高寒草甸野外低管护储存装置的制作方法

1.本发明涉及高寒草甸保护技术领域，特别是涉及一种高寒草甸野外低管护储存装置。


背景技术：

2.高寒草甸是在寒冷的环境条件下发育在高原和高山的一种草地类型，其组成主要是多年生草本植物，常伴生多年生杂类草。由于发育地环境条件恶劣，高寒草甸一旦遭到破坏就很难恢复。在青藏高原高寒地区开发建设时，不可避免的会扰动原生草甸，如何保护草甸是开发建设必须解决的现实问题。现有的草甸养护装置通常难以兼顾供水、透气、保温以及提高养护存量等条件，并依赖于高人工管护环境，难以在工程实际应用中大规模推广。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种高寒草甸野外低管护储存装置，兼顾供水、透气、保温以及提高养护存量等条件，并降低对人工管护环境的依赖。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.本发明公开了一种高寒草甸野外低管护储存装置，包括：
6.透明材质的壳体，所述壳体的顶部具有用于储存营养液的凹槽；
7.固定于所述壳体内侧的多个草甸堆放单元，多个所述草甸堆放单元至少分布为两层；所述草甸堆放单元包括支撑架、砾石层、熟土层和承接层；所述支撑架的一端固定于所述壳体的内侧壁上；所述砾石层设置于所述支撑架上侧；所述熟土层设置于所述砾石层上侧；所述承接层设置于所述熟土层上侧靠近所述壳体的轴线的一端；所述承接层的上表面为斜面或曲面，以将所述承接层承接的营养液向所述熟土层引流；所述支撑架倾斜设置，以使所述熟土层内的营养液向所述壳体的内侧壁流动；
8.用于向所述草甸堆放单元提供所述营养液的自动加液组件，所述自动加液组件包括喷洒结构、连接管和浮盖；所述喷洒结构固定于所述壳体内且具有多个底部通孔，以向下喷洒所述营养液；所述连接管的上端和下端分别连接所述凹槽和所述喷洒结构，以将所述凹槽内的所述营养液输送至所述喷洒结构内；所述浮盖可分离式安装于所述连接管的上端，以在所述凹槽内的所述营养液到达预设容量时开启，低于预设容量时关闭；
9.其中，每个所述草甸堆放单元的所述承接层均与部分所述底部通孔在竖直方向上正对，以使每个所述草甸堆放单元均能够得到所述营养液。
10.优选地，所述壳体的底部设有用于将所述壳体内的水向外排放的排水结构，所述排水结构能够开启和关闭。
11.优选地，所述排水结构为排水二通阀。
12.优选地，所述壳体的内底面中心处设有凸台，以使所述凸台与所述壳体的侧壁之间形成聚水槽，所述排水结构位于所述聚水槽处。
13.优选地，所述喷洒结构通过支撑杆与所述壳体固定相连。
14.优选地，所述浮盖包括浮板和与所述浮板固定相连的导向杆，所述导向杆滑动设置于所述连接管上端内侧，以对所述浮板的运动进行导向。
15.优选地，所述导向杆为空心管，所述导向杆穿过所述浮板。
16.优选地，所述支撑架的一端通过膨胀螺丝固定于所述壳体的内侧壁上。
17.优选地，所述草甸堆放单元还包括滤网，所述滤网位于所述砾石层与所述壳体的内侧壁之间。
18.优选地，所述壳体的材质为亚克力板。
19.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
20.本发明中壳体为透明材质，能够保证光照和保温效果；自动加液组件能够自动向草甸块施加营养液，在保证供水的同时降低对人工管护环境的依赖；支撑架和砾石层的孔隙起通风透水的作用，保证草甸块根系的供氧。因此，本发明的高寒草甸野外低管护储存装置能够兼顾供水、透气、保温以及提高养护存量等条件，并降低对人工管护环境的依赖。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实施例高寒草甸野外低管护储存装置的示意图；
23.图2为不同试验中叶绿素含量测定结果；
24.图3为不同试验中根系活力测定结果；
25.图4为不同处理下上层草甸块根系活力随堆置时间的变化情况；
26.图5为不同处理下中层草甸块根系活力随堆置时间的变化情况；
27.图6为不同处理下下层草甸块根系活力随堆置时间的变化情况；
