一种模拟滩涂鱼类栖息生境的受控实验装置和构建方法

摘要

本发明涉及一种模拟滩涂鱼类栖息生境的受控实验装置和构建方法，包括生境受控实验装置和智慧潮位模拟装置，其中所述生境受控实验装置包括养殖箱，所述养殖箱中间设有潮沟，潮水的涨潮方向淹没到潮沟的上部区域，所述养殖箱内部、潮沟两边分别连接有光滩和盐沼植被，所述养殖箱侧面设有智慧潮位模拟装置，所述养殖箱分别通过进水管和出水管与智慧潮位模拟装置连接，用于养殖箱内水循环，所述智慧潮位模拟装置包括立方形箱体，所述立方形箱体内右侧设有智慧水泵，所述智慧水泵与出水管连接，所述智慧水泵侧面设有水位调节器，所述智慧水泵与水位调节器通过线路连接。本发明是研究鱼类栖息生境的良好装置，具有可推广性和操作简便性。

说明书

技术领域

本发明属滩涂生境调查和受控实验技术领域，特别是涉及一种模拟滩涂鱼类栖息生境的受控实验装置和构建方法。

背景技术

河口湿地具有丰富的地形地貌特征和生境差异，特别是潮间带滩涂水域.在潮间带这种特殊生境中，亚生境(主要是潮沟、光滩和盐沼植被)的结构和组成不同对鱼类的分布、密度、摄食策略等具有重要的影响，鱼类也对不同亚生境类型具有不同的反馈机制和适应机制。长江口存在大面积的潮间带盐沼湿地，生境类型多样且复杂，主要有潮沟、盐沼和光滩等三种亚生境类型，随着附近城市的经济发展和工业用地，高强度的围滩造陆已造成大片潮间带滩涂丧失，这种趋势并未有减少的迹象，长江口已成为国内乃至世界上受到人类活动影响最大的生态系统之一，这直接导致了许多鱼类栖息地的功能丧失。

目前，国内外针对河口潮间带滩涂湿地生境的作用和功能机制性研究逐渐增多，主要涉及鱼类对潮间带滩涂生境的利益方式和机理。但由于滩涂生境因为泥沙含量大，水较浅，生境复杂，不利于在野外进行现场鱼类追踪，更难以进行生境受控实验，也难以精确掌握鱼类对滩涂生境的栖息特征。因此，需要设计一种新的可以模拟潮间带滩涂生境鱼类栖息生境受控实验装置和构建方法来解决这一难题。传统的室内受控实验装置一般是对单一生境的模拟，且主要针对养殖品种的养殖环境的模拟，不能代表野外自然环境特征。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种模拟滩涂鱼类栖息生境的受控实验装置和构建方法，能够简单实用地用于滩涂生境模拟并进行受控实验，研究鱼类等水生生物对潮间带湿地的栖息利用特征和原因，同时能够为当地海域的物种多样性养护提供良好的促进作用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种模拟滩涂鱼类栖息生境的受控实验装置，包括生境受控实验装置和智慧潮位模拟装置，其中所述生境受控实验装置包括养殖箱，所述养殖箱中间设有潮沟，潮水的涨潮方向淹没到潮沟的上部区域，所述养殖箱内部、潮沟两边分别连接有光滩和盐沼植被，所述养殖箱侧面设有智慧潮位模拟装置，所述养殖箱分别通过进水管和出水管与智慧潮位模拟装置连接，用于养殖箱内水循环，所述智慧潮位模拟装置包括立方形箱体，所述立方形箱体内右侧设有智慧水泵，所述智慧水泵与出水管连接，所述智慧水泵侧面设有水位调节器，所述智慧水泵与水位调节器通过线路连接，所述水位调节器上端设有浮体，所述水位调节器与浮体通过环扣连接，所述立方形箱体内侧设有水位标尺，所述立方形箱体的左则下部设有出水口，所述出水口与进水管连接，所述进水管在立方形箱体内部的前端安装有智能开关。

