一种模拟潮间带水位的步入式植物种植系统技术方案

一种模拟潮间带水位的步入式植物种植系统，由栽培室、控制系统和水箱组成，本新型栽培室采用步入式设计，规划了多个的种植区域、步道、明槽等设施，可监测水位、盐度、水质等指标，在栽培室内实施采样、植物处理等，能够满足多处理、多重复的研究需求，在栽培室内用生态砖划分了不同的种植区域，实现了不同区域之间水流通畅，但是基质不会因为水流从高潮区被冲至低潮区。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟潮间带水位的步入式植物种植系统
本技术涉及到潮间带植物群落分布和演替的研究，具体为一种模拟潮间带水位的步入式植物种植系统。
技术介绍
滨海潮间带是指大潮期间的最高潮位和最低潮位间的海岸或海岸滩涂，它是界于高潮线与低潮线之间的海水涨落地带。根据潮汐活动的规律，潮间带可分为高潮区、中潮区和低潮区。潮间带规律性地被水淹没和暴露，环境的物理和化学性质随着潮汐也呈现出日变化的规律。由于潮水每天淹没不同高程区域的时间和淹水深度都不相同，潮间带环境具有明显的梯度变化，潮间带植被群落随高程不同呈现带状分布。现有关于研究潮间带植物群落分布和演替的研究，一般不同高程的植物池分别种植在独立的空间(如隔离的种植池，或花盆)，施以不同的水位处理。这种固定水位的处理方式无法模拟自然潮间带每天潮涨潮落的环境变化。不同高程的植物被分隔在独立空间也无法保证盐度因子在试验进行过程中保持一致。如果通过人工的方式注水和排水，则需要耗费大量的人力，涨潮和退潮的时间也不能保证精确控制。目前已有专利(CN207589738：一种潮间带植物人工培养装置)提供了潮间带植物人工培养装置，可模拟潮间带涨潮退潮的动态过程和不同的潮位区域。但是该方案有以下一些不足：(1)种植区没有提供人进入的通道，由于受每天水淹的影响种植基质会比较泥泞和松软，不适合人直接踩上去，人只能在种植区外围实施操作。因此该种方案只能实施小型试验，不适合中型或大型研究系统。(2)种植基质可能被水从高潮区域冲刷至低潮区域，从而减小了不同高程的差异。(3)蓄水池与种植区被安放在同一水平高度，排水时如果靠水自流回蓄水池，则蓄水池需占很大的面积，才能保证使蓄水池中的水位低于种植区域的最低水位。如果采用水泵抽水回流的方式，则需要耗费较多的电能，水泵使用次数增倍，消耗较大。
技术实现思路
根据现有技术的不足，本申请提出了一种模拟潮间带水位的步入式植物种植系统，该系统具有以下显著的进步：(1)本新型栽培室采用步入式设计，规划了多个的种植区域、步道、明槽等设施，可根据实际需求安装探头监测水位、盐度、水质等指标，在栽培室内实施采样、植物处理等，能够满足多处理、多重复的研究需求。(2)在栽培室内用生态砖划分了不同的种植区域，实现了不同区域之间水流通畅，但是基质不会因为水流从高潮区被冲至低潮区。种植区域的划分也可满足可栽种不同的植物而不相互影响。(3)本新型的水箱设计位于栽培室下方，使排水时栽培室中的水可自流回水箱，解决了水箱水位必须低于栽培室水位的问题，并且节约了占地空间。水箱壁上设计了观察水位的窗口，能够随时了解水箱中的蓄水是否充足。回水采用完全自流的方式也减少了水泵开启的次数，节约能源和减少水泵损耗。本新型的技术方案如下：一种模拟潮间带水位的步入式植物种植系统，由栽培室、控制系统和水箱组成，栽培室内依次设置多个阶梯型种植区，种植区下部为透水生态砖，生态砖上铺上基质，多个阶梯型种植区之间有透水生态砖铺成的走道，栽培室四周一圈是连通的明槽，明槽内放置水位探头和水泵进水管，走道下方有暗槽，水箱整体位于栽培室下方，水箱中间有若干根立柱，支撑栽培室。所述控制系统由控制箱，水泵以及水位探头、水管和常闭式电磁水阀构成，控制箱中有一个双通路时控开关，两个通路分别连接两个水位继电器，排水水位继电器连接最低水位探头和常闭式电磁水阀，最低水位探头置于栽培室明槽中，垂直位置是栽培室的最低水位，常闭式电磁水阀安装于栽培室明槽底部，注水水位继电器连接最高水位探头和水泵，最高水位探头置于栽培室明槽中，垂直位置是栽培室的最高水位，水泵通过水泵进水管从水箱抽水，通过水泵出水管向栽培室注水。所述阶梯型种植区包括低潮位种植区、中潮位种植区和高潮位种植区，栽培室的四壁安装有通风扇，栽培室靠近高潮位的一侧通过台阶和进入门相连供人步入。所述水箱侧面有观察窗可观察水箱中的水位，水箱的一侧上部具有水箱进水口，水箱四周上沿有一些溢出孔。附图说明附图1是一种模拟潮间带水位的步入式植物种植系统侧面图附图2是一种模拟潮间带水位的步入式植物种植系统俯视图其中，1.水箱进水口，2观察窗，3.水箱，4.溢出孔，5.立柱，6.常闭式电磁水阀，7.水泵进水管，8.水泵；9.水泵出水管，10.排水水位继电器，11.注水水位继电器，12.时控开关，13.控制箱，14.最高水位探头，15明槽，16.最低水位探头；17.