一种测量热浪气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及热浪研究领域，尤其是一种测量热浪气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置，在地面上水平设有一模拟热浪支架，在模拟热浪支架的外侧罩设一透明的塑料布，在模拟热浪支架的内侧顶部设有一加热器，在模拟热浪支架的内侧上部设有一温度测试仪，在模拟热浪支架外侧地面上设有一土壤碳通量自动测量系统与一土壤水分速测仪。本发明专利技术结构简单，设计合理，在任何时间都能够对试验区域的草地进行热浪气候模拟，同时能够对试验区域的植被进行模拟刈割，对土壤的碳通量和水通量进行实时监测记录，模拟出在热浪气候下实验区域草原生态系统所能承受的最大刈割程度，能够对当地的割草和放牧等减少植被的工作起到有效的参考作用。

An experimental device for measuring the influence of heat wave climate and mowing on grassland ecosystem

The invention relates to the field of heat wave research, in particular an experimental device for measuring the influence of heat wave climate and mowing on the grassland ecosystem. A simulated heat wave bracket is provided horizontally on the ground, a transparent plastic cloth is set on the outside of the simulated heat wave bracket, and a heater is set on the inside top of the simulated heat wave bracket. A temperature tester is set up on the upper part of the heat wave support. A soil carbon flux automatic measuring system and a soil moisture measuring instrument are set up on the outside surface of the simulated heat wave bracket. The invention is simple in structure and reasonable in design. It can simulate the heat wave climate of the grassland in the test area at any time, and can mow the vegetation in the test area, monitor the soil carbon flux and water flux in real time, and simulate the grassland ecosystem in the heat wave climate. The maximum degree of mowing can play an effective role in reducing vegetation in local mowing and grazing.

【技术实现步骤摘要】
一种测量热浪气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置
：本专利技术涉及热浪研究领域，尤其是一种测量热浪气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置。
技术介绍
：热浪作为极端气候的一种，由于其发生频率、强度及其对生态系统的影响均逐年增加，受到了科学界越来越多的关注。热浪常常伴随着干旱发生，而刈割更会加速草地生态系统水分散失的速度，导致草地生态系统的碳通量和水通量下降。同时，热浪结束后伴有较高的土壤温度，土壤温度并不像空气温度在热浪结束后立刻回到热浪前的水平，更是加速了草地生态系统的干旱状况。刈割主要形式包括割草和放牧两种方式，也是中国北方对于草地生态系统利用的主要形式。轻度刈割在初年并不会对生态系统造成显著影响，但是会降低生态系统对于气候热浪的抵御能力。而持续的刈割和极端气候的共同作用会很快破坏生态系用的水热平衡，在次年就会很大程度上改变草地生态系统的水热状态，使生态系统变的脆弱。重度刈割对草地生态系统的影响要更快更显著。割草和放牧会在短期内促进草地生态系统的生产力和提高经济效益，但随着刈割的时间增加，生态系统的水分和能量平衡都会遭到破坏，从长远看，这不仅会降低生态系统的生产力，更重要的是会降低生态系统对于极端气候的抵御能力和草地的荷载能力。不同地区的草原生态系统抵御极端气候的能力水平各不相同，不同地区草原生态系统能够承受刈割的程度也各不相同，而如何控制刈割程度才能避免破坏当地草原生态系统成为急需解决的问题，现有技术中，并没有一种能够用来研究实验此问题的装置。