所述养殖箱为长方形塑料箱。

所述潮沟长为3m、上部宽度为1m、下部宽度为2m、最深处为0.8m。

所述盐沼植被设置在潮沟右侧，所述盐沼植被为土著植被。

所述土著植被为海三棱藨草，且海三棱藨草株高为25cm、密度为每平方米1538株、植被面积为2平方米。

所述智慧水泵可根据水位的高低自动实现开启或停止抽取养殖箱的水体。

所述水位调节器内设有压力器，用于感知水深，且当水深达到0.8m时，压力器自动控制停止智慧水泵的工作状态。

所述浮体用于标识智慧潮位模拟装置的水位高低，当水位过低时，自动关闭智能开关，用于保证养殖箱内的水位维持在最高潮位置。

一种模拟滩涂鱼类栖息生境的受控实验装置和构建方法，其中包括以下步骤：

(a)选择在离潮间带滩涂生境不远的野外科学实验站进行鱼类栖息生境受控实验装置的构建，且实验装置安装在露天环境，模拟当地滩涂生境的自然环境；

(b)养殖箱中间设置潮沟，潮沟略呈S型设置，潮沟的上部较窄、下部较宽；

(c)潮沟左边设置光滩，光滩的滩面平缓且坡度很小，光滩材料直接取自自然滩涂湿地；

(d)潮沟右边设置盐沼植被，盐沼植被选择生长状况良好的植株；

(e)养殖箱的左侧通过出水管与智慧潮位模拟装置连接，出水管与立方形箱体内部的智慧水泵连接，立方形箱体左侧下部设有出水口，出水口通过进水管与养殖箱前端连接，进水管在立方形箱体内部的前端安装有智能开关，使整个鱼类栖息生境受控实验装置实现了水体的循环使用；

(f)智慧水泵上安装有定时器，每隔12小时实现一次抽取养殖箱的水体，抽取水体的时间为6小时，然后暂停6小时；智慧潮位模拟装置内的水位调节器感知到水深达到限定值，会发出警报声，提示智能开关进行排水工作，水通过排水口和水管重新排放至养殖箱内；

(g)智能开关根据水体的排放量调节排放水体的流量和流速，以达到每6小时养殖箱内的水体可以上涨一次，每6小时后养殖箱内的水体又开始落潮一次，实现养殖箱的潮位模拟，每天潮涨潮落2次；浮体用于标识智慧潮位模拟装置的水位高低，当水位过低时即可自动停止进水管的智能开关的放水工作状态，保证养殖箱内的水位维持在最高潮位置。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、采用的生境模拟材料主要取自自然滩涂湿地，与自然滩涂生境进行等比例缩放模拟，采用自制的潮汐模拟装置可以有效地模仿自然潮汐的涨落，以营造与滩涂生境最相似的环境；

2、实验装置的外围采用塑料方框材质，轻便且便宜，也不会造成装置内的水体流失；

3、新设计的鱼类栖息生境受控实验装置可以很好地模拟野外自然滩涂生境，可方便地控制潮涨潮落环境，是研究鱼类栖息生境的良好装置，具有可推广性和操作简便性。

附图说明

图1为本发明生境受控实验装置示意图。

图2为本发明智慧潮位模拟装置示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如图1和图2所示，一种模拟滩涂鱼类栖息生境的受控实验装置，包括生境受控实验装置和智慧潮位模拟装置，其中所述生境受控实验装置包括养殖箱1，所述养殖箱1中间设有潮沟2，潮水的涨潮方向5淹没到潮沟2的上部区域，所述养殖箱1内部、潮沟2两边分别连接有光滩3和盐沼植被4，所述养殖箱1侧面设有智慧潮位模拟装置8，所述养殖箱1分别通过进水管6和出水管9与智慧潮位模拟装置8连接，用于养殖箱1内水循环，所述智慧潮位模拟装置8包括立方形箱体81，所述立方形箱体81内右侧设有智慧水泵82，所述智慧水泵82与出水管9连接，所述智慧水泵82侧面设有水位调节器83，所述智慧水泵82与水位调节器83通过线路85连接，所述水位调节器83上端设有浮体84，所述水位调节器83与浮体84通过环扣88连接，所述立方形箱体81内侧设有水位标尺86，所述立方形箱体81的左则下部设有出水口7，所述出水口7与进水管6连接，所述进水管6在立方形箱体81内部的前端安装有智能开关87。

