CN106489581A - 一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，属于水生态修复领域。本发明所述模拟装置的主体为一个有机玻璃材质母箱，其被分隔成三个并列的相同体积的子箱，无盖母箱四周由不透光黑布包裹。无盖母箱上部等间距固定三排横支架，每个子箱的中间一排支架的中间位置悬挂一个固定的转速可调的搅拌器，用于扰动箱底的泥沙，营造不同的浊度环境。另外两排的支架上分别固定一个滑轮，滑轮经由一根标有刻度的棕绳连接一个花盆，花盆内种植水生植物，通过滑轮牵引花盆而调节绳的高度，用以模拟不同的水深高度。该装置可精确模拟不同水深及浊度对水生植物生长的影响，实施操作方法简易。
Description
技术领域
本发明属于水生态修复领域，更具体地说，涉及一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置及其方法。
背景技术
水生植物是水域生态系统和湿地生态系统中的重要组成部分，其中，沉水植物占据着湖泊河流生态系统的关键界面，对水域生产力及生物地球化学循环具有重要的影响。沉水植物作为湖泊生态系统主要的初级生产者之一，既是浅水湖泊生态系统的关键种群，也是湖泊生态系统物质循环和能量流动的重要环节，对水环境质量及水生生态系统结构发挥着重要生态功能。
在所有环境因子中，水下有效光强被认为是影响沉水植物生长分布最重要的因子之一，水下光照缺乏是沉水植物消亡的直接原因。影响水下光强变化的生物与非生物环境因子有许多，其中水深和浊度是能够削弱水下有效光强的两个主要原因。在水中，光的衰减依赖于波长光强和光质，它们均随水体深度而变化，随着水深增大，红光与远红光的比率会增加，这将导致沉水植物的形态发生变化。同时，沉水植物又是典型的喜阴植物，光照过强又会抑制其光合作用的进行，影响其正常生长发育。不同的沉水植物具有不同的水位耐受限度，水位变动的幅度、频率、时机、持续时间以及变化率等均会对水生植被产生影响。然而，由于人类活动的干扰，许多湖泊的水位自然波动节律被打乱，有些湖泊水位甚至是反季相波动，如春季高水位导致水下光照不足，不利于沉水植物萌发和幼苗生长；夏季低水位导致水生植物露出水面，导致沉水植物的疯长或衰亡。由于污染、水土流失以及泥沙聚集等原因，许多浅水湖泊水质浑浊，水体中各种悬浮颗粒物由于其对光的吸收和散射等作用，导致水体中入射光衰减，直接影响光照在水体中的垂直分布。同时，附着在沉水植物叶片表面上的一些泥沙等物质会进一步削减沉水植物对光的利用，并可能导致植株与水体间气体交换和营养物质交换，从而影响沉水植物的生长繁殖与分布。
中国发明专利，申请号201510165040.6，公开号：CN104743675A，公开日：2015年7月1日，公开了一种水深调节控制沉水植物生长治理湖泊富营养化的方法。该方法主要是通过选取关键的时间点种植沉水植物并调控水深，调整沉水植物种植密度，使得沉水植物获得最大生物量，具有维护成本低、净化效果好等优点。但是，此方法实施操作步骤繁多，而且，在实施过程中无法避免浊度对水生植物的影响。
中国实用新型专利，申请号：201520080786.2，公开号：CN204426129U，公开日：2015年7月1日，公开了一种用于调节水体浊度的调沙仪。该装置主要是由一个母桶与若干个子桶通过蠕动泵相连，通过交换各桶内的泥水来实现不同的浊度差异，无污染，维护简单。但是，该装置在模拟沉水植物生长环境影响因素的实验中无法控制水位变化，还需通过额外设施营造出同一水深的实验条件。
