專利名稱：淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到海洋動物生態(tài)學的實驗技術，具體地說是一種淺水區(qū)潮間帶雙 殼貝類生物沉積作用的現場測定方法和裝置。
背景技術：
雙殼貝類作為濾食性動物，具有很強的濾水能力，能夠通過濾食和生物沉積 作用增加懸浮顆粒物從水柱到底部環(huán)境的通量，在沿岸海域生態(tài)系統(tǒng)的物質和營 養(yǎng)循環(huán)以及能量流動中扮演著重要的角色。貝類吸收其中的一部分有機質，其它
則以糞?；蚣偌S的形式排出。糞和假糞被通稱為生物沉積物(biodeposits)，這種 物質沉淀到海底底部的過程被稱為生物沉積作用(biodeposition),雙殼貝類生物 沉積作用的現場測定已經成為生態(tài)學家研究雙殼貝類的生態(tài)系統(tǒng)功能的一種重要 手段。
目前，國際上對雙殼貝類(如貽貝、牡蠣、扇貝等)生物沉積作用的現場測 定方法，主要針對潮下帶海水較深的貝類設計的，即將測定裝置直接放置在海底 平面上或者將測定裝置懸浮在水層中，測定裝置一般為圓柱形沉積物捕集器，其 高度一般在50厘米以上，實驗動物則放置在捕集器的頂部。這種測定方法的局限 性在于實驗動物的水層(離海底50厘米以上)并不能準確反應底棲貝類所處的水 環(huán)境，尤其是懸浮顆粒物濃度這一因子。因為底棲貝類生活在海底表面，而海底 附近水層中的顆粒物濃度，由于沉積物的再懸浮等原因，要比上浮海水高得多。
可見，國內外現有的底棲貝類生物沉積作用的現場測定方法有較大的局限性, 尤其是不適合直接應用于潮間帶雙殼貝類生物沉積作用的測定。在潮間帶，隨著 潮漲潮落，潮間帶海水時常很淺(如50厘米以下)，海底也時常露出水面，水環(huán) 境的變化甚為劇烈。因而，對于生活在潮間帶的雙殼貝類，現有的針對潮下帶較 深水域貝類生物沉積速率的測定方法，顯然不適合用以測定潮間帶雙殼貝類生物 沉積速率。總之，目前國內外尚未見有現場直接準確測定潮間帶雙殼貝類生物沉 積作用的方法和裝置。 發(fā)明內容一種能夠現場準確測定淺水區(qū)潮間帶雙殼貝類生物沉積 作用的方法及裝置，解決現有技術中存在實驗動物的水層(離海底50厘米以上) 不能準確反應潮間帶底棲貝類所處的水環(huán)境，尤其是懸浮顆粒物餌料濃度這一環(huán) 境因子等問題。
本發(fā)明解決其技術問題所釆用的技術方案如下
一種淺水g雙殼貝類生物沉積作用的現場測定裝置，該裝零設有生物沉積物
捕集器及外桶，'生物沉積物捕集器設置于外桶中；生物沉積物ii集器包括桶、漏
斗和瓶，漏斗和瓶設置于桶內，瓶設置于桶的內底部，漏斗與瓶連通，桶頂部通 過第一層網片遮蓋，漏斗頂部通過第二層網片遮蓋，雙殼貝類實驗動物放置在第 二層網片上、位于兩層網片之間。
所述的淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定裝置，第一層網片和第二層
網片的網目大小為5~25亳米，兩層網片之間的距離為3一厘米。
所述的淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定裝置，漏斗底部插裝于瓶的 開口部。
所述的淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定裝置，桶為PVC圓柱桶。 一種淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定方法，利用所述的生物沉積物
捕集器，現場測定貝類的生物沉積速率，具體步驟如下
(1 )進行現場觀!定前，首先將一個直徑比上述生物沉積物捕集器稍大的外桶
固定在海底中；
(2) 進行現場測定時，選t射氏潮時或通過潛水，將生物沉積物捕集器放在外 桶中，生物沉積物捕集器中的桶露出地面部分為1(^30厘米，將實驗動物放置在 第二層網片上、位于兩層網片之間，實驗動物所產生的生物沉積物將沿著漏斗沉 降到瓶中，瓶中事先放置毒物以保護所收集的沉積物，以免受微生物的降解；
