CN201497693U

CN201497693U - 浅水区双壳贝类生物沉积作用的现场测定装置

Info

Publication number: CN201497693U
Application number: CN2009202265020U
Authority: CN
Inventors: 周毅; 乔纳森·格兰特; 鲁琳; 杨红生; 刘鹰; 张涛
Original assignee: Institute of Oceanology of CAS
Current assignee: Institute of Oceanology of CAS
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2019-09-11

Abstract

本实用新型涉及到海洋动物生态学的实验技术，具体地说是一种浅水区潮间带双壳贝类生物沉积作用的现场测定装置，解决现有技术中不能准确反应潮间带底栖贝类所处的水环境，尤其是海水中颗粒物浓度这一环境因子等问题。该装置设有生物沉积物捕集器及外桶，生物沉积物捕集器设置于外桶中。生物沉积物捕集器包括桶、漏斗和瓶，漏斗和瓶设置于桶内，瓶设置于桶内底部，漏斗与瓶连通，桶顶部通过第一层网片遮盖，漏斗顶部通过第二层网片遮盖，实验动物放置在第二层网片上、位于两层网片之间。利用所述装置，贝类所产生的生物沉积物以及自然沉积物，沉积于捕集器漏斗下方的瓶中。采用本实用新型可以于海区现场精确得浅水区潮间带双壳贝类的生物沉积作用。

Description

浅水区双壳贝类生物沉积作用的现场测定装置

技术领域

本实用新型涉及到海洋动物生态学的实验技术，具体地说是一种浅水区潮间带双壳贝类生物沉积作用的现场测定装置。

背景技术

双壳贝类作为滤食性动物，具有很强的滤水能力，能够通过滤食和生物沉积作用增加悬浮颗粒物从水柱到底部环境的通量，在沿岸海域生态系统的物质和营养循环以及能量流动中扮演着重要的角色。贝类吸收其中的一部分有机质，其它则以粪粒或假粪的形式排出。粪和假粪被通称为生物沉积物(biodeposits)，这种物质沉淀到海底底部的过程被称为生物沉积作用(biodeposition)，双壳贝类生物沉积作用的现场测定已经成为生态学家研究双壳贝类的生态系统功能的一种重要手段。

目前，国际上对双壳贝类(如贻贝、牡蛎、扇贝等)生物沉积作用的现场测定方法，主要针对潮下带海水较深的贝类设计的，即将测定装置直接放置在海底平面上或者将测定装置悬浮在水层中，测定装置一般为圆柱形沉积物捕集器，其高度一般在50厘米以上，实验动物则放置在捕集器的顶部。这种测定方法的局限性在于实验动物的水层(离海底50厘米以上)并不能准确反应底栖贝类所处的水环境，尤其是悬浮颗粒物浓度这一因子。因为底栖贝类生活在海底表面，而海底附近水层中的颗粒物浓度，由于沉积物的再悬浮等原因，要比上浮海水高得多。

可见，国内外现有的底栖贝类生物沉积作用的现场测定方法有较大的局限性，尤其是不适合直接应用于潮间带双壳贝类生物沉积作用的测定。在潮间带，随着潮涨潮落，潮间带海水时常很浅(如50厘米以下)，海底也时常露出水面，水环境的变化甚为剧烈。因而，对于生活在潮间带的双壳贝类，现有的针对潮下带较深水域贝类生物沉积速率的测定方法，显然不适合用以测定潮间带双壳贝类生物沉积速率。总之，目前国内外尚未见有现场直接准确测定潮间带双壳贝类生物沉积作用的方法和装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够现场准确测定浅水区潮间带双壳贝类生物沉积作用的装置，解决现有技术中存在实验动物的水层(离海底50厘米以上)不能准确反应潮间带底栖贝类所处的水环境，尤其是悬浮颗粒物饵料浓度这一环境因子等问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种浅水区双壳贝类生物沉积作用的现场测定装置，该装置设有生物沉积物捕集器及外桶，生物沉积物捕集器设置于外桶中；生物沉积物捕集器包括桶、漏斗和瓶，漏斗和瓶设置于桶内，瓶设置于桶的内底部，漏斗与瓶连通，桶顶部通过第一层网片遮盖，漏斗顶部通过第二层网片遮盖，双壳贝类实验动物放置在第二层网片上、位于两层网片之间。

