一种土壤形成与演变机理展教系统及演示方法

技术领域

本发明涉及一种土壤形成与演变机理展教系统及演示方法，属于土壤知识展教设备技术领域。

背景技术

土壤圈覆盖于陆地表层，处于大气、生物、岩石、水等圈层的交接面上，是陆地表层系统的连接纽带，支持着地球主要生命过程，保持着生态系统的平衡。土壤也是粮食、纤维、燃料等与人类福祉密切相关的、难以再生的自然资源，在应对或者减缓环境污染、生态退化、能源短缺、气候变化等领域均有不可估量的作用。然而，土壤退化又是当今的世界性难题，全球约33％的土壤因城镇化、水土流失、养分耗竭、盐碱化、干旱化和污染等带来严重挑战，可能引起土壤资源耗竭并导致整个文明的衰败。所以，世界各国越来越重视土壤科学的研究以及土壤科学知识的大众化传播。因此，提供一种用于土壤知识展教的系统成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种土壤形成与演变机理展教系统，用于展教土壤的相关知识，对普及土壤的相关知识具有深渊意义。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种土壤形成与演变机理展教系统，包括箱体本体，所述箱体本体的顶面具有第一平台和第二平台，第一平台的高度高于第二平台，由第一平台至第二平台是高度逐渐降低的平缓过度；第一平台上设有透明样品盒，透明样品盒用于展示土壤的剖面，透明样品盒的顶部具有盖板，盖板覆盖透明样品盒的顶部；箱体的后侧具有竖直设置的背板，背板的高度高于第一平台，所述盖板的一端固定在所述背板上；所述第二平台上方的背板具有第一宣传屏，所述背板上远离所述盖板的一端具有圆形的土壤分布图固定板；所述箱体本体的内安装有顶升装置，所述顶升装置的伸缩端朝向下方，顶升装置的伸缩端和固定板相连，固定板的下部连接有两个平移支架，平移支架上安装有平移滑轮；透明样品盒包括成圆柱状的样品盒本体，所述样品盒本体包括第一储水罐、透明土壤标本罐和集水罐，第一储水罐位于透明土壤标本罐的上方，集水罐位于透明土壤标本罐的下方；所述第一储水罐的下方设有导水管，导水管的顶端和所述第一储水罐连接连通，导水管的下端成密封的锥形结构，导水管的侧壁具有均匀分布的孔位，导水管内填充有海绵体；所述透明土壤标本罐的上端留有开口，透明土壤标本罐的下端具有封板，所述封板上具有均匀分布的第一通孔，所述集水罐的顶部具有集水槽，所述集水槽上具有第二通孔，集水槽通过第二通孔和所述集水罐连通；箱体本体内具有第二储水箱，第二储水箱和所述透明样品盒连通，第二储水箱用于给透明样品盒内的土壤补水；电控柜安装在箱体本体内，电控柜内具有相互独立的第一腔体、第二腔体和第三腔体，电控柜的顶部具有顶部集箱，第一腔体、第二腔体和第三腔体均和顶部集箱连通，电控柜的底部具有底部集箱，第一腔体、第二腔体和第三腔体均和底部集箱连通；箱体本体上安装有进气窗和排气窗，所述第二储水箱内具有降温盘管，进气窗、降温盘管、顶部集箱、电控柜、底部集箱和排气窗依次连通。

前述的一种土壤形成与演变机理展教系统中，所述导水管可插拔的设置在第一储水罐上，所述导水管和第一储水罐的连接处具有橡胶密封环；所述透明土壤标本罐的下部具有环形收口，所述环形收口位于所述集水槽内；所述封板和所述集水槽的底部之间的距离大于或者等于.厘米。

前述的一种土壤形成与演变机理展教系统中，根据权利要求所述的一种具有补水功能的土壤样品盒，其特征在于，所述集水罐的盖体位于集水罐的底部，所述盖体的出水口处具有密封盖；所述第一储水罐和集水罐的外壁上均具有环形的灯带；所述第一储水罐的顶部具有装饰盖，装饰盖覆盖第一储水罐的顶部。

