CN216433074U - 通江湖泊珍稀越冬候鸟栖息地植物生长环境模拟监测装置 - Google Patents
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Abstract
通江湖泊珍稀越冬候鸟栖息地植物生长环境模拟监测装置，装置由植物生长缸、光照控制系统、水位控制系统、水质控制系统和监控系统组成，植物生长缸的底部设有水质控制系统，植物生长缸的内壁处安设有水位控制系统、植物生长缸的顶部安设有光照控制系统，植物生长缸的内部还设有监控系统并对缸内的光照强度和水质进行实时监控；本实用新型能够模拟水中植物的生长环境，并从保护珍稀越冬候鸟食物资源的角度来为候鸟栖息地保护策略提供重要参考。
Description
技术领域
本实用新型属于环境模拟装置技术领域，特别涉及通江湖泊珍稀越冬候鸟栖息地植物生长环境模拟监测装置。
背景技术
长江中游通江湖泊是越冬候鸟的重要栖息地之一，越冬候鸟数量、时空分布和栖息地环境受到水文节律动态变化的影响，流速、水深、水质等生境因子对候鸟生境组成和种群数量多样性具有决定性作用。近年来，为满足日益增长的社会发展需要，水利水电工程大量兴建，给水库下游通江湖泊的水文节律和生态环境带来了不利影响，使珍稀越冬候鸟的栖息地环境发生改变。
珍稀候鸟在越冬期常以湖泊栖息地生长的特定水生植物的根茎或冬芽为食，水生植物的生长和生长面积受到水文因子、光照等因子共同影响。过高水位导致水生植物无法接触到充足光照，当光照强度低于水生植物所需光补偿点时，会抑制水生植物生长，过低水位导致水生植物根系干枯死亡及生长面积减小，进而对越冬候鸟的数量和分布构成有较大影响；水生植物生长同时受到水体内氮磷等元素含量的影响。枯水期水库调度下泄流量影响着下游通江湖泊的水文节律，从而影响水生植物的生长，进而影响珍稀越冬候鸟的栖息地质量。因此，明确水生植物生长对水文、光照等因子的适宜范围可为越冬珍稀候鸟栖息地保护策略提供新思路。
发明内容
鉴于背景技术所存在的技术问题，本实用新型所提供通江湖泊珍稀越冬候鸟栖息地植物生长环境模拟监测装置，本装置能够模拟水中植物的生长环境，并从保护珍稀越冬候鸟食物资源的角度来为候鸟栖息地保护策略提供重要参考。
为了解决上述技术问题，本实用新型采取了如下技术方案来实现：
通江湖泊珍稀越冬候鸟栖息地植物生长环境模拟监测装置，装置由植物生长缸、光照控制系统、水位控制系统、水质控制系统和监控系统组成，植物生长缸的底部设有水质控制系统，植物生长缸的内壁处安设有水位控制系统、植物生长缸的顶部安设有光照控制系统，植物生长缸的内部还设有监控系统并对缸内的光照强度和水质进行实时监控。
优选的方案中，植物生长缸包括有缸壁和隔板；所述隔板设置在缸壁的内部并将植物生长缸的内部分隔为多个独立的腔室，缸壁和隔板的表层均镀有隔光层。
优选的方案中，光照控制系统包括光照灯和控制开关；所述光照灯安设在植物生长缸的顶部，光照灯连接控制开关，控制开关通过改变电流来控制光照灯输出的光照强度。
优选的方案中，水位控制系统包括进水阀和排水阀；所述进水阀和排水阀连同进出水管分别设置在缸壁的两侧，进水阀和排水阀的内部设有无线控制系统并与监控系统无线连接。
优选的方案中，水质控制系统包括分隔槽、基质槽和种植孔；所述基质槽安设在植物生长缸的底部，分隔槽将基质槽分隔为多个独立的区域，每块区域内均开设有种植孔。
优选的方案中，监控系统包括光照监测仪、水质监测仪、数据传输器和监控中心；所述光照监测仪和水质监测仪安设在植物生长缸的内壁处，光照监测仪和水质监测仪通过数据线连接数据传输器，数据传输器通过其内部的无线信号传输装置将采集得到的数据信号发送至监控中心。
优选的方案中，光照监测仪上设有光敏探头，水质监测仪上设有水质监测探头；工作时光敏探头和水质监测探头置于水体中进行监测。
本专利可达到以下有益效果：
1、本装置可以实现一装多用，根据实验需求模拟多种实验环境，满足各种实验需求；
