基于群落水平的海洋贝类生物生理实验装置的制作方法

本发明涉及海洋生物生理实验技术领域，具体涉及一种基于群落水平的海洋贝类生物生理实验装置。

背景技术：

海洋滤食性贝类是海洋生态系统中生物资源结构的重要组成部分，对贝类摄食、同化、呼吸、排泄等生理能量学的研究，可以为评估海区的养殖容量提供必要的数据支撑，对于探讨贝类在水域生态系统中的作用和功能具有重要的理论意义。

目前滤食性贝类的摄食和代谢生理的研究方法主要包括静水法和模拟现场流水槽法，且研究层面主要基于个体水平。静水法主要采用一定体积的容器，通过人为控制水体温度、添加饵料来实现，主要缺点在于实验容器体积一般较小，实验生物的饵料来源难以与外海海区水体实际饵料浓度同步，实验结果准确性较低；模拟现场流水法是目前广泛采用的研究方法，这种方法因地制宜设计二次供水系统，将实验生物个体分别放置在流水槽中，通过分流管控制流水槽的海水流速，根据实验前后的实验结果研究实验生物的摄食行为，摄食实验结束后，将每个流水槽封闭，进行代谢生理实验，这种方法较好的同步了海区的水温、饵料浓度，但研究结果只能为了解养殖生物个体生理活动提供参考。

随着人们认识海洋生态系统视野的不断拓展，越来越多的研究者倾向于从整个生态系统的层面认识贝类的生态功能。然而，由于养殖生物所处环境中生物群落之间、养殖生物个体之间存在的相互作用，评估贝类对生态系统的影响并不是个体水平研究结果的简单叠加，如果将个体水平的实验结果外推到整个生态系统时会产生很大的偏差。在对比贻贝个体水平与群落水平生理活动的研究中发现，个体水平的滤水率和耗氧率显著高于群落水平。在这样的背景下，研发一套基于群落水平的生理实验系统显得尤为重要。

技术实现要素：

根据现有技术的不足，本发明提供了一种基于群落水平的海洋贝类生物生理实验装置及其使用方法，以解决现有技术中存在的问题：

本发明的一种基于群落水平的海洋贝类生物生理实验装置，包括透明上桶体、漏斗、支撑桶体和收集瓶，所述漏斗的上端斗口连接在透明上桶体的下部，支撑桶体通过第一法兰连接在透明上桶体的下部，透明上桶体的顶部通过第二法兰连接密封盖，透明上桶体的内部设有用于悬吊实验生物群落的内挂杆，透明上桶体的一侧桶壁的下部设有进水口、外接水泵和控水阀，另一侧桶壁的上部和下部分别设有出水口；所述支撑桶体的中部开设有柱形口，柱形口内放置收集瓶，漏斗的下端管伸入所述收集瓶。

作为优选，所述透明上桶体的材料为有机玻璃钢。有机玻璃钢桶桶体透明，保证系统的透光性及便于实时观察实验生物的活力情况。

作为优选，所述透明上桶体和支撑桶体的直径为50cm，透明上桶体的高度为80cm。与进行生物个体实验的装置相比，本发明的桶体容量大，可以容纳的生物数量多，方便进行生物群落实验，同时还可以将不同的生物群落悬挂在透明上桶体的不同高度处，同时对多组生物群落进行实验。

作为优选，所述柱形口的直径为10cm，高度为20cm，用于放置收集瓶。

作为优选，所述收集瓶的材料为聚乙烯塑料，所述收集瓶的直径为6cm，高度为18cm。收集瓶的整体大小小于柱形口，便于放置。

作为优选，所述漏斗的下端管的直径为6cm，高度为18cm。下端管的底部设有与收集瓶瓶口相配合的螺纹。

作为优选，所述密封盖上设有用于放置测量仪器的圆孔，所述圆孔的直径为5cm。

作为优选，所述第一法兰与第二法兰上分别均匀设置有多个螺孔，第一法兰与密封盖之间、第二法兰与支撑桶体之间均通过紧固螺丝和橡胶垫片密封连接，使实验装置整体保持密封。

作为优选，所述内挂杆设置在透明上桶体顶部下方5cm处。方便悬挂和取出实验生物群落，将每组生物通过网兜等集中为一个群落，将每个群落整体悬挂在实验装置的某一位置，保持了生物群落的完整的同时，避免了生物个体实验结果推广到整个生态系统时存在的误差。

本发明的基于群落水平的海洋贝类生物生理实验装置，具有如下优点：

(1)与静水法相比，本发明的实验装置可营造与自然海水水温、饵料浓度等环境参数一致的实验条件，与自然海区水体实际饵料浓度同步，实验结果准确性较高；

(2)与模拟现场流水法相比，本发明的实验装置不仅可以控制进水和出水速度，模拟自然海区海水流速，根据实验前后的实验结果研究实验生物的摄食行为，还可以将每个海洋贝类生物群落作为整体置入实验装置中进行研究，而非仅针对每个生物个体进行实验；