前述的一种土壤形成与演变机理展教系统中，所述箱体本体的底部具有封板，封板上具有缝口，所述平移支架位于所述缝口内。

前述的一种土壤形成与演变机理展教系统中，所述顶升装置是电动顶升装置，所述箱体本体内具有供电装置，所述顶升装置和所述供电装置电连接。

前述的一种土壤形成与演变机理展教系统中，所述箱体本体的侧壁上具有展示装置，所述展示装置位于第一平台下方的箱体本体的侧壁上，展示装置具有倾斜设置的第二宣传屏，所述第二宣传屏是触摸屏。

前述的一种土壤形成与演变机理展教系统中，所述箱体本体上具有若干均匀分布的土壤标本抽屉，所述土壤标本抽屉位于土壤分布图固定板下方的箱体本体的侧壁。

一种土壤形成与演变机理展教方法，包括下述方法：确定土壤形成与演变的过程中环境因素与时间的对应关系，通过控制环境因素的输入以及时间的推演展示土壤的形成与演变。

前述的一种土壤形成与演变机理展教方法中，所述环境因素包括气候因素、生物因素、地形因素；所述气候因素包括温度、湿度、降水；所述生物因素包括单位面积内动物的数量、植物的数量、昆虫的数量；所述地形因素包括高原、平原、盆地、丘陵、山地；通过第二宣传屏确定地形因素后，通过第二宣传屏控制温度、湿度、降水、单位面积内动物的数量、植物的数量、昆虫的数量的输入量以及时间的快进速度通过第一宣传屏演示土壤形成与演变。

与现有技术相比，用于展教土壤的相关知识，对普及土壤的相关知识具有深渊意义。常规状态下，顶升装置处于收缩状态，平移支架和平移滑轮位于所述缝口内。当需要转移位置的时候，通过顶升装置改变为伸张状态，平移支架和平移滑轮伸出缝口以外，将箱体本体顶起，然后就可以推动了，转移动指定位置后改变顶升装置的状态为收缩状态即可。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的结构示意图；

图2是平移支架的一种实施例的结构示意图；

图3是本透明样品盒的一种实施例的结构示意图；

图4是图3的分解图；

图5是图4的另一视角的结构示意图；

图6是降温系统的一种实施例的结构示意图。

附图标记：1-展示装置，2-第二宣传屏，3-箱体本体，4-第一平台，5-透明样品盒，6-盖板，7-背板，8-第一宣传屏，9-土壤分布图固定板，10-第二平台，11-抽屉，12-顶升装置，13-固定板，14-平移支架，15-平移滑轮，16-橡胶密封环，17-环形收口，18-盖体，19-密封盖，20-装饰盖，21-储水罐，22-灯带，23-孔位，24-导水管，25-透明土壤标本罐，26-集水槽，27-集水罐，28-样品盒本体，29-储水箱，30-降温盘管，31-顶部集箱，32-第一腔体，33-电控柜，34-第一控制板，35-底部集箱，36-第二控制板，37-第三控制板，38-第三腔体，39-第二腔体，40-排气窗，41-进气窗。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

