自动调控式水生动物选择与回避温度观测装置 【技术领域】
本发明涉及一种用于研究观测水生动物对环境温度选择与回避要求和适应性的观测实验装置。
背景技术
温度是影响水生动物生命活动的最主要环境因子之一，不同的水生动物对环境温度的要求不同。在热电厂、火电站和核电站规划设计和工程建设中必须考虑温排水对水域生物资源产生的热效应问题，电站的温排水可能成为热污染的主要因素，热影响生态学是水域生态学研究的重要组成部分。为此，通过模拟试验研究，快速了解水生动物对温度的主动选择和回避情况，用以评价电站热废水排放对水域生物资源的影响，或者快速掌握水生经济养殖动物或外来引种动物对环境温度的要求及其适应性，以指导水产养殖工作，具有重要意义。但目前尚没有可用于上述目的要求地实用的观测研究实验装置。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种能快速了解水生动物对温度的主动选择和回避情况的自动调控式水生动物选择与回避温度观测装置。
本发明所设计的所述装置的结构，具有一个呈圆筒形的，其中装有淡水或海水实验介质的隔热型观测室，所说的观测室的侧壁设有观测窗，顶部具有一个活动的隔热顶盖，在该顶盖上设有照明装置，上述具有隔热顶盖的隔热型观测室对观测室中的实验介质具有良好的隔热保温作用，并能保持装置内的安定。在观测室的底部设置一个呈同心螺旋形的具有冷却降温功能的冷却管，该冷却管的制冷温度由一自动控温循环致冷器调控，在该观测室的上部设置一个呈同心螺旋形的具有加热升温功能的加热管，该加热管的加热温度由一自动控温加热器调控，上述冷却管和加热管分别对观测室中的实验介质起冷却降温和加热升温的作用，使观测室底层实验介质降至预定的低温，使其表层实验介质上升至预定的高温，形成一个从上而下保持连续均衡的热纵向垂直分布梯度，通过自动控温循环致冷器和自动控温加热器的调控，其温度梯度范围可以自动调节在15～40℃之间。在观测室中设有转动叶轮，该转动叶轮通过提拉轴套装在位于观测室中轴部位的支轴上，转动叶轮可绕所述的支轴转动，并可通过提拉轴在观测室中自由上下活动，加快介质的热量交流，以促使介质中各温层的快速形成。
上述所说的观测窗设置在沿观测室的侧壁120°均布的三个方位的上、下部位上，以便于对装置内的观测动物的活动情况进行全方位的观测。
本发明的自动调控式水生动物选择与回避温度观测装置，可以根据所观测的水生动物的生态习性的需要，在装置的观测室中设置有水生动物攀附配件。对于营游泳生活的鱼类，绝大多数时间分布于水层中，能主动趋向并停留于适宜的温度层中，因此无须配置攀附配件；对于营底栖生活的虾类，绝大多数时间在底部生活，虾类具有攀爬习性，只有在游泳过程中才出现短时间在水层中停留，这时，往往需要有攀附配件，虾类利用攀附配件主动趋向并停留于适宜的温度层中，其攀附配件可以由不锈钢条制成长方形框架，缝上网衣，网衣孔为0.5～2.0cm，可将若干个这种攀附配件放置于观测室中的不同部位即可；对于依靠足丝运动的营附着生活的贝类，可以在观测室中放置可供其足丝附着的附着基作为攀附配件，即可供实验贝类攀附。
本观测实验装置轻便，结构简单，易装卸，能形成均衡稳定的温度梯度并进行自动化调控，动物观测方便，实验结果可以快速而清楚地反映动物生活史的不同发育阶段在不同驯化温度条件下或在自然状态下的温度选择性，适用于不同发育阶段的鱼、虾和具有足丝的贝类等，可在多种鱼、虾类的热影响生态学及热能代谢等科研实验中应用。
【附图说明】
图1为本发明的自动调控式水生动物选择与回避温度观测装置一实施例的外形结构示意图；
图2为图1装置的内部结构示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明装置的实施例的结构细节作进一步的详细描述：
