CN113218688A - 一种溪流水生生物多样性调查工具及调查方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水生态监测调查技术领域，公开了一种适用于山区河流、溪流等有定向水流水域的水生生物的调查装置及调查方法，包括至少一个采样单元结构，采样单元结构包括管体、采样网、取样收集器，采样网的一端固定在所述管体的端部，采样网的另一端与所述取样收集器连接，取样收集器的内径小于所述管体的内径。本发明很好的解决了溪流水体水生生物多样性调查中的问题，提高了调查的工作效率，且为非接触式调查，对生态环境的破坏小，有利于生态环境的保护。
Description
技术领域
本发明属于水生态监测调查技术领域，具体涉及一种适用于山区河流、溪流等具有定向水流水域的水生生物的调查装置及调查方法。
背景技术
水生生物是全球生物多样性的重要组成部分，也是近几年来生物多样性保护研究的重要内容。与陆生生物不同，水生生物生活环境特殊、生活习性各异加之传统的资源调查方法相对滞后，使众多水生物种缺乏基础生物学资料，如种群分布、种群大小和种群动态等，这严重阻碍了水生生物资源评价、保护、增殖放流和开发利用等工作的开展。传统的水生生物调查研究主要利用现场调查法，如鱼类等水生生物以定置网具为主要渔法，并辅以其他方法(主要以电捕居多)进行渔获物采集、分析。这些方法往往费时费力，还可能伤害到目标物种或者破坏调查位点的生态系统。因而亟需一种更有效率的水生生物种群的调查装置及调查方法。
自20世纪中后期分子生物学理论和相关技术的迅速发展为传统学科的研究提供了新的研究思路、方法和手段。环境DNA(environment DNA，eDNA)技术就是一种将DNA分析技术与传统方法相结合的生物学研究新工具。随着样品采集、DNA提取、分析和DNA测序等关键技术的突破，环境DNA分析从最初的简单构想发展为完整的技术手段。自2003年初次应用以来，eDNA技术经历了十多年的发展，已日渐成熟，逐步成为水生生物资源调查研究的重要手段。
而溪流水生生物多样性调查研究中，目前依然采用传统的现场接触式调查方法为主，鱼类等水生生物调查主要采用电捕、网捕等对资源有伤害的技术手段；水生植物、浮游生物和底栖生物等都采用原位的采样分析法为主，不仅费时费力，效率往往低下，还有引起其他生态风险的可能。近年来虽有引入eDNA的方法进行调查，但方式方法依然较为不成熟，本发明提供了一种适用于溪流等流动性水体的水生生物多样性调查装置及其调查方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种适用于溪流等流动性水体的水生生物多样性调查装置及方法，该设备结构简单，使用方法比较快捷、简便，采集效率高，采集过程为非接触式，对生态环境的破坏小，有利于生态的保护。
本发明的实施例是这样实现的：
一种水生生物多样性调查装置，包括至少一个采样单元结构，采样单元结构包括管体、采样网、取样收集器，采样网的一端固定在所述管体的端部，采样网的另一端与取样收集器连接，取样收集器的内径小于所述管体的内径。
在本发明较佳的实施例中，管体为中空的圆管式结构，管体采用PVC或不锈钢材料制作而成。
在本发明较佳的实施例中，采样网的形状为漏斗形，所述采样网的网体采用60目-400目的筛绢。
在本发明较佳的实施例中，取样收集器为一端开口的杯状容器，取样收集器上设置有开关控制阀。
在本发明较佳的实施例中，取样收集器由透明材质制成，取样收集器的外壁表面上设置有刻度线。
在本发明较佳的实施例中，采样网的网体采用60目-100目或125目-200目或210-300目的筛绢。
在本发明较佳的实施例中，收集器的内径与管体的内径的比值为1：(5-30)。
在本发明较佳的实施例中，收集器的内径与管体的内径的优选比值为1：(7-20)。
在本发明较佳的实施例中，还提供采用上述水生生物多样性调查装置的调查方法，包括以下步骤：
步骤a：选取采样点；选择水流较快、周边有洞穴分布的山间溪流或石质溪滩作为采样点；
