本發(fā)明屬于水生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置及其方法。
背景技術(shù)：
水生植物是水域生態(tài)系統(tǒng)和濕地生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，其中，沉水植物占據(jù)著湖泊河流生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵界面，對水域生產(chǎn)力及生物地球化學(xué)循環(huán)具有重要的影響。沉水植物作為湖泊生態(tài)系統(tǒng)主要的初級生產(chǎn)者之一，既是淺水湖泊生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵種群，也是湖泊生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動的重要環(huán)節(jié)，對水環(huán)境質(zhì)量及水生生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)揮著重要生態(tài)功能。
在所有環(huán)境因子中，水下有效光強被認為是影響沉水植物生長分布最重要的因子之一，水下光照缺乏是沉水植物消亡的直接原因。影響水下光強變化的生物與非生物環(huán)境因子有許多，其中水深和濁度是能夠削弱水下有效光強的兩個主要原因。在水中，光的衰減依賴于波長光強和光質(zhì)，它們均隨水體深度而變化，隨著水深增大，紅光與遠紅光的比率會增加，這將導(dǎo)致沉水植物的形態(tài)發(fā)生變化。同時，沉水植物又是典型的喜陰植物，光照過強又會抑制其光合作用的進行，影響其正常生長發(fā)育。不同的沉水植物具有不同的水位耐受限度，水位變動的幅度、頻率、時機、持續(xù)時間以及變化率等均會對水生植被產(chǎn)生影響。然而，由于人類活動的干擾，許多湖泊的水位自然波動節(jié)律被打亂，有些湖泊水位甚至是反季相波動，如春季高水位導(dǎo)致水下光照不足，不利于沉水植物萌發(fā)和幼苗生長；夏季低水位導(dǎo)致水生植物露出水面，導(dǎo)致沉水植物的瘋長或衰亡。由于污染、水土流失以及泥沙聚集等原因，許多淺水湖泊水質(zhì)渾濁，水體中各種懸浮顆粒物由于其對光的吸收和散射等作用，導(dǎo)致水體中入射光衰減，直接影響光照在水體中的垂直分布。同時，附著在沉水植物葉片表面上的一些泥沙等物質(zhì)會進一步削減沉水植物對光的利用，并可能導(dǎo)致植株與水體間氣體交換和營養(yǎng)物質(zhì)交換，從而影響沉水植物的生長繁殖與分布。
中國發(fā)明專利，申請?zhí)?01510165040.6，公開號：CN104743675A，公開日：2015年7月1日，公開了一種水深調(diào)節(jié)控制沉水植物生長治理湖泊富營養(yǎng)化的方法。該方法主要是通過選取關(guān)鍵的時間點種植沉水植物并調(diào)控水深，調(diào)整沉水植物種植密度，使得沉水植物獲得最大生物量，具有維護成本低、凈化效果好等優(yōu)點。但是，此方法實施操作步驟繁多，而且，在實施過程中無法避免濁度對水生植物的影響。
中國實用新型專利，申請?zhí)枺?01520080786.2，公開號：CN204426129U，公開日：2015年7月1日，公開了一種用于調(diào)節(jié)水體濁度的調(diào)沙儀。該裝置主要是由一個母桶與若干個子桶通過蠕動泵相連，通過交換各桶內(nèi)的泥水來實現(xiàn)不同的濁度差異，無污染，維護簡單。但是，該裝置在模擬沉水植物生長環(huán)境影響因素的實驗中無法控制水位變化，還需通過額外設(shè)施營造出同一水深的實驗條件。
