本發(fā)明涉及一種野外開(kāi)頂式co2濃度和水分控制實(shí)驗(yàn)氣室裝置，屬于生態(tài)學(xué)或農(nóng)學(xué)等野外實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及到全球變化因子(如co2濃度、降水等)野外控制實(shí)驗(yàn)的裝置。

背景技術(shù)：

近百年來(lái)，特別是近二三十年來(lái)，地球系統(tǒng)正經(jīng)歷著全球性顯著變化，人類活動(dòng)導(dǎo)致的大氣co2濃度增加、降水格局改變已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)。氣候變化已經(jīng)對(duì)全人類生活的方方面面都產(chǎn)生著重要的影響。大氣co2濃度升高、降水格局的改變是全球變化的兩個(gè)重要方面。植物對(duì)co2濃度及水分又極其敏感，是影響植物生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的兩個(gè)重要因素。在野外要同時(shí)模擬大氣co2濃度升高、干旱及降水增加等多種全球變化因子交互作用的裝置很難。國(guó)內(nèi)外關(guān)于野外控制實(shí)驗(yàn)?zāi)Mco2濃度升高的研究裝置主要有開(kāi)頂式氣室(opentopchamber，otc)和自由大氣式裝置(freeairco2enrichment，face)2種實(shí)驗(yàn)裝置。face裝置設(shè)備造價(jià)昂貴，維護(hù)及co2消耗費(fèi)用很高，雖然能保持控制區(qū)域內(nèi)外其它環(huán)境變量一致，但co2控制精度受風(fēng)等影響，無(wú)法達(dá)到很高精度，國(guó)內(nèi)僅在水稻作物有應(yīng)用，高費(fèi)用也導(dǎo)致很難廣泛使用。相對(duì)來(lái)說(shuō)，otc裝置更為經(jīng)濟(jì)可控，多為直筒柱形或多邊形框架，室壁利用高透光材質(zhì)(如玻璃、有機(jī)玻璃等)，可以有效降低了co2的耗散量，頂部呈平口或錐形收口敞開(kāi)，自然采光，保持室內(nèi)外空氣流通，對(duì)co2濃度控制效果較好，co2在氣室內(nèi)自由擴(kuò)散，有效降低co2消耗量。然而，目前僅采用開(kāi)頂式氣室增加co2濃度的裝置，無(wú)法避免氣室內(nèi)植物由于開(kāi)頂式氣室框架本身造成的降雨不均勻影響，本發(fā)明采用開(kāi)頂式加裝擋雨棚的氣室裝置，以及截雨槽，不僅可以保持氣室內(nèi)外其它環(huán)境因素一致，使植物生長(zhǎng)環(huán)境基本接近自然狀態(tài)，有利于模擬大氣co2濃度倍增效果，有效降低co2消耗量，還同時(shí)可以通過(guò)擋除外界降雨及截雨槽收集雨水，從而解決野外開(kāi)頂式氣室框架本身造成降雨不均勻的影響，同時(shí)可以利用擋除降雨模擬干旱，添加收集到的雨水模擬降水增加等實(shí)驗(yàn)處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種野外開(kāi)頂式co2濃度和水分控制實(shí)驗(yàn)氣室裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

本發(fā)明一種野外開(kāi)頂式co2濃度和水分控制實(shí)驗(yàn)氣室裝置，其具體結(jié)構(gòu)如下：

該實(shí)驗(yàn)裝置的主體為頂部開(kāi)口的開(kāi)頂式氣室，該開(kāi)頂式氣室整體為框架結(jié)構(gòu)，為正八面體，框架上鑲嵌透光板；

氣室地基采用8個(gè)腳立柱混泥土澆筑固定，用來(lái)支撐固定框架結(jié)構(gòu)；

氣室的頂部設(shè)有敞開(kāi)口，該敞開(kāi)口為小收口設(shè)計(jì)，小收口處采用斜拉桿斜角45度側(cè)拉的方法固定；

在氣室開(kāi)口距離40～60cm高度處，增加錐形頂擋雨棚，固定在八面體框架結(jié)構(gòu)的8個(gè)長(zhǎng)的主框架立柱上與頂部敞開(kāi)口斜拉桿結(jié)合處；

