[实用新型]一种用于模拟潮汐作用对土壤氮矿化过程影响的装置

说明书

本实用新型提供一种用于模拟潮汐作用对土壤氮矿化过程影响的装置。本实用新型克服了模拟实验中手动操作对培养土扰动较大、重复性差的缺点，通过装置控制实现对潮汐淹水的精确模拟，且仪器组装方便，成本低廉，操作简单。本装置包含两组组装的有机玻璃管和两台小型自动升降机，每组有机玻璃管通过有机玻璃外环连接上下两段，其中上段设有出水口；两组有机玻璃管间通过一段由止水夹控制的橡胶管连接，利用自动升降机调节两组有机玻璃管的相对高度，进而模拟潮汐作用下淹水和不淹水条件的交替发生，从实验前后土壤中硝态氮和铵态氮含量之和的差值计算得出土壤氮矿化量和矿化速率，进而分析潮汐涨落对土壤氮矿化过程的影响。

技术领域

本实用新型涉及环境科学和生态学领域，尤其涉及一种用于模拟潮汐作用对土壤氮矿化过程影响的装置。

背景技术

自上世纪末以来，我国制定实施了《湿地保护管理规定》，其中滨海湿地是一种重要的湿地类型，占全国湿地面积的11％，但近年来已呈现出逐步退化的趋势。潮汐作用是构成滨海湿地水文条件的重要内容，氮素作为滨海湿地生态系统的限制性元素，潮汐作用通过氮素矿化过程对植物的生长和生态系统健康有着显著影响。我国《2015年中国海平面公报》表明，1980-2015年中国沿海海平面上升速率为3mm/年，高于全球平均水平，海平面上升导致的潮汐作用转变直接影响着湿地的形成和演变。目前对于潮汐作用对土壤氮矿化的研究主要集中于野外实验和室内模拟，后者作为控制实验具有能够排出其它因素干扰，利于对影响过程和机理研究的优势。

目前世界上已有一些关于氮矿化过程研究的专利技术，如申请号CN201610053076.X，名称为长期定位施肥对潮土氮素矿化特性及作物产量影响的方法，公开号CN105706602A的发明专利公开了一种长期测定施肥对土壤氮矿化影响的方法，它利用阴阳离子交换树脂法田间原位监测土壤无机氮动态；如申请号CN201610021478.1，一种监测森林原位土壤氮矿化量装置及其安装工具，公开号CN105675841A的发明专利公开了一种用于监测森林原位土壤氮矿化量的装置，主要解决了雨水淋溶和地表径流过大导致对矿化量不准确测定的问题。申请号CN201410784282.9，名称为一种模拟河流有机氮矿化的实验装置，公开号CN105784954A的发明专利公开了一种用于河流氮矿化过程的装置。目前也有一些关于潮汐作用的专利技术，如申请号CN201610466623.7，名称为一种潮汐混合流人工湿地系统及污水处理方法，公开号CN106007181A的发明专利公开了一种潮汐混合流类型的人工湿地系统，同时具有良好的污染物去除效果。综合来看，当前关于氮矿化过程研究的专利主要用于野外原位土壤氮矿化量测定和河流生态系统的室内模拟，关于潮汐作用的研究主要是利用潮汐流营造人工湿地系统处理污水。

然而，现有的氮矿化研究装置基本不符合滨海湿地生态系统的实际需要。滨海湿地常年受潮汐作用的影响，已成为土壤氮矿化过程的关键影响因子，对滨海湿地潮汐区野外土壤氮矿化的监测较为困难，且较难解释其具体机理，但通过室内模拟潮汐作用对土壤氮矿化过程影响，能够有效控制其它影响因素，实现对其控制机理的研究。而潮汐作用对土壤的淹水和不淹水作用交替频繁，手动操作难以保证实验的可重复性，并且易对培养土产生较大扰动，不能保证实验结果的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决当前模拟潮汐作用对土壤氮矿化作用过程影响研究的不足，提供一种模拟装置。本实用新型主要利用连通器原理，通过改变两个连通管的相对高度来达到对潮汐淹水的交替控制，保证相同的进水和出水流速，对培养土壤的影响较小。

本实用新型的特征在于，所设计装置优化了了手工操作对实验的重复性和原位土扰动的弊端，有效地达到了对潮汐作用导致的淹水和不淹水交替的合理控制，且仪器组装方便，成本低廉，操作简单。