中國實用新型專利，授權(quán)公告號：CN 204086242U，授權(quán)公告日：2015.01.07，公開了一種研究懸浮泥沙對沉水植物生長脅迫的實驗裝置，包括供沙裝置、進沙量調(diào)節(jié)裝置、測試水箱和橫掛在測試水箱內(nèi)的至少一個內(nèi)膽；供沙裝置包括水泵、沙漿池和進沙管，進沙管的另一端與測試水箱相連接，沙漿池內(nèi)安裝攪拌器，測試水箱內(nèi)安裝有潛水泵；進沙量調(diào)節(jié)裝置安裝在進沙管上，進沙量調(diào)節(jié)裝置包括懸沙濃度計和進沙管調(diào)節(jié)閥門，進沙管調(diào)節(jié)閥門安裝在懸沙濃度計與水泵出口端之間的進沙管上；懸沙濃度計與進沙管調(diào)節(jié)閥門之間的進沙管上連接有旁通管，旁通管的另一端與沙漿池相連接，旁通管上安裝有旁通管控制閥門。該實用新型懸沙濃度調(diào)節(jié)方便，而且測試水箱內(nèi)懸沙濃度分布均勻，從而模擬不同懸沙濃度對沉水植物生長脅迫的影響。其不足之處在于：該實驗裝置只可用于模擬濁度變化對水生植物生長的影響，無法探究水深對水生植物生長的影響。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
1.要解決的技術(shù)問題
針對現(xiàn)有技術(shù)中不能同時考察及精確模擬不同水深及濁度對水生植物生長影響的問題，本發(fā)明提供一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置及其方法。它可以使用簡易的操作程序獲得精確的實驗?zāi)M效果。
2.技術(shù)方案
為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，無蓋母箱被分隔成三個并列的相同體積的子箱I、子箱II和子箱III，子箱I、子箱II和子箱III內(nèi)均設(shè)有攪拌器和花盆，每個子箱的底部均鋪設(shè)泥沙，在子箱I、子箱II和子箱III的右下角均設(shè)置有出水口。
三個子箱內(nèi)的攪拌器、滑輪以及花盆的尺寸與固定位置必須一樣，攪拌器對水體的擾動作用，模擬水體中的濁度；花盆內(nèi)種植水生植物，花盆所處的位置不同，模擬水生植物所處的水體中的深度。
優(yōu)選地，無蓋母箱上表面等間距地固定三根橫排支架，每個子箱上表面中間一排支架的中間位置固定轉(zhuǎn)速可調(diào)的攪拌器，另外兩排支架的中間位置各固定一個滑輪，滑輪通過棕繩連接花盆。
三個子箱內(nèi)的攪拌器、滑輪以及花盆的尺寸與固定位置必須一樣，支架除了可起到固定作用外，因其寬度較小，遮光部分較少，可盡可能減少水體上部光照補給不足、光強較小的問題。
優(yōu)選地，所述的無蓋母箱為有機玻璃材質(zhì)，表面包裹一層不透光黑布，有機玻璃強度較好，在水中性質(zhì)穩(wěn)定，不會釋放影響水生植物生長的物質(zhì)，長3m，高1.2m，寬1m，光照強度是影響水生植物生長的重要因素，不透光黑布能夠盡可能地降低光照變化與差異對三個子箱內(nèi)水生植物生長的影響；黑布包裹后，三個子箱內(nèi)的光強來源均來自水體上部，進而較少了四周光照差異的影響。
優(yōu)選地，棕繩上標有刻度，刻度為0-1m，最小刻度值為10cm，一般淺水湖泊內(nèi)沉水植物的生長水深大致在這個范圍內(nèi)(水深太大，光強與溶氧過小不利于生長)，棕繩上的刻度選擇是依據(jù)箱體的高度，高度為1.2m，可模擬0-1m內(nèi)不同水深深度，最小刻度設(shè)置為0.1m，足以精確模擬出所需不同的水深深度，不需再減小最低刻度值。棕繩連接花盆，通過調(diào)節(jié)棕繩的長度，進而用來調(diào)節(jié)每個子箱中花盆所處的水深深度，進而模擬水生植物受水深深度影響的生長情況。
優(yōu)選地，攪拌器功率為2-3kW，攪拌器的轉(zhuǎn)速設(shè)置三個攪拌強度，分別為低速20-30r/min，中速40-50r/min，高速80-90r/min。
設(shè)置攪拌器的轉(zhuǎn)速，攪拌器轉(zhuǎn)動導(dǎo)致子箱內(nèi)的泥沙懸浮，模擬不同濁度的水體對水生植物生長的影響，不同的轉(zhuǎn)速對箱內(nèi)泥沙的擾動強度不同，可模擬出不同的水體濁度環(huán)境，這些轉(zhuǎn)速范圍可大致模擬出實際湖泊內(nèi)的水體濁度。