錐形頂擋雨棚為鋼筋結(jié)構(gòu)的拱形底座，是由8根鋼筋支撐框架加一個(gè)圓形底座組成，圓形底座直徑與八面體框架的內(nèi)徑一致，上面加蓋透光度很高的透光膜；在透光膜上設(shè)置有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以用最細(xì)的繩子或鐵絲編織網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)孔較大，即為防風(fēng)網(wǎng)，起到即穩(wěn)定薄膜不會(huì)因?yàn)榈撞炕騻?cè)部風(fēng)影響而上翻，也最大面積的透光。

截雨槽為與八面體框架底座直徑一致的u型槽，分為上下2個(gè)：上截雨槽固定于擋雨棚圓形底座上，從起始端向末端依次小角度向下傾斜，末端開(kāi)口；下截雨槽固定于氣室底座上，傾斜方向與上截雨槽相反，從末端依次向起始端小角度向下傾斜，起始端開(kāi)口，下方通入接雨容器中。

所述的透光板為玻璃或有機(jī)玻璃(pmma)、聚碳酸酯(pc)等透光性好的材料。

本發(fā)明一種野外開(kāi)頂式co2濃度和水分控制實(shí)驗(yàn)氣室裝置，其優(yōu)點(diǎn)及功效在于：野外嚴(yán)酷環(huán)境下，既可以聚攏co2氣體，又可以保持氣室內(nèi)外空氣暢通，并保證擋雨棚對(duì)降水的有效擋除，可以同時(shí)人工模擬干旱/增加降雨的實(shí)驗(yàn)處理。本發(fā)明采用開(kāi)頂式加裝擋雨棚的氣室裝置，不僅可以達(dá)到模擬大氣co2濃度倍增，還同時(shí)可以增加模擬干旱、增加降水等試驗(yàn)處理。

附圖說(shuō)明

圖1所示為本發(fā)明一種野外開(kāi)頂式co2濃度和水分控制實(shí)驗(yàn)氣室裝置圖。

圖2所示為本發(fā)明的頂端擋雨棚裝置圖。

圖中具體標(biāo)號(hào)如下：

1、支撐框架，2、主框架立柱，3、斜拉桿，4、敞開(kāi)口，5、上截雨槽起始端，6、上截雨槽末端及開(kāi)口，7、頂端收口透光梯形斜面，8、氣室透光立面，9、氣室八邊形底座，10、下截雨槽起始端及開(kāi)口，11、下截雨槽末端，12、接雨容器及與下截雨槽起始端開(kāi)口相連管線，13、立柱混泥土澆筑，14、錐形頂擋雨棚，15、透光膜，16、防風(fēng)網(wǎng)，17、圓形底座

