一种同时测定河流浮游藻类和附生藻类初级生产力的装置和应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种同时测定河流浮游藻类和附生藻类初级生产力的装置和应用。所述装置包括样品光反应单元、环境模拟单元和测量控制单元；所述样品光反应单元为若干组藻类光反应器，每一组藻类光反应器包括至少一个浮游藻光反应器和至少一个附生藻光反应器。所述环境模拟单元为为光照、水温和水流环境模拟，其中光照环境为设计同一光源环境下不同组的藻类光反应器采用不同的遮光度；水温与水流环境模拟为采用设置于样品光反应单元外部的水流槽，所述水流槽设有进水口和出水口；所述测量控制单元包括溶解氧传感器和控制面板，其中溶解氧传感器探头深入藻类光反应器水样中。本发明专利技术有适用于河流藻类初级生产力测定，操作简单，能同时获得浮游藻类和附生藻类的初级生产力和光合作用参数，提高实验效率。

【技术实现步骤摘要】
一种同时测定河流浮游藻类和附生藻类初级生产力的装置和应用
本专利技术涉及一种初级生产力的检测装置，更具体地，涉及一种同时测定河流浮游藻类和附生藻类的初级生产力的装置和应用。
技术介绍
藻类是河流生态系统中主要生产者，一般分为浮游藻类和底栖藻类，其初级生产力是食物网结构的能量和物质的主要来源，是鱼类和其它水生动物的饵料。在大型河流中，不同河段浮游藻类和底栖藻类因生境差异对生态系统初级生产力的贡献不同。藻类的初级生产力可以用单位时间单位面积的产氧量表示，也可以用单位时间单位面积的有机碳产量表示。目前测定藻类初级生产力的方法主要有测氧法和测碳法，前者通过测量藻类光合作用的产氧量，后者计算其合成的有机碳量。测氧法又称黑白瓶法，主要测量透明玻璃瓶(白瓶)和不透光玻璃瓶(黑瓶)中浮游藻类培养前后的溶解氧变化量来计算其初级生产力。在测量中，将含有浮游藻的水样分别装入3个玻璃瓶中，包括用于培养浮游植物的白瓶和黑瓶，另一个为测定浮游植物培养前溶解氧浓度的零时间瓶。在注入水样后，将初始时间瓶的溶解氧固定，带回实验室测定；将用于培养浮游藻类的黑瓶和白瓶系于绳索上放回原取水样处进行一段时间培养。然后将黑瓶和白瓶中的溶解氧固定，再带回实验室测定培养后溶解氧浓度，并根据培养前后溶解氧浓度变化计算产氧量表示光合作用速率。测碳法又称碳14C示踪法，是把已知数量的14C加入已知二氧化碳浓度水样中，经过一段时间培养后，过滤浮游藻类并固定有机碳的含量，在带回实验室测定浮游植物细胞内有机碳14C的量，即可计算浮游藻类通过光合作用合成有机碳的总量。上述测量浮游藻类光合作用速率的测氧法和测碳法，具有相同的培养步骤，且都只适用于流速较小或者静止的生态水体，比如海洋、湖泊、水库，不适用于流速较大的河流生态系统。上述两种方法仅适用于浮游藻类的初级生产力测定，不能同时完成河流浮游藻和附生藻类初级生产力的测量，也不能得出藻类光合作用参数，从而无法了解藻类的光合作用机制。目前未见同时测定河流浮游藻类和附生藻类的初级生产力的技术报道。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种结构简单、操作方便、运行成本低、且能够同时完成大型河流浮游藻类和附生藻类初级生产力测定的装置。本专利技术要解决的另一技术问题是提供所述装置的应用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是: 提供一种同时测定河流浮游藻类和附生藻类初级生产力的装置，包括样品光反应单元、环境模拟单元和测量控制单元； 所述样品光反应单元为若干组藻类光反应器，每一组藻类光反应器包括至少一个浮游藻光反应器和至少一个附生藻光反应器，所述浮游藻光反应器充满水样，所述附生藻光反应器装有基质并充满水样； 所述藻类光反应器包括箱体、盖板以及保证箱体和盖板密封的结构，箱体底部置于水流槽底部；所述盖板上设有注水孔，注水孔配有孔塞；所述保证箱体和盖板密封的结构包括贴设于盖板四周的硅胶垫以及夹住盖板和箱体边缘的密封夹。