優(yōu)選地，子箱I、子箱II和子箱III內(nèi)的水量相同，實驗所用水體均取自同一水源，這樣是為了確保水溫與pH等環(huán)境因子相同，且具有相同的總氮和總磷含量。
優(yōu)選地，實驗所用泥沙為南京段的長江泥沙，將其鋪設(shè)在每個子箱底部，三個子箱底部鋪設(shè)相同厚度的泥沙，泥沙厚度為3-5cm，且泥沙粒徑分布范圍在100-150μm，這個厚度范圍和泥沙粒徑范圍比較接近現(xiàn)實湖泊河流水體中泥沙的厚度和粒徑范圍，能夠最大限度的模擬再現(xiàn)現(xiàn)實湖泊的水體情況，更加真實的模擬水生植物的生長狀況。
一種模擬水深及濁度對水生植物影響的方法，步驟為：
步驟一、模擬不同水深，將三個子箱內(nèi)的攪拌器調(diào)至同一轉(zhuǎn)速，通過滑輪和棕繩牽引花盆，使得三個子箱內(nèi)花盆固定在不同水深位置，同一子箱內(nèi)的兩個花盆高度相同；一段時間后，收獲每個子箱內(nèi)的植株，測定并計算其枯葉率和生物量；
步驟二、模擬不同濁度，將六個花盆固定在同一水深位置，分別將三個子箱內(nèi)的攪拌器的轉(zhuǎn)速設(shè)定為低速、中速和高速；7-10d后，收獲每個子箱內(nèi)的植株，測定并計算其枯葉率和生物量；
步驟三、實驗完以后，打開每個子箱的出水口將水放出。
實驗前用NaNO3和KH2PO4調(diào)節(jié)水體營養(yǎng)鹽水平，使得水體中的TN和TP含量分別約為2.0mg/L和0.5mg/L，步驟二中的攪拌器低速20-30r/min，中速40-50r/min，高速80-90r/min，沉水植株幼苗在栽培的前7-10d生長速度較快，其生長情況受環(huán)境因素影響較明顯，在該時間范圍內(nèi)，可較好區(qū)別出不同條件對水生植物的生長情況的影響；
優(yōu)選地，步驟一和步驟二中記錄攪拌器的轉(zhuǎn)速，并通過棕繩的刻度記錄每個子箱中花盆的高度，攪拌器的轉(zhuǎn)速與濁度相關(guān)，棕繩的刻度代表水生植物的所處的水深，而枯葉率和生物量是評價水生植物生長情況是否良好的兩個較常用的指標，記錄下這些數(shù)據(jù)后，便于分析不同的水深和濁度對沉水植物生長的影響。
優(yōu)選地，每個花盆內(nèi)鋪有相同厚度的底泥，每盆種植株數(shù)相同，大小一致，株高相近的水生植物，實驗開始前，將水生植物在同一水深和濁度條件下預(yù)培養(yǎng)3天。
三個子箱內(nèi)的攪拌器、滑輪以及花盆的尺寸與固定位置必須一樣，本發(fā)明中的攪拌器為了擾動底部泥沙，通過轉(zhuǎn)速的變化以營造出不同的水體濁度環(huán)境，且該實驗裝置在進行模擬實驗時的水體容量與高度是固定的，花盆內(nèi)的植物所處水深變化則是通過滑輪與棕繩來實現(xiàn)。
本發(fā)明的設(shè)計成本低，既可以模擬水體濁度對沉水植物生長的影響，又可以模擬水深對水生植物生長的影響，對研究沉水植物的生長繁殖與分布具有重大意義。
通過模擬水深對沉水植物生長的影響，能夠研究不同的沉水植物的水位耐受限度，從而給人們營造更好的沉水植物的生態(tài)平衡提供指導(dǎo)建議。
3.有益效果
采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
(1)本發(fā)明的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，模擬濁度對水生植物生長影響時，可將三個子箱內(nèi)的花盆調(diào)至同一高度，調(diào)節(jié)三個攪拌器的轉(zhuǎn)速分別為低、中、高擋，模擬三個不同濁度梯度對沉水植物生長的影響；
(2)本發(fā)明的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，模擬不同水深對水生植物生長影響時，將攪拌器調(diào)至同一轉(zhuǎn)速，通過滑輪和棕繩調(diào)節(jié)花盆的高度，模擬不同的水深對沉水植物生長的影響；
