一种海草培育装置及方法与流程

本发明涉及海草培育，尤其涉及一种海草培育装置及海草培育方法。

背景技术：

1、海草是地球上唯一可以完全生活在海中的高等被子植物，广泛分布于全球热带和温带海域沿岸的潮间带或潮下带浅水区。由海草组成的海草床与红树林、珊瑚礁并称为浅海三大典型生态系统，海草床也是目前已知的最高效的碳汇之一。且国际研究结果表明，海草生态服务价值明显高于红树林和珊瑚礁的生态服务价值。繁茂的海草场如同陆地上的森林，是健康海洋环境的重要标志，是珍贵的“海底草原”或“海底森林”。海草床是高生产力区，能为鱼虾蟹贝等海洋生物提供良好的栖息地、育苗场和庇护地，也有利于海鸟的栖息 ；同时为许多生物提供重要的食物来源。但近年来随着人类活动范围的不断扩大和环境恶化，海草床衰退情况日益严重，因此，加强海草床及海草植物的科学研究尤为必要，对支撑海草资源的保护修复、海草床的生态修复，以及保护海洋生态环境具有十分重要的意义。

2、目前，海草的室内培育系统被广泛使用于海草的科研实验中，但室内海草培育装置大多采用较为恒定的水位条件，海草养殖缸体内定期更换海水，或者持续供应海水，并设溢流口保持水位。受潮汐的作用，海草生长的天然海域水位是动态变化的，尤其是分布于近岸的中小型海草，受潮汐水位变化的影响更明显。在恒定水位的培育条件与海草生长的自然环境条件存在较大的差异。因此，构建一种能模拟潮汐的海草培育装置和方法，有助于更好地模拟海草生长的环境，使海草的室内模拟科研实验结果更接近自然状态。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种海草培育装置及方法，其能够用于模拟海草的自然生长环境下的潮汐条件。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种海草培育装置，其包括：

4、培育缸，所述培育缸设有第一进水口、第一出水口、第二出水口以及用于培育海草的培育室，所述培育室位于培育缸的底部，且培育室中铺设有基质；所述第一进水口位于培育缸的第一侧，用于向培育缸中引入海水；所述第一出水口和第二出水口位于培育缸的第二侧，用于将培缸中的海水排出；所述第一侧与第二侧方向相反，所述第一出水口高于第二出水口设置；

5、泵水组件，包括水泵和进水管，所述进水管与所述第一进水口连通，所述水泵设置在进水管上；

6、排水控制组件，包括排水管和排水控制阀，所述第一出水口连通排水管，所述第二出水口经排水控制阀连通排水管；

7、控制器，连接所述水泵和排水控制阀，分别用于调节第一进水口的进水流速和第二出水口的出水流速。

8、通过上述设置，通过泵水组件向培育缸泵入海水，通过控制器控制水泵和排水控制阀，进而控制培育缸的进出水流速，通过搭配不同的进水流速和出水流速，进而模拟自然潮汐，比如在培育缸为低水位时，使得进水流速大于出水流速，此时培育缸中的水位上升，即为模拟涨潮状态，而在培育缸为高水位时，使得进水流速小于出水流速，此时培育缸中的水位下降，即为模拟退潮状态。通过模拟自然潮汐，使得海草的培育环境趋于原生环境。另外，通过设置基质培育海草，可以使得海草的种植环境更贴近自然状态，利于海草生长。

9、所述培育缸的底部设有一隔板，所述隔板将培育缸的内腔分隔为缓冲室和培育室，所述基质位于培育室中，所述第一进水口位于缓冲室中。通过设置缓冲室，可以对进水缓冲，避免进水过度冲刷基质中培育的海草（或附着的海草种子），在模拟海草天然生存环境的同时，也能为海草提供一个相对稳定的生长空间，利于海草的生长。

10、所述第一进水口开口朝下设置；所述缓冲室的底部还设有一排空管，所述排空管上设有排空阀。第一进水口开口朝下设置可以保证进水不会冲击基质，也不容易溅出培育缸。通过设置排空管，在需要时可以方便将培育缸的内水排空。

11、所述培育室中设有至少一培育模块，所述基质铺设于培育模块中，不同培育模块中的基质相同或不同；所述第二出水口高于基质上表面或低于基质上表面。这般设置后，可以在不同的培育模块中铺设不同的基质，以适配不同种类的海草，进而实现一个培育室实现不同的培育方式。

12、所述培育缸中设有造浪器，所述造浪器连接控制器；所述培育缸中设有加热元件，所述培育缸的上方设有照明元件，所述加热元件和照明元件连接控制器。通过设置造浪器，可以使得本发明更好地模拟海草的自然生长环境，通过设置加热元件和照明元件，可以模拟昼夜变化以及相应的温度变化，利于海草的生长。

13、所述排水阀控制组件还包括手动阀，所述第二出水口还经手动阀连通排水管；所述培育缸还设有一用于引入淡水的第二进水口，所述第二进水口上设有进水阀，所述进水阀连接控制器。通过设置手动阀，可以在排水控制阀损坏时人工参与调控，保证当前培育周期的海草生长培育。通过设置第二进水口，可以调节培育缸中海水浓度，保证海草正常生长，也能很好地适配培育不同种类的海草。