中国实用新型专利，授权公告号：CN 204086242U，授权公告日：2015.01.07，公开了一种研究悬浮泥沙对沉水植物生长胁迫的实验装置，包括供沙装置、进沙量调节装置、测试水箱和横挂在测试水箱内的至少一个内胆；供沙装置包括水泵、沙浆池和进沙管，进沙管的另一端与测试水箱相连接，沙浆池内安装搅拌器，测试水箱内安装有潜水泵；进沙量调节装置安装在进沙管上，进沙量调节装置包括悬沙浓度计和进沙管调节阀门，进沙管调节阀门安装在悬沙浓度计与水泵出口端之间的进沙管上；悬沙浓度计与进沙管调节阀门之间的进沙管上连接有旁通管，旁通管的另一端与沙浆池相连接，旁通管上安装有旁通管控制阀门。该实用新型悬沙浓度调节方便，而且测试水箱内悬沙浓度分布均匀，从而模拟不同悬沙浓度对沉水植物生长胁迫的影响。其不足之处在于：该实验装置只可用于模拟浊度变化对水生植物生长的影响，无法探究水深对水生植物生长的影响。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中不能同时考察及精确模拟不同水深及浊度对水生植物生长影响的问题，本发明提供一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置及其方法。它可以使用简易的操作程序获得精确的实验模拟效果。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，无盖母箱被分隔成三个并列的相同体积的子箱I、子箱II和子箱III，子箱I、子箱II和子箱III内均设有搅拌器和花盆，每个子箱的底部均铺设泥沙，在子箱I、子箱II和子箱III的右下角均设置有出水口。
三个子箱内的搅拌器、滑轮以及花盆的尺寸与固定位置必须一样，搅拌器对水体的扰动作用，模拟水体中的浊度；花盆内种植水生植物，花盆所处的位置不同，模拟水生植物所处的水体中的深度。
优选地，无盖母箱上表面等间距地固定三根横排支架，每个子箱上表面中间一排支架的中间位置固定转速可调的搅拌器，另外两排支架的中间位置各固定一个滑轮，滑轮通过棕绳连接花盆。
三个子箱内的搅拌器、滑轮以及花盆的尺寸与固定位置必须一样，支架除了可起到固定作用外，因其宽度较小，遮光部分较少，可尽可能减少水体上部光照补给不足、光强较小的问题。
优选地，所述的无盖母箱为有机玻璃材质，表面包裹一层不透光黑布，有机玻璃强度较好，在水中性质稳定，不会释放影响水生植物生长的物质，长3m，高1.2m，宽1m，光照强度是影响水生植物生长的重要因素，不透光黑布能够尽可能地降低光照变化与差异对三个子箱内水生植物生长的影响；黑布包裹后，三个子箱内的光强来源均来自水体上部，进而较少了四周光照差异的影响。
优选地，棕绳上标有刻度，刻度为0-1m，最小刻度值为10cm，一般浅水湖泊内沉水植物的生长水深大致在这个范围内(水深太大，光强与溶氧过小不利于生长)，棕绳上的刻度选择是依据箱体的高度，高度为1.2m，可模拟0-1m内不同水深深度，最小刻度设置为0.1m，足以精确模拟出所需不同的水深深度，不需再减小最低刻度值。棕绳连接花盆，通过调节棕绳的长度，进而用来调节每个子箱中花盆所处的水深深度，进而模拟水生植物受水深深度影响的生长情况。
优选地，搅拌器功率为2-3kW，搅拌器的转速设置三个搅拌强度，分别为低速20-30r/min，中速40-50r/min，高速80-90r/min。
设置搅拌器的转速，搅拌器转动导致子箱内的泥沙悬浮，模拟不同浊度的水体对水生植物生长的影响，不同的转速对箱内泥沙的扰动强度不同，可模拟出不同的水体浊度环境，这些转速范围可大致模拟出实际湖泊内的水体浊度。
优选地，子箱I、子箱II和子箱III内的水量相同，实验所用水体均取自同一水源，这样是为了确保水温与pH等环境因子相同，且具有相同的总氮和总磷含量。
优选地，实验所用泥沙为南京段的长江泥沙，将其铺设在每个子箱底部，三个子箱底部铺设相同厚度的泥沙，泥沙厚度为3-5cm，且泥沙粒径分布范围在100-150μm，这个厚度范围和泥沙粒径范围比较接近现实湖泊河流水体中泥沙的厚度和粒径范围，能够最大限度的模拟再现现实湖泊的水体情况，更加真实的模拟水生植物的生长状况。
一种模拟水深及浊度对水生植物影响的方法，步骤为：
步骤一、模拟不同水深，将三个子箱内的搅拌器调至同一转速，通过滑轮和棕绳牵引花盆，使得三个子箱内花盆固定在不同水深位置，同一子箱内的两个花盆高度相同；一段时间后，收获每个子箱内的植株，测定并计算其枯叶率和生物量；