(3)本發(fā)明的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的方法，可精確模擬不同水深與濁度環(huán)境，為研究水深與濁度對水生植物生長影響提供簡易可行的操作方法；
(4)本發(fā)明的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的方法，三個子箱內(nèi)的攪拌器、滑輪以及花盆的尺寸與固定位置必須一樣，攪拌器對水體的擾動作用，模擬水體中的濁度；花盆內(nèi)種植水生植物，花盆所處的位置不同，模擬水生植物所處的水體中的深度；
(5)本發(fā)明的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的方法，三個子箱內(nèi)的攪拌器、滑輪以及花盆的尺寸與固定位置必須一樣，支架除了可起到固定作用外，因其寬度較小，遮光部分較少，可盡可能減少水體上部光照補給不足、光強較小的問題；
(6)本發(fā)明的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，無蓋母箱為有機玻璃材質(zhì)，表面包裹一層不透光黑布，有機玻璃強度較好，在水中性質(zhì)穩(wěn)定，不會釋放影響水生植物生長的物質(zhì)，長3m，高1.2m，寬1m，光照強度是影響水生植物生長的重要因素，不透光黑布能夠盡可能地降低光照變化與差異對三個子箱內(nèi)水生植物生長的影響；黑布包裹后，三個子箱內(nèi)的光強來源均來自水體上部，進而較少了四周光照差異的影響；
(7)本發(fā)明的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，棕繩上標有刻度，刻度為0-1m，最小刻度值為10cm，一般淺水湖泊內(nèi)沉水植物的生長水深大致在這個范圍內(nèi)，水深太大，光強與溶氧過小不利于生長，棕繩上的刻度選擇是依據(jù)箱體的高度，高度為1.2m，可模擬0-1m內(nèi)不同水深深度，最小刻度設(shè)置為0.1m，足以精確模擬出所需不同的水深深度，不需再減小最低刻度值。棕繩連接花盆，通過調(diào)節(jié)棕繩的長度，進而用來調(diào)節(jié)每個子箱中花盆所處的水深深度，進而模擬水生植物受水深深度影響的生長情況；
(8)本發(fā)明的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的方法，設(shè)置攪拌器的轉(zhuǎn)速，攪拌器轉(zhuǎn)動導(dǎo)致子箱內(nèi)的泥沙懸浮，模擬不同濁度的水體對水生植物生長的影響，不同的轉(zhuǎn)速對箱內(nèi)泥沙的擾動強度不同，可模擬出不同的水體濁度環(huán)境，這些轉(zhuǎn)速范圍可大致模擬出實際湖泊內(nèi)的水體濁度；
(9)本發(fā)明的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，三個子箱底部鋪設(shè)相同厚度的泥沙，泥沙厚度為3-5cm，且泥沙粒徑分布范圍在100-150μm，這個厚度范圍和泥沙粒徑范圍比較接近現(xiàn)實湖泊河流水體中泥沙的厚度和粒徑范圍，能夠最大限度的模擬再現(xiàn)現(xiàn)實湖泊的水體情況，更加真實的模擬水生植物的生長狀況；
(10)本發(fā)明的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，設(shè)計成本低，既可以模擬水體濁度對沉水植物生長的影響，又可以模擬水深對水生植物生長的影響，對研究沉水植物的生長繁殖與分布具有重大意義；
(11)本發(fā)明的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的方法，通過模擬水深對沉水植物生長的影響，能夠研究不同的沉水植物的水位耐受限度，從而給人們營造更好的沉水植物的生態(tài)平衡提供指導(dǎo)建議。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標號說明：1、無蓋母箱；2、子箱I；3、子箱II；4、子箱III；5、滑輪；6、棕繩；7、花盆；8、攪拌器；9、支架；10、出水口。
