CN106205335A - 一种用于监测气候变化对生态影响的森林模拟增温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于监测气候变化对生态影响的森林模拟增温系统，包括圆筒形框架主体以及设置在框架主体底部的地基基座，所述框架主体包括内壁和外壁，内壁由沿圆周方向均匀分布的多个内立柱以及串接在内立柱之间的多层内框弦杆组成，内立柱与内框弦杆之间通过空心钢球连接在一起，外壁由沿圆周方向均匀分布的多个外立柱以及串接在外立柱之间的多层外框弦杆组成，外立柱与外框弦杆之间通过空心钢球连接在一起；内立柱与外立柱之间以及内框弦杆与外框弦杆之间均交错设置，内壁与外壁之间通过斜拉梁弦杆连接在一起，内壁上覆盖有透明的亚克力板。本发明系统对于保护地球生态与人类生存环境有着重大的意义，设计合理，造价较低，易于实现。
Description
技术领域
本发明属于生态学及生态观测大型实验装备开发制造领域，主要涉及一种用于监测气候变化对生态影响的森林模拟增温系统。
背景技术
全球气候变暖，打破了原有的自然生态系统，导致全球降雨格局改变、冰川和冻土消融、海平面上升、极端天气频发等自然现象的发生，威胁到了人类的生存与发展。本实验系统的研制与开发正是用于监测和预测未来气候温度上升所导致的地球植被的响应。即研究气候变化所引起的植物生理特性变化，及其对全球气候变暖的反馈作用。目前关于气候变化对地球植被影响的控制实验研究主要集中在全世界的草原地区，因为在草原上搭建模拟增温系统是相对简单的，通常增温系统所用的温室仅需2~3米高，边长5~6米即可。然而森林模拟增温系统的研究，在全世界范围内都是一个难点。因为森林的地形、地貌、地质特征复杂，林木茂盛、树木高大，施工机械难于进入，还不允许破坏当地植被，这使得构建这样的实验研究平台系统非常困难，即使建造也造价高昂。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于监测气候变化对生态影响的森林模拟增温系统，该系统对于保护地球生态与人类生存环境有着重大的意义，设计合理，造价较低，易于实现。
本发明所采用的技术方案是：一种用于监测气候变化对生态影响的森林模拟增温系统，包括圆筒形框架主体以及设置在框架主体底部的地基基座，所述框架主体包括内壁和外壁，内壁由沿圆周方向均匀分布的多个内立柱以及串接在内立柱之间的多层内框弦杆组成，内立柱与内框弦杆之间通过空心钢球连接在一起，所述外壁由沿圆周方向均匀分布的多个外立柱以及串接在外立柱之间的多层外框弦杆组成，外立柱与外框弦杆之间通过空心钢球连接在一起；所述内立柱与外立柱之间以及内框弦杆与外框弦杆之间均交错设置，且内立柱和外立柱的下端均通过空心钢球连接有地基基座，所述内壁与外壁之间通过斜拉梁弦杆连接在一起，内壁上每个空心钢球与其上下、左右相邻的四个外壁上的空心钢球之间均设置有斜拉梁弦杆，且内壁上覆盖有透明的亚克力板。
作为本发明一种用于监测气候变化对生态影响的森林模拟增温系统的进一步优化，所述斜拉梁弦杆的长度与内框弦杆内相邻两个空心钢球之间的距离相一致。
作为本发明一种用于监测气候变化对生态影响的森林模拟增温系统的进一步优化，所述框架主体的底部设置有可拆卸的亚克力板。
与现有技术相比，本发明至少具有下述优点及有益效果：
本发明通过构建森林模拟增温系统来模拟出全球气候变暖的效应，实现了在森林研究气候变化对地球植被的影响，通过观察、观测气候变化对植被的影响，使对于气候变暖对人类生存环境的影响更加准确，对于保护地球生态与人类生存环境有着重大的意义。本发明的森林模拟增温系统装置结构和原理简单，设计合理，造价较低，易于实现。
附图说明
图1为本发明结构示意图的主视图；
图2为本发明结构示意图的俯视图；
附图标记：1内立柱，2、外立柱，3、空心钢球，4、地基基座，5、内框弦杆，6、斜拉梁弦杆，7、外框弦杆。
具体实施方式
为使本发明的内容更明显易懂，以下结合具体实施例，对本发明进行详细描述。