2、本装置可通过人工控制变量，且各自变量对因变量的响应效果较显著，得出的结果参考价值较高；
3、本装置使用方便且可重复利用，更够为整个节省大量的人力物力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型整体结构及原理示意图；
图2为本实用新型植物生长缸结构示意图；
图3为本实用新型光照控制系统结构示意图；
图4为本实用新型水位控制系统结构示意图；
图5为本实用新型监控系统结构示意图；
图6为本实用新型水质控制系统结构示意图。
图中：植物生长缸1、缸壁101、隔板102、光照控制系统2、光照灯201、控制开关202、水位控制系统3、进水阀301、排水阀302、水质控制系统4、分隔槽401、基质槽402、种植孔403、监控系统5、光照监测仪501、光敏探头5011、水质监测仪502、水质监测探头5021、数据传输器503、监控中心504。
具体实施方式
如图1所示，通江湖泊珍稀越冬候鸟栖息地植物生长环境模拟监测装置，装置由植物生长缸1、光照控制系统2、水位控制系统3、水质控制系统4和监控系统5；所述植物生长缸1主要用于植物生长，植物生长缸1的底部设有水质控制系统4，植物生长缸1的内壁处安设有水位控制系统3，水质控制系统4和水位控制系统3共同作并用于模拟植物生长环境的水位变化和水质环境（氮磷浓度）变化，植物生长缸1的顶部安设有光照控制系统2用于模拟植物生长的不同光照环境，植物生长缸1的内部还设有监控系统5，监控系统5可分别监测并记录每种环境下的变量数据（光照强度及氮磷浓度），并将采集到的数据传输到监控中心做进一步的分析和计算。
优选的方案如图2所示，植物生长缸1包括有缸壁101和隔板102；所述隔板102设置在缸壁101的内部并将植物生长缸1的内部分隔为多个独立的腔室，缸壁101的表层均镀有隔光层，可减小因自然光的不确定性而造成的误差和避免自然光对模拟效果的影响；为避免各腔室之间实验条件间的交叉影响，在隔板102上也镀有隔光层；缸壁101通常选用10-12mm的预应力钢化玻璃作为主要材料，隔光层则采用黑色PET隔光膜并粘贴在缸壁101的表面。
优选的方案如图3所示，光照控制系统2包括光照灯201和控制开关202；所述光照灯201常采用50W仿太阳光生长灯，并通过螺栓固定在植物生长缸1的顶部，50W仿太阳光生长灯内含50颗灯珠（18灯暖光，20灯白光，10灯红光和2灯紫外光线），具有较好的模拟自然光照的效果；光照灯201连接控制开关202，通过旋转变阻电流控制开关202的旋钮来改变电流大小，人为控制光照灯201的光照强度，模拟水生植物自然光照强度的生长环境。考虑到本实施例中主要针对研究水位波动对水生植物生长的影响，通常将光照强度设置为3804Lux。
优选的方案如图4所示，水位控制系统3包括进水阀301和排水阀302；所述进水阀301和排水阀302连同进出水管分别设置在缸壁101的两侧，进水阀301和排水阀302的内部设有无线控制系统并与监控系统5无线连接；在模拟通江湖泊水位波动情况时，预先设置0.3m、0.6m、0.9m、1.2m和1.5m的变化水深梯度值，通过进水阀301连通注水管向各附缸内注入不同水深的水，利用该方式来模拟通江湖泊水生植物受水位波动影响下的生长环境。
优选的方案如图6所示，水质控制系统4包括分隔槽401、基质槽402和种植孔403；所述基质槽402安设在植物生长缸1的底部，分隔槽401将基质槽402分隔为多个独立的区域（通常为6块），每块区域内均开设有种植孔403，选取植株叶片长度约10-12 cm、根茎平均长度约2-3 cm的六株沉水植物苦草分别种植在种植孔403中，以此方式降低因植物自身生长能力差异而造成的模拟效果误差；在基质槽402内填充含有该沉水植物生长所需的营养盐（氮磷）的溶液。考虑到本实施例中主要针对研究水位波动对水生植物生长的影响，通常将氨氮浓度和磷浓度分别设为2.0mg/L和0.18mg/L。
