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中国ke学yuan三江ping原zhaozeshi地生态试yan站水位 增温协同kong制yang地设计与建设
来源:http://www.china-tongbo.com/ | 作者:大连ping博88体yu | fa布时jian: 2018-05-29 | 2981 次浏lan | 分享到:
zai中国ke学yuan三江ping原zhaozeshi地生态试yan站的mao薹草(Carexlasiocarpa)zhaoze中,建成了水位增温协同kong制yang地。通过水位zidongkong制设备,实现了zhaozeshi地中的原位水位kong制,zaibao持wei气候与天然shi地一致的同蔮ao梢远运唤衘ing确的kong制。同蔮ao搜芯咳虮鋒uabei景下水位与气温对shi地生态系统的协同作yong,选择了4种水位(-20cm、-10cm、0cm和10cm),采yong开ding箱(opentopchamber,OTC)被dong增温方fa,进行水位增温协同kong制。
  谭稳稳1,2,3,苏昱4,宋长春1*,张xin厚1,2,han哲1,2,乔tianhua1,2

  (1.中国ke学yuanshi地生态与环境重点实yan室,中国ke学yuan东北地理与农业生态研緆e殖ご?30102;

  2.    中国ke学yuan三江ping原zhaozeshi地生态试yan站,hei龙江富锦156332;3.中国ke学yuan大学,眀en?00049;

  4.    大连ping博88体yuzidonghua成套设备有限gong司,辽宁大连116000)

  zhai要:zai中国ke学yuan三江ping原zhaozeshi地生态试yan站的mao薹草(Carexlasiocarpa)zhaoze中,建成了水位增温协同kong制yang地。通过水位zidongkong制设备,实现了zhaozeshi地中的原位水位kong制,zaibao持wei气候与天然shi地一致的同蔮ao梢远运唤衘ing确的kong制。同蔮ao搜芯咳虮鋒uabei景下水位与气温对shi地生态系统的协同作yong,选择了4种水位(-20cm、-10cm、0cm和10cm),采yong开ding箱(opentopchamber,OTC)被dong增温方fa,进行水位增温协同kong制。zai该kong制yang地中,设置了包括水位与增温交hukong制zaina的6謟hi恚恐zhi碇馗床忌?个yang方,共计30个yang方,每个yang方的水位独立kong制。该kong制yang地的建成将为shi地生态系统过程与gongneng的相关研究提gongqiang有力的实yan支撑。

  关键词:水位增温协同kong制;水位zidongkong制设备;开ding箱;zhaoze

  中图分类号:P941.78;X84    文献标shi码:A    文章编号:1672-5948(2018)02-114-06

  zai水位对shi地生态系统ying响的研究中,一般采yong两种实yan方fa。一是zai天然shi地中选择立地tiaojianjinsi、水位存zai梯度的yang地,开zhan研究[1~5];二是将shi地中的謈an镆圃灾敛煌坏幕肪持校性耘郲6,7]。dan是,这两种方fa都存zai一些缺陷。sui然,yang地所处的环境bei景与天然shi地一致,dan是,可nengzai土壤性质和原生植被等方面存zai差异;謈an镆圃允祔ansui然对謈an锖脱纸辛薻ong制,dan是,气温和相对shi度等bei景因su却hen难与天然shi地bao持一致。为了kefu上述缺陷,需要zaishi地生态系统中布设原位水位kong制实yan。zaizhaoze生态系统中布置原位水位kong制实yan存zai许多难点。一方面,zaizhaoze中布置隔水yang方,sui然可以隔li水分的横向交换,dan是,you于土壤的渗透作yong,yang方na的水体依然与环境水体处于连通状态,水位差将逐渐消失;另一方面,zai生态学实yan中,要求设置水位梯度,且每种梯度必须ju有设置3个以上的重复实yan,这就要求水位zidongkong制设备必须ju有多个回路,而且各回耭an匦攵懒ong制。zai中国ke学yuan三江ping原zhaozeshi地生态试yan站(以下简称三江站)建设ke研yang地过程中,设计、改进了一套水位zidongkong制设备,同蔮ao岷峡猟ing箱(opentopchamber,OTC)被dong增温方fa,建成了水位增温协同kong制yang地。zaizhaozeshi地中实现了原位水位zidongkong制,bugei水源为zhaoze积水,这yang可以bao证yang方na水体中的养分nong度基ben一致,并且可以实现zai无人值守的状态下,zidong调zheng各yang方的水位,使其稳定zai水位kong制qujianna。
  1水位增温协同kong制yang地总体设计
       三江站水位增温协同kong制yang地(以下简称kong制yang地)属于中国ke学yuan野外站网络ke研yang地建设项膉un皊hi地生态系统ke研yang地建设”(项目编号:KFJ-SW-YW020)的建设narong之一。该项目于2016年1月开shizhi行,2017年7月完成。kong制yang地布设于三江站zi有实yan场南端(47°34′43.72′′N,
133°29′26.49′′E)的mao薹草(Carexlasiocarpa)zhaoze中,该zhaoze为典型的积水zhaoze,主要謈an锶簂uo为mao薹草群luo,zaimao薹草生长季中,踩踏水深20~40cm。zai积水jiao深的tiaojian下,该zhaoze中的mao薹草gen茎交织,逐渐形成羢i〉牟輌en层,通常称为“浮毡层”[8]。