步骤二、模拟不同浊度，将六个花盆固定在同一水深位置，分别将三个子箱内的搅拌器的转速设定为低速、中速和高速；7-10d后，收获每个子箱内的植株，测定并计算其枯叶率和生物量；
步骤三、实验完以后，打开每个子箱的出水口将水放出。
实验前用NaNO3和KH2PO4调节水体营养盐水平，使得水体中的TN和TP含量分别约为2.0mg/L和0.5mg/L，步骤二中的搅拌器低速20-30r/min，中速40-50r/min，高速80-90r/min，沉水植株幼苗在栽培的前7-10d生长速度较快，其生长情况受环境因素影响较明显，在该时间范围内，可较好区别出不同条件对水生植物的生长情况的影响；
优选地，步骤一和步骤二中记录搅拌器的转速，并通过棕绳的刻度记录每个子箱中花盆的高度，搅拌器的转速与浊度相关，棕绳的刻度代表水生植物的所处的水深，而枯叶率和生物量是评价水生植物生长情况是否良好的两个较常用的指标，记录下这些数据后，便于分析不同的水深和浊度对沉水植物生长的影响。
优选地，每个花盆内铺有相同厚度的底泥，每盆种植株数相同，大小一致，株高相近的水生植物，实验开始前，将水生植物在同一水深和浊度条件下预培养3天。
三个子箱内的搅拌器、滑轮以及花盆的尺寸与固定位置必须一样，本发明中的搅拌器为了扰动底部泥沙，通过转速的变化以营造出不同的水体浊度环境，且该实验装置在进行模拟实验时的水体容量与高度是固定的，花盆内的植物所处水深变化则是通过滑轮与棕绳来实现。
本发明的设计成本低，既可以模拟水体浊度对沉水植物生长的影响，又可以模拟水深对水生植物生长的影响，对研究沉水植物的生长繁殖与分布具有重大意义。
通过模拟水深对沉水植物生长的影响，能够研究不同的沉水植物的水位耐受限度，从而给人们营造更好的沉水植物的生态平衡提供指导建议。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，模拟浊度对水生植物生长影响时，可将三个子箱内的花盆调至同一高度，调节三个搅拌器的转速分别为低、中、高挡，模拟三个不同浊度梯度对沉水植物生长的影响；
(2)本发明的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，模拟不同水深对水生植物生长影响时，将搅拌器调至同一转速，通过滑轮和棕绳调节花盆的高度，模拟不同的水深对沉水植物生长的影响；
(3)本发明的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的方法，可精确模拟不同水深与浊度环境，为研究水深与浊度对水生植物生长影响提供简易可行的操作方法；
(4)本发明的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的方法，三个子箱内的搅拌器、滑轮以及花盆的尺寸与固定位置必须一样，搅拌器对水体的扰动作用，模拟水体中的浊度；花盆内种植水生植物，花盆所处的位置不同，模拟水生植物所处的水体中的深度；
(5)本发明的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的方法，三个子箱内的搅拌器、滑轮以及花盆的尺寸与固定位置必须一样，支架除了可起到固定作用外，因其宽度较小，遮光部分较少，可尽可能减少水体上部光照补给不足、光强较小的问题；
(6)本发明的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，无盖母箱为有机玻璃材质，表面包裹一层不透光黑布，有机玻璃强度较好，在水中性质稳定，不会释放影响水生植物生长的物质，长3m，高1.2m，宽1m，光照强度是影响水生植物生长的重要因素，不透光黑布能够尽可能地降低光照变化与差异对三个子箱内水生植物生长的影响；黑布包裹后，三个子箱内的光强来源均来自水体上部，进而较少了四周光照差异的影响；