优选的方案如图5所示，监控系统5包括光照监测仪501、水质监测仪502、数据传输器503和监控中心504；所述光照监测仪501和水质监测仪502采用壁挂式的安装方式并固定在植物生长缸1的内壁处，光照监测仪501上设有光敏探头5011，水质监测仪502上设有水质监测探头5021，其中光敏探头5011光照测量范围为0-65535Lux，光照分辨率为1Lux，监测并记录每种环境下的光照强度。水质监测探头5021主要监测氮磷含量，水质监测探头5021置于水体中进行监测，监测并记录每种环境下的营养盐浓度（氮磷）；当光敏探头5011和水质监测探头5021采集到数据后，通过数据线将数据传输至数据传输器503，数据传输器503收到信号后先经过初步分析汇总，再通过其内部的无线信号传输装置将采集得到的数据信号发送至监控中心504，同时每间隔3天进行人工测量沉水植物叶片的生长长度并将测得数据输入监控中心504，做进一步的分析和计算，得出苦草得适宜生长水深范围。
上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.通江湖泊珍稀越冬候鸟栖息地植物生长环境模拟监测装置，装置由植物生长缸（1）、光照控制系统（2）、水位控制系统（3）、水质控制系统（4）和监控系统（5）组成，其特征在于：植物生长缸（1）的底部设有水质控制系统（4），植物生长缸（1）的内壁处安设有水位控制系统（3）、植物生长缸（1）的顶部安设有光照控制系统（2），植物生长缸（1）的内部还设有监控系统（5）并对缸内的光照强度和水质进行实时监控。
2.根据权利要求1所述的通江湖泊珍稀越冬候鸟栖息地植物生长环境模拟监测装置，其特征在于：植物生长缸（1）包括有缸壁（101）和隔板（102）；所述隔板（102）设置在缸壁（101）的内部并将植物生长缸（1）的内部分隔为多个独立的腔室，缸壁（101）和隔板（102）的表层均镀有隔光层。
3.根据权利要求1所述的通江湖泊珍稀越冬候鸟栖息地植物生长环境模拟监测装置，其特征在于：光照控制系统（2）包括光照灯（201）和控制开关（202）；所述光照灯（201）安设在植物生长缸（1）的顶部，光照灯（201）连接控制开关（202），控制开关（202）通过改变电流来控制光照灯（201）输出的光照强度。
4.根据权利要求2所述的通江湖泊珍稀越冬候鸟栖息地植物生长环境模拟监测装置，其特征在于：水位控制系统（3）包括进水阀（301）和排水阀（302）；所述进水阀（301）和排水阀（302）连同进出水管分别设置在缸壁（101）的两侧，进水阀（301）和排水阀（302）的内部设有无线控制系统并与监控系统（5）无线连接。
5.根据权利要求1所述的通江湖泊珍稀越冬候鸟栖息地植物生长环境模拟监测装置，其特征在于：水质控制系统（4）包括分隔槽（401）、基质槽（402）和种植孔（403）；所述基质槽（402）安设在植物生长缸（1）的底部，分隔槽（401）将基质槽（402）分隔为多个独立的区域，每块区域内均开设有种植孔（403）。
6.根据权利要求1所述的通江湖泊珍稀越冬候鸟栖息地植物生长环境模拟监测装置，其特征在于：监控系统（5）包括光照监测仪（501）、水质监测仪（502）、数据传输器（503）和监控中心（504）；所述光照监测仪（501）和水质监测仪（502）安设在植物生长缸（1）的内壁处，光照监测仪（501）和水质监测仪（502）通过数据线连接数据传输器（503），数据传输器（503）通过其内部的无线信号传输装置将采集得到的数据信号发送至监控中心（504）。
7.根据权利要求1所述的通江湖泊珍稀越冬候鸟栖息地植物生长环境模拟监测装置，其特征在于：光照监测仪（501）上设有光敏探头（5011），水质监测仪（502）上设有水质监测探头（5021）；工作时光敏探头（5011）和水质监测探头（5021）置于水体中进行监测。
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