具體實施方式
為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作詳細描述。
結(jié)合圖1，一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，無蓋母箱1被分隔成三個并列的相同體積的子箱I2、子箱II3和子箱III4，子箱I2、子箱II3和子箱III4內(nèi)均設(shè)有攪拌器8和花盆7，每個子箱的底部均鋪設(shè)泥沙，在子箱I2、子箱II3和子箱III4的右下角均設(shè)置有出水口10。
三個子箱內(nèi)的攪拌器、滑輪以及花盆的尺寸與固定位置必須一樣，攪拌器3對水體的擾動作用，模擬水體中的濁度；花盆7內(nèi)種植水生植物，花盆7所處的位置不同，模擬水生植物所處的水體中的深度。
無蓋母箱1上表面等間距地固定三根橫排支架9，每個子箱上表面中間一排支架9的中間位置固定轉(zhuǎn)速可調(diào)的攪拌器8，另外兩排支架9的中間位置各固定一個滑輪5，滑輪5通過棕繩6連接花盆7。
支架9除了可起到固定作用外，因其寬度較小，遮光部分較少，可盡可能減少水體上部光照補給不足、光強較小的問題，三個子箱內(nèi)的攪拌器、滑輪以及花盆的尺寸與固定位置必須一樣。
無蓋母箱1為有機玻璃材質(zhì)，表面包裹一層不透光黑布；有機玻璃強度較好，在水中性質(zhì)穩(wěn)定，不會釋放影響水生植物生長的物質(zhì)，長3m，高1.2m，寬1m，光照強度是影響水生植物生長的重要因素，不透光黑布能夠盡可能地降低光照變化與差異對三個子箱內(nèi)水生植物生長的影響；黑布包裹后，三個子箱內(nèi)的光強來源均來自水體上部，進而較少了四周光照差異的影響。
棕繩6上標有刻度0-1m，最小刻度值為10cm，一般淺水湖泊內(nèi)沉水植物的生長水深大致在這個范圍內(nèi)(水深太大，光強與溶氧過小不利于生長)，棕繩6上的刻度選擇是依據(jù)箱體的高度(本實施例中箱體的高度為1.2m)，可模擬0-1m內(nèi)不同水深深度，最小刻度設(shè)置為0.1m，足以精確模擬出所需不同的水深深度，不需再減小最低刻度值。棕繩6連接花盆7，通過調(diào)節(jié)棕繩6的長度，進而用來調(diào)節(jié)每個子箱中花盆7所處的水深深度，進而模擬水生植物受水深深度影響的生長情況。
攪拌器8功率為3kW，攪拌器8的轉(zhuǎn)速設(shè)置三個攪拌強度，分別為低速20-30r/min，中速40-50r/min，高速80-90r/min。
設(shè)置攪拌器8的轉(zhuǎn)速，攪拌器8轉(zhuǎn)動導(dǎo)致子箱內(nèi)的泥沙懸浮，模擬不同濁度的水體對水生植物生長的影響，不同的轉(zhuǎn)速對箱內(nèi)泥沙的擾動強度不同，可模擬出不同的水體濁度環(huán)境，這些轉(zhuǎn)速范圍可大致模擬出實際湖泊內(nèi)的水體濁度。
子箱I2、子箱II3和子箱III4內(nèi)的水量相同，實驗所用水體均取自同一水源，這樣是為了確保水溫與pH等環(huán)境因子相同，且具有相同的總氮和總磷含量。
三個子箱底部鋪設(shè)相同厚度的泥沙，泥沙厚度為4cm，且泥沙粒徑分布范圍在100-150μm。
這個厚度范圍和泥沙粒徑范圍比較接近現(xiàn)實湖泊河流水體中泥沙的厚度和粒徑范圍，能夠最大限度的模擬再現(xiàn)現(xiàn)實湖泊的水體情況，更加真實的模擬水生植物的生長狀況。
一種模擬水深及濁度對水生植物影響的方法，步驟為：
步驟一、模擬不同水深，將三個子箱內(nèi)的攪拌器8調(diào)至同一轉(zhuǎn)速，通過滑輪5和棕繩6牽引花盆7，使得三個子箱內(nèi)花盆7固定在不同水深位置，同一子箱內(nèi)的兩個花盆7高度相同；8d后，收獲每個子箱內(nèi)的植株，測定并計算其枯葉率和生物量；
