[發明專利]一種測量熱浪氣候和刈割對草地生態系統影響的實驗裝置

有效

• 申請號: 201810158847.0
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108353676B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 邵長亮;曲魯平;董剛;陳吉泉
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所
• 主分類號: A01G7/06
• 分類號: A01G7/06;A01G22/00;G01D21/02
• 代理公司: 濟南千慧專利事務所(普通合伙企業) 37232
• 代理人: 蘇金鋒

本發明涉及熱浪研究領域，尤其是一種測量熱浪氣候和刈割對草地生態系統影響的實驗裝置，在地面上水平設有一模擬熱浪支架，在模擬熱浪支架的外側罩設一透明的塑料布，在模擬熱浪支架的內側頂部設有一加熱器，在模擬熱浪支架的內側上部設有一溫度測試儀，在模擬熱浪支架外側地面上設有一土壤碳通量自動測量系統與一土壤水分速測儀。本發明結構簡單，設計合理，在任何時間都能夠對試驗區域的草地進行熱浪氣候模擬，同時能夠對試驗區域的植被進行模擬刈割，對土壤的碳通量和水通量進行實時監測記錄，模擬出在熱浪氣候下實驗區域草原生態系統所能承受的最大刈割程度，能夠對當地的割草和放牧等減少植被的工作起到有效的參考作用。

技術領域：

本發明涉及熱浪研究領域，尤其是一種測量熱浪氣候和刈割對草地生態系統影響的實驗裝置。

背景技術：

熱浪作為極端氣候的一種，由于其發生頻率、強度及其對生態系統的影響均逐年增加，受到了科學界越來越多的關注。熱浪常常伴隨著干旱發生，而刈割更會加速草地生態系統水分散失的速度，導致草地生態系統的碳通量和水通量下降。同時，熱浪結束后伴有較高的土壤溫度，土壤溫度并不像空氣溫度在熱浪結束后立刻回到熱浪前的水平，更是加速了草地生態系統的干旱狀況。

刈割主要形式包括割草和放牧兩種方式，也是中國北方對于草地生態系統利用的主要形式。輕度刈割在初年并不會對生態系統造成顯著影響，但是會降低生態系統對于氣候熱浪的抵御能力。而持續的刈割和極端氣候的共同作用會很快破壞生態系用的水熱平衡，在次年就會很大程度上改變草地生態系統的水熱狀態，使生態系統變的脆弱。重度刈割對草地生態系統的影響要更快更顯著。割草和放牧會在短期內促進草地生態系統的生產力和提高經濟效益，但隨著刈割的時間增加，生態系統的水分和能量平衡都會遭到破壞，從長遠看，這不僅會降低生態系統的生產力，更重要的是會降低生態系統對于極端氣候的抵御能力和草地的荷載能力。

不同地區的草原生態系統抵御極端氣候的能力水平各不相同，不同地區草原生態系統能夠承受刈割的程度也各不相同，而如何控制刈割程度才能避免破壞當地草原生態系統成為急需解決的問題，現有技術中，并沒有一種能夠用來研究實驗此問題的裝置。

發明內容：

本發明提供了一種測量熱浪氣候和刈割對草地生態系統影響的實驗裝置，它結構設計合理，安全可靠，在任何時間都能夠對試驗區域的草地進行熱浪氣候模擬，能夠模擬草原生態系統熱浪發生時伴隨的微氣候變化，包括空氣溫度和土壤溫度的升高，土壤水分的快速散失及相對空氣濕度的變化，同時能夠對試驗區域的植被進行模擬刈割，對土壤的碳通量和水通量進行實時監測記錄，根據實驗區域土壤的碳通量、水通量在不同刈割程度下所反應出的變化量，模擬出在熱浪氣候下實驗區域草原生態系統所能承受的最大刈割程度，能夠對當地的割草和放牧等減少植被的工作起到有效的參考作用，真正對草原生態系統進行科學管理，使牧民等在放牧割草時能夠把握好刈割的程度，提高生態系統的生產力，避免植被遭到破壞性刈割，保證草原生態系統正常的的荷載能力和抵御極端氣候的能力，保持草原生態系統的可持續性發展，解決了現有技術中存在的問題。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種測量熱浪氣候和刈割對草地生態系統影響的實驗裝置，在地面上水平設有一模擬熱浪支架，在模擬熱浪支架的外側罩設一透明的塑料布，在模擬熱浪支架的內側頂部設有一加熱器，在模擬熱浪支架的內側上部設有一溫度測試儀，在模擬熱浪支架內水平設有一模擬刈割裝置，在模擬熱浪支架外側地面上設有一土壤碳通量自動測量系統與一土壤水分速測儀，土壤碳通量自動測量系統與土壤水分速測儀的探測部分均設置在模擬熱浪支架內部的土壤中；

所述模擬熱浪支架包括若干沿圓周方向豎直均勻設置在地面上的支撐桿，在支撐桿的頂部沿其圓周水平設有一支撐部，所述加熱器固定在支撐部的下側，所述溫度測試儀固定在其中一個支撐桿的內側上部；

所述支撐部由一水平設置在支撐桿頂部的環形支撐桿組成，在環形支撐桿中設有若干連接桿，所述加熱器固定在環形支撐桿中心位置的連接桿底部；