(7)本发明的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，棕绳上标有刻度，刻度为0-1m，最小刻度值为10cm，一般浅水湖泊内沉水植物的生长水深大致在这个范围内，水深太大，光强与溶氧过小不利于生长，棕绳上的刻度选择是依据箱体的高度，高度为1.2m，可模拟0-1m内不同水深深度，最小刻度设置为0.1m，足以精确模拟出所需不同的水深深度，不需再减小最低刻度值。棕绳连接花盆，通过调节棕绳的长度，进而用来调节每个子箱中花盆所处的水深深度，进而模拟水生植物受水深深度影响的生长情况；
(8)本发明的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的方法，设置搅拌器的转速，搅拌器转动导致子箱内的泥沙悬浮，模拟不同浊度的水体对水生植物生长的影响，不同的转速对箱内泥沙的扰动强度不同，可模拟出不同的水体浊度环境，这些转速范围可大致模拟出实际湖泊内的水体浊度；
(9)本发明的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，三个子箱底部铺设相同厚度的泥沙，泥沙厚度为3-5cm，且泥沙粒径分布范围在100-150μm，这个厚度范围和泥沙粒径范围比较接近现实湖泊河流水体中泥沙的厚度和粒径范围，能够最大限度的模拟再现现实湖泊的水体情况，更加真实的模拟水生植物的生长状况；
(10)本发明的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，设计成本低，既可以模拟水体浊度对沉水植物生长的影响，又可以模拟水深对水生植物生长的影响，对研究沉水植物的生长繁殖与分布具有重大意义；
(11)本发明的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的方法，通过模拟水深对沉水植物生长的影响，能够研究不同的沉水植物的水位耐受限度，从而给人们营造更好的沉水植物的生态平衡提供指导建议。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图。
图中标号说明：1、无盖母箱；2、子箱I；3、子箱II；4、子箱III；5、滑轮；6、棕绳；7、花盆；8、搅拌器；9、支架；10、出水口。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。
结合图1，一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，无盖母箱1被分隔成三个并列的相同体积的子箱I2、子箱II3和子箱III4，子箱I2、子箱II3和子箱III4内均设有搅拌器8和花盆7，每个子箱的底部均铺设泥沙，在子箱I2、子箱II3和子箱III4的右下角均设置有出水口10。
三个子箱内的搅拌器、滑轮以及花盆的尺寸与固定位置必须一样，搅拌器3对水体的扰动作用，模拟水体中的浊度；花盆7内种植水生植物，花盆7所处的位置不同，模拟水生植物所处的水体中的深度。
无盖母箱1上表面等间距地固定三根横排支架9，每个子箱上表面中间一排支架9的中间位置固定转速可调的搅拌器8，另外两排支架9的中间位置各固定一个滑轮5，滑轮5通过棕绳6连接花盆7。
支架9除了可起到固定作用外，因其宽度较小，遮光部分较少，可尽可能减少水体上部光照补给不足、光强较小的问题，三个子箱内的搅拌器、滑轮以及花盆的尺寸与固定位置必须一样。
无盖母箱1为有机玻璃材质，表面包裹一层不透光黑布；有机玻璃强度较好，在水中性质稳定，不会释放影响水生植物生长的物质，长3m，高1.2m，宽1m，光照强度是影响水生植物生长的重要因素，不透光黑布能够尽可能地降低光照变化与差异对三个子箱内水生植物生长的影响；黑布包裹后，三个子箱内的光强来源均来自水体上部，进而较少了四周光照差异的影响。
