[发明专利]外源光对水体中沉水植物生长影响的实验装置及实验方法

说明书

本发明公开了生态修复领域的外源光对水体中沉水植物生长影响的实验装置及实验方法，实验装置包括水泥池和补光装置，实验方法包括如下步骤：S1：设置6个水泥池用于实验，在水泥池的内腔底部铺设底泥；S2：设置2个对照组，在水泥池中种植沉水植物，采用自然光和黑暗条件做为对照组，以甄别不同补光光源的影响；S3：剩下4个作为处理组，处理组的水泥池上方进行遮蔽，仅接受白色、红色、蓝色和绿色外源光源的照射；S4：在处理组的水泥池内种植相同的沉水植物，然后通过补光装置进行补光实验。预期在悬浮物浓度高、透明度低的水体中，增加水生植物的定殖几率，促进水生植物的生长过程，为湖泊生态修复提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及生态修复技术领域，具体为外源光对水体中沉水植物生长影响的实验装置及实验方法。

背景技术

湖泊生态系统是非生物环境与水生生物在一定时间和空间内的组合。湖泊生态系统具有多种多样的功能——调蓄、改善水质、为动物提供栖息地、调节局部气候、为人类提供饮用水与食物等。由于社会和经济的快速发展，作为流域最终的纳污单元，湖泊生态系统承受的干扰或胁迫逐年增加，导致其组成和结构发生了显著的变化。随着大量工农业污废水排入湖泊，我国不同区域的湖泊生态系统均出现了不同程度的富营养化过程。尤其是近几年来，水生植物群落大规模缩小，覆盖度急剧下降。更为严重的是有些湖泊已从清水状态突变至浊水状态，水生植物完全消失。国内外证据表明：水生植物的存在与否及其多样性对湖泊生态系统的功能完整性、景观价值，乃至流域内民生安全具有举足轻重的意义。因此，如何恢复湖泊生态系统中的水生植物是治理湖泊的首要任务。

湖泊富营养化导致的蓝藻水华极大地增加了自然光在水体中的衰减速率，使得水生植物尤其是沉水植物无法进行有效的光合作用。这也是目前湖泊生态系统中水生植物消失的主要原因。因此，光照是富营养化水体中沉水植被恢复的关键限制因子。

基于此，本发明设计了一种外源光对富营养化水体中沉水植物生长影响的实验装置及实验方法，预期在悬浮物浓度高、透明度低的水体中，增加水生植物的定殖几率，促进水生植物的生长过程，为湖泊生态修复提供技术支撑。不同波长的光在水体中的穿透能力不同，对不同沉水植物及其不同生长阶段可能会产生不同的影响，但这种影响有多大，利用特殊光源补光的方式是否可以改善水下光环境，影响的范围、成本等是否可行，目前均不清楚。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外源光对水体中沉水植物生长影响的实验装置及实验方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：外源光对水体中沉水植物生长影响的实验装置及实验方法，所述的实验装置包括水泥池和补光装置，所述水泥池的内腔底部铺设有底泥，在所述底泥上种植有沉水植物，所述补光装置包括一灯罩，所述灯罩的顶部固定有灯罩固定杆，所述灯罩固定杆上连接牵引绳的一端，所述牵引绳的另一端与电动滑轮模块相连接，所述灯罩内壁上均匀布有多个LED灯珠，所述灯罩的内腔底部设有光强传感模块和光质传感模块，所述灯罩的内部竖直固定有灯罩线管，所述灯罩的外部设有自动清洗装置，所述光强传感模块和光质传感模块通过数据传输线缆与外部综合控制模块相连接，所述LED灯珠、电动滑轮模块和自动清洗装置通过综合控制模块与外部电源连接。

优选的，所述数据传输线缆贯穿于灯罩线管的内部。

优选的，所述自动清洗装置包括丝杆、光轴、电机和清洗架，所述丝杆和光轴竖直对称设置在灯罩的两侧，所述灯罩的顶部安装有电机，所述电机的输出端通过轴承与丝杆的顶端相连接，所述清洗架套设在灯罩的外部，所述清洗架的表面两侧开有螺纹孔和通孔，所述丝杆和光轴分别贯穿于螺纹孔和通孔的内部。

优选的，所述清洗架呈圆环形状，所述清洗架的内侧壁设有与灯罩外壁相贴合的刷毛。

优选的，所述的实验方法包括如下步骤：

S1：设置6个水泥池用于实验，在水泥池的内腔底部铺设底泥；