长33～37cm；称量孔直径2～4cm；防溅室，为高4～6cm，宽28～32cm，长33～37cm；储水室，为高48～52cm，宽28～32cm，长48～52cm。

7.根据权利要求5所述的适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置，其特征在于，该测量天平为电子天平，且电子天平通过蓄电池供电。

8.一种利用权利要求1的适合野外现场使用的珊瑚浮力称量装置的称量方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将该称量装置置于水平界面上，并向储水室注入清洁海水；

b、将测量天平放入称量室中，使测量天平称量孔对准两称量孔，并挂上称量钩；

c、选取一干重为M_干标准物，置于储水室，并通过测量天平称量标准物的相对重量M_相，利用下述公式以确定海水密度ρ_水，

d、珊瑚体骨骼密度ρ_物测定：将珊瑚体样品使用10-15％次氯酸钠海水溶液浸泡20-30小时，然后在水中冲洗珊瑚体样品，将冲洗过的珊瑚体不离水移到称量装置中，测量其相对重量M_相1；再将珊瑚体样品取出，使用蒸馏水冲洗，放到干燥箱中在65-75℃下烘干72-90小时至恒重，取出称量其干重M_干1，利用下述公式以确定珊瑚体骨骼密度ρ_物，

e、待测珊瑚体干重的测定，通过步骤c或d的相对重量测量方法，测量所得待测珊瑚体的M_相2，和所测定的ρ_水与ρ_物，使用以下公式计算待测珊瑚体绝对重量M_干2，

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