[实用新型]一种密闭式湿地原位控制实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生态学野外实验装置，特别是涉及一种密闭式湿地原位控制实验装置。

背景技术

湿地一般为开放式生态系统，物质交换与能量流动过程十分复杂，使得相应的机理性研究存在较大的不确定性。所以开展清晰的定量研究需要构筑可控的实验环境，人工控制部分影响因子。

传统湿地控制实验装置为人工湿地床，用砖和水泥砂浆砌成床体墙，以混凝土打床底，在床体内人工放置土壤(底泥)、水体，种植湿地植物，模拟湿地生态系统结构。该装置较好地实现了对研究目标影响因素的控制，但由于规模较小以及配置要素不全面，人工湿地床的控制实验环境与野外实际环境存在一定差异，使得研究结果并不准确。目前，还没有利用湿地原位控制实验装置进行野外实验的相关报道。

因此，有必要研发一种能够满足野外原位条件下使用的湿地控制实验装置。

实用新型内容

为了克服传统湿地控制实验装置研究结果不准确的缺点，本实用新型提供一种密闭式湿地原位控制实验装置，能够满足在野外原位条件下，对湿地生态系统水体、土壤、大气、植物中的目标元素实现定量控制的实验装置。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种密闭式湿地原位控制实验装置，其特征在于，所述装置为底端开口的中空筒状壳体，底端用于插入水下土壤中从而在所述中空筒状壳体的内部形成相对密闭的空间；所述中空筒状壳体的高度设置成大于水面到水下土壤的距离，处于水面之上的部分为水上密闭部分，处于水面之下的部分为水下密闭部分；所述水下密闭部分采用不透水、不透气的硬质材料制成；所述水上密闭部分的侧壁采用透明材料制成；所述水上密闭部分的侧壁或顶部设置有可通气的通孔；所述水上密闭部分靠近顶部的位置设置有托盘，用于盛放药品。

将所述实验装置的底端插入水下土壤后，由土壤的表面、壳体的顶部和壳体的侧壁形成相对密闭的空间，构成了一个相对独立的小生态环境。所述壳体的水下密闭部分采用硬质材料制成，不透水也不透气，优选防腐、防锈、防霉、耐磨、硬度较高的材料制成，用于插入土壤(底泥)中，从而将所述装置固定在选定的实验区域。所述水上密闭部分采用透明材料制成，优选防腐、防锈、防霉、韧性强、质地较轻的材料制成，阳光能够透过该部分，使装置内的植物能正常地进行光合作用。将装置插入选定的实验区域，使水上密闭部分位于水面上，水下密闭部分位于水面下或略高于水面。所述水下密闭部分和水上密闭部分的交界处密封，使整个装置竖直向下插入土壤后，壳体内部呈密闭状态，从而定量控制湿地生态系统水体、土壤、大气及植物中的目标元素。所述水上密闭部分的侧壁或顶部设置有通孔，用于向密闭的实验装置中注入某种气体或者连接气体检测仪器进行气体检测，研究该气体对目标植物生长发育的影响以及该气体元素在所述装置内的生态系统中的流动和积累。所述通孔优选为圆形，也可以是多边形或其它合适的形状。所述水上密闭部分靠近顶部的位置设置有托盘，用于盛放药品，根据实验设计对湿地生态系统水体、土壤、大气、植物的全部或部分添加氮、磷、重金属、有机化合物等，与外界形成定量的浓度差异，观察并检测植物的各项生理指标，研究所添加的药品对植物生长发育的影响。根据实际需要，所述托盘可以安装在所述壳体靠近顶部的内壁上，也可以悬挂或固定在壳体内靠近顶部的中央位置。

优选地，所述水下密闭部分的侧壁上还设置有防浪部件，用于保护所述水上密闭部分的透明侧壁；所述防浪部件指设置在靠近水上密闭部分与水下密闭部分的交界处的水下密闭部分的壳体外侧壁上并围绕壳体外侧壁一圈的凸沿结构，所述凸沿结构与水上密闭部分的壳体之间的角度小于90度。

所述防浪部件针对湿地野外实验的特殊条件而设计，能够避免因水浪拍击造成壳体的水上密闭部分近水面处的损坏，同时增强装置的稳定性，避免装置倾倒或位置发生偏移。所述凸沿结构与水上密闭部分的壳体之间的角度小于90度，优选30～70度，更优选40～60度，最优选45度。

优选地，所述防浪部件由不锈钢钢板制成。

在本实用新型的一些实施例中，采用不锈钢钢板制成防浪部件，质地坚硬，防水防霉，能够长期使用，有效抵抗水浪冲击。

优选地，所述凸沿结构围绕壳体形成的截面平行于所述壳体的横截面。

在本实用新型的优选实施例中，当所述装置的壳体竖直向下插入水下土壤中时，壳体的横截面平行于水面，所述凸沿结构围绕壳体所形成的截面平行于壳体的横截面，则所述凸沿结构围绕壳体形成的截面也平行于水面，从而有利于防浪部件减弱水浪的冲击。