专利名称：一种湿地微生态模拟方法
技术领域：
本发明属于涉及生态学技术领域，具体涉及一种气候暖化背景下湿地 微生态的智能模拟方法。
背景技术：
气候变暖已成为当今备受关注的全球性生态环境问题。湿地与森林、 海洋一起并称为全球三大生态系统，在全球生态环境演变中发挥重要的作 用。世界各国已投入大量资金与技术力量研究气候变暖的环境背景下典型 类别的生态系统在不同时间尺度下的演变特征、机制、规律，研究温度上 升有可能带来的水-土-气环境质量冲击、生物多样性改变、以及资源供给 等生态环境效应问题。显然，湿地水生态的研究在国内外日趋成为关注的 重点，全球暖化背景下的湿地水生态演替本质及有可能的调控技术己成为 当前保障湿地生态系统的健康、并发挥其稳定的生态功能的一项前瞻性研 究工作。
湿地水生态系统模拟技术与方法的设计科学性及操作可控性将直接影 响到研究成果的代表性与真实性，因此对于气候暖化这一背景的理论研究 与调控技术开展必然需要一种真实、可靠、逼真的模拟技术与解决方案。
目前，关于此方面常规的实验技术方法为将野外采集的湿地底泥分 组放置在室内恒温培养箱内进行培养，以恒温培养箱创造升温的模拟生态 系统，其缺点是虽然可以对温度差异进行控制，但培养箱中的环境条件与 自然环境条件差异明显，既不能反应春夏秋冬四季分明的气候交替特征， 又回避了阳光、空气、降雨、风等各种环境因子的影响。
发明内容
本发明的目的在于针对传统的生态系统模拟方法中存在的非动态、非 连续、不稳定及失真等技术问题，提供一种气候暖化背景下湿地微生态的 智能模拟方法，利用智能温度控制仪对置于自然条件下的两组模拟的湿地 生态系统进行温度差控制，从而实现对升温湿地生态系统的仿真模拟。
3本发明方法具体包括以下步骤
步骤(l).采集野外的湿地底泥样品，分成两份，分别放置在PVC圆柱形 容器内，构成湿地柱，将一个湿地柱放置在对照水箱内，将另一个湿地柱 放置在控温水箱内；所述的对照水箱和控温水箱均置于空旷室外；
步骤(2).通过温度传感器采集对照水箱和控温水箱内的水温，获取对
照水箱内的水温r。和控温水箱内的水温7;，如果两个水箱内的水温差小于 设定值AT，即t;-r。<A:r，则温度控制仪输出220v电压，通过加热器对 控温水箱内的水进行加热；如果两个水箱内的水温差大于等于设定值Ar， 艮P7;-r。^Ar，则温度控制仪输出ov电压，加热器不工作；1。c《Ar《io。c 步骤(3).对控温水箱内的水加热后，当两个水箱内的水温差大于等于 设定值Ar，即7;-7;2Ar，则温度控制仪输出ov电压，停止对控温水箱
内的水加热；
步骤(4).每间隔w秒，重复步骤(2)和(3)， 2《wS4，使得作为对照 水箱的水温始终随自然环境温度变化而变化，而控温水箱的水温始终比对 照水箱水温高出一定值。
本发明提出了一种只以温度为变量，保留其它环境因子基本处于自然 状态下，能够在全天候条件下进行动态、实时、稳定的微宇宙湿地模拟方 法。本发明提出的湿地微生态的智能模拟方法，实现在一年四季全天候条 件下连续、动态、稳定地对两组模拟湿地生态系统进行温差范围保持一定 的控制。为模拟气候变暖导致湿地生态系统升温的微宇宙实验提供了可靠 解决方案。
图l是本发明方法的流程图。
具体实施例方式
以内装一定水量的两个独立水箱作为对照水箱和控温水箱，放置于空 旷室外，控温水箱内安装有加热器。将野外采集的湿地底泥样品分两组装 入PVC圆柱容器，构成湿地柱，分别放置于对照水箱和控温水箱。运行智 能温度控制仪和安装于后台计算机的智能温控软件，在计算机上设置两水 箱的温度差为Ar (1。csa7^10。C)。计算机将控制信号通过RS-232C传 入智能温度控制仪。如图1，智能温度控制仪的两只数字温度计作为输入