如图所示，一种用于监测气候变化对生态影响的森林模拟增温系统，包括圆筒形框架主体以及设置在框架主体底部的地基基座4，所述框架主体包括内壁和外壁，内壁由沿圆周方向均匀分布的多个内立柱1以及串接在内立柱1之间的多层内框弦杆5组成，内立柱1与内框弦杆5之间通过空心钢球3连接在一起，所述外壁由沿圆周方向均匀分布的多个外立柱2以及串接在外立柱2之间的多层外框弦杆7组成，外立柱2与外框弦杆7之间通过空心钢球3连接在一起；所述内立柱1与外立柱2之间以及内框弦杆5与外框弦杆7之间均交错设置，且内立柱1和外立柱2的下端均通过空心钢球3连接有地基基座4，所述内壁与外壁之间通过斜拉梁弦杆6连接在一起，内壁上每个空心钢球3与其上下、左右相邻的四个外壁上的空心钢球3之间均设置有斜拉梁弦杆6，且内壁上覆盖有透明的亚克力板。
为了使本发明具有更好的实施效果，所述斜拉梁弦杆6的长度与内框弦杆5内相邻两个空心钢球3之间的距离相一致。
本发明技术方案中，所述框架主体的底部设置有可拆卸的亚克力板，以调节系统内部的温度，当系统内的温度过高时，通过筒体的自然抽风原理，将系统外部的冷空气从底部吸进系统内，从而起到降低系统温度的作用。
作为本发明一种较优的实施方式，所述内立柱和外立柱分别有8层，且内立柱和外立柱分别有13根，内立柱和外立柱组成13个三棱柱，即13个承重柱。
本发明的增温原理与普通的温室大棚的增温原理类似，即构筑一个圆柱形的建筑，建筑的墙体是透明材料，森林中的植被被包围在这个透明建筑物中。阳光可以透过透明的墙体材料进入建筑物内部，并使建筑物内部的温度升高；同时透明墙体材料还具有隔热保温的作用，防止热量散失。这样通过构建森林模拟增温系统来模拟出全球气候变暖的效应。当然，也可以通过加装的设施控制内部温度的变化。
增温大棚中植被的理化特性参数的检测是定时进行的，每天选择特定的时间。并且进行长时间的监测，记录温度、湿度等气候参数，测量植物叶片的呼吸作用、光合作用及它们之间的平衡关系等生理参数。同时还设置一个对比的参照系统，即不增温的常温对照系统。观察增温后，植物的理化特征会发生何种变化。假如没有显著变化，表明未来气候温度增加，植物能够适应这样的变化；如果光合作用增强幅度大于呼吸作用的增强速度，意味着森林能够减少温度的增加效应，能够阻止气温的继续升高，这就是植物的负反馈；反之，如果呼吸作用的增强幅度大于光合作用的增强幅度，意味着在变暖背景下，森林将释放更多的CO2，导致温室效应更为严重。同时在长期的增温过程中，监测气候室中各种不同植物种群的变化情况，从而找出全球气候变暖对植被及生态系统所产生的影响。
此气候室建立在信阳的南湾湖地区。该区域位于热带到亚热带的过渡带上，即中国南北气候的过渡带，因此在该区域观察、观测气候变化对植被的影响，对于保护地球生态与人类生存环境有着重大的意义。主要用于信阳的南湾水库库区的山体的森林植被的增温研究。建设地点在信阳市南湾风景区管理区内。每个山体建设3-4座森林模拟增温系统。每个增温系统的观测面积为直径25米的范围，根据当地的树木高度，将系统的高度设置为30米。研究显示，随着气候的变暖，在南北气候的过渡带上的植物品种中，有一些植物，在生物学上会南迁，有的会北移，甚至有些植物物种会灭绝。
Claims (3)
1.一种用于监测气候变化对生态影响的森林模拟增温系统，其特征在于：包括圆筒形框架主体以及设置在框架主体底部的地基基座（4），所述框架主体包括内壁和外壁，内壁由沿圆周方向均匀分布的多个内立柱（1）以及串接在内立柱（1）之间的多层内框弦杆（5）组成，内立柱（1）与内框弦杆（5）之间通过空心钢球（3）连接在一起，所述外壁由沿圆周方向均匀分布的多个外立柱（2）以及串接在外立柱（2）之间的多层外框弦杆（7）组成，外立柱（2）与外框弦杆（7）之间通过空心钢球（3）连接在一起；所述内立柱（1）与外立柱（2）之间以及内框弦杆（5）与外框弦杆（7）之间均交错设置，且内立柱（1）和外立柱（2）的下端均通过空心钢球（3）连接有地基基座（4），所述内壁与外壁之间通过斜拉梁弦杆（6）连接在一起，内壁上每个空心钢球（3）与其上下、左右相邻的四个外壁上的空心钢球（3）之间均设置有斜拉梁弦杆（6），且内壁上覆盖有透明的亚克力板。
2.如权利要求1所述的一种用于监测气候变化对生态影响的森林模拟增温系统，其特征在于：所述斜拉梁弦杆（6）的长度与内框弦杆（5）内相邻两个空心钢球（3）之间的距离相一致。
3.如权利要求1所述的一种用于监测气候变化对生态影响的森林模拟增温系统，其特征在于：所述框架主体的底部设置有可拆卸的亚克力板。
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