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。

本發(fā)明一種野外開(kāi)頂式co2濃度和水分控制實(shí)驗(yàn)氣室裝置，采用開(kāi)頂式氣室(otc)結(jié)構(gòu)，一方面保證植物生長(zhǎng)的環(huán)境條件與外界實(shí)際條件接近，另一方面較face(freeaircarbon-dioxideenrichment)更為經(jīng)濟(jì)可控，氣室框架結(jié)構(gòu)為正8面體，每個(gè)面寬1.55m，高1.7m，斜面高0.5m，總高度2.9m，占地面積11.6m²，氣室地基采用8個(gè)腳立柱混泥土澆筑固定，用來(lái)支撐固定框架結(jié)構(gòu)，同時(shí)減小對(duì)周圍環(huán)境擾動(dòng)，并且不阻礙氣室內(nèi)外土壤水分、養(yǎng)分充分流通交換。所有材料均采用透光性非常好的玻璃，氣室內(nèi)部不使用任何支撐，以減小對(duì)氣室空間的影響以及最大透光性。目前國(guó)內(nèi)進(jìn)行開(kāi)頂式氣體控制的裝置均無(wú)法解決氣室內(nèi)降水不均勻的影響，而我們的裝置整體設(shè)計(jì)不僅考慮co2氣體精確控制，采用頂部小收口設(shè)計(jì)，起到聚氣的效果，以達(dá)到節(jié)省氣體消耗的目的，小開(kāi)口處采用斜拉桿斜角45度側(cè)拉的方法固定，還考慮到了氣室結(jié)構(gòu)對(duì)降雨造成不均勻的影響，通過(guò)在開(kāi)頂式頂端距離40～60cm高度處，增加錐形頂擋雨棚擋除外界降雨，通過(guò)監(jiān)測(cè)降雨量均勻補(bǔ)充到氣室內(nèi)，且同時(shí)還考慮野外使用的耐受性，尤其抗大風(fēng)等長(zhǎng)期耐用性。內(nèi)蒙古草原上的風(fēng)非常頻繁也非常大，我們利用鋼筋結(jié)構(gòu)做拱形底座，由8根鋼筋加一個(gè)圓形底，圓形底直徑與八面體玻璃裝置內(nèi)徑一致，上面加蓋透光度很高的塑料薄膜，在塑料薄膜上用最細(xì)的鐵絲編織網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)孔較大，起到即穩(wěn)定薄膜不會(huì)因?yàn)榈撞炕騻?cè)部風(fēng)影響而上翻，也最大面積的透光。最后將擋雨棚置于玻璃8面體的8個(gè)長(zhǎng)的立柱上固定，距離開(kāi)頂式氣室開(kāi)口處50cm，則擋雨棚即可以起到穩(wěn)定擋雨且不擋光的效果，而且與整個(gè)底部完全一體，增加穩(wěn)定性。

下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)：如圖1所示，該實(shí)驗(yàn)裝置的主體為頂部開(kāi)口的開(kāi)頂式氣室，該開(kāi)頂式氣室整體為框架結(jié)構(gòu)，為正八面體，框架上鑲嵌有機(jī)玻璃透光板；

氣室地基采用8個(gè)腳立柱混泥土澆筑13固定(圖1中只給出了1個(gè)，其余未示)，用來(lái)支撐固定框架結(jié)構(gòu)；

氣室的頂部設(shè)有敞開(kāi)口4，該敞開(kāi)口4為小收口設(shè)計(jì)，小收口處采用斜拉桿3斜角45度側(cè)拉的方法固定；

在氣室開(kāi)口距離40～60cm高度處，增加錐形頂擋雨棚14，固定在八面體框架結(jié)構(gòu)的8個(gè)長(zhǎng)的主框架立柱2上與頂部敞開(kāi)口斜拉桿3結(jié)合處；

如圖2所示，錐形頂擋雨棚為鋼筋結(jié)構(gòu)的拱形底座，是由8根鋼筋支撐框架1加一個(gè)圓形底座17組成，圓形底座直徑與八面體框架的內(nèi)徑一致，上面加蓋透光度很高的透光膜15；在透光膜上用最細(xì)的繩子或鐵絲編織網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)孔較大，即為防風(fēng)網(wǎng)16，起到即穩(wěn)定薄膜不會(huì)因?yàn)榈撞炕騻?cè)部風(fēng)影響而上翻，也最大面積的透光。

截雨槽為與八面體框架底座直徑一致的u型槽，分為上下2個(gè)：上截雨槽固定于擋雨棚圓形底座上，從上截雨槽起始端5向末端依次小角度向下傾斜，如圖1中上截雨槽末端及開(kāi)口6；下截雨槽固定于氣室底座上，傾斜方向與上截雨槽相反，從下截雨槽末端11依次向起始端小角度向下傾斜，即如圖1中的下截雨槽起始端及開(kāi)口10，下方通入接雨容器中，如圖1中通過(guò)接雨容器與下截雨槽起始端開(kāi)口相連管線12連接。

所述的透光板還可以為玻璃或聚碳酸酯(pc)等透光性好的材料。