所述的浅水区双壳贝类生物沉积作用的现场测定装置，第一层网片和第二层网片的网目大小为5～25毫米，两层网片之间的距离为3～6厘米。

所述的浅水区双壳贝类生物沉积作用的现场测定装置，漏斗底部插装于瓶的开口部。

所述的浅水区双壳贝类生物沉积作用的现场测定装置，桶为PVC圆柱桶。

一种浅水区双壳贝类生物沉积作用的现场测定方法，利用所述的生物沉积物捕集器，现场测定贝类的生物沉积速率，具体步骤如下：

(1)进行现场测定前，首先将一个直径比上述生物沉积物捕集器稍大的外桶固定在海底中；

(2)进行现场测定时，选择低潮时或通过潜水，将生物沉积物捕集器放在外桶中，生物沉积物捕集器中的桶露出地面部分为10～30厘米，将实验动物放置在第二层网片上、位于两层网片之间，实验动物所产生的生物沉积物将沿着漏斗沉降到瓶中，瓶中事先放置毒物以保护所收集的沉积物，以免受微生物的降解；

(3)生物沉积物捕集器在研究海区里放置1～5天后，将收集沉积物的瓶取出，运用虹吸法去除瓶中上覆海水，收集沉积物，用80目的筛子过滤去掉沉积物中较大的颗粒物，对过滤后的细小沉积物用蒸馏水脱盐、烘干并称重；

(4)通过以下计算公式得到贝类的生物沉积速率BDR，g/(ind·d))：

BDR＝(D_s-D_c)/(N·t)，其中：D_s表示放置贝类的捕集器所收集沉积物的总量(g)，D_c为对照捕集器所收集的沉积物总量(g)，N为实验动物的数量(个)，t为持续时间(天)。

所述步骤(2)中，现场测定设两个处理组，包括实验动物的处理组以及对照组，对照组中不放置实验动物，每组至少设置3个重复；对照组收集的沉积物为自然沉积物，而包含实验动物的处理组所收集的沉积物是实验动物所产生的生物沉积物与自然沉积物的混合物。

所述的浅水区双壳贝类生物沉积作用的现场测定方法，当测定放置实验动物的生物沉积物捕集器所收集的沉积物以及对照捕集器所收集的沉积物中某种组份或元素的含量时，即：沉积物中有机质、有机碳、有机氮、无机磷、有机磷、总磷、生物硅或各种重金属含量等，将得到潮间带双壳贝类对这些组份或元素的生物沉积速率。

所述步骤(1)中，选择低潮、当海底露出水面时，将外桶固定在海底中，外桶露出地面5～20厘米。

所述的浅水区双壳贝类生物沉积作用的现场测定方法，外桶内径比生物沉积物捕集器的桶外径大0.5～2厘米。

所述的浅水区双壳贝类生物沉积作用的现场测定方法，双壳贝类为扇贝、牡蛎或贻贝等栖息在海底表面上的双壳贝类。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型充分考虑了浅水区潮间带的环境特征及双壳贝类的栖息习性，运用潮间带双壳贝类生物沉积作用的现场测定装置，能于海区现场准确地的测定浅水区潮间带双壳贝类的生物沉积速率。

2、本实用新型浅水区双壳贝类生物沉积速率的现场测定装置包括双壳贝类生物沉积物捕集器及辅助设备，生物沉积物捕集器顶部由二层网覆盖，双壳贝类实验动物放置在第二层网上。第二层网下安装一个漏斗，漏斗下端接一个瓶，其结构简单，操作方便。

3、本实用新型进行现场测定前，选择低潮位时，将一个直径比上述生物沉积物捕集器稍大的外桶固定在海底中。进行现场测定时，选择低潮时间或者通过潜水，将生物沉积物捕集器放在外桶中。生物沉积物捕集器在海区中放置一定时间(如数天)后，取出生物沉积物捕集器中的瓶，运用虹吸法吸出瓶中上覆海水，收集沉积物，脱盐后烘干并称重。通过对放置实验动物的处理组和对照组(不放实验动物)这两个处理组之间的对比即可得到潮间带双壳贝类的生物沉积速率。采用本实用新型可以于海区现场精确得研究浅水区潮间带双壳贝类的生物沉积作用。

附图说明

图1、图2和图3为本实用新型一个实施例结构示意图。其中，

图1为双壳贝类生物沉积物捕集器示意图；

图2为固定在潮间带海底中用于放置生物沉积物捕集器的PVC圆柱桶(外桶)示意图。

图3为潮间带双壳贝类生物沉积作用的现场测定方法示意图。

图中，1、第一层网片；2、第二层网片；3、漏斗；4、瓶；5、圆柱桶；6、外桶；7、实验动物；8、沉积物(包括生物沉积物和自然沉积物)。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