技术实现思路
：本专利技术提供了一种测量热浪气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置，它结构设计合理，安全可靠，在任何时间都能够对试验区域的草地进行热浪气候模拟，能够模拟草原生态系统热浪发生时伴随的微气候变化，包括空气温度和土壤温度的升高，土壤水分的快速散失及相对空气湿度的变化，同时能够对试验区域的植被进行模拟刈割，对土壤的碳通量和水通量进行实时监测记录，根据实验区域土壤的碳通量、水通量在不同刈割程度下所反应出的变化量，模拟出在热浪气候下实验区域草原生态系统所能承受的最大刈割程度，能够对当地的割草和放牧等减少植被的工作起到有效的参考作用，真正对草原生态系统进行科学管理，使牧民等在放牧割草时能够把握好刈割的程度，提高生态系统的生产力，避免植被遭到破坏性刈割，保证草原生态系统正常的的荷载能力和抵御极端气候的能力，保持草原生态系统的可持续性发展，解决了现有技术中存在的问题。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种测量热浪气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置，在地面上水平设有一模拟热浪支架，在模拟热浪支架的外侧罩设一透明的塑料布，在模拟热浪支架的内侧顶部设有一加热器，在模拟热浪支架的内侧上部设有一温度测试仪，在模拟热浪支架内水平设有一模拟刈割装置，在模拟热浪支架外侧地面上设有一土壤碳通量自动测量系统与一土壤水分速测仪，土壤碳通量自动测量系统与土壤水分速测仪的探测部分均设置在模拟热浪支架内部的土壤中。优选的，所述模拟热浪支架包括若干沿圆周方向竖直均匀设置在地面上的支撑杆，在支撑杆的顶部沿其圆周水平设有一支撑部，所述加热器固定在支撑部的下侧，所述温度测试仪固定在其中一个支撑杆的内侧上部。优选的，所述支撑部由一水平设置在支撑杆顶部的环形支撑杆组成，在环形支撑杆中设有若干连接杆，所述加热器固定在环形支撑杆中心位置的连接杆底部。优选的，所述模拟刈割装置包括一竖直设置的升降部与一水平设置的切割部。优选的，所述升降部包括在每个所述支撑杆内均设有一升降腔，在每个升降腔的一侧开口处活动配合一盖板，在每个升降腔内上下两端分别平行对应铰接设有一齿轮，每个齿轮的转轴两端均活动插接在支撑杆侧壁与盖板上，在每个支撑杆盖板相对一侧的下部均设有一与升降腔内齿轮相连接的电机箱，在每个支撑杆上电机箱一侧均设有一电源箱与一控制器，每个支撑杆上的电源箱、电机箱经导线与控制器相连，在每个支撑杆与盖板相邻的一侧均设有一升降槽，每个升降槽均与圆周设置的支撑杆的圆心相对应设置，在两个齿轮外配合设有一链条，在每个升降槽内均水平活动卡设一设置在链条一侧的连接板，每个连接板的外端均穿出升降槽与一卡板相连接设置，在每个卡板内均设有一沿同一圆周方向设置的弧形插槽。优选的，所述切割部包括一与弧形插槽相配合的环形轨道，在环形轨道内的直径方向两端分别对称设有一电动轨道车，在两个电动轨道车之间设有一两侧开放设置的切割架，切割架的两端分别通过固定板与其对应的电动轨道车相连接设置，在切割架内的两端水平对应活动插接一皮带轮，在皮带轮外配合设有一外侧设置锯齿的皮带，其中一侧的皮带轮转轴穿过切割架与一电机的输出轴相连，电机固定设置在切割架上，在环形轨道的直径方向上对称设有一传感器，传感器、电机均通过导线与控制器、电源箱相连。优选的，所述环形轨道由若干相互分离的弧形轨道板拼接而成。优选的，所述模拟热浪支架包括有三个支撑杆，在两两支撑杆之间均设有一沿其圆周竖直均匀设置的辅助杆，在其中一个辅助杆与相对应的支撑杆的内侧上部分别对称设有一风扇。优选的，在每个支撑杆与每个辅助杆的底部均竖直设有一地锥。优选的，在每个支撑杆的顶部均设有一挂钩，挂钩之间通过连接绳相连接设置，所述加热器通过连接绳设置在模拟热浪支架的内侧顶部。