棕绳6上标有刻度0-1m，最小刻度值为10cm，一般浅水湖泊内沉水植物的生长水深大致在这个范围内(水深太大，光强与溶氧过小不利于生长)，棕绳6上的刻度选择是依据箱体的高度(本实施例中箱体的高度为1.2m)，可模拟0-1m内不同水深深度，最小刻度设置为0.1m，足以精确模拟出所需不同的水深深度，不需再减小最低刻度值。棕绳6连接花盆7，通过调节棕绳6的长度，进而用来调节每个子箱中花盆7所处的水深深度，进而模拟水生植物受水深深度影响的生长情况。
搅拌器8功率为3kW，搅拌器8的转速设置三个搅拌强度，分别为低速20-30r/min，中速40-50r/min，高速80-90r/min。
设置搅拌器8的转速，搅拌器8转动导致子箱内的泥沙悬浮，模拟不同浊度的水体对水生植物生长的影响，不同的转速对箱内泥沙的扰动强度不同，可模拟出不同的水体浊度环境，这些转速范围可大致模拟出实际湖泊内的水体浊度。
子箱I2、子箱II3和子箱III4内的水量相同，实验所用水体均取自同一水源，这样是为了确保水温与pH等环境因子相同，且具有相同的总氮和总磷含量。
三个子箱底部铺设相同厚度的泥沙，泥沙厚度为4cm，且泥沙粒径分布范围在100-150μm。
这个厚度范围和泥沙粒径范围比较接近现实湖泊河流水体中泥沙的厚度和粒径范围，能够最大限度的模拟再现现实湖泊的水体情况，更加真实的模拟水生植物的生长状况。
一种模拟水深及浊度对水生植物影响的方法，步骤为：
步骤一、模拟不同水深，将三个子箱内的搅拌器8调至同一转速，通过滑轮5和棕绳6牵引花盆7，使得三个子箱内花盆7固定在不同水深位置，同一子箱内的两个花盆7高度相同；8d后，收获每个子箱内的植株，测定并计算其枯叶率和生物量；
步骤二、模拟不同浊度，将六个花盆7固定在同一水深位置，分别将三个子箱内的搅拌器8的转速设定为低速、中速和高速；8d后，收获每个子箱内的植株，测定并计算其枯叶率和生物量；
步骤三、实验完以后，打开每个子箱的出水口10将水放出。
步骤二中的搅拌器8低速25r/min，中速46r/min，高速89r/min，沉水植株幼苗在栽培的前7-10d生长速度较快，其生长情况受环境因素影响较明显，在该时间范围内，可较好区别出不同条件对水生植物的生长情况的影响。
步骤一和步骤二中通过棕绳6的刻度记录每个子箱中花盆7的高度，搅拌器8的转速，枯叶率和生物量是评价水生植物生长情况是否良好的两个较常用的指标，记录下这些数据后，便于分析不同的水深和浊度对沉水植物生长的影响。
每个花盆7内铺有相同厚度的底泥，每盆种植株数相同，大小一致，株高相近的水生植物，实验开始前，将水生植物在同一水深和浊度条件下预培养3天。
三个子箱内的搅拌器8、滑轮5以及花盆7的尺寸与固定位置必须一样，本发明中的搅拌器8为了扰动底部泥沙，通过转速的变化以营造出不同的水体浊度环境，且该实验装置在进行模拟实验时的水体容量与高度是固定的，花盆7内的植物所处水深变化则是通过滑轮5与棕绳6来实现。
本发明的设计成本低，既可以模拟水体浊度对沉水植物生长的影响，又可以模拟水深对水生植物生长的影响，对研究沉水植物的生长繁殖与分布具有重大意义。
通过模拟水深对沉水植物生长的影响，能够研究不同的沉水植物的水位耐受限度，从而给人们营造更好的沉水植物的生态平衡提供指导建议。
实施例1
结合图1，一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，无盖母箱1被分隔成三个并列的相同体积的子箱I2、子箱II3和子箱III4，子箱I2、子箱II3和子箱III4内均设有搅拌器8和花盆7，每个子箱的底部均铺设泥沙，在子箱I2、子箱II3和子箱III4的右下角均设置有出水口10。
子箱I2、子箱II3和子箱III4内的水量相同，实验所用水体均取自同一水源，这样是为了确保水温与pH等环境因子相同，且具有相同的总氮和总磷含量。
三个子箱内的搅拌器、滑轮以及花盆的尺寸与固定位置必须一样，搅拌器3对水体的扰动作用，模拟水体中的浊度；花盆7内种植水生植物，花盆7所处的位置不同，模拟水生植物所处的水体中的深度。
实施例2
