專利名稱：：監(jiān)測(cè)自然海域造礁石珊瑚生長(zhǎng)鈣化率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于珊瑚礁生理生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域，涉及一種監(jiān)測(cè)自然海域造礁石珊瑚生長(zhǎng)鈣化率的方法。
背景技術(shù)：
：精確測(cè)量自然海域造礁石珊瑚生長(zhǎng)率或鈣化率可以分析其所受到環(huán)境脅迫的壓力，與某些環(huán)境因子的相關(guān)性及受其影響的強(qiáng)度。如果采用某一珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)種作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，則可以反映該系統(tǒng)整體的生長(zhǎng)狀況。因此該方法是珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)研究的重要手段。它可以用于定量探討造礁石珊瑚生長(zhǎng)率或鈣化率的季節(jié)變化，年際變化等，可以精確衡量珊瑚體乃至珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)在某一特定時(shí)期內(nèi)生長(zhǎng)狀況、受脅迫狀況并能反應(yīng)珊瑚礁健康狀況。目前我國(guó)沿岸海區(qū)珊瑚礁普遍受到環(huán)境污染、人為破壞等諸多復(fù)雜因素的共同作用，正處在不斷衰退的過程中，如能定期對(duì)珊瑚礁生長(zhǎng)和健康狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)珊瑚礁的保護(hù)和研究將是十分有價(jià)值的。但是珊瑚礁在短期內(nèi)的變化往往是很細(xì)微的，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法很難捕捉到這種變化。目前我國(guó)的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)主要采用傳統(tǒng)的樣帶調(diào)查方法，雖然能夠反映珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，如各種覆蓋率、死亡率、底質(zhì)類型等，但捕捉不到珊瑚礁的細(xì)微變化，從而無法進(jìn)行精確的時(shí)空差異性研究。通過野外現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)珊瑚體能夠更精確地反映自然海域造礁石珊瑚的各種生理指標(biāo)及其受環(huán)境因子影響的水平。因此，在國(guó)內(nèi)外的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)研究中是一種廣泛采用而又十分有效的實(shí)驗(yàn)方法。但是在以往的現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，通常有兩種做法，第一，將實(shí)驗(yàn)珊瑚體固定在較大塊的基底上，無法進(jìn)行移動(dòng)及稱量，因此不適合本方法使用；第二，將實(shí)驗(yàn)對(duì)象粘在小塊的PVC板上，但很難阻止其它生物的附著，對(duì)稱量精度造成較大誤差。本發(fā)明專門針對(duì)這些問題進(jìn)行了改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種高精度的監(jiān)測(cè)自然海域造礁石珊瑚生長(zhǎng)鈣化率的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種監(jiān)測(cè)自然海域造礁石珊瑚生長(zhǎng)鈣化率的方法，其包括以下步驟(1)在珊瑚礁分布海域安置一基座，并在該基座上安裝一珊瑚固定基座；(2)在珊瑚礁分布海域采集珊瑚體，利用稱量裝置在預(yù)定液體內(nèi)稱量珊瑚體的相對(duì)重量M0；然后使用水下膠將其粘在一珊瑚收容基座內(nèi)，放置自然風(fēng)干，珊瑚收容基座與珊瑚體形成一連接體，通過上述稱量裝置在預(yù)定液體內(nèi)稱量該連接體的初始相對(duì)重量M1；(3)將珊瑚收容基座通過一連接件與珊瑚固定基座組裝連接，并在珊瑚礁分布海域原位馴養(yǎng)一段時(shí)間；(4)進(jìn)行第i次測(cè)量將連接件與珊瑚固定基座分離，使珊瑚收容基座與連接件脫離珊瑚礁分布海域，并將連接件與珊瑚收容基座分離，利用步驟(2)中的稱量方法，稱量連接體的相對(duì)重量Mi+1；(5)再將珊瑚收容基座通過連接件與珊瑚固定基座組裝連接，在該珊瑚礁分布海域養(yǎng)殖時(shí)間、后，再重復(fù)步驟(4)，記錄經(jīng)過時(shí)間、后連接體相對(duì)重量Mi+2；(6)(Mi+2-Mi+1)為實(shí)驗(yàn)珊瑚體在ti時(shí)間段內(nèi)增加的相對(duì)重量，設(shè)珊瑚體密度為P則其在、時(shí)間段內(nèi)絕對(duì)鈣化生長(zhǎng)量Ci=(Mi+2-Mi+1)*Pi/(P「P)(1)；(M1-M0)為珊瑚收容基座的相對(duì)重量；(Mw-(M1-Mtl))為第i次測(cè)量初始時(shí)實(shí)驗(yàn)珊瑚體的相對(duì)重量，其絕對(duì)重量Ci0=(Mw-(M1-M0))*P1Z(P1-P)(2)；(1)、(2)相除，再除以時(shí)間、得單位重量珊瑚體在單位時(shí)間內(nèi)的鈣化生長(zhǎng)率R。al為Rcal=(Mi+2-Mi+1)/(Mitl-M+M0)Ai(3)步驟(2)中，珊瑚收容基座與連接件連接后，在其連接處涂上一層玻璃膠，并在步驟(4)中稱量連接體的相對(duì)重量時(shí)，將該玻璃膠剝離。該稱量裝置包括用于放置測(cè)量天平的稱量室、設(shè)于稱量室下的防濺室及設(shè)于防濺室下的儲(chǔ)水室，稱量室與防濺室的接觸面及防濺室與儲(chǔ)水室的接觸面上均設(shè)有稱量孔，且兩稱量孔中心線重合，該測(cè)量天平通過穿設(shè)兩稱量孔的稱量鉤掛住位于儲(chǔ)水室的稱量物體；利用該稱量裝置的稱量方法包括以下步驟a、將該稱量裝置置于水平界面上，并向儲(chǔ)水室注入清潔海水；b、將測(cè)量天平放入稱量室中，使測(cè)量天平稱量孔對(duì)準(zhǔn)兩稱量孔，并掛上稱量鉤；C、將該珊瑚體置于儲(chǔ)水室中，并通過測(cè)量天平稱量珊瑚體各個(gè)階段的相對(duì)重量Mc^MpM2或M3。該預(yù)定液體，指特定密度的海水，每次稱量之前調(diào)節(jié)其密度至統(tǒng)一值O。具體調(diào)節(jié)方法添加人工海鹽可將海水密度上調(diào)，添加純水可將其下調(diào)。該珊瑚體密度，根據(jù)以往的野外測(cè)量結(jié)果，同種珊瑚體密度時(shí)空差異不大，所以此處近似為一固定值。該相對(duì)重量，為相對(duì)于某種特定液體密度的重量。該基座為水泥板基座，其包括平板及設(shè)于平板下的四個(gè)固定腳，平板上設(shè)有多個(gè)用于安裝珊瑚固定基座的孔洞，固定腳上設(shè)有用于打入珊瑚礁分布海域底質(zhì)的鋼釬。該珊瑚固定基座包括相互連接的第一、第二固定件，該第二固定件穿過孔洞與連接件通過螺紋連接。該珊瑚固定基座、連接件及珊瑚收容基座均由UPE棒材加工而成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明是一種精確監(jiān)測(cè)珊瑚礁生長(zhǎng)鈣化率的方法，該方法測(cè)量精度較高，是珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和研究的一種重要手段。本裝置操作簡(jiǎn)單，方便安裝和拆卸，便于潛水員在海底操作，且可以多次重復(fù)利用。同時(shí)，由于采用無毒無害的UPE(—種工程塑料)和環(huán)氧樹脂為原材料，珊瑚體不會(huì)產(chǎn)生明顯應(yīng)激反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)珊瑚體與自然條件下的珊瑚體生理狀態(tài)基本相似，是進(jìn)行原位實(shí)驗(yàn)的理想裝置。水泥板與UPE珊瑚固定基座采用分體式設(shè)計(jì)，可自由組合，整個(gè)裝置具有可拆解和易于再組裝的特點(diǎn)，方便實(shí)驗(yàn)者將實(shí)驗(yàn)珊瑚體移到不同的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)。