一种红树林种养耦合模式模拟平台及方法与流程

本发明涉及红树林种植-水产养殖耦合，尤其涉及一种红树林种养耦合模式模拟平台及方法。

背景技术：

1、红树林生长在热带、亚热带海岸潮间带的常绿乔木或灌木组成的湿地木本植物群落，在净化海水、防风减灾、固碳储碳、维护生物多样性等方面发挥重要作用，也是鱼、虾、蟹、贝类等经济生物的栖息和繁殖场所，具有重要的生态和经济价值。

2、红树植物对水体中过量的n、p、重金属等污染物具有净化作用，可减少养殖病害的发生。红树植物的种类众多，不同种类的红树植物净化效果不同。红树植物可为共生的经济动物提供营养支持，红树植物和经济动物的耦合共生适应性越好，提供的营养支持力度越大。同时，红树植物的凋落物分解会消耗水体中的溶解氧，会使水环境恶化，影响经济动物生长。红树植物对水体的净化作用和对共生经济动物的营养支持功能，可以改善经济动物的生存环境，促进经济动物的生长。由于不同红树林种植-水产养殖耦合模式的生态效应和经济价值不同，目前研究主要在自然滩涂区域构建红树林种植—养殖耦合系统，通过现场实验来获取种养耦合模式的关键技术参数。但在自然滩涂海域构建红树林种植—养殖耦合系统，施工强度和难度大，耗资巨大，周期长，且红树林的种植工作仍需通过人工手动操作完成，费时费力。因此，需提供一种准确高效的红树林种养耦合模式模拟平台解决上述问题，为构建最优的红树林种养耦合模式提供关键参数，探索红树林营造与水产养殖的双赢之路。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供了一种红树林种养耦合模式模拟平台及方法。

2、为达上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、本发明提供了一种红树林种养耦合模式模拟平台，所述一种红树林种养耦合模式模拟平台包括种养耦合机构以及栽种辅助机构：

4、所述种养耦合机构包括第一缸体，所述第一缸体呈圆柱形，所述第一缸体的侧面开设有进出口，所述进出口处通过铰链安装有第一开合门，所述第一缸体上连接有导水管，所述导水管上安装有定时流量电磁阀，且所述导水管连接供水系统，所述第一缸体内嵌有第二缸体；

5、所述第二缸体呈圆柱形，所述第二缸体开设有相同的所述进出口，所述进出口处通过铰链安装有第二开合门，且位于所述第二缸体上方设置有栽种辅助机构；

6、所述栽种辅助机构包括可移动支撑架，所述可移动支撑架底部安装有万向脚轮，所述可移动支撑架上设置有横梁，所述横梁上焊接有第一栽种模组；

7、所述第一栽种模组包括两条对称设置的l型固定条，两条所述l型固定条之间连接导轨框，所述导轨框中部贯穿嵌有导轨柱，所述导轨柱后端固定有两个第一轴承架，两个所述第一轴承架同时贯穿滚珠丝杆，所述滚珠丝杆上连接有滚珠丝杆导块，所述滚珠丝杆导块固定于所述导轨框侧面，所述滚珠丝杆的一端通过联轴器连接第一伺服电机。

8、进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述第一缸体为透明钢化玻璃材质，所述第一缸体内设置有水质自动测试仪，所述第一缸体内安装有温度调节器，所述第一缸体侧面设置有充气装置，所述充气装置的充气管延伸至第一缸体内部。

9、进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述第一缸体的内底部铺设有第一潮间带底泥，所述第二缸体的内底部铺设有第二潮间带底泥，且所述第二潮间带底泥的铺设高度高于第一潮间带底泥的铺设高度。

10、进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述第一潮间带底泥上放置有多个蚝架，所述第二潮间带底泥可用于栽种红树林苗，且所述第二潮间带底泥上设置有天然礁石。

11、进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述第二开合门的外部缠绕有不锈钢网，且所述第二开合门上设置有门把手，所述第二开合门可在第一缸体内打开。

12、进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述导轨柱前端通过连接条固定有第二栽种模组，所述第二栽种模组包括驱动板，所述驱动板上设置有两个第二轴承架，两个所述第二轴承架上固定有正反螺纹杆，所述正反螺纹杆一端通过联轴器连接第二伺服电机，所述正反螺纹杆上的正反螺纹各连接有一个螺母导块。