本专利技术采用上述结构的有益效果是，结构设计合理，安全可靠，在任何时间都能够对试验区域的草地进行热浪气候模拟，能够模拟草原生态系统热浪发生时伴随的微气候变化，包括空气温度和土壤温度的升高，土壤水分的快速散失及相对空气湿度的变化，同时能够对试验区域的植被进行模拟刈割，对土壤的碳通量和水通量进行实时监测记录，根据实验区域土壤的碳通量、水通量在不同刈割程度下所反应出的变化量，模拟出在热浪气候下实验区域草原生态系统所能承受的最大刈割程度，能够对当地的割草和放牧等减少植被的工作起到有效的参考作用，真正对草原生态系统进行科学管理，使牧民等在放牧割草时能够把握好刈割的程度，提高生态系统的生产力，避免植被遭到破坏性刈割，保证草原生态系统正常的的荷载能力和抵御极端气候的能力，保持草原生态系统的可持续性发展。附图说明：图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术去除塑料布的立体结构示意图。图3为本专利技术去除塑料布的俯视结构示意图。图4为本专利技术去除盖板后支撑杆部分的侧视结构示意图。图5为图2中A部的局部放大结构示意图。图6为本专利技术切割架的局部放大俯视结构示意图。图7为本专利技术支撑杆顶部设置环形支撑杆的俯视结构示意图。图中，1、地锥；2、塑料布；3、加热器；4、挂钩；5、土壤碳通量自动测量系统；6、土壤水分速测仪；7、支撑杆；8、连接绳；9、环形支撑杆；10、连接杆；11、升降腔；12、盖板；13、齿轮；14、电机箱；15、电源箱；16、控制器；17、升降槽；18、链条；19、连接板；20、卡板；21、弧形插槽；22、环形轨道；23、电动轨道车；24、切割架；25、固定板；26、皮带轮；27、锯齿；28、皮带；29、电机；30、传感器；31、弧形轨道板；32、辅助杆；33、风扇；34、温度探头。具体实施方式：为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。如图1-7所示，一种测量热浪气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量热浪气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置，其特征在于：在地面上水平设有一模拟热浪支架，在模拟热浪支架的外侧罩设一透明的塑料布，在模拟热浪支架的内侧顶部设有一加热器，在模拟热浪支架的内侧上部设有一温度测试仪，在模拟热浪支架内水平设有一模拟刈割装置，在模拟热浪支架外侧地面上设有一土壤碳通量自动测量系统与一土壤水分速测仪，土壤碳通量自动测量系统与土壤水分速测仪的探测部分均设置在模拟热浪支架内部的土壤中。

【技术特征摘要】
1.一种测量热浪气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置，其特征在于：在地面上水平设有一模拟热浪支架，在模拟热浪支架的外侧罩设一透明的塑料布，在模拟热浪支架的内侧顶部设有一加热器，在模拟热浪支架的内侧上部设有一温度测试仪，在模拟热浪支架内水平设有一模拟刈割装置，在模拟热浪支架外侧地面上设有一土壤碳通量自动测量系统与一土壤水分速测仪，土壤碳通量自动测量系统与土壤水分速测仪的探测部分均设置在模拟热浪支架内部的土壤中。2.根据权利要求1所述的一种测量热浪气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置，其特征在于：所述模拟热浪支架包括若干沿圆周方向竖直均匀设置在地面上的支撑杆，在支撑杆的顶部沿其圆周水平设有一支撑部，所述加热器固定在支撑部的下侧，所述温度测试仪固定在其中一个支撑杆的内侧上部。3.根据权利要求2所述的一种测量热浪气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置，其特征在于：所述支撑部由一水平设置在支撑杆顶部的环形支撑杆组成，在环形支撑杆中设有若干连接杆，所述加热器固定在环形支撑杆中心位置的连接杆底部。4.根据权利要求1或2所述的一种测量热浪气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置，其特征在于：所述模拟刈割装置包括一竖直设置的升降部与一水平设置的切割部。5.根据权利要求4所述的一种测量热浪气候和刈割对草地生态系统影响的实验装置，其特征在于：所述升降部包括在每个所述支撑杆内均设有一升降腔，在每个升降腔的一侧开口处活动配合一盖板，在每个升降腔内上下两端分别平行对应铰接设有一齿轮，每个齿轮的转轴两端均活动插接在支撑杆侧壁与盖板上，在每个支撑杆盖板相对一侧的下部均设有一与升降腔内齿轮相连接的电机箱，在每个支撑杆上电机箱一侧均设有一电源箱与一控制器，每个支撑杆上的电源箱、电机箱经导线与控制器相连，在每个支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵长亮，曲鲁平，董刚，陈吉泉，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11