在某海湾运用本实用新型的方法和装置现场测定了潮间带双壳贝类的生物沉积速率。在本实施例所设计的潮间带生物沉积物捕集器规格如图1所示，生物沉积物捕集器是在PVC圆柱桶5中设计而成，PVC圆柱桶5内设有漏斗3和塑料瓶4，塑料瓶4设置于PVC圆柱桶5内的底部，漏斗3底部插装于塑料瓶4的开口部，PVC圆柱桶内径为15厘米，深60厘米，PVC圆柱桶5顶部用第一层网片1遮盖，离顶部5厘米的地方(漏斗3顶部)放置第二层网片2，实验动物7就放置在第二层网片2上、位于两层网片之间(如图3所示)。上述两层网片的网口大小根据实验贝类的大小决定，较大的实验动物可用较大网口的网，网口的大小以确保实验动物不会漏掉和逃逸，同时第一层网片1其网口大小不会影响网内外的海水交换，还能阻止较大的污物和生物(如敌害生物螃蟹)进入捕集器内，而第二层网片2其网口大小不会阻碍贝类所产生的生物沉积物8沉降到漏斗3中，本实施例所用第一层网片和第二层网片均为孔径10毫米的聚乙烯网。第二层网片2下安装一个漏斗3，漏斗3下端接一个塑料瓶4(1升大小)，塑料瓶4中事先放置毒物(氯仿)以保护所收集的沉积物8，以免受微生物的降解。

进行现场测定前，首先将一个直径比上述生物沉积物捕集器稍大的PVC圆柱桶(这里称为“外桶6”)固定在潮间带海底中(如图2所示)。选择低潮位时，通过人工挖坑固定上述“外桶6”，将很容易进行，而在高潮位时将难以开展。在本实施例中，外桶6的内径为16厘米，其大部分在潮间带海底表面下，只有5厘米露出地面。

进行现场测定时，选择低潮时将生物沉积物捕集器放在外桶6中，如图3所示。在本实施例中，生物沉积物捕集器露出潮间带海底的地面部分只有20厘米。PVC圆柱桶5顶部设置第一层网片1，漏斗3顶部设置第二层网片2，将实验动物7放在生物沉积物捕集器第一层网片1和第二层网片2之间。实验动物所产生的生物沉积物8将沿着漏斗3沉降到塑料瓶4中。实验设2个处理组，包括实验动物的处理组以及对照组，对照组中不放置实验动物。每组设置4个重复。对照组收集的沉积物为自然沉积物，而包含实验动物的处理组所收集的沉积物是实验动物所产生的生物沉积物与自然沉积物的混合物。生物沉积物捕集器在研究海区里放置4天后，将收集沉积物8的塑料瓶取出。运用虹吸法去除瓶中上覆海水，收集沉积物，用80目的筛子过滤去掉沉积物中较大的颗粒物，对过滤后的细小沉积物用蒸馏水脱盐、烘干并称重。

经多次试验证明，所设计的贝类生物沉积物捕集器和实验方法是可行的。如某次现场试验运用上述生物沉积作用现场测定装置和实验方法所测定的牡蛎(Crassostrea virginica)的生物沉积速率结果如下：

通过以下计算公式得到牡蛎的生物沉积速率(BDR；g/(ind·d))：BDR＝(D_s-D_c)/(N·t)，其中：D_s表示放置牡蛎的捕集器所收集沉积物的总量(g)，D_c为对照捕集器所收集的沉积物总量(g)，N为牡蛎的数量(个)，t为持续时间(天)。测定结果如下：潮间带软体干重为0.96g/ind的牡蛎(C.virginica)，其生物沉积速率为334.8±31.1mg/ind·d。

同时，如果测定放置实验动物的生物沉积物捕集器所收集的沉积物以及对照捕集器所收集的沉积物中某种组份或元素的含量，如沉积物中有机质、有机碳(OC)、有机氮(ON)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、总磷(TP)、生物硅，或各种重金属含量等，将得到潮间带双壳贝类对这些组份或元素的生物沉积速率。

采用本实用新型，充分考虑了浅水区潮间带环境特征及双壳贝类的生态习性，能于现场精确地的测定浅水区潮间带双壳贝类的生物沉积速率。

Claims

1.一种浅水区双壳贝类生物沉积作用的现场测定装置，其特征在于：该装置设有生物沉积物捕集器及外桶，生物沉积物捕集器设置于外桶中；生物沉积物捕集器包括桶、漏斗和瓶，漏斗和瓶设置于桶内，瓶设置于桶的内底部，漏斗与瓶连通，桶顶部通过第一层网片遮盖，漏斗顶部通过第二层网片遮盖，双壳贝类实验动物放置在第二层网片上、位于两层网片之间。

2.按照权利要求1所述的浅水区双壳贝类生物沉积作用的现场测定装置，其特征在于：第一层网片和第二层网片的网目大小为5～25毫米，两层网片之间的距离为3～6厘米。

3.按照权利要求1所述的浅水区双壳贝类生物沉积作用的现场测定装置，其特征在于：漏斗底部插装于瓶的开口部。

4.按照权利要求1所述的浅水区双壳贝类生物沉积作用的现场测定装置，其特征在于：桶为PVC圆柱桶。