(3)本发明可以在摄食生理实验结束后，关闭进水和出水，对实验装置进行封闭，并继续进行代谢生理实验，缩减了实验环节，同时完成了摄食生理实验和代谢生理实验；

(4)本发明基于群落水平的海洋贝类生物设计，保持了生物群落的完整的同时，避免了生物个体实验结果推广到整个生态系统时存在的误差。

附图说明

图1为本发明的基于群落水平的海洋贝类生物生理实验装置的整体结构示意图；

图2为本发明的基于群落水平的海洋贝类生物生理实验装置的密封盖结构示意图；

图中，1:透明上桶体，2：漏斗，3：支撑桶体，4：收集瓶，5：第一法兰，6：第二法兰，11：密封盖，111：圆孔，12：内挂杆，13：进水口，14：出水口，21：上端斗口，22：下端管，31：柱形口。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例的基于群落水平的海洋贝类生物生理实验装置，包括透明上桶体1、漏斗2、支撑桶体3和收集瓶4，所述漏斗2的上端斗口21连接在透明上桶体1的下部，支撑桶体3通过第一法兰5连接在透明上桶体1的下部，透明上桶体1的顶部通过第二法兰6连接密封盖11，透明上桶体1的内部设有用于悬吊实验生物群落的内挂杆12，内挂杆12上可以悬挂一组或多组生物群落，进行一组或同时进行多组实验。不同的海洋贝类生物群落，可以采用不同的悬挂方式，如贻贝、牡蛎等的生物群落，直接将其挂在内挂杆上即可，对于扇贝等利用网笼养殖的生物，可将其养殖网笼挂在内挂杆上。

透明上桶体1的一侧桶壁的下部设有进水口13、外接水泵和控水阀，另一侧桶壁的上部和下部分别设有出水口14；可营造与自然海水水温、饵料浓度等环境参数一致的实验条件，与自然海区水体实际饵料浓度同步，实验结果准确性较高。

所述支撑桶体3的中部开设有柱形口31，柱形口31内放置收集瓶4，漏斗2的下端管22伸入所述收集瓶4。收集瓶用于收集海洋贝类生物沉积物，用于进行检验测定。

所述透明上桶体1的材料为有机玻璃钢。有机玻璃钢桶桶体透明，保证系统的透光性及便于实时观察实验生物的活力情况。

所述透明上桶体1和支撑桶体3的直径为50cm，透明上桶体1的高度为80cm。与进行生物个体实验的装置相比，本发明的桶体容量大，可以容纳的生物数量多，方便进行生物群落实验，同时还可以将不同的生物群落悬挂在透明上桶体的不同高度处，同时对多组生物群落进行实验。

所述柱形口31的直径为10cm，高度为20cm，用于放置收集瓶4。

所述收集瓶4的材料为聚乙烯塑料，所述收集瓶4的直径为6cm，高度为18cm。收集瓶4的整体大小小于柱形口，便于放置。

所述漏斗2的下端管22的直径为6cm，高度为18cm。下端管22的底部设有与收集瓶4瓶口相配合的螺纹。

所述密封盖11上设有用于放置测量仪器的圆孔111，所述圆孔111的直径为5cm。测量仪器包括用于测量温度、盐度、pH的YSI Proplus多参数水质检测仪和用于测量溶解氧的RDO溶氧仪。

所述第一法兰5与第二法兰6上分别均匀设置有多个螺孔，第一法兰5与密封盖11之间、第二法兰6与支撑桶体3之间均通过紧固螺丝和橡胶垫片密封连接，使实验装置整体保持密封。

所述内挂杆12设置在透明上桶体1顶部下方5cm处。方便悬挂和取出实验生物群落，将每组生物通过网兜等集中为一个群落，将每个群落整体悬挂在实验装置的某一位置，保持了生物群落的完整的同时，避免了生物个体实验结果推广到整个生态系统时存在的误差。

实施例2：

本实施例的基于群落水平的海洋贝类生物生理实验方法步骤如下：

S1:将实验生物群落悬吊在内挂杆上，进水口外接水泵供水，控水阀控制进水水量，选择性的打开或关闭两个出水口，模拟海水流动速度，为保证桶体里水流充分混合，优先打开上部出水口；

S2:实验生物群落在流水状态下适应1-2h后，清空收集瓶，开始摄食生理实验；实验持续10-12h，每3h测定一次进水口的悬浮颗粒物含量、颗粒有机物含量；实验结束后，将桶内海水排空，取下收集瓶，待收集瓶中的生物沉积物沉降后收集、烘干、灼烧，测定沉积物总干重及有机物含量，利用生物沉积法计算生物群落的滤水率及摄食率；

S3:将干净的收集瓶重新安装好后，泵满海水，养殖生物在流水状态下适应1-2h后，开始代谢生理实验，进、出水口全部关闭，利用YSI Proplus多参数水质检测仪和RDO溶氧仪测定初始海水温度、盐度、溶解氧，取水样测定氨氮含量；

S4:开始计时，实验装置封闭2-3h，封闭期间可以透过透明上桶体观察实验装置内的生物活力情况；

S5:打开顶部密封盖，测定实验结束时的海水温度、盐度、溶解氧，取透明上桶体内上、中、下三处位置的水样作为混合样，测定氨氮含量；

S6:将实验生物群落分类，收集到封口袋中，带回实验室后烘干、壳肉分离、称重，根据实验前后的水体、排泄物实验数据以及实验生物的干重，计算群体滤水率、摄食率、吸收效率、耗氧率、排氨率等一系列生理指标参数。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。