[发明专利]一种九寨沟水生植物的叶绿素荧光特性研究方法与装置

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种九寨沟水生植物的叶绿素荧光特性研究方法与装置，涉及水生植物光合作用特性及其与水环境关系研究，属G01类。

(二)背景技术：

目前九寨沟一些湖泊泥沙淤积明显，湖泊沼泽化问题严重。伴随着湖泊泥沙淤积还有大量营养盐物质的输入，水生植物大量生长。有学者研究了东太湖水生植物的促淤效应，结果表明，生物有机质引起淤积物的沉积效应较为显著，约占到淤积物平均深度的20.8％-64％，水生植物促进沉积效应是非常显著的。这样浅滩范围逐步扩大，湖泊面积变小，水生植物大量生长，会加快沼泽化的进程，并对湖泊和景区产生不利的影响，也将直接影响到景区景观资源的保护和可持续利用。因此，有必要了解九寨沟水生植物的生长状况，为九寨沟湖泊泥沙治理和生态与环境保护提供科学依据和基础资料。但是，目前九寨沟的研究对象主要集中在地质地貌、山地灾害、水文、土壤、景观成因、旅游、植物等方面，对于九寨沟自然保护区内丰富的水生植物的研究还很少。

植物叶片对环境的光合响应提供了植物在不同光条件下生存和生长的能力以及对不断变化的环境条件适应能力的信息。叶绿素荧光动力学技术在测定叶片光合作用过程中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配等方面具有独特的作用，与“表观性”的气体交换指标相比，叶绿素荧光参数更具有反映“内在性”特点。因此，叶绿素荧光动力学技术能快速灵敏地反映植物生理状态及其与环境的关系，是一种理想的光系统探针，可直接或间接地了解光合作用过程。光合日变化是维持植物光合机构内不同组分响应和适应环境条件一种平衡能力的反映，叶绿素荧光参数则反映光合机构一系列重要的适应调节过程。目前，结合叶绿素荧光参数反应九寨沟水生植物光合作用日变化特征尚无报道。因此，本发明采用在线监测与室内分析相结合的方法，以九寨沟优势水生植物杉叶藻和水苦荬为实验材料，探讨水下光强和水温等重要环境因子对沉水植物生长发育的影响，不同生活型植物对湖泊水环境生态适应的差异性以及不同种沉水植物对湖泊水环境生态适应的差异性。

(三)发明内容：

1.一种九寨沟水生植物的叶绿素荧光特性研究方法与装置，其装置由可远程操控脉冲调制叶绿素荧光仪和带水下机器人的电动遥控双体船构成；其方法包括叶绿素荧光特性测定、光合有效辐射强度和水温测定、叶绿素含量测定和数据分析四个部分。

2.发明内容1所述一种九寨沟水生植物的叶绿素荧光特性研究方法与装置设电动遥控双体船、水下机器人、脉冲调制叶绿素荧光仪、水下机器人臂、叶夹片、摄像头，其特征是：

A.发明内容2所述电动遥控双体船设锂电池、双体船操控器，水下机器人设水下机器人遥控器，脉冲调制叶绿素荧光仪通过远端手持电脑远程操控；

B.发明内容2所述脉冲调制叶绿素荧光仪设有电脑控制芯片、数据线、光纤线；发明内容2所述脉冲调制叶绿素荧光仪长0.3米，宽0.15米，高0.15米，重2kg；其特征是电脑控制芯片，既仪器可本地储存测量的数据，又可与远端电脑进行实时数据传输并接收指令控制，方便远端实时观测遥控；同时，其数据线和光纤线均做防水设计，数据线、光纤线均通过水下机器人臂的中空管道连接脉冲调制叶绿素荧光仪，避免被水底植物沙石缠绕破坏，仪器上部是Led触摸屏幕，左右两边6个防水按键依次是取消键ESC，启动键，待机键，菜单键，光源转换键，确定键；仪器正面是电源开关键，USB接口，充电器口，电源指示灯，充电指示灯，无线wifi指示灯；

C.发明内容2所述电动遥控双体船1米长，0.6米宽，双体设计，不易倾覆，左右两边装锂电池，重10kg左右，中间部分安装脉冲调制叶绿素荧光仪，船的重心位置连接水下机器人，电动遥控双体船后端安装发动机；

D.发明内容2所述水下机器人设水下机器人臂、摄像头、云台、天线和控制器；通过水下机器人臂可以把叶夹片带入水底进行测量，同时摄像头可360度旋转查看，并能倾斜俯视水面，方便遥控查看电动遥控双体船的前进后退和水下机器人臂的移动；水下机器人设有云台，可保持平衡，同时云台上设有接收信号的天线和控制器，可远程操控；水下机器人臂采用6轴设计，方便灵活控制；水下机器人臂末端设摄像头，方便查看测量并控制叶夹片进行叶子夹取，叶夹片上端是光纤探头，连接脉冲调制叶绿素荧光仪的光纤线。