步驟二、模擬不同濁度，將六個花盆7固定在同一水深位置，分別將三個子箱內(nèi)的攪拌器8的轉(zhuǎn)速設(shè)定為低速、中速和高速；8d后，收獲每個子箱內(nèi)的植株，測定并計算其枯葉率和生物量；
步驟三、實驗完以后，打開每個子箱的出水口10將水放出。
步驟二中的攪拌器8低速25r/min，中速46r/min，高速89r/min，沉水植株幼苗在栽培的前7-10d生長速度較快，其生長情況受環(huán)境因素影響較明顯，在該時間范圍內(nèi)，可較好區(qū)別出不同條件對水生植物的生長情況的影響。
步驟一和步驟二中通過棕繩6的刻度記錄每個子箱中花盆7的高度，攪拌器8的轉(zhuǎn)速，枯葉率和生物量是評價水生植物生長情況是否良好的兩個較常用的指標，記錄下這些數(shù)據(jù)后，便于分析不同的水深和濁度對沉水植物生長的影響。
每個花盆7內(nèi)鋪有相同厚度的底泥，每盆種植株數(shù)相同，大小一致，株高相近的水生植物，實驗開始前，將水生植物在同一水深和濁度條件下預(yù)培養(yǎng)3天。
三個子箱內(nèi)的攪拌器8、滑輪5以及花盆7的尺寸與固定位置必須一樣，本發(fā)明中的攪拌器8為了擾動底部泥沙，通過轉(zhuǎn)速的變化以營造出不同的水體濁度環(huán)境，且該實驗裝置在進行模擬實驗時的水體容量與高度是固定的，花盆7內(nèi)的植物所處水深變化則是通過滑輪5與棕繩6來實現(xiàn)。
本發(fā)明的設(shè)計成本低，既可以模擬水體濁度對沉水植物生長的影響，又可以模擬水深對水生植物生長的影響，對研究沉水植物的生長繁殖與分布具有重大意義。
通過模擬水深對沉水植物生長的影響，能夠研究不同的沉水植物的水位耐受限度，從而給人們營造更好的沉水植物的生態(tài)平衡提供指導(dǎo)建議。
實施例1
結(jié)合圖1，一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，無蓋母箱1被分隔成三個并列的相同體積的子箱I2、子箱II3和子箱III4，子箱I2、子箱II3和子箱III4內(nèi)均設(shè)有攪拌器8和花盆7，每個子箱的底部均鋪設(shè)泥沙，在子箱I2、子箱II3和子箱III4的右下角均設(shè)置有出水口10。
子箱I2、子箱II3和子箱III4內(nèi)的水量相同，實驗所用水體均取自同一水源，這樣是為了確保水溫與pH等環(huán)境因子相同，且具有相同的總氮和總磷含量。
三個子箱內(nèi)的攪拌器、滑輪以及花盆的尺寸與固定位置必須一樣，攪拌器3對水體的擾動作用，模擬水體中的濁度；花盆7內(nèi)種植水生植物，花盆7所處的位置不同，模擬水生植物所處的水體中的深度。
實施例2
本實施例與實施例1類似，不同之處在于，無蓋母箱1上表面等間距地固定三根橫排支架9，每個子箱上表面中間一排支架9的中間位置固定轉(zhuǎn)速可調(diào)的攪拌器8，另外兩排支架9的中間位置各固定一個滑輪5，滑輪5通過棕繩6連接花盆7。
支架9除了可起到固定作用外，因其寬度較小，遮光部分較少，可盡可能減少水體上部光照補給不足、光強較小的問題，三個子箱內(nèi)的攪拌器、滑輪以及花盆的尺寸與固定位置必須一樣。
實施例3
本實施例與實施例1類似，不同之處在于，無蓋母箱1為有機玻璃材質(zhì)，表面包裹一層不透光黑布；有機玻璃強度較好，在水中性質(zhì)穩(wěn)定，不會釋放影響水生植物生長的物質(zhì)，長3m，高1.2m，寬1m，光照強度是影響水生植物生長的重要因素，不透光黑布能夠盡可能地降低光照變化與差異對三個子箱內(nèi)水生植物生長的影響；黑布包裹后，三個子箱內(nèi)的光強來源均來自水體上部，進而較少了四周光照差異的影響。
實施例4
本實施例與實施例1類似，不同之處在于，棕繩6上標有刻度0-1m，最小刻度值為10cm，一般淺水湖泊內(nèi)沉水植物的生長水深大致在這個范圍內(nèi)(水深太大，光強與溶氧過小不利于生長)，棕繩6上的刻度選擇是依據(jù)箱體的高度(本實施例中箱體的高度為1.2m)，可模擬0-1m內(nèi)不同水深深度，最小刻度設(shè)置為0.1m，足以精確模擬出所需不同的水深深度，不需再減小最低刻度值。棕繩6連接花盆7，通過調(diào)節(jié)棕繩6的長度，進而用來調(diào)節(jié)每個子箱中花盆7所處的水深深度，進而模擬水生植物受水深深度影響的生長情況。