测定试验时，用密封夹夹住盖板和箱体边缘并在注水空处盖上硅胶塞可使整个光反应器密封。所述密封夹可以采用常规的长尾夹或其他类似的夹子。所述环境模拟单元为为光照、水温和水流环境模拟，其中光照环境为设计同一光源环境下不同组的藻类光反应器采用不同的遮光度；水温与水流环境模拟为采用设置于样品光反应单元外部的水流槽，所述水流槽设有进水口和出水口 ； 所述测量控制单元包括溶解氧传感器和控制面板，其中溶解氧传感器探头深入藻类光反应器水样中，且探头前部设有搅拌头，而控制面板体内装有单片机和电源，单片机与溶解氧传感器相连。优选地，所述藻类光反应器有机玻璃材料制成。所述水流槽也可以采用有机玻璃、玻璃或者其他可用的材料制成。所述若干组藻类光反应器为5组，每一组包括一个浮游藻光反应器和一个附生藻光反应器，那么所述样品光反应单元由10个藻类光反应器组成，可以实现不同光照环境模拟条件下的测定。优选地，所述5组藻类光反应器的遮光度分别为100%、70%、50%、30%、0%。优选地，所述每个藻类光反应器是体积为3.375L的带盖正方体，盖板边沿贴有2cm宽的硅胶片，板上设有直径为2.5cm的注水孔。本专利技术同时提供所述装置的应用，具体应用于应用于大型河流或远距离野外实验研究中对藻类初级生产力或光合作用的参数测定方面。应用所述装置检测藻类初级生产力或光合作用的参数时，操作方法包括以下步骤: 51.构建本专利技术所述的装置； 52.采集水样和附有附生藻的基质，将基质装入附生藻类光反应器中，密封附生藻类光反应器和浮游藻光反应器，从浮游藻光反应器和附生藻类光反应器的注水孔中分别注满水样，盖上硅胶塞； 53.向水流槽中连续不断注入水样，待水流槽中水样的流速稳定后，测定初始溶解氧浓度； 54.将装置置于光照下培养，培养结束后测量终止溶解氧浓度； 55.根据初始溶解氧浓度和终止溶解氧浓度、浮游藻类光反应器水样的体积、附生藻类光反应器基质上附着藻类的面积和培养时间计算不同遮光条件下单位体积浮游藻类初级生产力、单位面积附生藻类初级生产力和光合作用的参数。本专利技术具有以下有益效果: 本专利技术首次提供了一种可以同时完成河流浮游藻类和附生藻类的初级生产力以及其光合作用情况的测定研究的装置，一次性完成浮游藻类和附生藻类两种重要初级生产者光合作用速率的测量，弥补了现有只能测定其中一种藻类初级生产力的缺陷，提高了光合作用速率测量的工作效率。本专利技术所设计的藻类初级生产力检测装置制作方法简单，价格低廉，操作简单，无需专业的电力设备，适用于远距离野外实验，并解决了大型河流中传统黑白瓶法难操作、附生藻类初级生产力难测量等困难。【附图说明】图1本专利技术装置的结构示意图。附图1中:1为水流槽；2为附生藻类光反应器；3为浮游藻类光反应器；4为注水孔和硅胶塞；5为带搅拌头的溶解氧传感器和控制面板，控制面板内装有单片机和电源；6为附生藻光反应器中的基质；7为进水口，8为出水口 ；ABCDE表示5组不同遮光度有机玻璃制成光反应器。图2浮游藻类和附生藻类光合-光度拟合曲线图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。除非特别说明，本专利技术实施例采用的原料和设备为本