所述养殖箱1为长方形塑料箱。

所述潮沟2长为3m、上部宽度为1m、下部宽度为2m、最深处为0.8m。

所述盐沼植被4设置在潮沟2右侧，所述盐沼植被4为土著植被。

所述土著植被为海三棱藨草，且海三棱藨草株高为25cm、密度为每平方米1538株、植被面积为2平方米。

所述智慧水泵82可根据水位的高低自动实现开启或停止抽取养殖箱1的水体。

所述水位调节器83内设有压力器，用于感知水深，且当水深达到0.8m时，压力器自动控制停止智慧水泵82的工作状态。

所述浮体84用于标识智慧潮位模拟装置8的水位高低，当水位过低时，自动关闭智能开关87，用于保证养殖箱1内的水位维持在最高潮位置。

一种模拟滩涂鱼类栖息生境的受控实验装置和构建方法，其中包括以下步骤：

(a)选择在离潮间带滩涂生境不远的野外科学实验站进行鱼类栖息生境受控实验装置的构建，且实验装置安装在露天环境，模拟当地滩涂生境的自然环境；

(b)养殖箱1中间设置潮沟2，潮沟2略呈S型设置，潮沟2的上部较窄、下部较宽；

(c)潮沟2左边设置光滩3，光滩3的滩面平缓且坡度很小，光滩3材料直接取自自然滩涂湿地；

(d)潮沟2右边设置盐沼植被4，盐沼植被4选择生长状况良好的植株；

(e)养殖箱1的左侧通过出水管9与智慧潮位模拟装置8连接，出水管9与立方形箱体81内部的智慧水泵82连接，立方形箱体81左侧下部设有出水口7，出水口7通过进水管6与养殖箱1前端连接，进水管6在立方形箱体81内部的前端安装有智能开关87，使整个鱼类栖息生境受控实验装置实现了水体的循环使用；

(f)智慧水泵82上安装有定时器，每隔12小时实现一次抽取养殖箱1的水体，抽取水体的时间为6小时，然后暂停6小时；智慧潮位模拟装置8内的水位调节器83感知到水深达到限定值，会发出警报声，提示智能开关87进行排水工作，水通过排水口7和水管6重新排放至养殖箱1内；

(g)智能开关87根据水体的排放量调节排放水体的流量和流速，以达到每6小时养殖箱1内的水体可以上涨一次，每6小时后养殖箱1内的水体又开始落潮一次，实现养殖箱1的潮位模拟，每天潮涨潮落2次；浮体84用于标识智慧潮位模拟装置8的水位高低，当水位过低时即可自动停止进水管6的智能开关87的放水工作状态，保证养殖箱1内的水位维持在最高潮位置。

下面结合一个具体的实施例进一步说明：

在长江口滩涂海域进行了鱼类栖息生境受控实验装置的构建实验，鱼类研究对象为班尾刺虾虎鱼，为一种潮间带常见的虾虎鱼类。

首先，在野外实验站选择一块露天的实验场地，将长方形塑料养殖箱安放在平整的实验场地上，从潮间带滩涂湿地上移植淤泥质或泥沙质泥土，按照自然滩涂的生境特征等比例进行潮沟，光滩和盐沼植被三种亚生境的营造，潮沟呈S型构建，上部较窄，下部较宽；光滩滩面平缓，盐沼植被区移栽当地土著植被，选择生长良好的植株移栽并观察其生长情况较好为佳，这三种亚生境的营造要有机结合，符合河口潮间带滩涂自然生境为宜；

其次，在生境受控实验装置的左侧安装智慧潮位模拟装置，通过水管和进水口和排水口将2个装置连接成一个整体，形成一个可以循环使用的模拟潮汐涨落的鱼类生境模拟装置。依据长方形塑料养殖箱的水体量调节好智慧水泵的功率以便能在6个小时内完成潮汐落潮的过程，而水位调节器智能识别出长方形塑料养殖箱的水体是否达到落潮底部时段，从而自动停止智慧水泵工作状态；然后，智慧潮位模拟装置的水位调节器感知到水深达到限定值，会发出警报声，提示智能开关进行排水工作，水通过水管重新缓慢排放至长方形塑料养殖箱内，大约6小时完成一次涨潮过程，一天可以实现2次涨潮和2次落潮过程，这样，就形成了该装置的智慧潮汐模拟，并实现了鱼类栖息生境受控实验装置的构建；

最后，将拟实验的鱼类放入长方形塑料养殖箱的水体内，科研人员用摄像机或红外摄像仪进行鱼类栖息行为记录，探寻该种鱼的最佳栖息生境的栖息活动特征规律和机理。由于实现了鱼类潮间带滩涂生境的营造，模拟了近乎自然的滩涂亚生境的潮涨潮落现象，因此可以科学地判断何种亚生境对于鱼类的栖息地的作用，并能识别鱼类对各种生境的喜好程度和利用情况，还可以在该装置的亚生境内投放饵料，来判断鱼类对于各亚生境饵料的获得性难易程度和捕食特征，从而可以揭示鱼类如何利用潮间带滩涂生境以及内在机制性规律。整个安装工作耗时约1天，所需劳动力仅2人即可，实验装置不受天气和季节影响，可方便地进行鱼类生境栖息行为研究，也能模拟自然界的其它游泳生物的生境利用特征规律研究。