14、所述海草培育装置还包括一过滤容器，该过滤容器设有过滤区和净水区，所述进水管连通至过滤容器的净水区，所述排水管连通至过滤容器的过滤区；所述海草培育装置还包括一放置架，所述过滤容器置于放置架的下层，所述培育缸置于放置架的上层。通过设置过滤容器，可以实现培育海水的循环使用，降低海水运输成本，同时也利于保持培育周期内的水体环境稳定。通过设置放置架可以使得培育装置的占地面积更小，而且排水可以通过落差来实现。

15、本发明还公开了一种海草培育方法，其采用上述的海草培育装置进行海草培育：将海草种植在培育室的基质中，并通过控制器控制水泵和排水控制阀分别调节第一进水口的进水流速和第二出水口的出水流速模拟潮汐生长环境，对海草进行培育；

16、在海草培育过程中包括初始状态和潮汐状态，潮汐状态包括低潮期、涨潮期、高潮期和退潮期；

17、初始状态：控制器启动水泵，第一进水口向培育缸内供水，培育缸内的水位逐渐上升至第二出水口位置；然后进入低潮期或涨潮期；

18、或者，控制器启动水泵，并关闭排水控制阀，第一进水口向培育缸内供水，培育缸内的水位逐渐上升至第一出水口位置；然后进入高潮期或退潮期；

19、低潮期：控制器控制水泵和排水控制阀，使第一进水口的进水流速等于第二出水口的出水流速，培育缸内的水位保持在第二出水口位置，并维持时间t1；维持时间达到t1后进入涨潮期；

20、涨潮期：控制器控制水泵和排水控制阀，使第一进水口的进水流速大于第二出水口的出水流速，培育缸内的水位逐渐上升至第一出水口位置，然后进入高潮期；

21、高潮期：控制器控制水泵和排水控制阀，使第一进水口的进水流速等于第一出水口和第二出水口的出水流速总和，培育缸内的水位保持在第一出水口位置，并维持时间t2；维持时间达到t2后进入退潮期；

22、退潮期：控制器控制水泵和排水控制阀，使第一进水口的进水流速小于第一出水口和第二出水口的出水流速总和，培育缸内的水位逐渐下降至第二出水口位置，然后进入低潮期。

23、通过上述设置，本发明可以很好地模拟自然潮汐，使得海草的生长环境更趋于原生环境，利于海草存活及生长，特别适合培育原生环境为潮间带的海草。

24、所述低潮期：控制器关闭水泵和排水控制阀，使得第一进水口的进水流速和第二出水口的出水流速均为0；或者，控制器启动水泵和排水控制阀，使得第一进水口的进水流速和第二出水口的出水流速大于0且相等；

25、所述涨潮期：控制器启动水泵，关闭排水控制阀，第一进水口的进水流速大于0，第二出水口的出水流速为0；或者，控制器启动水泵和排水控制阀，第一进水口的进水流速和第二出水口的出水流速均大于0，且第一进水口的进水流速大于第二出水口的出水流速；

26、所述高潮期：控制器关闭水泵和排水控制阀，使得第一进水口的进水流速和第二出水口的出水流速均为0；或者，控制器启动水泵，关闭排水控制阀，第一进水口的进水流速大于0，且等于第一出水口的出水流速，第二出水口的出水流速为0；或者，控制器启动水泵和排水控制阀，第一进水口的进水流速大于0，第二出水口的出水流速大于0，且第一进水口的进水流速等于第一出水口和第二出水口的出水流速总和；

27、所述退潮期：控制器关闭水泵，启动排水控制阀，第一进水口的进水流速为0，第二出水口的出水流速大于0；或者，控制器启动水泵和排水控制阀，第一进水口的进水流速和第二出水口的出水流速均大于0，且第一进水口的进水流速小于第二出水口的出水流速。

28、通过设置了不同的潮汐各时期的模拟方式，可以提供不同的选择，潮汐模式的切换和控制更灵活。

29、培育海草过程中，若第一进水口引入的海水浓度大于培育所需的海水浓度时，控制器启动进水阀，从第二进水口向培育室引入淡水。这般设置可以调节培育缸中海水浓度，保证海草正常生长，也能很好地适配培育不同种类的海草。

30、采用上述方案后，通过泵水组件向培育缸泵入海水，通过控制器控制水泵和排水控制阀，进而控制培育缸的进出水流速，通过搭配不同的进水流速和出水流速，进而模拟自然潮汐，比如在培育缸为低水位时，使得进水流速大于出水流速，此时培育缸中的水位上升，即为模拟涨潮状态，而在培育缸为高水位时，使得进水流速小于出水流速，此时培育缸中的水位下降，即为模拟退潮状态。通过模拟自然潮汐，使得海草的培育环境趋于原生环境。另外，通过设置基质培育海草，可以使得海草的种植环境更贴近自然状态，利于海草生长。通过本发明培育得到的海草更接近于自然环境下生长的海草，那么采用本发明得到的海草进行科学研究时，能够提供更加准确的研究数据，从而为海草床的相关研究提供更准确的数据支持。