這樣可以提高對(duì)實(shí)驗(yàn)珊瑚體的利用，同時(shí)也可以提高對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的利用。圖1是本發(fā)明的基座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是珊瑚固定基座、連接件及珊瑚收容基座的分解結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的稱量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，如圖1及圖2所示，本發(fā)明公開了一種監(jiān)測(cè)自然海域造礁石珊瑚生長(zhǎng)鈣化率的方法，其包括以下步驟(1)在珊瑚礁分布海域安置如圖1所示的水泥板基座，該基座為水泥板基座，其包括平板6及設(shè)于平板6下的四個(gè)固定腳7，平板6上設(shè)有多個(gè)用于安裝珊瑚固定基座的孔洞5，固定腳7上設(shè)有用于打入珊瑚礁分布海域底質(zhì)的鋼釬。安裝時(shí)應(yīng)避免蓋住現(xiàn)場(chǎng)的珊瑚，將四個(gè)固定腳7上露在外面的鋼釬打入底質(zhì)中，操作時(shí)可以在平板6的四個(gè)角上墊一塊木板，然后使用鐵錘輪流錘打四個(gè)角。(2)將珊瑚固定基座安裝到水泥板基座上。該珊瑚固定基座包括相互連接的第一、第二固定件1、2，該第二固定件2穿過孔洞5與連接件3通過螺紋連接。該珊瑚固定基座、連接件3及珊瑚收容基座4均由UPE棒材加工而成。(3)在該珊瑚礁分布海域采集實(shí)驗(yàn)珊瑚體，使用電線鉗將其剪成8cm長(zhǎng)左右的小段的珊瑚體，采用浮力稱量法(亦稱“浸沒稱量法”，即將被稱量對(duì)象浸沒在一種已知密度的液體中，稱量其相對(duì)重量)稱量其相對(duì)重量，記錄珊瑚體初始相對(duì)重量禮。然后，將其中一端用干布揩干，然后使用水下膠將其粘在珊瑚收容基座內(nèi)，如圖2所示。放置，自然風(fēng)干20分鐘，即為水下膠凝固時(shí)間。采用浮力稱量法稱量珊瑚收容基座與珊瑚體的連接體，記錄連接體初始相對(duì)重量Mp接著將珊瑚收容基座4安裝在連接件3上，揩干，在珊瑚收容基座4及其與連接件3的連接處涂上一層玻璃膠，原因是，在自然海域中的物體很容易附著其它生物，使被附著對(duì)象的重量發(fā)生變化，在表面涂上一層玻璃膠，稱量其重量時(shí)剝?nèi)ゲＡz，可以較為真實(shí)地反映珊瑚體在特定時(shí)間內(nèi)的生長(zhǎng)鈣化量。放置，風(fēng)干10分鐘，不要暴曬。(4)將步驟(3)中形成的連接體3安裝到珊瑚固定基座上，由于整個(gè)部件密度略大于海水，所以這些部件不會(huì)漂浮到水面上，將連接件3與第二固定件2組裝起來，組裝時(shí)避免用手扭壓珊瑚收容基座4部分。(5)原位暫養(yǎng)2個(gè)月左右。(6)進(jìn)行第i次測(cè)量。將連接件3與珊瑚固定基座分離，帶到岸上，剝?nèi)ド汉魇杖莼?表面的玻璃膠，采用浮力稱量法稱量連接體的相對(duì)重量Mi+1。然后再將連接件3與珊瑚收容基座4重新組裝在一起，涂上玻璃膠，放置，風(fēng)干10分鐘，重復(fù)過程4。原位養(yǎng)殖時(shí)間、后，再重復(fù)稱量，記錄經(jīng)過時(shí)間^后連接體相對(duì)重量Mi+2。(7)(Mi+2-Mi+1)為實(shí)驗(yàn)珊瑚體在、時(shí)間段內(nèi)增加的相對(duì)重量，設(shè)珊瑚體密度為P則其在、時(shí)間段內(nèi)絕對(duì)鈣化生長(zhǎng)量Ci=(Mi+2-Mi+1)*ρ/(ρ「ρ)(1)；(M1-M0)為珊瑚收容基座的相對(duì)重量；(Mi+1-(M1-M0))為第i次測(cè)量初始時(shí)實(shí)驗(yàn)珊瑚體的相對(duì)重量，其絕對(duì)重量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(1)、(2)相除，再除以時(shí)間、得單位重量珊瑚體在單位時(shí)間內(nèi)的鈣化生長(zhǎng)率R。al為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>重復(fù)步驟(6)、(7)。