(3) 生物沉積物捕集器在研究海區(qū)里放置1~5天后，將收集沉積物的瓶取 出，運用虹吸法去除瓶中上覆海水，收集沉積物，用80目的篩子過濾去掉沉積物 中較大的顆粒物，對過濾后的細小沉積物用蒸餾水脫鹽、烘干并稱重；
(4) 通過以下計算公式得到貝類的生物沉積速率說)i ， g/(incki)):
SZ)i = (Ds_A)/(W),其中A表示放置貝類的捕集器所收集沉積物的總 量(g), A為對照捕集器所收集的沉積物總量(g), W為實驗動物的數量(個)，/為 持續(xù)時間(天)。
5所述步驟(2)中，現場測定設兩個處理組，包括實驗動物的處理組以及對照
組，對照組中不放置實驗動物，每組至少設置3個重復；對照組收集的沉積物為
自然沉積物，而包含實驗動物的處理組所收集的沉積物是實驗動物所產生的生物 沉積物與自然沉積物的混合物。
所述的淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定方法，當測定放置實驗動物 的生物沉積物捕,器所收集的沉積物以及對照捕集器所收集的沉,積物中某種組份
或元素的含量時^即沉積物中有機質、有機碳、有機氮、無機^、有機磷、總 磷、生物硅或各種重金屬含量等，將得到潮間帶雙殼貝類對這些組份或元素的生 物沉積速率。
所述步驟(l)中，選fr(氐潮、當海底露出水面時，將外桶固定在海底中，外 桶露出地面5~20厘米。
所述的淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定方法，外桶內徑比生物沉積 物捕集器的桶外徑大0.5~2厘米。
所述的淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定方法，雙殼貝類為扇貝、牡 蠣或貽貝等棲息在海底表面上的雙殼貝類。
本發(fā)明的有益效果是
1、 本發(fā)明充分考慮了淺水區(qū)潮間帶的環(huán)境特征及雙殼貝類的棲息習性，運用 潮間帶雙殼貝類生物沉積作用的現場測定裝置，能于海區(qū)現場準確地的測定淺水 區(qū)潮間帶雙殼貝類的生物沉積速率。
2、 本發(fā)明淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積速率的現場測定裝置包括雙殼貝類生物沉 積物捕集器及輔助設備，生物沉積物捕集器頂部由二層網覆蓋，雙殼貝類實驗動 物放置在第二層網上。第二層網下安裝一個漏斗，漏斗下端接一個瓶，其結構簡 單，操作方便。
3、 本發(fā)明進行現場測定前，選樹氐潮位時，將一個直徑比上述生物沉積物捕 集器稍大的外桶固定在海底中。進行現場測定時，選,射氐潮時間或者通過潛水， 將生物沉積物捕集器放在外桶中。生物沉積物捕集器在海區(qū)中放置一定時間(如數 天)后，取出生物沉積物捕集器中的瓶，劍虹吸法吸出瓶中上覆海水，收集沉積 物，脫鹽后烘干并稱重。通過對放置實驗動物的處理組和對照組(不放實驗動物) 這兩個處理組之間的對比即可得到潮間帶雙殼貝類的生物沉積速率。釆用本發(fā)明 可以于海區(qū)現場精確得研究淺水區(qū)潮間帶雙殼貝類的生物沉積作用。


圖l、圖2和圖3為本發(fā)明一個實施例結構示意圖。其中， 圖l為雙殼貝類生物沉積物捕集器示意圖2為固定在潮間帶海底中用于放置生物沉積物捕集器的PVC圓柱桶(外桶) 示意圖。
圖3為潮間帶,雙殼貝類生物沉積作用的現場測定方法示意圖。，
圖中，1、第二層網片；2、第二層網片；3、漏斗；4、瓶；5:圓柱桶；6、 外桶；7、實驗動物；8、沉積物(包括生物沉積物和自然沉積物)。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
實施例1
