CN103967483A - 用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置及取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置及取样方法，包括用铁皮围成的槽体，槽体的前壁设有出水口，槽体的两侧壁的底部分别设有插板套，插板套内插有插板，插板上设有多个小孔，槽体的两侧壁的外表面分别设有抬运把。槽体的前壁中部沿纵向折弯并向前凸出形成纵向凸棱，出水口设于所述纵向凸棱上。将槽体置于目标结皮区域，沿槽体外围开挖剖面，把槽体垂直地面按入土体，把插板从所述槽体前部沿插板套插入土体后，把槽体及土体一起抬出取土坑，完成取土。保证了生物结皮表面的完整性，有益于相关控制实验的开展。

Description

用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置及取样方法

技术领域

本发明涉及一种生物结皮原状土取样技术，尤其涉及一种用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置及取样方法。

背景技术

生物结皮是由微生物、藻类、地衣和苔藓等孢子植物类群与沙粒胶结形成的有机复合体，具有易碎的特点。它广泛分布在干旱和半干旱地区，是荒漠生态系统的重要组成部分。生物结皮在沙丘表面的形成和发育改变了沙地原有的水分分布格局，对生态系统功能和过程产生重要的影响。在干旱少雨的沙区，模拟降雨实验与自然降雨相比具有快速、便捷、可重复性强等特点，但具体操作过程中往往遇到诸多因子的限制，如风、水和电等限制因素增加了开展野外工作的难度。另一方面，自然界生物结皮所处坡面坡度差异较大，控制实验过程中因多个因素的变化而难得出有益结论。把土壤带回实验室在目标装置中进行再培育是目前比较普遍的做法，但操作过程中已破坏土体的原状结构，容易导致实验结果的失真。目前用于水蚀研究的取样装置较缺乏。

现有技术中，比较普遍的做法是把土壤带回实验室，然后在目标装置中进行再培育。但操作过程已破坏了土体的原状结构，容易导致实验结果的失真。

发明内容

本发明的目的是提供一种能保证生物结皮表面完整性的用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置及取样方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置，包括用铁皮围成的槽体，所述槽体的前壁设有出水口，所述槽体的两侧壁的底部分别设有插板套，所述插板套内插有插板，所述插板上设有多个小孔，所述槽体的两侧壁的外表面分别设有抬运把。

本发明的上述的用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置的取样方法，包括步骤：

A、对确定的目标结皮区域的生物结皮表面喷洒水；

B、把所述槽体置于目标结皮区域，沿所述槽体外围开挖剖面；

C、把所述槽体垂直地面按入土体，直到结皮表面达到出水口处；

D、把所述插板从所述槽体前部沿插板套插入土体；

E、把所述槽体及土体一起抬出取土坑，运至目的地。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置及取样方法，由于包括用铁皮围成的槽体，槽体的前壁设有出水口，槽体的两侧壁的底部分别设有插板套，插板套内插有插板，插板上设有多个小孔，槽体的两侧壁的外表面分别设有抬运把，把槽体垂直地面按入土体中后，把插板从槽体前部沿插板套插入土体，再把槽体及土体一起抬出取土坑，能保证生物结皮表面的完整性，有益于相关控制实验的开展。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中插板的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置，其较佳的具体实施方式是：

包括用铁皮围成的槽体，所述槽体的前壁设有出水口，所述槽体的两侧壁的底部分别设有插板套，所述插板套内插有插板，所述插板上设有多个小孔，所述槽体的两侧壁的外表面分别设有抬运把。

所述槽体的前壁中部沿纵向折弯并向前凸出形成纵向凸棱，所述出水口设于所述纵向凸棱上。

所述插板的前缘磨成刀口、后缘焊接角钢，所述插板的前缘贴着所述槽体的前壁下缘插入到所述插板套中，并抵在所述槽体的后壁上。

所述插板套和抬运把分别由角钢焊接而成，所述出水口由钢管焊接而成。

本发明的上述的用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置的取样方法，其较佳的具体实施方式包括步骤：

A、对确定的目标结皮区域的生物结皮表面喷洒水；

B、把所述槽体置于目标结皮区域，沿所述槽体外围开挖剖面；

C、把所述槽体垂直地面按入土体，直到结皮表面达到出水口处；

D、把所述插板从所述槽体前部沿插板套插入土体；

E、把所述槽体及土体一起抬出取土坑，运至目的地。

所述步骤A中，在喷洒水之前结皮表面覆盖一层薄纱布，避免喷洒过程中结皮表面的微结构被破坏；

所述步骤B中，沿所述槽体外围5cm处开挖剖面，所述槽体的前壁朝向生物结皮所处坡面的方向；

所述步骤C中，用铁棍横担在所述槽体的两侧壁上，均匀用力，避免槽壁对土体造成不必要的挤压；

所述步骤D中，插板插入土体过程中，用橡胶锤轻轻敲打插板的后缘，防治结皮表面被震碎。

本发明针对生物结皮的易碎、结皮层与下层土壤易分离的特点，开发一种适用于模拟降水实验的生物结皮原状土取样及取样方法，保证了生物结皮表面的完整性，推动了此类工作的开展，有益于相关控制实验的开展。并获得国家“十二五”科技支撑课题(2012BAD16B0202)和国家自然科学基金项目(41201015)资助。