常规的原料和设备。实施例1 如附图1所示，本实施例提供一种同时测定河流浮游藻类和附生藻类初级生产力的装置，包括样品光反应单元、环境模拟单元和测量控制单元； 本实施例中所述样品光反应单元为5组藻类光反应器(附图1中所示A、B、C、D、E组)，每一组藻类光反应器包括一个浮游藻光反应器和一个附生藻光反应器，例如A组藻类光反应器包括浮游藻光反应器3和附生藻光反应器2。所述浮游藻光反应器3充满水样，所述附生藻光反应器2装有基质6并充满水样；本实施例中基质6为待测试河流附着有藻类的石头(本领域技术人员也可以采用来源于测试河床或者河岸的其他基质，基质种类不对本专利技术发生限定)。所述藻类光反应器为有机玻璃材料，形状为带盖的正方体。包括箱体、盖板以及保证箱体和盖板密封的结构，箱体底部置于水流槽I底部；所述盖板上设有注水孔4 (注水孔配有硅胶塞)；所述保证箱体和盖板密封的结构包括贴设于盖板四周的硅胶垫以及夹住盖板和箱体边缘的密封夹。测定试验时，用密封夹夹住盖板和箱体边缘并在注水空处盖上硅胶塞可使整个光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时测定河流浮游藻类和附生藻类初级生产力的装置，其特征在于， 包括样品光反应单元、环境模拟单元和测量控制单元；所述样品光反应单元为若干组藻类光反应器，每一组藻类光反应器包括至少一个浮游藻光反应器和至少一个附生藻光反应器，所述浮游藻光反应器充满水样，所述附生藻光反应器装有基质并充满水样；所述藻类光反应器包括箱体、盖板以及保证箱体和盖板密封的结构，箱体底部置于水流槽底部；所述盖板上设有注水孔，注水孔配有孔塞；所述保证箱体和盖板密封的结构包括贴设于盖板四周的硅胶垫以及夹住盖板和箱体边缘的密封夹；所述环境模拟单元为光照、水温和水流环境模拟，其中光照环境为设计同一光源环境下不同组的藻类光反应器采用不同的遮光度；水温与水流环境模拟为采用设置于样品光反应单元外部的水流槽，所述水流槽设有进水口和出水口；所述测量控制单元包括溶解氧传感器和控制面板，其中溶解氧传感器探头深入藻类光反应器水样中，且探头前部设有搅拌头，而控制面板体内装有单片机和电源，单片机与溶解氧传感器相连。

【技术特征摘要】
1.一种同时测定河流浮游藻类和附生藻类初级生产力的装置，其特征在于，包括样品光反应单元、环境模拟单元和测量控制单元； 所述样品光反应单元为若干组藻类光反应器，每一组藻类光反应器包括至少一个浮游藻光反应器和至少一个附生藻光反应器，所述浮游藻光反应器充满水样，所述附生藻光反应器装有基质并充满水样； 所述藻类光反应器包括箱体、盖板以及保证箱体和盖板密封的结构，箱体底部置于水流槽底部；所述盖板上设有注水孔，注水孔配有孔塞；所述保证箱体和盖板密封的结构包括贴设于盖板四周的硅胶垫以及夹住盖板和箱体边缘的密封夹； 所述环境模拟单元为光照、水温和水流环境模拟，其中光照环境为设计同一光源环境下不同组的藻类光反应器采用不同的遮光度；水温与水流环境模拟为采用设置于样品光反应单元外部的水流槽，所述水流槽设有进水口和出水口 ； 所述测量控制单元包括溶解氧传感器和控制面板，其中溶解氧传感器探头深入藻类光反应器水样中，且探头前部设有搅拌头，而控制面板体内装有单片机和电源，单片机与溶解氧传感器相连。2.根据权利要求1所述同时测定河流浮游藻类和附生藻类初级生产力的装置，其特征在于，所述藻类光反应器有机玻璃材料制成。3.根据权利要求1所述同时测定河流浮游藻类和附生藻类初级生产力的装置，其特征在于，所述若干组藻类光反应器为5组。4.根据权利要求1所述同时测定河流浮游藻类和附生藻类初级生产力的装置，其特征在于，所述5...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨扬，田时弥，乔永民，陶然，王赛，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44