在某海灣^本發(fā)明的方法和裝置現場測定了潮間帶雙殼貝類的生物沉積速 率。在本實施例所設計的潮間帶生物沉積物捕集器規(guī)格如圖l所示，生物沉積物 捕集器是在PVC圓柱桶5中設計而成，PVC圓柱桶5內設有漏斗3和塑料瓶4， 塑料瓶4設置于PVC圓柱桶5內的底部，漏斗3底部插裝于塑料瓶4的開口部， PVC圓柱桶內徑為15厘米，深60厘米,PVC圓柱桶5頂部用第一層網片l遮蓋， 離頂部5厘米的地方(漏斗3頂部)放置第二層網片2,實驗動物7就放置在第 二層網片2上、位于兩層網片之間(如圖3所示)。上述兩層網片的網口大小根據 實驗貝類的大小決定，較大的實驗動物可用較大網口的網，網口的大小以確保實 驗動物不會漏掉和逃逸，同時第一層網片l其網口大小不會影響網內外的海水交 換，還能阻止較大的污物和生物(如敵害生物螃蟹)進入捕集器內，而第二層網 片2其網口大小不會阻礙貝類所產生的生物沉積物8沉降到漏斗3中，本實施例 所用第一層網片和第二層網片均為孔徑10亳米的聚乙烯網。第二層網片2下安裝 一個漏斗3,漏斗3下端接一個塑料瓶4 (1升大小)，塑料瓶4中事先放置毒物 (氯仿)以保護所收集的沉積物8，以免受微生物的降解。
進行現場測定前,首先將一個直徑比上述生物沉積物捕集器稍大的PVC圓柱 桶(這里稱為"外桶6")固定在潮間帶海底中(如圖2所示)。選牛射氏潮位時，通 過人工挖坑固定上述"外桶6",將很容易進行，而在高潮位時將難以開展。在本 實施例中，外桶6的內徑為16厘米，其大部分在潮間帶海底表面下，只有5厘米 露出地面。進行現場測定時，選手射氐潮時將生物沉積物捕集器放在外桶6中，如圖3所
示。在本實施例中，生物沉積物捕集器露出潮間帶海底的地面部分只有20厘米。 PVC圓柱桶5頂部設置第一層網片1，漏斗3頂部設置第二層網片2，將實驗動 物7放在生物沉積物捕集器第一層網片1和第二層網片2之間。實驗動物所產生 的生物沉積物8將沿著漏斗3沉降到塑料瓶4中。實驗設2個處理組，包括實驗 動物的處理組以及，照組，對照組中不放置實驗動物。每組設置4,個重復。對照
組收集的沉積物為'自然沉積物，而包含實驗動物的處理組所收集的k積物是實驗
動物所產生的生物沉積物與自然沉積物的混合物。生物沉積物捕集器在研究海區(qū) 里放置4天后，將收集沉積物8的塑料瓶取出。運用虹吸法去除瓶中上覆海水， 收集沉積物，用80目的篩子過濾去掉沉積物中較大的顆粒物，對過濾后的細小沉 積物用蒸餾水脫鹽、烘干并稱重。
經多次試驗證明，所設計的貝類生物沉積物捕集器和實驗方法是可行的。如 某次現場試驗運用上述生物沉積作用現場測定裝置和實驗方法所測定的牡蠣 (Oowo^rea vz>^ /ca)的生物沉積速率結果如下
通過以下計算公式得到牡蠣的生物沉積速率(5Di ; g/(ind，d)): SDi = (Ds -Dc)/(7W)，其中A表示放置牡蠣的捕集器所收集沉積物的總量(g)， A為對 照捕集器所收集的沉積物總量(g)， W為牡蠣的數量(個)，f為持續(xù)時間(天)。測定 結果如下潮間帶軟體干重為0.96g/ind的牡蠣(C W^^ca),其生物沉積速率 為334.8±31.1mg/ind-d。
同時，如果測定放置實驗動物的生物沉積物捕集器所收集的沉積物以及對照 捕集器所收集的沉積物中某種組份或元素的含量，如沉積物中有機質、有機碳 (OC)、有機氮(ON)、無機磷(IP)、有機磷(OP)、總磷(TP)、生物硅，或各種重金屬 含量等，將得到潮間帶雙殼貝類對這些組份或元素的生物沉積速率。
釆用本發(fā)明，充分考慮了淺水區(qū)潮間帶環(huán)境特征及雙殼貝類的生態(tài)習性，能 于現場精確地的測定淺水區(qū)潮間帶雙殼貝類的生物沉積速率。
8
權利要求
1.一種淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定裝置，其特征在于該裝置設有生物沉積物捕集器及外桶，生物沉積物捕集器設置于外桶中；生物沉積物捕集器包括桶、漏斗和瓶，漏斗和瓶設置于桶內，瓶設置于桶的內底部，漏斗與瓶連通，桶頂部通過第一層網片遮蓋，漏斗頂部通過第二層網片遮蓋，雙殼貝類實驗動物放置在第二層網片上、位于兩層網片之間。
2. 按照權利要求l所述的淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定裝置，其 特征在于第一層網片和第二層網片的網目大小為5~25亳米，兩層網片之間的 距離為3~6厘米。
3. 按照權利要求l所述的淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定裝置，其 特征在于漏斗底部插裝于瓶的開口部。
4. 按照權利要求l所述的淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定裝置，其 特征在于桶為PVC圓柱桶。
