CN107646750A - 一种通过降低海水酸度促进珊瑚生长的珊瑚培养装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用离子交换技术降低海水酸度的珊瑚培养装置，属于珊瑚礁生态修复技术领域。它包括浮球、牵引绳、潜水泵、电源线、离子交换树脂储存器、阴离子交换树脂、固定圈、混凝土平台、尖锥、钩环、输水管、配水管、网格状珊瑚培养基、珊瑚幼株。其特征在于利用潜水泵将酸度较高的海水抽入离子交换树脂储存器，处理后的低酸度海水通过输水管输送到网格状珊瑚培养基处，经培养基内置的配水管向外均匀排出，使培养基附近海水维持在较低的酸度。本发明结合离子交换技术和珊瑚养殖技术，提供一种应对海水酸化问题、加快珊瑚个体生长的珊瑚培养装置，此设计可有效降低局部海水酸度，加快因海水酸化导致的珊瑚礁退化海域的生态修复工作。

Description

一种通过降低海水酸度促进珊瑚生长的珊瑚培养装置

技术领域

本发明涉及珊瑚礁生态修复技术领域，特别是一种适应酸化海域的珊瑚培育装置。

背景技术

近一个世纪以来，随着全球大气中的二氧化碳含量不断升高,海水中溶解的二氧化碳也相应增加，导致海水pH值降低，海水酸化问题日益加剧，对海洋生物的生存及海洋生态系统的平衡构成严重威胁。珊瑚礁是由碳酸钙组成的珊瑚虫骨骼在数百年致数千年的沉积过程中形成的，广泛分布在热带和亚热带浅海地区。珊瑚礁是海洋环境中生物多样性最丰富的生态系统，据报道全球依赖珊瑚礁生态系统生活的人口高达几个亿。

珊瑚礁生态系统极易受到外界环境变化的影响，海水酸化将导致珊瑚礁生态系统的结构和功能等均受到不同程度的破坏。据报道：大堡礁珊瑚的钙化速率自1990年以来已经下降了14%,这是过去400年来最大的降幅；我国南海也发现了因海水酸化导致珊瑚礁急剧退化的现象,活珊瑚覆盖度在过去几十年已下降80%以上。为挽救因海水酸化而逐渐消亡的珊瑚礁，一方面要消除导致其破坏的不利因素，降低海水酸度；另一方面要采用积极的生态修复措施来保护宝贵的珊瑚礁资源。

目前，国内外主要采用珊瑚养殖、珊瑚移植和人造珊瑚礁等技术进行珊瑚礁的生态修复。相关研究表明：在酸化的海域养殖珊瑚，海水酸度增加使得造礁珊瑚虫的钙化速率降低且珊瑚骨架易受侵蚀，珊瑚礁的成长速度减缓甚至退化。因此有必要采用人工技术手段来降低局部海水酸度，减小海水酸化对珊瑚生长造成的不利影响，加快种植珊瑚的钙化速度，促进珊瑚礁资源的恢复。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种通过降低海水酸度促进珊瑚生长的珊瑚培养装置，包括浮球、牵引绳、潜水泵、电源线、离子交换树脂储存器、阴离子交换树脂、固定圈、混凝土平台、尖锥、钩环、输水管、配水管、网格状珊瑚培养基、珊瑚幼株。整个装置安置在珊瑚礁坪上；潜水泵铆固在混凝土平台上；离子交换树脂储存器半嵌入在混凝土平台上，用固定圈锁定，内部储存阴离子交换树脂；珊瑚幼株种植在网格状珊瑚培养基的格间内，用钙化物石灰浇筑固定；输水管依次连接潜水泵、离子交换树脂储存器和预制在各网格状珊瑚培养基内的配水管。潜水泵采用电源线外接电源供电，抽取周围酸化的海水通过送入离子交换树脂储存器，利用阴离子交换树脂降低海水酸度，再通过输水管将处理后的海水输送到各个网格状珊瑚培养基，处理后的海水经过培养基内置配水管开凿的孔口从培养基格间边壁预留的孔洞排出，为培养基周围均匀提供酸度较低的海水，促进培养基内珊瑚生长。

所述的一种通过降低海水酸度促进珊瑚生长的珊瑚培养装置，其特征是：混凝土平台上表面边角附近预设钩环，树脂存储器的安放位置预设固定圈，潜水泵的安装位置预留铆钉口；下表面边角附近预设尖锥。

所述的一种通过降低海水酸度促进珊瑚生长的珊瑚培养装置，其特征是：浮球的上下端均预留吊孔，浮球下端吊孔通过牵引绳与混凝土平台上的钩环连接。

所述的一种通过降低海水酸度促进珊瑚生长的珊瑚培养装置，其特征是：离子交换树脂储存器半嵌入混凝土平台，用固定圈锁定；出水端口有多个输水管连接口。

所述的一种通过降低海水酸度促进珊瑚生长的珊瑚培养装置，其特征是：珊瑚培养基采用分格形式，各格间分别种植珊瑚幼株，并采用钙化物石灰填充格间浇筑固定；格间边壁设有均匀排布的孔洞，培养基内部设有配水管，配水管上预留的孔洞与格间边壁孔洞大小和位置相对应。

