本发明专利技术公开一类高寒退化草地黑土滩热岛效应消减装置，由螺丝盖、中空螺管、安装杆三个构件组成；实施时，发挥作用主要在于其核心构件——内部填充有十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料的密封螺管；密封螺管在工作时可分为两部分：管的上部暴露在大气中，称为散热段，其作用是将管中的热量散发到大气中去；管的下部深埋在土壤中，称为吸热段，其作用是将螺管周围黑土滩土壤中热量吸进管中。通过管的“下部吸热‑上部散热”这一过程，填充有十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料的密封螺管就相当于一个散热窗口，将黑土滩土壤由于“热岛效应”产生的热量传导到大气中去，起到降温作用，从而实现消减黑土滩热岛效应的效果。
【技术实现步骤摘要】
一类高寒退化草地黑土滩热岛效应消减装置
本专利技术涉及一种消减装置，具体讲是一类高寒退化草地黑土滩热岛效应消减装置。
技术介绍
江河源区位于青藏高原腹地，被誉为“中华水塔”，区域内富含有机质的土壤对我国甚至全球的碳源汇管理和生态安全起着举足轻重的作用。高寒草甸是江河源区草地的主体部分，占江河源区草地面积的79.64%。近年来，由于人类活动和气候暖干化的双重作用，区域内产生了大面积的“黑土滩”退化草地。草地退化过程伴随着土壤碳排放及水土流失等环境效应，又进一步加速草地退化，从而形成恶性循环。由于高寒退化草地“黑土滩”地表裸露，在草地中出现局部高温孤岛的现象被称为热岛现象，热岛现象的强弱由特定时间内＞0℃积温值反映，称为热岛强度，而由热岛现象所引起的一系列环境效应，则称为热岛效应。高寒退化草地黑土滩热岛现象有以下几个特点：具有极高的地表温度、升温（降温）速率快及地表温度日较差大（图1），是引起“黑土滩热岛效应”的重要原因。“黑土滩热岛效应”是黑土滩退化草地形成的重要诱因，主要表现在两方面。一方面，“黑土滩热岛效应”改变了土壤有机碳的转化模式。因黑土滩上存在热岛现象，造成其局部温度高于周边区域，周边植被为了维持适宜的生长温度，通过加强土壤根呼吸等新陈代谢作用来降低生境温度，在与生境高温胁迫反复抗争过程中，植物根系呼吸强度加剧直接加速了有机碳分解和CO2释放。同时，温度升高增强了地下微生物的代谢活性，加速了土壤有机碳的分解和CO2的扩散溢出。再次，温度升高加速了土壤水分蒸散，土壤孔隙度增大，促进了有机碳矿化分解。有数据显示，秃斑地逐渐扩大为黑土滩的退化过程中，表层土总有机碳流失达62.86%，严重退化草地CO2的排放量是未退化草地的1.11～1.78倍。另一方面，“黑土滩热岛效应”增大了土壤可蚀性。受热岛现象的影响，黑土滩土壤的容积热容量和导热率增加，热扩散率增大，在近地表形成持续加热状态，黑土滩周边植被为了维持其适宜的生长温度，蒸腾作用增强。再次，放牧践踏等外力造成土壤孔隙减少，容重增加，渗透率减小，持水能力降低，继而土层逐渐干化，土壤可蚀性增大。因此，如何缓解“黑土滩热岛效应”，已成为恢复和治理黑土滩退化草地亟待解决的问题。
技术实现思路
因此，为了解决上述问题，本专利技术在此提供一种一类高寒退化草地黑土滩热岛效应消减装置；由螺丝盖、中空螺管、安装杆三个构件组成；实施时，发挥作用主要在于其核心构件——内部填充有十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料的密封螺管。密封螺管在工作时可分为两部分：管的上部暴露在大气中，称为散热段，其作用是将管中的热量散发到大气中去；管的下部深埋在土壤中，称为吸热段，其作用是将螺管周围黑土滩土壤中热量吸进管中。通过管的“下部吸热-上部散热”这一过程，填充有十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料的密封螺管就相当于一个散热窗口，将黑土滩土壤中多余的热量传导到大气中去，起到降温作用，从而实现消减黑土滩热岛效应的效果。本专利技术是这样实现的，构造一种一类高寒退化草地黑土滩热岛效应消减装置，其特征在于：该消减装置由螺丝盖、中空螺管、安装杆三个构件组成；所述螺丝盖的上部是一个直六棱柱，下部是一个有螺纹的圆柱体，整个构件由导热性能好的金属浇筑而成；螺丝盖的作用是密封顶部开口的中空螺管，能够防止雨雪雹、风沙、杂物混入以及家畜踩踏等外力对中空螺管中的十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料造成破坏，从而使其失效；所述中空螺管的上部是中间掏去一个圆柱体的直六棱柱，用于和螺丝盖对接；下部为试管状的物体，其底部为圆锥体，外部有螺纹，整个构件由导热性能好的金属浇筑而成；中空螺管是本装置的核心构件，其作用是放置十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料，并在十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）发生相变时，将土壤中的热量传导到大气中去，达到土壤降温的效果；在安装时应把中空螺管的上部暴露于大气中；所述安装杆的上部是横向实心圆柱体手柄，中部是实心圆柱体杆，下部是中间掏去一个圆柱体的直六棱柱，用于和整个密封后的中空螺管对接，整个构件由导热性能好的金属浇筑而成；安装杆的作用是以对退化高寒草地破坏最小和最省时省力的办法将密封后的中空螺管安装进黑土滩土壤中。作为上述技术方案的改进，所述一类高寒退化草地黑土滩热岛效应消减装置，其特征在于：工作方式为；密封螺管在工作时可分为两部分：管的上部暴露在大气中，称为散热段，其作用是将管中的热量散发到大气中去；管的下部深埋在土壤中，称为吸热段，其作用是将螺管周围黑土滩土壤中热量吸进管中；通过管的下部吸热-上部散热这一过程，填充有十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料的密封螺管就相当于一个散热窗口，将黑土滩土壤中由于“热岛效应”产生的多余的热量传导到大气中去，起到降温作用，从而实现消减黑土滩热岛效应的效果。