水位增温协同kong制yang地布置图

图1 水位增温协同kong制yang地布置图
Fig.1 Arrangement of water-level and air temperature co-regulated plot

  gen据三江站的长期水文监ce数据,以mao薹草生长季的多年ping均水位作为基准水位,多年ping均最高水位、最低水位都与基准水位相差约10cm。据yuce,zai全球变huabei景下,三江ping原地qu的降水liang将逐渐减少[9],蒸fa加剧,shi地趋于干旱,所以,该kong制yang地的水位设置以水位降低下的研究为主。zaikong制yang地中,共设置0cm(基准水位)、+10cm(高于基准水位10cm)、-10cm(低于基准水位10cm)和-20cm(低于基准水位20cm)4种水位。同蔮ao搜芯ke律哂胛槐鋒ua的协同xiao应,zai0cm和-10cm水位下,设置了与开ding箱交hu处理,即总共设置了10cm水位、0cm水位、0cm水位×OTC、-10cm水位、-10cm水位×OTC和-20cm水位6謟hi恚恐zhi?个重复,共30个yang方(图1)。

   2水位zidongkong制设备设计与原理说明

   为了实现多回路zidongkong制与同蔮en弑竍u、排水gongneng的目标,改进设计了一套zidong水位kong制设备。该设备youkong制中shu(1组)、卧式zixili心泵(1taibu水泵)、水环zhen空泵(1tai排水泵)、电ji式液位计(30个)、bu水电磁fa(30个)、排水电磁fa(30个)、远传ya力表(1个)、空气ya缩ji(1tai)、zhen縵han?1个)、气dongfa(4个)、30路bu水分水器(1个)、30路排水分水器(1个)、bu水guan路(30路)和排水guan路(30路)等组成(图2)。为了防止guan路堵塞,zai卧式zixili心泵前端、30路排水guan路前端和排水电磁fa前端秊i觶huang了过聅i鳌Ⅻ/span>

   2.1kong制中shu设计与说明
   kong制中shuyou浪涌bao护器(1tai)、bu水变频器(1tai)、排水变频器(1tai)、恒yagong水kong制器(1tai)和液位kong制器(30组,包括bu水继电器及排水继电器)构成(图3)。其中,bu水变频器和排水变频器的作yong是使gonggei卧式zixili心泵(bu水泵)与水环zhen空泵(排水泵)的电ya匀速升ya与降ya,增加泵体使yong寿命。

   2.2电ji式液位kong制器说明
       接通电源后,当yang方池的水位低于超低液位(图4)蔮ao躺缭粗竤hi灯1常liang,指shi灯2和指shi灯3都为绿色,两个继电器都处于释放状态。
       当水位达到超低液位蔮ao竤hi灯2、指shi灯3和继电器都bao持原状态;当液位达到低液位蔮ao竤hi灯2变为红色,低液位继电器xi合。
       当水位达到高液位蔮ao竤hi灯3和高液位继电器都bao持原状态;当液位达到超高液位蔮ao竤hi灯3变为红色,高液位继电器xi合。
       当水位低于超高液位蔮ao竤hi灯3红灯liang,高液位继电器bao持xi合状态;当水位低于高液位蔮ao竤hi灯3you红色变为绿色,高液位继电器释放。
       当水位低于下限蔮ao竤hi灯2bao持红色,低液位继电器仍处于xi合状态;当水位低于超低液位蔮ao竤hi灯2you红色变为绿色,低液位继电器释放。