本发明的有益效果是：本发明提供的珊瑚培养装置利用阴离子交换树脂可迅速、有效的降低海水酸度，形成有利于珊瑚钙化的环境，提高珊瑚虫钙化速率，促进了珊瑚幼株的生长，短期内可收获大批、健康的珊瑚；采用多个网格状珊瑚培养基，有利于大规模培养珊瑚快速成礁；采用钙化物石灰（遇水生成氢氧化钙）填充格间固定幼株有利于其直接参与礁体的形成；培养基内置配水管和格间边壁预留的孔洞可为各个幼株持续均匀地提供恒定和均匀的低酸度海水；平台采用尖锥固定在珊瑚礁坪上保证了整个系统具有较强的抵抗波浪和海流的能力；采用浮球便于迅速确定装置的位置，浮球上预留的吊孔便于整个装置的吊装和离子交换树脂的定期更换。

附图说明

图1是本发明的珊瑚培养装置整体示意图。

图2是混凝土平台示意图。

图3是阴离子交换树脂及其储存器示意图。

图4是网格状珊瑚培养基示意图。

图5培养基内置的配水管示意图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—浮球、2—牵引绳、3—潜水泵、4—电源线、5—离子交换树脂储存器、6—阴离子交换树脂、7—固定圈、8—混凝土平台、9—尖锥、10—钩环、11—输水管、12—配水管、13—网格状珊瑚培养基、14—珊瑚幼株。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明的一个具体实施方式包括：在陆地预制混凝土平台8，混凝土平台8表面边角附近预设钩环10，表面安置树脂存储器5的位置预设固定圈7，表面安装潜水泵3位置预留铆钉口，底面边角附近预设尖锥9。

定制一个上下端预设吊孔的浮球1、足够长度的牵引绳2和足够长度与数量的输水管11。

将一台潜水泵3用铆钉铆固于混凝土平台8上；定制阴离子交换树脂6和离子交换树脂存储器5，将后者用固定圈8锁牢于混凝土平台8上；潜水泵3出水口和离子交换树脂存储器5注水口间用输水管11相连。

预制多个网格状珊瑚培养基13，格间边壁均匀预留孔洞；在培养基13内部预埋配水管12，并在配水管12上开凿多个孔口，保证各个孔口与格间边壁的孔洞对应；各格间内植入珊瑚幼株14，并用钙化物石灰填充格间浇筑固定。

将上述各装置通过船舶运往发生酸化的珊瑚礁海域：用牵引绳2分别连接平台8上的钩环10和浮球1的下端吊孔，调整牵引绳2长度，确保浮球1处于漂浮状态；通过浮球1的上端吊孔将混凝土平台8通过吊装的方式安放于预定位置，尖锥9将依靠混凝土平台8重力深入海床固定。

采用潜水作业将各网格状珊瑚培养基13分散均匀布置于平台8的周围； 将输水管11一端连接离子交换树脂储存器5出水端，另一端连接网格状珊瑚培养基内的配水管12的注水口，输水管11的长度应考虑将混凝土平台8吊装出水时不影响到网格状珊瑚培养基13为宜。

待各部分结构和整体装置稳定后，采用电源线4为潜水泵3供电（可由现场风力或波浪发电装置供电或者由海底电缆连接岸边送电），启动潜水泵3，整个系统开始运行。

需定期更换阴离子交换树脂6时，只需根据浮球1确定混凝土平台8的位置，并采用上述吊装的方式吊起后对树脂储存器5进行整体拆卸更换。

本实施方案的原理为：海水酸度增加降低了海水的PH值，导致海水碳酸盐系统发生变化，碳酸氢根离子和氢离子浓度增加，而碳酸根离子浓度下降，导致碳酸钙的饱和度下降，使得珊瑚虫钙化速率降低。珊瑚的碳酸钙骨架也更易受侵蚀，进而造成了珊瑚礁的成长速度缓慢甚至退化。本发明利用阴离子交换树脂6上的氢氧根离子与海水中比较活泼的阴离子进行离子交换，从而降低海水酸度；将酸度降低的海水通过输配水管道均匀输送到网格状珊瑚培养基13周围，维持了各格间珊瑚幼株14周围海水的较低酸度，加快了珊瑚的生长；多格珊瑚幼株同时种植和采用钙化物石灰固定幼株可加快了珊瑚礁的形成。

尽管上面对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。

Claims (2)

1.一种通过降低海水酸度促进珊瑚生长的珊瑚培养装置包括浮球（1），牵引绳（2），潜水泵（3），电源线（4），离子交换树脂储存器（5），阴离子交换树脂（6），固定圈（7），混凝土平台（8），尖锥（9），钩环（10），输水管（11），配水管（12），网格状珊瑚培养基（13），珊瑚幼株（14）；其特征在于：整个装置安置在珊瑚礁坪上；潜水泵（3）铆固在混凝土平台（8）上；离子交换树脂储存器（5）半嵌入在混凝土平台（8）上，用固定圈（7）锁定，内部储存阴离子交换树脂（6）；珊瑚幼株（14）种植在网格状珊瑚培养基（13）的格间内；输水管（11）依次连接潜水泵（3）、离子交换树脂储存器（5）和预制在各网格状珊瑚培养基（13）内的配水管（12）。

2.根据权利要求1所述的一种通过降低海水酸度促进珊瑚生长的珊瑚培养装置，其特征是：网格状珊瑚培养基（13）采用分格形式，各格间分别种植珊瑚幼株（14），格间边壁设有均匀排布的孔洞，网格状珊瑚培养基（13）内部设有配水管（12），配水管（12）上预留的孔洞与格间边壁孔洞大小和位置相对应。