13、进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，其中一个所述螺母导块外部铰接有u型连杆一端，所述u型连杆另一端铰接有y型连杆一端，所述y型连杆另一端铰接于另一个螺母导块外部，且所述u型连杆与所述y型连杆铰接处连接有圆弧顶物槽。

14、进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，每个所述螺母导块底部焊接有掘泥板，且两块所述掘泥板对称分布，每块所述掘泥板底部设置有掘泥铲，所述掘泥铲侧面固定有铺泥铲，所述掘泥板底部设置有距离传感器，所述掘泥板侧边安装有水下视觉摄像头。

15、本发明第二方面提供了一种红树林种养耦合模式模拟平台的使用方法，应用于任一项所述的一种红树林种养耦合模式模拟平台，其特征在于，具体包括如下步骤：

16、获取自然滩涂海域在预设时间段内的潮汐规律参数和环境参数，模拟自然潮汐规律以及环境参数，在无红树林种植、单种红树林种植和多种红树林混合种植的情况下，向红树林种养耦合模拟平台投放不同的养殖生物进行模拟种养；

17、模拟种养过程中，定点检测每种养殖生物的生长情况，获取各养殖生物在不同红树林种植情况下的生长参数；其中，所述不同的养殖生物包括鱼、虾、螃蟹、牡蛎、蛤类、底栖星虫等；所述生长参数包括生物体大小、增重率、生物量、密度等；

18、构建气泡图，将所述各养殖生物在不同红树林种植情况下的生长参数导入气泡图中绘制分析，得到各养殖生物在无红树林种植、单种红树林种植和多种红树林混合种植情况下的生长气泡体积；

19、逐一分析各养殖生物在无红树林种植、单种红树林种植和多种红树林混合种植情况下对应的生长气泡体积，得到多个生长气泡体积变化趋势，根据多个所述生长气泡体积变化趋势确定出各养殖生物在无红树林种植、单种红树林种植和多种红树林混合种植情况下的耦合共生效果系数。

20、进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，还包括以下步骤：

21、模拟种养过程中，定点检测分析水产养殖水体的水质，以获取不同红树林种植情况下水产养殖废水的水质指标；其中，所述水质指标包括化学需氧量、生物需氧量、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、氨盐、重金属等；

22、基于大数据网络获取水产养殖水体处于各种不同红树林种植情况下的若干个水质指标合格阈值，引入牛顿插值算法对若干个水质指标合格阈值进行插值拟合，以构建红树林对水产养殖水体水质净化作用的评价模型；

23、将不同红树林种植情况下水产养殖废水的水质指标导入所述评估模型中进行评价，生成无红树林种植的水质净化评价分数、单种红树林种植的水质净化评价分数以及多种红树林混合种植的水质净化评价分数；

24、根据所述无红树林种植的水质净化评价分数、单种红树林种植的水质净化评价分数和多种红树林混合种植的水质净化评价分数确定不同红树林种植情况下对水产养殖水体的水质净化效果，根据水质净化效果为红树林种养耦合模式提供关键参数进行实际应用；

25、综合分析各养殖生物在无红树林种植、单种红树林种植和多种红树林混合种植情况下的耦合共生效果系数以及不同红树林种植情况下对水产养殖水体的水质净化效果参数，规划出最佳的红树林种植—水产养殖耦合方案。

26、本发明的有益技术效果在于：

27、通过第一缸体以及在第一缸体内嵌入第二缸体构建红树林种养耦合模式模拟平台的框架，使得可在第一缸体中和第二缸体中投放不同的养殖生物以及种植不同种类的红树林苗种进一步模拟自然滩涂海域中红树林与养殖生物的耦合共生参数，根据耦合共生参数便可制定出较为合理的红树林种养-水产养殖耦合方案；同时通过设置栽种辅助机构能够在模拟过程中对红树林苗种进行智能化自动栽种，大幅提升了红树林种养耦合模式模拟实验的速率以及红树林种植质量，代替传统人工手动种植的繁琐步骤和劳动输出，省时省力。本发明的应用，为在自然滩涂海域构建最优的红树林种养耦合模式、探索红树林营造与水产养殖的双赢之路提供关键参数和科学依据。