實施例5
本實施例與實施例1類似，不同之處在于，攪拌器8功率為2-3kW，本實施例中可以選擇攪拌器8功率為2kW、3kW和2.5kW等，攪拌器8的轉(zhuǎn)速設(shè)置三個攪拌強度，分別為低速20-30r/min，本實施例中攪拌器8如果設(shè)置為低速，速度值可選擇20r/min、22r/min、25r/min和30r/min等；中速40-50r/min，本實施例中攪拌器8如果設(shè)置為低速，速度值可選擇40r/min、43r/min、47r/min和50r/min等；高速80-90r/min，本實施例中攪拌器8如果設(shè)置為低速，速度值可選擇80r/min、84r/min、88r/min和90r/min等。
設(shè)置攪拌器8的轉(zhuǎn)速，攪拌器8轉(zhuǎn)動導(dǎo)致子箱內(nèi)的泥沙懸浮，模擬不同濁度的水體對水生植物生長的影響，不同的轉(zhuǎn)速對箱內(nèi)泥沙的擾動強度不同，可模擬出不同的水體濁度環(huán)境，這些轉(zhuǎn)速范圍可大致模擬出實際湖泊內(nèi)的水體濁度。
實施例6
本實施例與實施例1類似，不同之處在于，三個子箱底部鋪設(shè)相同厚度的泥沙，泥沙厚度為3-5cm，本實施例中泥沙厚度可選擇為3cm、4cm和5cm等值；且泥沙粒徑分布范圍在100-150μm，本實施例中泥沙平均粒徑為100μm、125μm和150μm等值；這個厚度范圍和泥沙粒徑范圍比較接近現(xiàn)實湖泊河流水體中泥沙的厚度和粒徑范圍，能夠最大限度的模擬再現(xiàn)現(xiàn)實湖泊的水體情況，更加真實的模擬水生植物的生長狀況。
實施例7
本實施例的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的方法，適用于實施例1-6任一個技術(shù)方案，步驟為：
步驟一、模擬不同水深，將三個子箱內(nèi)的攪拌器8調(diào)至同一轉(zhuǎn)速，通過滑輪5和棕繩6牽引花盆7，使得三個子箱內(nèi)花盆7固定在不同水深位置，同一子箱內(nèi)的兩個花盆7高度相同；7-10d后(本實施例中可選擇為7d、8d或10d等)，收獲每個子箱內(nèi)的植株，測定并計算其枯葉率和生物量；步驟二、模擬不同濁度，將六個花盆7固定在同一水深位置，分別將三個子箱內(nèi)的攪拌器8的轉(zhuǎn)速設(shè)定為低速、中速和高速；7-10d后(本實施例中可選擇為7d、8d或10d等)，收獲每個子箱內(nèi)的植株，測定并計算其枯葉率和生物量；
攪拌器8低速20-30r/min(低速情況可選20r/min、22r/min、25r/min和30r/min等)，中速40-50r/min(中速情況可選40r/min、43r/min、47r/min和50r/min等)，高速80-90r/min(告訴情況可選80r/min、84r/min、88r/min和90r/min等)，沉水植株幼苗在栽培的前7-10d生長速度較快，其生長情況受環(huán)境因素影響較明顯，在該時間范圍內(nèi)，可較好區(qū)別出不同條件對水生植物的生長情況的影響；
步驟三、實驗完以后，打開每個子箱的出水口10將水放出。
通過棕繩6的刻度記錄每個子箱中花盆7的高度，攪拌器8的轉(zhuǎn)速，枯葉率和生物量是評價水生植物生長情況是否良好的兩個較常用的指標，記錄下這些數(shù)據(jù)后，便于分析不同的水深和濁度對沉水植物生長的影響。
每個花盆7內(nèi)鋪有相同厚度的底泥，每盆種植株數(shù)相同，大小一致，株高相近的水生植物，實驗開始前，將水生植物在同一水深和濁度條件下預(yù)培養(yǎng)3天。
三個子箱內(nèi)的攪拌器8、滑輪5以及花盆7的尺寸與固定位置必須一樣，本發(fā)明中的攪拌器8為了擾動底部泥沙，通過轉(zhuǎn)速的變化以營造出不同的水體濁度環(huán)境，且該實驗裝置在進行模擬實驗時的水體容量與高度是固定的，花盆7內(nèi)的植物所處水深變化則是通過滑輪5與棕繩6來實現(xiàn)。