本实施例与实施例1类似，不同之处在于，无盖母箱1上表面等间距地固定三根横排支架9，每个子箱上表面中间一排支架9的中间位置固定转速可调的搅拌器8，另外两排支架9的中间位置各固定一个滑轮5，滑轮5通过棕绳6连接花盆7。
支架9除了可起到固定作用外，因其宽度较小，遮光部分较少，可尽可能减少水体上部光照补给不足、光强较小的问题，三个子箱内的搅拌器、滑轮以及花盆的尺寸与固定位置必须一样。
实施例3
本实施例与实施例1类似，不同之处在于，无盖母箱1为有机玻璃材质，表面包裹一层不透光黑布；有机玻璃强度较好，在水中性质稳定，不会释放影响水生植物生长的物质，长3m，高1.2m，宽1m，光照强度是影响水生植物生长的重要因素，不透光黑布能够尽可能地降低光照变化与差异对三个子箱内水生植物生长的影响；黑布包裹后，三个子箱内的光强来源均来自水体上部，进而较少了四周光照差异的影响。
实施例4
本实施例与实施例1类似，不同之处在于，棕绳6上标有刻度0-1m，最小刻度值为10cm，一般浅水湖泊内沉水植物的生长水深大致在这个范围内(水深太大，光强与溶氧过小不利于生长)，棕绳6上的刻度选择是依据箱体的高度(本实施例中箱体的高度为1.2m)，可模拟0-1m内不同水深深度，最小刻度设置为0.1m，足以精确模拟出所需不同的水深深度，不需再减小最低刻度值。棕绳6连接花盆7，通过调节棕绳6的长度，进而用来调节每个子箱中花盆7所处的水深深度，进而模拟水生植物受水深深度影响的生长情况。
实施例5
本实施例与实施例1类似，不同之处在于，搅拌器8功率为2-3kW，本实施例中可以选择搅拌器8功率为2kW、3kW和2.5kW等，搅拌器8的转速设置三个搅拌强度，分别为低速20-30r/min，本实施例中搅拌器8如果设置为低速，速度值可选择20r/min、22r/min、25r/min和30r/min等；中速40-50r/min，本实施例中搅拌器8如果设置为低速，速度值可选择40r/min、43r/min、47r/min和50r/min等；高速80-90r/min，本实施例中搅拌器8如果设置为低速，速度值可选择80r/min、84r/min、88r/min和90r/min等。
设置搅拌器8的转速，搅拌器8转动导致子箱内的泥沙悬浮，模拟不同浊度的水体对水生植物生长的影响，不同的转速对箱内泥沙的扰动强度不同，可模拟出不同的水体浊度环境，这些转速范围可大致模拟出实际湖泊内的水体浊度。
实施例6
本实施例与实施例1类似，不同之处在于，三个子箱底部铺设相同厚度的泥沙，泥沙厚度为3-5cm，本实施例中泥沙厚度可选择为3cm、4cm和5cm等值；且泥沙粒径分布范围在100-150μm，本实施例中泥沙平均粒径为100μm、125μm和150μm等值；这个厚度范围和泥沙粒径范围比较接近现实湖泊河流水体中泥沙的厚度和粒径范围，能够最大限度的模拟再现现实湖泊的水体情况，更加真实的模拟水生植物的生长状况。
实施例7
本实施例的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的方法，适用于实施例1-6任一个技术方案，步骤为：
步骤一、模拟不同水深，将三个子箱内的搅拌器8调至同一转速，通过滑轮5和棕绳6牵引花盆7，使得三个子箱内花盆7固定在不同水深位置，同一子箱内的两个花盆7高度相同；7-10d后(本实施例中可选择为7d、8d或10d等)，收获每个子箱内的植株，测定并计算其枯叶率和生物量；步骤二、模拟不同浊度，将六个花盆7固定在同一水深位置，分别将三个子箱内的搅拌器8的转速设定为低速、中速和高速；7-10d后(本实施例中可选择为7d、8d或10d等)，收获每个子箱内的植株，测定并计算其枯叶率和生物量；
搅拌器8低速20-30r/min(低速情况可选20r/min、22r/min、25r/min和30r/min等)，中速40-50r/min(中速情况可选40r/min、43r/min、47r/min和50r/min等)，高速80-90r/min(告诉情况可选80r/min、84r/min、88r/min和90r/min等)，沉水植株幼苗在栽培的前7-10d生长速度较快，其生长情况受环境因素影响较明显，在该时间范围内，可较好区别出不同条件对水生植物的生长情况的影响；