5. —種淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定方法，其特征在于，利用權 利要求1所述的生物沉積物捕集器，現場測定貝類的生物沉積速率，具體步驟如 下(1 )進行現場測定前，首先將一個直徑比上述生物沉積物捕集器稍大的外桶 固定在海底中；(2) 進行現場測定時，選擇低潮時或通過潛水，將生物沉積物捕集器放在外 桶中，生物沉積物捕集器中的桶露出地面部分為10~30厘米，將實驗動物放置在 第二層網片上、位于兩層網片之間，實驗動物所產生的生物沉積物將沿著漏斗沉 降到瓶中，瓶中事先放置毒物以保護所收集的沉積物，以免受微生物的降解；(3) 生物沉積物捕集器在研究海區(qū)里放置1 5天后，將收集沉積物的瓶取 出，運用虹吸法去除瓶中上覆海水，收集沉積物，用80目的篩子過濾去掉沉積物 中較大的顆粒物，對過濾后的細小沉積物用蒸餾水脫鹽、烘干并稱重；(4) 通過以下計算公式得到貝類的生物沉積速率說)i ， ^(ind'd)):S7)i = (A_A)/(A^),其中A表示放置貝類的捕集器所收集沉積物的總 量(g), A為對照捕集器所收集的沉積物總量(g), 7V為實驗動物的數量(個)，/為持續(xù)時間(天)。
6、 按照權利要求5所述的淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定方法，其 特征在于，所述步驟(2)中，現場測定設兩個處理組，包括實驗動物的處理組以及對照組，對照組中不放置實驗動物，每組至少設置3個重復；對照組收集的沉 積物為自然沉積物，而包含實驗動物的處理組所收集的沉積物是實驗動物所產生 的生物沉積物與自然沉積物的混合物。
7、 按照權利要求6所述的淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定方法，其 特征在于，^測定放置實驗動物的生物沉積物捕集器所收集的沉積物以及對照捕 集器所收集的沉積物中某種組份或元素的含量時，即沉積物中有機質、有機碳、 有機氮、無機磷、有機磷、總磷、生物硅或各種重金屬含量等，將得到潮間帶雙 殼貝類對這些組份或元素的生物沉積速率。
8、 按照權利要求5所述的淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定方法，其 特征在于，所述步驟(l)中，選#^氐潮、當海底露出水面時，將外桶固定在海底 中，外桶露出地面5 20厘米。
9、 按照權利要求5所述的淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定方法，其 特征在于，夕卜桶內徑比生物沉積物捕集器的桶外徑大0.5 2厘米。
10、 按照權利要求5所述的淺水區(qū)雙殼貝類生物沉積作用的現場測定方法， 其特征在于，雙殼貝類為扇貝、牡蠣或貽貝等棲息在海底表面上的雙殼貝類。
全文摘要
本發(fā)明涉及到海洋動物生態(tài)學的實驗技術，具體地說是一種淺水區(qū)潮間帶雙殼貝類生物沉積作用的現場測定方法和裝置，解決現有技術中不能準確反應潮間帶底棲貝類所處的水環(huán)境，尤其是海水中顆粒物濃度這一環(huán)境因子等問題。該裝置設有生物沉積物捕集器及外桶，生物沉積物捕集器設置于外桶中。生物沉積物捕集器包括桶、漏斗和瓶，漏斗和瓶設置于桶內，瓶設置于桶內底部，漏斗與瓶連通，桶頂部通過第一層網片遮蓋，漏斗頂部通過第二層網片遮蓋，實驗動物放置在第二層網片上、位于兩層網片之間。利用所述的裝置，貝類所產生的生物沉積物以及自然沉積物，沉積于捕集器漏斗下方的瓶中。采用本發(fā)明可以于海區(qū)現場精確得淺水區(qū)潮間帶雙殼貝類的生物沉積作用。
文檔編號G01N1/02GK101660980SQ200910018528
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權日2009年9月11日
發(fā)明者喬納森·格蘭特, 鷹 劉, 毅 周, 濤 張, 楊紅生, 琳 魯 申請人:中國科學院海洋研究所