本發(fā)明的設(shè)計成本低，既可以模擬水體濁度對沉水植物生長的影響，又可以模擬水深對水生植物生長的影響，對研究沉水植物的生長繁殖與分布具有重大意義。
通過模擬水深對沉水植物生長的影響，能夠研究不同的沉水植物的水位耐受限度，從而給人們營造更好的沉水植物的生態(tài)平衡提供指導(dǎo)建議。
實施例8
本實施例與實施例7類似，不同之處在于，六個花盆7底部鋪有相同厚度的同一種底泥，并種植10株大小一致、株高相近的馬來眼子菜幼苗。
實施例9
本實施例與實施例7類似，不同之處在于，六個花盆7底部鋪有相同厚度的同一種底泥，并種植10株大小一致、株高相近的菹草幼苗。
實施例10
本實施例與實施例7類似，不同之處在于，六個花盆7底部鋪有相同厚度的同一種底泥，并種植10株大小一致、株高相近的亞洲苦草幼苗。
實施例11
本實施例提供的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，其具體實驗操作方法為：
每個花盆7內(nèi)鋪有約10cm相同底泥，每盆種植10株大小一致、株高相近的馬來眼子菜幼苗。每個子箱箱底鋪設(shè)5cm厚相同泥沙，在三個子箱內(nèi)注入相同體積及相同水質(zhì)的河道水體后，將三個子箱內(nèi)的攪拌器8調(diào)至中速，且速度相同，通過滑輪和棕繩牽引花盆，使得三個子箱內(nèi)花盆分別固定在0.2m、0.5m和0.8m水深位置，同一子箱內(nèi)的兩個花盆7高度相同。10天后，收獲每個子箱內(nèi)的馬來眼子菜，計算其枯葉數(shù)，并稱量其生物量。實驗結(jié)果顯示，固定在0.2m、0.5m和0.8m水深位置的馬來眼子菜的枯葉率分別為15.32％，12.05％和13.12％，其生物量分別為143.2g，154.0g和148.3g。
實施例12
本實施例提供的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，其具體實驗操作方法為：
每個花盆7內(nèi)鋪有約10cm相同底泥，每盆種植10株大小一致、株高相近的馬來眼子菜幼苗。每個子箱箱底鋪設(shè)5cm厚相同泥沙，在三個子箱內(nèi)注入相同體積及相同水質(zhì)的河道水體后，將三個子箱內(nèi)的花盆7均固定在0.5m水深位置，調(diào)節(jié)攪拌器8轉(zhuǎn)速，使得三個子箱內(nèi)的攪拌器8分為在低速、中速和高速條件下運轉(zhuǎn)。7天后，收獲每個子箱內(nèi)的馬來眼子菜，計算其枯葉數(shù)，并稱量其生物量。實驗結(jié)果顯示，處于低速、中速和高速攪拌環(huán)境下的馬來眼子菜的枯葉率分別為9.85％，10.62％和12.01％，其生物量分別為138.4g，132.1g和129.8g。
實施例13
本實施例提供的一種模擬水深及濁度對水生植物影響的實驗裝置，其具體實驗操作方法為：
每個花盆7內(nèi)鋪有約10cm相同底泥，每盆種植10株大小一致、株高相近的菹草幼苗。每個子箱箱底鋪設(shè)5cm厚相同泥沙，在三個子箱內(nèi)注入相同體積及相同水質(zhì)的河道水體后，將三個子箱內(nèi)的花盆7均固定在0.8m水深位置，調(diào)節(jié)攪拌器8轉(zhuǎn)速，使得三個子箱內(nèi)的攪拌器8分為在低速、中速和高速條件下運轉(zhuǎn)。7天后，收獲每個子箱內(nèi)的馬來眼子菜，計算其枯葉數(shù)，并稱量其生物量。實驗結(jié)果顯示，處于低速、中速和高速攪拌環(huán)境下的菹草的枯葉率分別為12.42％，13.62％和14.56％，其生物量分別為121.8g，120.1g和118.7g。
以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的模擬裝置及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。