[发明专利]一种模拟极端降雨气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置

说明书

本发明公开一种模拟降雨气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置，包括降雨台架、刈割装置、极端环境模拟单元和控制单元，极端环境模拟单元包括降雨模拟设备和气温模拟设备，降雨模拟设备设置于降雨台架的上方，气温模拟设备设置于台架的四周；刈割装置可升降设置在降雨台架上；降雨台架的内侧设有温度测试仪，降雨台架的外侧设有土壤湿度探测仪，控制单元包括控制器和信号采集处理系统，信号采集处理系统与温度测试仪、土壤湿度探测仪电性连接，用于采集土壤温度信息和土壤湿度信息。本发明可模拟出在降雨气候下实验区域草原生态系统所能承受的最大刈割程度，对当地的割草和放牧工作起到有效的参考作用。

技术领域

本发明涉及环境模拟实验技术领域，尤其涉及一种模拟极端降雨气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置。

背景技术

刈割为北方最主要的草地利用方式，在气候条件相对较好、植被生产力相对较高的草地系统，适宜频次和强度的刈割能够刺激植物的补偿甚至超补偿生长，从而获得更高的植物生产力。近年国外研究者对刈割时期、刈割频次、刈割间隔等对草地群落组成、生产力和草群质量的影响研究发现，刈割可以明显提高牧草质量，有利于动物利用。然而，刈割的频次和强度过大，会对草地生态系统结构、功能及草地生产力有较大的负面影响。高强度或长时间的刈割可导致土壤水分状况、土壤通透性等物理性状变差，生态系统的水分和能量平衡都会遭到破坏，从长远看，这不仅会降低生态系统的生产力，更重要的是会降低生态系统对于极端气候的抵御能力和草地的荷载能力。

降雨是一个及其重要的研究对象，是气候、生态等的重要组成部分，由于草原主要分布于干旱、半干旱地区，因严酷的自然条件，草地生产力整体不高。加上长期过度放牧、土地利用方式变化和人类生产活动增加等的影响，草原已经发生了不同程度的退化，导致草地生产力和植被覆盖度降低，以及草原生态功能的下降，适宜程度的降雨有利于草原生态系统的恢复和发展，但极端的降雨气候同样也会加剧草原生态系统的恶化，造成土壤中元素和微量元素的流失，然而自然降雨并不能通过人工控制，所以，模拟降雨一起应运而生，提供稳定、高效的降雨进行科学实验。

不同地区的草原生态系统抵御极端气候的能力水平各不相同，不同地区草原生态系统能够承受刈割的程度也各不相同，而如何控制刈割程度以适应不同程度的降雨情况才能避免破坏当地草原生态系统成为急需解决的问题，现有技术中，并没有一种能够用来研究实验此问题的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟极端降雨气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置，能够对试验区域的草地进行降雨气候模拟，同时能够对试验区域的植被进行模拟刈割，对土壤的水通量进行实时监测记录，根据实验区域土壤水通量在不同刈割程度下所反应出的变化量，模拟出在降雨气候下实验区域草原生态系统所能承受的最大刈割程度。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种模拟降雨气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置，包括：降雨台架、刈割装置、极端环境模拟单元和控制单元，所述极端环境模拟单元包括降雨模拟设备和气温模拟设备，所述降雨模拟设备设置于所述降雨台架的上方，所述气温模拟设备设置于所述台架的四周；

所述刈割装置可升降设置在所述降雨台架上；

所述降雨台架的内侧设有温度测试仪，所述降雨台架的外侧设有土壤湿度探测仪，土壤湿度探测仪的探测部分设置在所述降雨台架内部的土壤中；

所述控制单元包括控制器和信号采集处理系统，所述信号采集处理系统与所述温度测试仪、土壤湿度探测仪电性连接，用于采集土壤温度信息和土壤湿度信息。