步骤b：将所述的采样单元结构每3个作为一组，依次进行首尾堆叠组合固定，得到采样单元部件；
步骤c：将至少3个采样单元部件并排放置固定，得到一个采样单元组件，将采样单元组件放置于水体中，使用石块或绳索等固定于采样点，将采样单元组件每间隔50m-200m设置进行采样；
步骤d：收集采样单元组件后，拆开采样单元部件，打开取样收集器上的开关控制阀，将采集到的样品分别装入样品瓶带回检测。
在本发明较佳的实施例中，所述的采样单元部件内设置上层网体、中间网体和下层网体，所述上层网体、中间网体和下层网体从上到下依次间隔设置，所述上层网体采用60目～100目的筛绢，用以采集大型动植物组织；所述中间网体采用中间采用125目～200目的筛绢，用以采集浮游动植物样品；所述下层网体采用215目～300目的筛绢，用以采集环境中的游离态eDNA。
本发明调查装置和调查方法，有效的解决了溪流水体水生生物多样性调查中的问题。该调查方法后期可以采用现代分子生物学分析技术，由于前期采样较为快捷简便，提高了调查的工作效率，且为非接触式调查，对生态环境的破坏小，有利于生态环境的保护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例提供的采样单元结构的结构示意图；
图2为本发明第一实施例提供的采样单元部件的结构示意图；
图3为本发明第一实施例提供的采样单元组件的结构示意图。
图中附图标记：
1-管体；2-采样网；3-取样收集器；4-开关控制阀；21-上层网体；22-中间网体；23-下层网体。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电焊连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
一种水生生物多样性调查装置，如图1所示，包括至少一个采样单元结构，采样单元结构包括管体1、采样网2、取样收集器3，管体1为中空的圆管式结构，管体1采用PVC或不锈钢材料制作而成，且直径为10cm以上；采样网2的一端固定在管体1的端部，采样网2的另一端与取样收集器3连接，收集器3的内径小于管体1的内径，取样收集器3为一端开口的杯状容器，所述取样收集器3上设置有开关控制阀4，取样收集器3由透明材质制成，取样收集器3的外壁表面上设置有刻度线。采样网2的形状为漏斗形，采样网2的网体采用60目-400目的筛绢。
进一步地，收集器3的内径与所述管体1的内径的比值为1：(5-30)；其中，优选比值为1：12。
在本实施例中，还提供一种采用上述水生生物多样性调查装置的调查方法，包括以下步骤：
步骤a：选取采样点；选择水流较快、周边有洞穴分布的山间溪流或石质溪滩作为采样点；
步骤b：将所述的采样单元结构每3个作为一组，依次进行首尾堆叠组合固定，得到采样单元部件；
步骤c：将至少3个采样单元部件并排放置固定，得到一个采样单元组件，将采样单元组件放置于水体中，使用石块或绳索等固定于采样点，将采样单元组件每间隔50m-200m设置进行采样；
步骤d：收集采样单元组件后，拆开采样单元部件，打开取样收集器3上的开关控制阀4，将采集到的样品分别装入样品瓶带回检测。
具体地，在使用时，将采样单元结构每三个作为一组进行组装，如图2所示，形成采样单元部件，采样单元结构两两对插首尾固定，为了采集不同目标生物，采样单元结构的采样网2从上到下使用3种不同目数的筛绢，采样网2从上到下依次命名为上层网体21、中间网体22和下层网体23，最上方的上层网体21采用60目～100目，用以采集大型动植物组织；位于中部位置的中间网体22采用125目～200目，用以采集浮游动植物样品；位于最下方的下层网体23采用210目～300目，用以采集环境中的游离态eDNA。上层网体21、中间网体22和下层网体23从上到下依次间隔设置，使用时，如图3所示，将3个采样单元部件固定到一起组成1个采样单元组件，采样单元组件中带有采样网2的一端朝向水流方向放置，采样单元组件一般在水体中需放置24h，以流过足够多的水量。采样放置采样单元组件时和采样结束收集采样单元组件时分别用流速仪测定水流速度，以计算采样中水体的流过体积。