4端采集对照水箱和控温水箱内的水温，获取对照水箱内的水温 ;和控温水
箱内的水温7;。如果两个水箱内的水温差小于设定值AT，即7;-ra<Ar，
则温度控制仪输出220V电压，通过加热器对控温水箱内的水进行加热；如
果两个水箱内的水温差大于等于设定值at，即t;-r。》Ar，则温度控制仪 输出ov电压，加热器不工作。对控温水箱内的水加热后，当两个水箱内的 水温差大于等于设定值Ar，即t;-7;^Ar，则温度控制仪输出ov电压， 停止对控温水箱内的水加热。数字温度计每间隔3秒钟采集一次数据，即 温度信号输入、分析和电压输出完成一个周期为3秒。如此往复循环，使 对照水箱内水温r。始终随自然环境温度变化而变化，而控温水箱内水温7; 始终比对照水箱内水温r。高出一定温度，即在全天候条件下达到模拟气候 变暖引起湿地生态系统升温的效果。 湿地柱采样分析
每两个月采集置于对照水箱和控温水箱中各个湿地柱上覆水、层间水 和底泥样。
分析指标包括
1. 化学指标上覆水和层间水总磷(tp)、溶解态活性磷(drp)、总 有机碳(toc)、总氮(tn);底泥样有机质总量、各种形态有机磷含量、
腐殖化系数。
2. 生物学指标磷脂脂肪酸(plfa)、聚合酶链式反应-变性梯度凝胶 电泳(pcr-dgge)。
方案设计及采样分析目的通过对比自然条件下湿地柱和升温条件下
湿地柱化学和生物学指标，研究气候变暖导致全球升温对湿地生态系统碳、 氮、磷三种生源要素的循环以及湿地生态系统微生物群落结构的演变所产 生的影响。
权利要求
1、一种湿地微生态模拟方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤(1).采集野外的湿地底泥样品，分成两份，分别放置在PVC圆柱形容器内，构成湿地柱，将一个湿地柱放置在对照水箱内，将另一个湿地柱放置在控温水箱内；所述的对照水箱和控温水箱均置于空旷室外；步骤(2).通过温度传感器采集对照水箱和控温水箱内的水温，获取对照水箱内的水温Ta和控温水箱内的水温Tb，如果两个水箱内的水温差小于设定值ΔT，1℃≤ΔT≤10℃，即Tb-Ta＜ΔT，则温度控制仪输出220V电压，通过加热器对控温水箱内的水进行加热；如果两个水箱内的水温差大于等于设定值ΔT，即Tb-Ta≥ΔT，则温度控制仪输出0V电压，加热器不工作；步骤(3).对控温水箱内的水加热后，当两个水箱内的水温差大于等于设定值ΔT，即Tb-Ta≥ΔT，则温度控制仪输出0V电压，停止对控温水箱内的水加热；步骤(4).每间隔n秒，重复步骤(2)和(3)，2≤n≤4。
全文摘要
本发明涉及一种湿地微生态模拟方法。目前的方法培养箱中的环境条件与自然环境条件差异明显。本发明方法是将野外采集的湿地底泥样品分别放置在PVC圆柱形容器内构成湿地柱，将两个湿地柱分别放置在置于空旷室外的对照水箱和控温水箱内；采集两个水箱内的水温，如果水温差小于设定值，则对控温水箱内的水进行加热；大于等于设定值，停止加热；每间隔2～4秒继续采集两个水箱内的水温。本发明提出的湿地微生态的智能模拟方法，实现在一年四季全天候条件下连续、动态、稳定地对两组模拟湿地生态系统进行温差范围保持一定的控制，为模拟气候变暖导致湿地生态系统升温的微宇宙实验提供了可靠解决方案。
文档编号C12M1/38GK101538533SQ20091009800
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月23日 优先权日2009年4月23日
发明者张志剑, 李津津, 王智文 申请人:浙江大学