具体实施例：

如图1、图2所示，取土装置为槽状结构，由厚度1.2mm的铁皮制成，包括槽体1、出水口2、插板3、抬运把4、插板套5。铁皮槽体的长、宽、高和深分别是80、45、40和35cm。出水口离槽体上边缘2cm，是直径为3cm的圆口子，焊接一个直径3cm、长5cm的钢管形成一个出水口。插板为长85cm，宽48cm的长方形铁皮，插板的一端焊接角钢，防止插板在敲打过程中变形，另一端磨成刀口，减少插板与土体间的摩擦力。插板上每隔5cm用电钻打直径为5mm的眼，有助于槽体内的水分渗漏。在槽体两侧中间部位焊接角钢抬运把，用于原状土的搬运。待槽体形成上述形状后，在槽体下边缘5cm处，平行于槽体边缘拉开，把槽体分成上、下两部份，然后用角钢焊接槽体上部和下部，焊接时在上、下两部分槽体中间留4mm的缝隙作为插板套，并保证插板自由插入槽体和抽出。用角钢焊接的目的是为避免插板在槽体内偏离或跳道而影响取土过程。槽体三角形处不焊接角钢。

具体操作过程如下：

1.生物结皮及土样喷湿：确定目标区域后用喷壶对生物结皮表面喷洒水。喷洒水之前结皮表面覆盖一层薄纱布，避免喷洒过程中结皮表面的微结构被破坏。

2.挖出土体剖面：将把铁皮槽置于目标结皮区域，沿铁皮槽外围5cm处开挖剖面。铁皮槽三角部位所处方向尽量与生物结皮所处坡面的方向尽量一致。开挖剖面深度可比铁皮槽的高度略深。铁皮槽三角处开挖面大一些，以保证插板插入槽体时不受空间限制。

3.原状土采集：把铁皮槽垂直地面按入土体，直到结皮表面达到出水口处。为减少槽体对土体造成不必要的挤压，可以用铁棍横担在槽体两端，掌握好力度并同时发力，最大程度的保证土体的原状结构。

4.插入插板：把槽体垂直地面按入土体之后，把插板从铁皮槽三角处插入土体。用橡胶锤轻轻敲打插板的角钢处，防治结皮表面被震碎，直到插板的刀口部位插入到槽体末端的角钢处。

5.生物结皮取土工作完成后，通过钢棍把土体抬出取土坑，把土体运至目的地。

具体实施例的有益效果：

①克服了野外模拟降雨实验中常受风、水和电等因素对实验结果的影响；

②根据需要，原状土的坡度可以调整，而自然界生物结皮所处坡面差异较大；

③保证了生物结皮及下层土壤的原状结构。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置，其特征在于，包括用铁皮围成的槽体，所述槽体的前壁设有出水口，所述槽体的两侧壁的底部分别设有插板套，所述插板套内插有插板，所述插板上设有多个小孔，所述槽体的两侧壁的外表面分别设有抬运把。

2.根据权利要求1所述的用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置，其特征在于，所述槽体的前壁中部沿纵向折弯并向前凸出形成纵向凸棱，所述出水口设于所述纵向凸棱上。

3.根据权利要求2所述的用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置，其特征在于，所述插板的前缘磨成刀口、后缘焊接角钢，所述插板的前缘贴着所述槽体的前壁下缘插入到所述插板套中，并抵在所述槽体的后壁上。

4.根据权利要求3所述的用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置，其特征在于，所述插板套和抬运把分别由角钢焊接而成，所述出水口由钢管焊接而成。

5.一种应用权利要求1至4任一项所述的用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样装置的取样方法，其特征在于，包括步骤：

A、对确定的目标结皮区域的生物结皮表面喷洒水；

B、把所述槽体置于目标结皮区域，沿所述槽体外围开挖剖面；

C、把所述槽体垂直地面按入土体，直到结皮表面达到出水口处；

D、把所述插板从所述槽体前部沿插板套插入土体；

E、把所述槽体及土体一起抬出取土坑，运至目的地。

6.根据权利要求5所述的用于模拟降雨实验的生物结皮原状土取样方法，其特征在于：

所述步骤A中，在喷洒水之前结皮表面覆盖一层薄纱布，避免喷洒过程中结皮表面的微结构被破坏；

所述步骤B中，沿所述槽体外围5cm处开挖剖面，所述槽体的前壁朝向生物结皮所处坡面的方向；

所述步骤C中，用铁棍横担在所述槽体的两侧壁上，均匀用力；

所述步骤D中，插板插入土体过程中，用橡胶锤轻轻敲打插板的后缘，防治结皮表面被震碎。