28.附图标记说明：1-壳体；2-凹槽；3-支撑架；4-砾石层；5-熟土层；6-承接层；7-喷洒结构；8-连接管；9-浮板；10-导向杆；11-排水二通阀；12-凸台；13-支撑杆；14-膨胀螺丝；15-滤网；16-草甸块。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.本发明的目的是提供一种高寒草甸野外低管护储存装置，兼顾供水、透气、保温以及提高养护存量等条件，并降低对人工管护环境的依赖。
31.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
32.参照图1，本实施例提供一种高寒草甸野外低管护储存装置，包括壳体1、草甸堆放单元和自动加液组件。
33.壳体1能够对其内部的草甸块16起到保温作用。壳体1为透明材质，以使光线能够照射至壳体1内。壳体1的顶部具有凹槽2，凹槽2内可以预先存放营养剂。雨水进入凹槽2后或人工注水进入凹槽2后，营养剂与水混合形成营养液。多个草甸堆放单元固定于壳体1内侧，多个草甸堆放单元至少分布为两层，以充分利用壳体1内部空间，提高草甸块16的养护存量。草甸堆放单元包括支撑架3、砾石层4、熟土层5和承接层6。支撑架3的一端固定于壳体1的内侧壁上，砾石层4设置于支撑架3上侧，熟土层5设置于砾石层4上侧。承接层6设置于熟土层5上侧靠近壳体1的轴线的一端，承接层6的上表面为斜面或曲面，以将承接层6承接的营养液向熟土层5引流。支撑架3倾斜设置，以使熟土层5内的营养液向壳体1的内侧壁流动。自动加液组件用于向草甸堆放单元提供营养液，自动加液组件包括喷洒结构7、连接管8和浮盖。喷洒结构7固定于壳体1内且具有多个底部通孔，以通过底部通孔向下喷洒营养液。连接管8的上端和下端分别连接凹槽2和喷洒结构7，以将凹槽2内的营养液输送至喷洒结构7内。浮盖可分离式安装于连接管8的上端，以在凹槽2内的营养液到达预设容量时开启，低于预设容量时关闭。当浮盖开启时，浮盖的下表面与连接管8的上端面分离，凹槽2内的营养液沿连接管8进入喷洒结构7。当浮盖关闭时，浮盖的下表面与连接管8的上端面接触，凹槽2内的营养液不能沿连接管8进入喷洒结构7。每个草甸堆放单元的承接层6均与部分底部通孔在竖直方向上正对，以使每个草甸堆放单元均能够得到喷洒结构7喷洒的营养液。
34.该高寒草甸野外低管护储存装置的工作原理如下：
35.在需要剥离的原生草甸上切割出草甸块16，并放置于熟土层5上。在凹槽2内存放一定量的营养剂，向凹槽2内以一定频率浇水一段时间，随后依赖自然降水，仅在入冬休眠期和开春进入生长季时各浇透一次。喷洒结构7喷洒的营养液先落在承接层6上，在于承接层6撞击耗能后，沿承接层6上表面的斜面或曲面流动至熟土层5，避免因营养液直接撞击草甸块16导致草甸块16损伤。之后，营养液在熟土层5内继续向壳体1的内侧壁流动，逐步浸润熟土层5，多余的营养液最终沿壳体1的内侧壁流动至壳体1底部。熟土层5起养分供给和草甸块根系保持作用，草甸块16在生长过程中，其根系扎入熟土层5内，并吸收熟土层5内的养分。支撑架3和砾石层4的孔隙起通风透水的作用，保证草甸块16根系的供氧。由于浮盖可以在雨水的驱动下自动地开启和关闭，因此能够减少人工操作，降低草甸块16养护过程对人工管护环境的依赖。
36.本实施例中，壳体1的底部设有用于将壳体1内的水向外排放的排水结构，排水结构能够开启和关闭。排水结构可以是排水二通阀11，也可以是皮塞等其它结构。
37.本实施例中，壳体1的内底面中心处设有凸台12，以使凸台12与壳体1的侧壁之间形成聚水槽，排水结构位于聚水槽处，聚水槽能够便于内部水分排出。排水结构可以位于壳体1的侧壁上，也可以位于壳体1的底面上。
38.本实施例中，喷洒结构7通过支撑杆13与壳体1固定相连。支撑杆13的上端与喷洒结构7固定相连，支撑杆13的下端与壳体1的底面固定相连。根据实际需要的不同，本领域技术人员也可以选择喷洒结构7的其它固定方式，例如将喷洒结构7固定在凹槽2的下表面。
39.本实施例中，浮盖包括浮板9和与浮板9固定相连的导向杆10，导向杆10滑动设置于连接管8上端内侧，以对浮板9的运动进行导向。
40.本实施例中，导向杆10为空心管，以降低重量。导向杆10穿过浮板9，且导向杆10上端应高出浮板9上表面一定距离，使凹槽2内的营养液不能够流入空心管内。
41.本实施例中，支撑架3的一端通过膨胀螺丝14固定于壳体1的内侧壁上。根据实际需要的不同，本领域技术人员也可以选择其它类型的固定方式。