低潮位种植区，18.中潮位种植区，19.生态砖，20.生态砖步道，21.高潮位种植区，22.通风扇，23栽培室，24.进入门，25.台阶，26滤网，27暗槽。具体实施方式一种模拟潮间带水位的步入式植物种植系统，由栽培室23、控制系统和水箱3组成，栽培室23内依次设置多个阶梯型种植区，种植区下部为透水生态砖19，生态砖19上方填充种植基质，多个阶梯型种植区之间有透水生态砖铺成的走道20，栽培室23四周一圈是连通的明槽15，明槽15内放置最高水位探头14、最低水位探头16和水泵出水管9，走道20下方有暗槽27，水箱3整体位于栽培室23下方，水箱中间有若干根立柱5支撑栽培室。所述控制系统由控制箱13，水泵8以及最高水位探头14、最低水位探头16、水泵进水管7、水泵出水管9和常闭式电磁水阀6构成，控制箱中有一个双通路时控开关12，两个通路分别连接注水水位继电器11和排水水位继电器10，排水水位继电器10连接最低水位探头16和常闭式电磁水阀6，最低水位探头16置于栽培室明槽15中，垂直位置是栽培室的最低水位，常闭式电磁水阀6安装于栽培室明槽15底部，常闭式电磁水阀6位于栽培室23一侧安装一个滤网26用于过滤水流中的大型颗粒物，注水水位继电器11连接最高水位探头14和水泵8，最高水位探头14置于栽培室明槽15中，垂直位置是栽培室的最高水位，水泵8通过水泵进水管7从水箱抽水，通过水泵出水管9向栽培室注水。所述阶梯型种植区包括低潮位种植区17、中潮位种植区18和高潮位种植区21，栽培室的四壁安装有通风扇22，栽培室靠近高潮位的一侧通过台阶25和进入门24相连供人步入。所述水箱3侧面有观察窗2可观察水箱中的水位，水箱的一侧上部具有水箱进水口1，水箱四周上沿有一些溢出孔4。双路时控开关12设定了每天涨潮和退潮的时间。涨潮即水位从最低水位探头16的位置升至最高水位探头14的位置，退潮即水位从最高水位探头14的位置降至最低水位探头16的位置。涨潮即从水箱向栽培室注水，退潮即从栽培室向水箱排水。时控开关的A路控制注水水位继电器11和水泵8的启停，实现涨潮过程，根据设定的涨潮开始时刻水泵8自动开启，水从水箱注入栽培室，当水位升至最高水位探头14的位置时水泵8自动停止。时控开关12的B路控制排水水位继电器10和常闭式电磁水阀6的启停，实现退潮过程，根据设定的退潮开始时刻常闭式电磁水阀6自动打开，水位退至低于最低水位探头16的位置时常闭式电磁水阀6自动关闭。栽培室内的水位在涨潮时逐渐升高，低潮位种植区17本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟潮间带水位的步入式植物种植系统，其特征在于，由栽培室(23)、控制系统和水箱(3)组成，栽培室(23)内依次设置多个阶梯型种植区，种植区下部为透水生态砖(19)，透水生态砖(19)上方填充种植基质，多个阶梯型种植区之间有透水生态砖铺成的走道(20)，栽培室(23)四周一圈是连通的明槽(15)，明槽(15)内放置最高水位探头(14)、最低水位探头(16)和水泵出水管(9)，走道(20)下方有暗槽(27)，水箱(3)整体位于栽培室(23)下方，水箱中间有若干根立柱(5)，支撑栽培室。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟潮间带水位的步入式植物种植系统，其特征在于，由栽培室(23)、控制系统和水箱(3)组成，栽培室(23)内依次设置多个阶梯型种植区，种植区下部为透水生态砖(19)，透水生态砖(19)上方填充种植基质，多个阶梯型种植区之间有透水生态砖铺成的走道(20)，栽培室(23)四周一圈是连通的明槽(15)，明槽(15)内放置最高水位探头(14)、最低水位探头(16)和水泵出水管(9)，走道(20)下方有暗槽(27)，水箱(3)整体位于栽培室(23)下方，水箱中间有若干根立柱(5)，支撑栽培室。


2.根据权利要求1所述的植物种植系统，其特征在于，所述控制系统由控制箱(13)，水泵(8)以及最高水位探头(14)、最低水位探头(16)、水泵进水管(7)、水泵出水管(9)和常闭式电磁水阀(6)构成，控制箱中有一个双通路时控开关(12)，两个通路分别连接注水水位继电器(11)和排水水位继电器(10)，排水水位继电器(10)连接最低水位探头(16)和常闭式电磁水阀(6)，用于控制从栽培室(23)向水箱排水，最低水位探头(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张骁栋，康晓明，王金枝，颜亮，李勇，闫钟清，张克柔，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林业新技术研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11