步骤三、实验完以后，打开每个子箱的出水口10将水放出。
通过棕绳6的刻度记录每个子箱中花盆7的高度，搅拌器8的转速，枯叶率和生物量是评价水生植物生长情况是否良好的两个较常用的指标，记录下这些数据后，便于分析不同的水深和浊度对沉水植物生长的影响。
每个花盆7内铺有相同厚度的底泥，每盆种植株数相同，大小一致，株高相近的水生植物，实验开始前，将水生植物在同一水深和浊度条件下预培养3天。
三个子箱内的搅拌器8、滑轮5以及花盆7的尺寸与固定位置必须一样，本发明中的搅拌器8为了扰动底部泥沙，通过转速的变化以营造出不同的水体浊度环境，且该实验装置在进行模拟实验时的水体容量与高度是固定的，花盆7内的植物所处水深变化则是通过滑轮5与棕绳6来实现。
本发明的设计成本低，既可以模拟水体浊度对沉水植物生长的影响，又可以模拟水深对水生植物生长的影响，对研究沉水植物的生长繁殖与分布具有重大意义。
通过模拟水深对沉水植物生长的影响，能够研究不同的沉水植物的水位耐受限度，从而给人们营造更好的沉水植物的生态平衡提供指导建议。
实施例8
本实施例与实施例7类似，不同之处在于，六个花盆7底部铺有相同厚度的同一种底泥，并种植10株大小一致、株高相近的马来眼子菜幼苗。
实施例9
本实施例与实施例7类似，不同之处在于，六个花盆7底部铺有相同厚度的同一种底泥，并种植10株大小一致、株高相近的菹草幼苗。
实施例10
本实施例与实施例7类似，不同之处在于，六个花盆7底部铺有相同厚度的同一种底泥，并种植10株大小一致、株高相近的亚洲苦草幼苗。
实施例11
本实施例提供的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，其具体实验操作方法为：
每个花盆7内铺有约10cm相同底泥，每盆种植10株大小一致、株高相近的马来眼子菜幼苗。每个子箱箱底铺设5cm厚相同泥沙，在三个子箱内注入相同体积及相同水质的河道水体后，将三个子箱内的搅拌器8调至中速，且速度相同，通过滑轮和棕绳牵引花盆，使得三个子箱内花盆分别固定在0.2m、0.5m和0.8m水深位置，同一子箱内的两个花盆7高度相同。10天后，收获每个子箱内的马来眼子菜，计算其枯叶数，并称量其生物量。实验结果显示，固定在0.2m、0.5m和0.8m水深位置的马来眼子菜的枯叶率分别为15.32％，12.05％和13.12％，其生物量分别为143.2g，154.0g和148.3g。
实施例12
本实施例提供的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，其具体实验操作方法为：
每个花盆7内铺有约10cm相同底泥，每盆种植10株大小一致、株高相近的马来眼子菜幼苗。每个子箱箱底铺设5cm厚相同泥沙，在三个子箱内注入相同体积及相同水质的河道水体后，将三个子箱内的花盆7均固定在0.5m水深位置，调节搅拌器8转速，使得三个子箱内的搅拌器8分为在低速、中速和高速条件下运转。7天后，收获每个子箱内的马来眼子菜，计算其枯叶数，并称量其生物量。实验结果显示，处于低速、中速和高速搅拌环境下的马来眼子菜的枯叶率分别为9.85％，10.62％和12.01％，其生物量分别为138.4g，132.1g和129.8g。
实施例13
本实施例提供的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，其具体实验操作方法为：