可以積累實(shí)驗(yàn)珊瑚體在不同時(shí)期的生長(zhǎng)率數(shù)據(jù)，從而為研究和監(jiān)測(cè)該珊瑚礁提供更精確的定量數(shù)據(jù)。當(dāng)在幾個(gè)珊瑚礁海域同時(shí)進(jìn)行，就可以進(jìn)行珊瑚礁生長(zhǎng)鈣化率時(shí)空差異性分析。如果使用幾種優(yōu)勢(shì)種作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能在一定程度上能夠反映出該珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的總體生長(zhǎng)狀況及在過去一段時(shí)期內(nèi)受脅迫情況。如圖3所示，該稱量裝置包括用于放置測(cè)量天平的稱量室8、設(shè)于稱量室8下的防濺室9及設(shè)于防濺室9下的儲(chǔ)水室10，稱量室8與防濺室9的接觸面及防濺室9與儲(chǔ)水室10的接觸面上均設(shè)有稱量孔11，且兩稱量孔11中心線重合，該測(cè)量天平通過穿設(shè)兩稱量孔11的稱量鉤掛住位于儲(chǔ)水室10的稱量物體；利用該稱量裝置的稱量方法包括以下步驟a、將該稱量裝置置于水平界面上，并向儲(chǔ)水室10注入清潔海水；b、將測(cè)量天平放入稱量室8中，使測(cè)量天平稱量孔對(duì)準(zhǔn)兩稱量孔11，并掛上稱量鉤；C、將該珊瑚體置于儲(chǔ)水室10中，并通過測(cè)量天平稱量珊瑚體各個(gè)階段的相對(duì)重量M0、M1、M2或M3.本實(shí)施例中，該測(cè)量天平為電子天平，且電子天平通過蓄電池供電。該防濺室9用于防止下層儲(chǔ)水室10的水濺到天平上，同時(shí)還減少了下方空氣擾動(dòng)給稱量帶來的影響。該儲(chǔ)水室10用于盛放稱量水體。該稱量裝置由壓克力板制成，便于從不同角度讀數(shù)，該材料具有較好的耐磨性和抗沖擊能力，同時(shí)其材質(zhì)較輕，便于攜帶。使用蓄電池供電，解決了野外用電困難的問題。使用壓克力材料制作，使得整個(gè)裝置美觀、耐用。具體地，水泥板基座共有9個(gè)孔洞，每?jī)蓚€(gè)孔洞之間的最小距離控制在20cm以上，以防止實(shí)驗(yàn)珊瑚體間的相互影響，比如遮光效應(yīng)等。由于水下操作不方便以及UPE材料成本較高，水泥板不宜過厚。發(fā)明人按上述方法于2009年6月至9月在中國(guó)海南省三亞鹿回頭使用了本發(fā)明。實(shí)驗(yàn)珊瑚體在鹿回頭珊瑚礁海域暫養(yǎng)了3個(gè)月(6、7、8月)，8月12日進(jìn)行第二次稱量(M2),9月4日進(jìn)行第三次稱量(M3)，其間24天。測(cè)量結(jié)果及珊瑚體單位重量生長(zhǎng)率計(jì)算結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求一種監(jiān)測(cè)自然海域造礁石珊瑚生長(zhǎng)鈣化率的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)在珊瑚礁分布海域安置一基座，并在該基座上安裝一珊瑚固定基座；(2)在該珊瑚礁分布海域采集珊瑚體，利用稱量裝置在預(yù)定液體內(nèi)稱量珊瑚體的相對(duì)重量M0，開始測(cè)量之前調(diào)節(jié)預(yù)定液體的密度至統(tǒng)一值ρ；然后使用水下膠將其粘在一珊瑚收容基座內(nèi)，放置自然風(fēng)干，珊瑚收容基座與珊瑚體形成一連接體，通過上述稱量裝置在預(yù)定液體內(nèi)稱量該連接體的初始相對(duì)重量M1；(3)將珊瑚收容基座通過一連接件與珊瑚固定基座組裝連接，并在珊瑚礁分布海域原位馴養(yǎng)一段時(shí)間；(4)進(jìn)行第i次測(cè)量將連接件與珊瑚固定基座分離，使珊瑚收容基座與連接件3脫離珊瑚礁分布海域，并將連接件與珊瑚收容基座分離，利用步驟(2)中的稱量方法，稱量連接體的相對(duì)重量Mi+1；(5)再將珊瑚收容基座通過連接件與珊瑚固定基座組裝連接，在該珊瑚礁分布海域原位馴養(yǎng)時(shí)間段ti后，再重復(fù)步驟(4)，記錄經(jīng)過時(shí)間ti后連接體的相對(duì)重量Mi+2；(6)(Mi+2-Mi+1)為實(shí)驗(yàn)珊瑚體在ti時(shí)間段內(nèi)增加的相對(duì)重量，設(shè)珊瑚體密度為ρ1，則其在ti時(shí)間段內