       2.3zheng套水位zidongkong制设备gong作流程说明ben说明
       以1号yang方(图1中左上角的yang方)
为例,其余yang方的设备gong作流程与1号yang穓iao嗤Ⅻbr />        打开空气ya缩ji,接通空气开关QF1、QF2和QF3, 打开恒yagong水kong制器开关SB1、 guan路kong制开关(SB2-SB31)、水环zhen空泵开关(SB33),设备所有部jian将都处于电源接通状态。
       若1号yang方水位低于超低液位(即1D)蔮ao?号液位kong制器两继电器都处于释放状态,bu水电磁faDC31处于打开状态,bu水变频器输出电ya,卧式li心zixi泵开shigong作,cong泵房下方的滤水池抽取zhaoze水向1号yang方bu水。
       当水位逐渐上升到达1D蔮ao 各部jian继xu按
当前状态gong作
       当水位上升到低液位(即1C)蔮ao鸵何患痰缙鱇A31xi合,bu水电磁faDC31关闭,yang方停止bu水,卧式zixili心泵继xugong作,当bu水分水器ya力达到yu设值0.4MPa蔮ao琤u水变频器停止输出电ya,卧式li心zixi泵停止gong作。
       当降雨蔮ao瑈ang方的水位上升,当水位上升到高液位(即1B)蔮ao礁骷痰缙鱞ao持当前状态,所有部jian都不dong作。
       当水位继xu上升,达到超高液位(即1A)蔮ao咭何患痰缙鱇A1xi合,排水电磁faDC1打开,气dongfaDC61、DC62打开,排水变频器输出电ya,水环zhen空泵开shigong作,zhen縵han辬a形成fuya,将yang方中的水抽出xi入zhen縵han辬a(如果zhen縵han辬a水位达到高液位31A蔮ao瑉hen縵han藜痰缙鱇61断开,气dongfaDC61、DC62关闭,排水变频器停止输出电ya,水环zhen空泵停止gong作,气dongfaDC63、DC64打开,空气congDC64进入zhen縵han辮ing衡ya力,zhen縵han辬a储存的水通过DC63排入zhaoze;当zhen縵han辬a的水位下降到低液位31B蔮ao瑉hen縵han藜痰缙鱇61xi合,气dongfaDC63、DC64关闭,气dongfaDC61、DC62打开,排水变频器开shi输出电ya,水环zhen空泵开shigong作,继xuxi取yang方na的水)。
       当水位逐渐下降,低于1B蔮ao咭何患痰缙鱇A1释放,水电磁faDC1关闭,气dongfaDC61、DC62关闭,排水变频器停止输出电ya,水环zhen空泵停止gong作,1号yang方停止向外排水。当水位低于1D蔮ao琤en套设备将重复dong作,进行bu水;或当降雨蔮ao琤en套设备将重复dong作,进行排水。因此,该设备kong制水位jing秗e【鲇诘鏹i1A与1D的高度差。


yang方中的水位zidongkong制设备shiyi图

图2yang方中的水位zidongkong制设备shiyi图
Fig.2 Sketch of automatic water-level control equipment in one subplot

kong制中shu电气原理图
图3kong制中shu电气原理图
Fig.3 Electrical schematic diagram of control center

电ji式液位kong制器电路图
图4电ji式液位kong制器电路图
Fig.4 Circuit diagram of electrode level controller


  3水位kong制yang方设计与布置
  kong制yang地的单个yang方面积为3m×3m,将2mm厚的304不锈钢板焊接成不透水kuang架,并zai其na部衬以1cm×1cm的304不锈钢方guan,以bao证zaina、外水位存zai差异的情况下,yang方不会出现变形。yang方总体高度为130cm,埋入基准水面以下约90cm。各yang方之jian相距5m。经实践yan证,yang方埋入深度zaina、外水位相差30cm的情况下,yang方na水位变hua不超过1cm/24h,这就bao证了水位zidongkong制设备不会频fanqidong,以延长其寿命。为了减少仪器维护、观ce祌e宋忍ざ詙ang地的破坏,各yang方都通过zhan桥连接(见图1)。

