[发明专利]用于模拟滨海湿地土壤温室气体释放响应海水浸洗的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境生态模拟实验装置，特别是涉及一种用于模拟滨海湿地土壤温室气体释放响应海水浸洗的装置。

背景技术

滨海湿地由于其独特的水文条件、巨大的生产力和有机质储量，使其成为一种重要的陆地生态系统类型。滨海湿地温室气体释放被认为是影响全球变化的一类重要因素，而被环境和生态学界广泛关注。盐分作为海陆交互区极其重要的生态因子，对滨海湿地土壤碳、氮关键生物地球化学过程具有显著影响。气候变化背景下，由海平面上升引发的海水入侵范围扩展，导致地下水位上升，盐分被携带至土壤表层，致使滨海湿地土壤水盐环境发生明显变化，土壤盐渍化趋势增强，进而影响湿地系统生物地球化学过程。因此，研究河口湿地土壤碳氮过程及其水盐影响机制，对于揭示河口湿地物质循环过程响应全球变化的内在机理具有重要的科学意义。

模拟海水浸洗是滨海湿地土壤温室气体释放响应全球变化研究中的一种重要手段。培养罐法是模拟海水浸洗研究普遍采用的方法。目前已报道的方法多采用海水表面流或海水浸泡法。海水表面流法通过导管将不同浓度的海水自土壤表面加入，此方法不易实现对培养管内水位的控制，同时海水自土壤表面加入所产生的重力流与实际情况不符，存在室内培养条件与野外真实环境条件差距较大的局限性。海水浸泡法将培养罐浸入盛有一定浓度海水的容器，从而使罐内土柱处于预期水盐条件的环境中，虽然该方法中土柱的水盐动力学符合实际规律，但存在土柱中的物质向外部海水中流失的缺陷。因此，设计一种自培养罐底部进水的模拟处理装置，使罐内土壤水运动既符合水盐动力学规律，不会导致罐内物质流失，同时又能控制罐内水位，这对于滨海湿地土壤温室气体释放响应全球变化研究工作具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于模拟滨海湿地土壤温室气体释放响应海水浸洗的装置，该装置底部进水，实现了培养罐内土壤水盐动力学与实际环境接近、不会导致罐内物质流失，又能同时控制管内水位，从而达到模拟海水浸洗的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

用于模拟滨海湿地土壤温室气体释放响应海水浸洗的装置，所述装置包括培养罐、供水瓶、导管、控水阀、滤网、滤砂和支架，培养罐由空心管与管盖组成；培养罐下端用管盖封堵，管盖中心安装有导管，导管上安装有控水阀；导管与培养罐底部相连的一端依次覆盖有滤网和滤砂层，另一端通过橡胶塞与供水瓶底部相连；供水瓶顶部开有注水口；培养罐和供水瓶均由不同高度的支架支撑，其中供水瓶支架的高度高于培养罐顶端。

所述的用于模拟滨海湿地土壤温室气体释放响应海水浸洗的装置，所述空心管用中心开孔的管盖封堵，组合成培养罐。

所述的用于模拟滨海湿地土壤温室气体释放响应海水浸洗的装置，所述培养罐与底部带有开口的供水瓶分别放置于上支架、下支架上；装有控水阀的导管一端安装在管盖上的小孔内。

所述的用于模拟滨海湿地土壤温室气体释放响应海水浸洗的装置，所述导管的另一端穿过供水瓶底部的橡胶塞，从而与供水瓶相连。

所述的用于模拟滨海湿地土壤温室气体释放响应海水浸洗的装置，所述空心管与管盖、管盖与导管、导管与橡胶塞、橡胶塞与供水瓶的连接处均为密封状。

所述的用于模拟滨海湿地土壤温室气体释放响应海水浸洗的装置，所述供试土柱通过空心管上部开口装入培养罐内。

本发明的优点与效果是：

本发明装置通过自土柱底部供水方式模拟海水浸洗效应，相对于常规模拟方法，该装置可使培养罐内土壤水盐动力学达到接近于真实环境的目的，既克服了培养罐内物质流失的缺点，又能同时控制罐内的水位。

附图说明

    图1为本发明模拟滨海湿地土壤温室气体释放响应海水浸洗装置结构安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例，对本发明作进一步详述。

一种模拟滨海湿地土壤温室气体释放响应海水浸洗的底部进水装置，该装置包括培养罐、供水瓶、导管、控水阀、滤网、滤砂和支架。培养罐由空心管与管盖组成；培养罐下端用管盖封堵，管盖中心安装有导管，导管上安装有控水阀；导管与培养罐底部相连的一端依次覆盖有滤网和滤砂层，另一端通过橡胶塞与供水瓶底部相连；供水瓶顶部开有注水口；培养罐和供水瓶均由不同高度的支架支撑，其中供水瓶支架的高度高于培养罐顶端。

实施例：

部件说明：1为空心管，2为滤砂层，3为滤网，4为管盖，5为导管，6为控水阀，7为供水瓶，8为注水口，9为橡胶塞，10为上支架、11为下支架。   

本发明实施时，事先将空心管1用中心开孔的管盖4封堵，组合成培养罐。将培养罐与底部带有开口的供水瓶7分别放置于上支架10、下支架11上。用装有控水阀6的导管5一端安装在管盖4上的小孔内。培养罐底部依次覆盖滤网3和一定厚度的滤砂层2。导管5的另一端穿过供水瓶7底部的橡胶塞9，从而与供水瓶7相连。完成上述各部件连接以后，将空心管1与管盖4、管盖4与导管5、导管5与橡胶塞9、橡胶塞9与供水瓶7的连接处均做密封处理。当采用本发明装置进行海水浸洗模拟时，事先将供试土柱通过空心管1上部开口装入培养罐内，关闭控水阀6，通过注水口8将一定浓度的海水注入供水瓶7中。然后，开打导管5上的控水阀6，海水即通过导管5自培养罐底部供入罐内土柱中，本装置开始自动运行。运行过程中只要通过控水阀6的调节即可实现对培养管内水位的控制，其水位高度可通过导管5测量。密封空心管上端开口，即可开展培养罐温室气体产生的观测研究，从而实现对滨海湿地土壤温室气体释放响应海水浸洗的模拟。