(nèi)絕對(duì)鈣化生長(zhǎng)量Ci＝(Mi+2-Mi+1)*ρ1/(ρ1-ρ)(1)；(M1-M0)為珊瑚收容基座的相對(duì)重量；(Mi+1-(M1-M0))為第i次測(cè)量初始時(shí)實(shí)驗(yàn)珊瑚體的相對(duì)重量，其絕對(duì)重量Ci0＝(Mi+1-(M1-M0))*ρ1/(ρ1-ρ)(2)；(1)、(2)相除，再除以時(shí)間ti得單位重量珊瑚體在單位時(shí)間內(nèi)的鈣化生長(zhǎng)率Rcal為Rcal＝(Mi+2-Mi+1)/(Mi+1-M1+M0)/ti(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)自然海域造礁石珊瑚生長(zhǎng)鈣化率的方法，其特征在于，步驟(2)中，珊瑚收容基座與連接件連接后，在其連接處涂上一層玻璃膠，并在步驟(4)中稱量連接體的相對(duì)重量時(shí)，將該玻璃膠剝離。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)自然海域造礁石珊瑚生長(zhǎng)鈣化率的方法，其特征在于，該稱量裝置包括用于放置測(cè)量天平的稱量室、設(shè)于稱量室下的防濺室及設(shè)于防濺室下的儲(chǔ)水室，稱量室與防濺室的接觸面及防濺室與儲(chǔ)水室的接觸面上均設(shè)有稱量孔，且兩稱量孔中心線重合，該測(cè)量天平通過穿設(shè)兩稱量孔的稱量鉤掛住位于儲(chǔ)水室的稱量物體；利用該稱量裝置的稱量方法包括以下步驟a、將該稱量裝置置于水平界面上，并向儲(chǔ)水室注入清潔海水；b、將測(cè)量天平放入稱量室中，使測(cè)量天平稱量孔對(duì)準(zhǔn)兩稱量孔，并掛上稱量鉤；c、將該珊瑚體置于儲(chǔ)水室中，并通過測(cè)量天平稱量珊瑚體各個(gè)階段的相對(duì)重量M0、M1,M2或M3。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)自然海域造礁石珊瑚生長(zhǎng)鈣化率的方法，其特征在于，該基座為水泥板基座，其包括平板及設(shè)于平板下的四個(gè)固定腳，平板上設(shè)有多個(gè)用于安裝珊瑚固定基座的孔洞，固定腳上設(shè)有用于打入珊瑚礁分布海域底質(zhì)的鋼釬。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)測(cè)自然海域造礁石珊瑚生長(zhǎng)鈣化率的方法，其特征在于，該珊瑚固定基座包括相互連接的第一、第二固定件，該第二固定件穿過孔洞與連接件通過螺紋連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測(cè)自然海域造礁石珊瑚生長(zhǎng)鈣化率的方法，其特征在于，該珊瑚固定基座、連接件及珊瑚收容基座均由UPE棒材加工而成。全文摘要本發(fā)明公開一種監(jiān)測(cè)自然海域造礁石珊瑚生長(zhǎng)鈣化率的方法，包括以下步驟1、在珊瑚礁分布海域安置一基座，其上安裝珊瑚固定基座；2、采集珊瑚體，利用稱量裝置在預(yù)定液體內(nèi)稱量其相對(duì)重量M0；將其粘在珊瑚收容基座內(nèi)形成連接體，風(fēng)干，通過上述稱量方法稱量連接體的相對(duì)重量M1；3、將珊瑚收容基座通過連接件與珊瑚固定基座連接，并在珊瑚礁分布海域原位馴養(yǎng)一段時(shí)間；4、將珊瑚收容基座脫離珊瑚礁分布海域，稱量連接體的相對(duì)重量Mi+1；5、將珊瑚收容基座通過連接件與珊瑚固定基座連接，在珊瑚礁分布海域養(yǎng)殖時(shí)間ti后，重復(fù)步驟4，記錄經(jīng)過時(shí)間ti后連接體相對(duì)重量Mi+2；6、通過(Mi+2-Mi+1)/(Mi+1-M1+M0)/ti得到單位重量的珊瑚體在ti時(shí)間段內(nèi)的鈣化生長(zhǎng)速率。文檔編號(hào)G01N5/00GK101806693SQ201010127780公開日2010年8月18日申請(qǐng)日期2010年3月16日優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日發(fā)明者葉承,張成龍,張?jiān)￡?李秀保,楊劍輝,練健生,黃暉,黃潔英,黃良民申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所