如图1、2所示，1为本自动调控式水生动物选择与回避温度观测装置的观测室，采用导热系数小，具有良好隔热性能的轻质材料制造，观测室为圆筒形，高150cm，直径75cm，有效容积达620L，圆筒形和大容量可使实验动物活动自如，观测室的侧壁设有观测窗11，观测窗设置在沿侧壁120°均布的三个方位的上、下部位上，观测室的顶部有活动的隔热顶盖12，在顶盖上设有照明光源10，在观测室的底部设有冷却管2，上部设有加热管3，冷却管2作为冷却蒸发器连接到自动控温循环致冷器8上，加热管连接到自动控温加热器9上，冷却管2和加热管3都为同心螺旋形，自动控温循环致冷器8通过温度传感器15对冷却管2冷却温度进行自动调控，自动控温加热器9通过温度传感器16对加热管3的加热温度进行自动调控。在观测室的中轴部位有一固定支轴6，活动叶轮4及其提拉轴5套装在支轴6上，通过提拉轴6可使活动叶轮4沿支轴在观测室中上下活动，并可绕支轴自由转动，该提拉轴5从观测室的顶盖12伸出可以手动或电动方式控制活动叶轮4活动。在观测室的内壁刻制有明晰的深度刻度线13，可以通过观测窗11从各个方位看到动物所处的温度层。7为放置在观测室中的不锈钢框架网式攀附配件。
进行观测实验时，在观测室中装入实验介质，对淡水水生动物用淡水，对海水水生生物用海水，然后分别调控自动控温循环致冷器和自动控温加热器使观测室的实验介质底层和表层的温度到设定的低温和高温，通过转动叶轮的运动加速热量交流，使观测室中的实验介质形成从上到下垂直分布的稳定温度层，其温度梯度范围可调节在15℃～40℃之间。这时就可对观测装置中的实验水生动物的生活进行实验观测。
本观测装置的应用效果如下：
应用“自动调控式水生动物选择与回避温度观测装置”测试3种海水重要经济鱼类和3种重要经济虾类的选择与回避温度。初始时装置内的水温与动物驯化温度相同，使实验动物容易适应新的环境，减少应激反应。观察记录动物在无温度梯度的水中的分布情况5次，作为实验的参考依据。然后调节水体温度层，使其形成预定的一纵向连续均衡的温度梯度，每小时观测一次鱼在这一纵向温度梯度中的位置和活动情况，记录相应的温度，连续观测10次，然后，将出现在每一温度梯度中动物的数量进行数理统计，出现频数最高的那一温度为该种动物的选择最适温度，超出适宜温度上限产生回避反应的温度为高温回避温度，结果如下。
1.1 三种鱼类选择与回避温度
表1 三种鱼类的选择与回避温度值
实验结果表明，在25～33℃不同的驯化温度下，黑鲷的选择最适温度为22.3～32.5℃，平鲷为20.7～31.5℃，细鳞为30.9～34.9℃。为了比较鱼类选择最适温度与最适生长温度之间的关系，进行了黑鲷、平鲷和细鳞三种鱼类的最适生长温度试验，经过20d的试验期，属暖温性种类的黑鲷、平鲷，其最适生长温度均为28℃；而属暖水性种类的细鳞最适生长温度为32℃。在25-33℃四种温度驯化下，这三种鱼的选择最适温度平均值分别为28.6℃、28.1℃和32.8℃，其数值很接近它们的最适生长温度。由此可见，可以用与活动和代谢有关的某个特殊功能的最适温度代替某种鱼类的最适生长温度。利用选择与回避温度值可以快速和准确地测定鱼类的最适生长温度和适宜温度范围。
1.2三种虾类选择与回避温度
表2三种虾类的选择与回避温度值 种类 驯化 高温回 温度 避温度 (℃) ℃ 选择适宜温度范围(℃) 数量 体长 (尾) (mm)上限 选择最适温度 下限 斑节对虾 25 32.8 28 33.4 31 35.2 34 33.2 35 35.331.7 26.4 20.232.6 29.5 19.233.8 31.4 28.032.2 32.2 25.333.9 32.5 27.0 10 50～55 脊尾白虾 25 33.1 28 34.2 31 33.5 34 34.2 35 34.531.1 27.0 24.032.6 27.5 24.431.2 28.2 24.433.2 29.2 25.133.5 29.6 25.5 10 17～22 近缘新对虾 25 35.8 28 35.6 31 36.8 34 36.1 37 36.833.8 30.7 24.234.4 30.8 25.235.8 31.9 24.634.9 32.5 27.135.5 33.1 26.8 10 45～50
结果表明：在25～35℃驯温范围内，斑节对虾的选择最适温度为26.4～32.5℃、高温回避温度为32.8～35.3℃：脊尾白虾选择最适温度为27.0～29.6℃，高温回避温度为33.1～34.5℃；而在25～37℃驯温下近缘新对虾选择最适温度为30.7～33.1℃，高温回避温度为35.6～36.8℃。不同物种温度选择性不同，高温回避反应也存在着差异。