  4基于水位增温协同kong制yang地的研究zhan望
  目前,zai水位增温协同kong制yang地中已经布设的仪器设备包括土壤大气温shi度观ce系统、物候zidong观ce相ji、weigen窗、謈an锕潭郼eyang方等,可以为气候变huabei景下zhaoze水位变hua对謈an锶簂uo、謈an飃ongneng性状、土壤wei生物群luo和土壤生物hua学过程等方面的研究提gong支撑pingtai。

  can考文献

  [1]李li,雷光春,高jun琴,等.地下水位和土壤含水liang对若尔盖木里薹草zhaoze甲烷排放通liang的ying响[J].shi地ke学,2011,9(2):173-178.

  [2]翟生qiang,史长光,du乐山,等.若尔盖泥炭地地下水位和土壤温度对二氧huatan排放的ying响[J].shi地ke学,2015,13(3):332-337.

  [3]王铭,曹议文,王升忠,等.水位和草丘wei地貌对巴yin布luke高hanzhaoze謈an锶簂uo物种多yang性的ying响[J].shi地ke学,2016,14(5):635-640.

  [4]LenssenJ,MentingF,PuttenWH,etal.Controlofplantspeciesrichnessandzonationoffunctionalgroupsalongafreshwaterfloodinggradient[J].Oikos,1999,86(3):523-534.

  [5]SilvertownJ,ArayaY,GowingD.Hydrologicalnichesinterrestri-alplantcommunities:areview[J].JournalofEcology,2015,103(1):93-108.

  [6]ZhangXH,MaoR,GongC,etal.Effectsofhydrologyandcom-petitiononplantgrowthinafreshwatermarshofnortheastChina[J].JournalofFreshwaterEcology,2014,29(1):117-127.

  [7]ShiFX,SongCC,ZhangXH,etal.Plantzonationpatternsre-flectedbythedifferencesinplantgrowth,biomasspartitioningandroottraitsalongawaterlevelgradientamongfourcommonvascularplantsinfreshwatermarshesoftheSanjiangPlain,North-eastChina[J].EcologicalEngineering,2015,81:158-164.

  [8]张xin厚.三江ping原“大酱缸”的缔造者——漂筏薹草[J].生命shijie,2014,(3):26-27.

  [9]DaiAG.Increasingdroughtunderglobalwarminginobserva-tionsandmodels[J].NatureClimateChange,2013,3(1):52-58.

DesignandConstructionofWater-levelandAirTemperatureCo-regulatedPlot

inSanjiangPlainExperimentalStationofWetlandEcology,

ChineseAcademyofSciences

  TANWenwen1,2,3,SUYu4,SONGChangchun1,ZHANGXinhou1,2,HANZhe1,2,QIAOTianhua1,2

  (1.KeyLaboratoryofWetlandEcologyandEnvironment,NortheastInstituteofGeographyandAgroecology,ChineseAcademyof

  Sciences,Changchun130102,Jilin,P.R.China;2.SanjiangPlainExperimentalStationofWetlandEcology,ChineseAcademyof

  Sciences,Fujin156332,Heilongjiang,P.R.China;3.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,P.R.China;

  4.DalianTongboAutomaticEquipmentLimitedCompany,Dalian116000,Liaoning,P.R.China)

  Abstract:AnewplotwasconstructedinSanjiangPlainExperimentalStationofWetlandEcology,ChineseAcademyofSciences,inwhichwater-levelandairtemperaturewereco-regulatedinsitu.Theadvantageoftheplotisthatthemicroclimateofsubplotswouldbesamewithsurroundingsandwater-levelcouldberegu-latedautomatically.The30subplots,thewater-levels,whichcouldbecontrolledindependently,weresplitinto6kindsoftreatments,includinginteractiondesignsofwater-levelandairtemperature.AmethodofOpenTopCube(OTC)wasusedtothecalefactiontreatments.Theco-regulatedplotwouldbeasupportingplatform,andbesharedforecologistsofwetlands.

  Keywords:water-levelandairtemperatureco-regulation;water-levelautomaticregulatedequipment;opentopcube;marshes

  
  
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