如此，即可在同一个采样点获得三个重复数，降低了工作强度，提高了采样效率。采样结束收集采样单元后，拆开采样单元，打开筛绢下开关，将采集到的样品分别装入100mL样品瓶，标记好采样地点及样品名称后带回实验室处理。上层网体21中采集到的样品使用肉眼观察或镜检的方法测定。中间网体22中采集到的浮游生物样品采用传统的镜检方法测定其组成和数量，也可以使用现代分子生物学手段测定。下层网体23中采集到的样品使用抽滤法将样品富集到滤膜上，然后进行DNA的提取，PCR扩增，测序等现有常规鉴定手段即可了解其中水生生物种类、分布特征和相对丰度。
实验人员利用本发明在2020年5月17日至2020年5月19日在千岛湖流域上游溪流中进行试用，最终采集到的样品共注释到鱼类物种3目6科22种，其中鲤科鱼类最多，为16种，占72.73％。实验结果表明，本发明调查工具及其调查方法特别适用于溪流鱼类调查，极大的降低了传统采样的工作强度，同时，由于采样的非接触性，保护了采样点的生态环境。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种水生生物多样性调查装置，其特征在于，包括至少一个采样单元结构，所述采样单元结构包括管体(1)、采样网(2)、取样收集器(3)，所述采样网(2)的一端固定在所述管体(1)的端部，所述采样网(2)的另一端与所述取样收集器(3)连接，所述取样收集器(3)的内径小于所述管体(1)的内径。
2.根据权利要求1所述的水生生物多样性调查装置，其特征在于，所述管体(1)为中空的圆管式结构，所述管体(1)采用PVC或不锈钢材料制作而成。
3.根据权利要求1所述的水生生物多样性调查装置，其特征在于，所述采样网(2)的形状为漏斗形，所述采样网(2)的网体采用60目-400目的筛绢。
4.根据权利要求1所述的水生生物多样性调查装置，其特征在于，所述取样收集器(3)为一端开口的杯状容器，所述取样收集器(3)上设置有开关控制阀(4)。
5.根据权利要求4所述的水生生物多样性调查装置，其特征在于，所述取样收集器(3)由透明材质制成，所述取样收集器(3)的外壁表面上设置有刻度线。
6.根据权利要求3所述的水生生物多样性调查装置，其特征在于，所述采样网(2)的网体采用60目-100目或125目-200目或210-300目的筛绢。
7.根据权利要求1所述的水生生物多样性调查装置，其特征在于，所述收集器(3)的内径与所述管体(1)的内径的比值为1：(5-30)。
8.根据权利要求7所述的水生生物多样性调查装置，其特征在于，所述收集器(3)的内径与所述管体(1)的内径的优选比值为1：(7-20)。
9.一种采用如权利要求1-8所述的水生生物多样性调查装置的调查方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a：选取采样点；选择水流较快、周边有洞穴分布的山间溪流或石质溪滩作为采样点；
步骤b：将所述的采样单元结构每3个作为一组，依次进行首尾堆叠组合固定，得到采样单元部件；
步骤c：将至少3个采样单元部件并排放置固定，得到一个采样单元组件，将采样单元组件放置于水体中，使用石块或绳索等固定于采样点，将采样单元组件每间隔50m-200m设置进行采样；
步骤d：收集采样单元组件后，拆开采样单元部件，打开取样收集器(3)上的开关控制阀(4)，将采集到的样品分别装入样品瓶带回检测。
10.根据权利要求9所述的调查方法，其特征在于，所述的采样单元部件内设置上层网体(21)、中间网体(22)和下层网体(23)，所述上层网体(21)、中间网体(22)和下层网体(23)从上到下依次间隔设置，所述上层网体(21)采用60目～100目的筛绢，用以采集大型动植物组织；所述中间网体(22)采用中间采用125目～200目的筛绢，用以采集浮游动植物样品；所述下层网体(23)采用215目～300目的筛绢，用以采集环境中的游离态环境DNA。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20210806 |