42.本实施例中，草甸堆放单元还包括滤网15，滤网15位于砾石层4与壳体1的内侧壁之间。滤网15的孔径应根据砾石的尺寸进行选择，以通过滤网15拦截砾石，避免砾石堵塞膨胀螺丝14的接口。
43.本实施例中，壳体1的材质为亚克力板。根据实际需要的不同，本领域技术人员也可以选择玻璃等其它透明材质的壳体1。
44.本实施例中，草甸堆放单元分布为四层，每层包括两个，且每层的两个草甸堆放单元关于壳体1的中心线对称分布。根据实际需要的不同，本领域技术人员也可选择三层等其它层数的草甸堆放单元。
45.本实施例中，凹槽2为倒四方锥形结构。根据实际需要的不同，本领域技术人员也可选择倒圆锥结构等其它形状的凹槽2。
46.参照图2～图6，为了使本实施例高寒草甸野外低管护储存装置的实际使用效果更加清晰，下面通过试验的方式对其效果进行验证。
47.试验对象：西藏自治区拉萨市gl管道工程沿线草甸。实施区海拔4300m，草地类型为高寒草甸草原，优势物种为高山嵩草。剥离区草甸长势良好，盖度均一。
48.试验方案：2020年3月～2021年12月，发明人在实施区剥离草甸块进行堆叠存放，并每隔3个月对草甸块盖度、叶绿素含量、根系活力进行测定。方案共设置3个试验，分别为：试验1(采用本实施例的高寒草甸野外低管护储存装置)、试验2(放置在木架上)、试验3(简单集中堆叠)。每个试验设置3个重复，以相互对照。
49.试验1的具体方案为：
50.(1)剥离：在施工前在需要剥离的原生草甸上切割出50cm
×
50cm的方格，后用装载机沿地表下10cm平面铲起草甸，形成50cm
×
50cm
×
10cm的草甸块。
51.(2)堆放：将剥离的草甸块放置于熟土层5上，草甸块共4层，进出风口位于地区主导风向上，便于通风导气。
52.(3)养护：在堆叠完成后浇水至浸透各草甸块的土层，此后每5天浇水一次使各草甸块的土层保持湿润，持续20天，随后依赖自然降水，在入冬休眠期和开春进入生长季时各浇透一次。
53.试验2的具体方案为：
54.(1)剥离：在施工前在需要剥离的原生草甸上切割出50cm
×
50cm的方格，后用装载机沿地表下20cm平面铲起草甸，形成50cm
×
50cm
×
10cm的草甸块。
55.(2)堆放：构造一个木排架，木排架层高50cm，草甸块共4层，每层宽50cm，在每层架上铺6cm腐植土，在腐植土上再铺草甸。
56.(3)养护：在堆叠完成后浇水至浸透各草甸块的土层，此后每5天浇水一次使各草甸块的土层保持湿润，持续20天，随后依赖自然降水，在入冬休眠期和开春进入生长季时各浇透一次。
57.试验3的具体方案为：
58.(1)剥离：在施工前在需要剥离的原生草甸上切割出50cm
×
50cm的方格，后用装载机沿地表下30cm平面铲起草甸，形成50cm
×
50cm
×
10cm的草甸块。
59.(2)堆放：底层铺6cm厚的原生表土，将剥离得到的草甸块依次堆叠，不考虑间隙，共计堆叠3层。
60.(3)养护：在堆叠完成后浇水至浸透各草甸块的土层，此后每5天浇水一次使各草甸块的土层保持湿润，持续20天，随后依赖自然降水，在入冬休眠期和开春进入生长季时各浇透一次。
61.试验结果：
62.为验证不同试验的层叠堆置效果，分上中下三个层叠层次来取样实验验证，其中最上面的一层草甸为上层，中间两层(试验1和试验2)或中间一层(试验3)为中层，最下面一层为下层。
63.测量的指标为叶绿素含量和根系活力，叶绿素含量测量方法为：乙醇提取比色法；根系活力测量方法为：tcc染色法。
64.图2为不同试验下叶绿素含量测定结果，图3为不同试验下根系活力测定结果。由测量结果可知，试验1和试验2的草甸块叶绿素含量显著高于试验3。其中，试验1的中层平均草甸叶绿素含量为12.51mg/g，显著高于试验2的7.39mg/g和试验3的4.67mg/g；各层草甸根系活力在不同试验下差异显著，均有试验1》试验2》对试验3的现象。试验1不同堆叠层数间草甸根系活力下降的幅度不显著，试验2和试验3不同堆叠层数间草甸根系活力显著下降。结果表明，采用本实施例的高寒草甸野外低管护储存装置，能够显著缓解草甸草皮在堆存过程中地上部分叶绿素含量、根系活力下降的现象，且层叠的各层次草甸均显著具有良好的活力。
65.本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。