每个花盆7内铺有约10cm相同底泥，每盆种植10株大小一致、株高相近的菹草幼苗。每个子箱箱底铺设5cm厚相同泥沙，在三个子箱内注入相同体积及相同水质的河道水体后，将三个子箱内的花盆7均固定在0.8m水深位置，调节搅拌器8转速，使得三个子箱内的搅拌器8分为在低速、中速和高速条件下运转。7天后，收获每个子箱内的马来眼子菜，计算其枯叶数，并称量其生物量。实验结果显示，处于低速、中速和高速搅拌环境下的菹草的枯叶率分别为12.42％，13.62％和14.56％，其生物量分别为121.8g，120.1g和118.7g。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的模拟装置及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，其特征在于，无盖母箱(1)被分隔成三个并列相同体积的子箱I(2)、子箱II(3)和子箱III(4)，子箱I(2)、子箱II(3)和子箱III(4)内均设有搅拌器(8)和花盆(7)，每个子箱的底部均铺设泥沙，在子箱I(2)、子箱II(3)和子箱III(4)的右下角均设置有出水口(10)。
2.根据权利要求1所述的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，其特征在于，无盖母箱(1)上表面等间距地固定三根横排支架(9)，每个子箱上表面中间一排支架(9)的中间位置固定转速可调的搅拌器(8)，另外两排支架(9)的中间位置各固定一个滑轮(5)，滑轮(5)通过棕绳(6)连接花盆(7)。
3.根据权利要求1或2所述的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，其特征在于，所述的无盖母箱(1)为有机玻璃材质，表面包裹一层不透光黑布。
4.根据权利要求1所述的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，其特征在于：棕绳(6)上标有刻度，刻度为0-1m，最小刻度值为10cm。
5.根据权利要求1所述的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，其特征在于，搅拌器(8)功率为2-3kW，搅拌器(8)的转速设置三个搅拌强度，分别为低速20-30r/min，中速40-50r/min，高速80-90r/min。
6.根据权利要求1所述的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，其特征在于，子箱I(2)、子箱II(3)和子箱III(4)内的水量相同，实验所用水体均取自同一水源。
7.根据权利要求5所述的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的实验装置，其特征在于：三个子箱底部铺设相同厚度的泥沙，泥沙厚度为3-5cm，且泥沙粒径分布范围在100-150μm。
8.一种模拟水深及浊度对水生植物影响的方法，其特征在于，步骤为：
步骤一、模拟不同水深，将三个子箱内的搅拌器(8)调至同一转速，通过滑轮(5)和棕绳(6)牵引花盆(7)，使得三个子箱内花盆(7)固定在不同水深位置，同一子箱内的两个花盆(7)高度相同；7-10d后，收获每个子箱内的植株，测定并计算其枯叶率和生物量；
步骤二、模拟不同浊度，将六个花盆(7)固定在同一水深位置，分别将三个子箱内的搅拌器(8)的转速设定为低速、中速和高速；7-10d后，收获每个子箱内的植株，测定并计算其枯叶率和生物量；
步骤三、实验完以后，打开每个子箱的出水口(10)将水放出。
9.根据权利要求8所述的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的方法，其特征在于：步骤一和步骤二中记录下搅拌器(8)的转速，并通过棕绳(6)的刻度记录每个子箱中花盆(7)的高度。
10.根据权利要求8所述的一种模拟水深及浊度对水生植物影响的方法，其特征在于：每个花盆(7)内铺有相同厚度的底泥，每盆种植株数相同、大小一致、株高相近的水生植物。
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