本专利技术具有如下优点：本专利技术在此提供一类高寒退化草地黑土滩热岛效应消减装置，由螺丝盖、中空螺管、安装杆三个构件组成；具有如下改进及优点：其一：螺丝盖的作用是密封顶部开口的中空螺管，以防止雨雪雹、风沙、杂物混入以及家畜踩踏等外力对中空螺管中的十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料造成破坏，从而使其失效。因为十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）外的包膜一旦遭到破坏，纯度自然下降，使得其相变过程中的吸放热能力大大减弱，并且污染环境。其二：中空螺管是本装置的核心构件，其作用是放置十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料，并在十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）发生相变时，将土壤中的热量传导到大气中去，达到土壤降温的效果。在安装时应把中空螺管的上部暴露于大气中，否则起不到散热作用，这一点十分关键。其三：安装杆的作用是以对退化高寒草地破坏最小和最省时省力的办法将密封后的中空螺管安装进黑土滩土壤中。实施时，一类高寒退化草地黑土滩热岛效应消减装置发挥作用主要在于其核心构件——内部填充有十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料的密封螺管。密封螺管在工作时可分为两部分：管的上部暴露在大气中，称为散热段，其作用是将管中的热量散发到大气中去；管的下部深埋在土壤中，称为吸热段，其作用是将螺管周围黑土滩土壤中热量吸进管中。通过管的“下部吸热-上部散热”这一过程，填充有十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料的密封螺管就相当于一个散热窗口，将黑土滩土壤中由于“热岛效应”产生的多余的热量传导到大气中去，起到降温作用，从而实现消减黑土滩热岛效应的效果。用此装置后的效果：（1）降低黑土滩土壤温度，消除高温对其周边植物的胁迫，从而防止因植物根呼吸过强而导致的黑土滩土壤中额外的有机碳分解和CO2释放。（2）降低黑土滩土壤温度，减弱地下微生物的代谢活性，减缓黑土滩土壤有机碳的分解和CO2的扩散溢出。（3）降低黑土滩土壤温度，保持黑土滩的土壤水分，防止黑土滩土壤有机碳矿化分解。（4）降低黑土滩土壤温度，减小黑土滩土壤的容积热容量、导热率和热扩散率，从而减小黑土滩土壤可蚀性。综上所述，本装置通过降低黑土滩土壤温度，改变黑土滩土壤及其周边植物的有机碳分解和CO2释放的状态，从而消减“黑土滩热岛效应”，实现恢复和治理黑土滩退化草本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种一类高寒退化草地黑土滩热岛效应消减装置，其特征在于：该消减装置由螺丝盖、中空螺管、安装杆三个构件组成；所述螺丝盖的上部是一个直六棱柱，下部是一个有螺纹的圆柱体，整个构件由导热性能好的金属浇筑而成；螺丝盖的作用是密封顶部开口的中空螺管，能够防止雨雪雹、风沙、杂物混入以及家畜踩踏等外力对中空螺管中的十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料造成破坏，从而使其失效；所述中空螺管的上部是中间掏去一个圆柱体的直六棱柱，用于和螺丝盖对接；下部为试管状的物体，其底部为圆锥体，外部有螺纹，整个构件由导热性能好的金属浇筑而成；中空螺管是本装置的核心构件，其作用是放置十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料，并在十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）发生相变时，将土壤中的热量传导到大气中去，达到土壤降温的效果；在安装时应把中空螺管的上部暴露于大气中；所述安装杆的上部是横向实心圆柱体手柄，中部是实心圆柱体杆，下部是中间掏去一个圆柱体的直六棱柱，用于和整个密封后的中空螺管对接，整个构件由导热性能好的金属浇筑而成；安装杆的作用是以对退化高寒草地破坏最小和最省时省力的办法将密封后的中空螺管安装进黑土滩土壤中。...
【技术特征摘要】
1.一种一类高寒退化草地黑土滩热岛效应消减装置，其特征在于：该消减装置由螺丝盖、中空螺管、安装杆三个构件组成；所述螺丝盖的上部是一个直六棱柱，下部是一个有螺纹的圆柱体，整个构件由导热性能好的金属浇筑而成；螺丝盖的作用是密封顶部开口的中空螺管，能够防止雨雪雹、风沙、杂物混入以及家畜踩踏等外力对中空螺管中的十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料造成破坏，从而使其失效；所述中空螺管的上部是中间掏去一个圆柱体的直六棱柱，用于和螺丝盖对接；下部为试管状的物体，其底部为圆锥体，外部有螺纹，整个构件由导热性能好的金属浇筑而成；中空螺管是本装置的核心构件，其作用是放置十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）包膜材料，并在十水硫酸钠晶体（Na2SO4·10H2O）发生相变时，将土壤中的热量传导到大气中去，达到土壤降温的效果；在安装时应把中...
【专利技术属性】
技术研发人员：林慧龙，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62
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