本发明的实施例1：一种土壤形成与演变机理展教系统，包括箱体本体3，所述箱体本体3的顶面具有第一平台4和第二平台10，第一平台4的高度高于第二平台10，由第一平台4至第二平台10是高度逐渐降低的平缓过度；第一平台4上设有透明样品盒5，透明样品盒5用于展示土壤的剖面，透明样品盒5的顶部具有盖板6，盖板6覆盖透明样品盒5的顶部；箱体的后侧具有竖直设置的背板7，背板7的高度高于第一平台4，所述盖板6的一端固定在所述背板7上；所述第二平台10上方的背板7具有第一宣传屏8，所述背板7上远离所述盖板6的一端具有圆形的土壤分布图固定板9；所述箱体本体3的内安装有顶升装置12，所述顶升装置12的伸缩端朝向下方，顶升装置12的伸缩端和固定板13相连，固定板13的下部连接有两个平移支架14，平移支架14上安装有平移滑轮15；透明样品盒5包括成圆柱状的样品盒本体28，所述样品盒本体28包括第一储水罐21、透明土壤标本罐25和集水罐27，第一储水罐21位于透明土壤标本罐25的上方，集水罐27位于透明土壤标本罐25的下方；所述第一储水罐21的下方设有导水管24，导水管24的顶端和所述第一储水罐21连接连通，导水管24的下端成密封的锥形结构，导水管24的侧壁具有均匀分布的孔位23，导水管24内填充有海绵体；所述透明土壤标本罐25的上端留有开口，透明土壤标本罐25的下端具有封板，所述封板上具有均匀分布的第一通孔，所述集水罐27的顶部具有集水槽26，所述集水槽26上具有第二通孔，集水槽26通过第二通孔和所述集水罐27连通；箱体本体3内具有第二储水箱29，第二储水箱29和所述透明样品盒5连通，第二储水箱29用于给透明样品盒5内的土壤补水；电控柜33安装在箱体本体3内，电控柜33内具有相互独立的第一腔体32、第二腔体39和第三腔体38，电控柜33的顶部具有顶部集箱31，第一腔体32、第二腔体39和第三腔体38均和顶部集箱31连通，电控柜33的底部具有底部集箱35，第一腔体32、第二腔体39和第三腔体38均和底部集箱35连通；箱体本体3上安装有进气窗41和排气窗40，所述第二储水箱29内具有降温盘管30，进气窗41、降温盘管30、顶部集箱31、电控柜33、底部集箱35和排气窗40依次连通。

实施例2：一种土壤形成与演变机理展教系统，包括箱体本体3，所述箱体本体3的顶面具有第一平台4和第二平台10，第一平台4的高度高于第二平台10，由第一平台4至第二平台10是高度逐渐降低的平缓过度；第一平台4上设有透明样品盒5，透明样品盒5用于展示土壤的剖面，透明样品盒5的顶部具有盖板6，盖板6覆盖透明样品盒5的顶部；箱体的后侧具有竖直设置的背板7，背板7的高度高于第一平台4，所述盖板6的一端固定在所述背板7上；所述第二平台10上方的背板7具有第一宣传屏8，所述背板7上远离所述盖板6的一端具有圆形的土壤分布图固定板9；所述箱体本体3的内安装有顶升装置12，所述顶升装置12的伸缩端朝向下方，顶升装置12的伸缩端和固定板13相连，固定板13的下部连接有两个平移支架14，平移支架14上安装有平移滑轮15；透明样品盒5包括成圆柱状的样品盒本体28，所述样品盒本体28包括第一储水罐21、透明土壤标本罐25和集水罐27，第一储水罐21位于透明土壤标本罐25的上方，集水罐27位于透明土壤标本罐25的下方；所述第一储水罐21的下方设有导水管24，导水管24的顶端和所述第一储水罐21连接连通，导水管24的下端成密封的锥形结构，导水管24的侧壁具有均匀分布的孔位23，导水管24内填充有海绵体；所述透明土壤标本罐25的上端留有开口，透明土壤标本罐25的下端具有封板，所述封板上具有均匀分布的第一通孔，所述集水罐27的顶部具有集水槽26，所述集水槽26上具有第二通孔，集水槽26通过第二通孔和所述集水罐27连通；箱体本体3内具有第二储水箱29，第二储水箱29和所述透明样品盒5连通，第二储水箱29用于给透明样品盒5内的土壤补水；电控柜33安装在箱体本体3内，电控柜33内具有相互独立的第一腔体32、第二腔体39和第三腔体38，电控柜33的顶部具有顶部集箱31，第一腔体32、第二腔体39和第三腔体38均和顶部集箱31连通，电控柜33的底部具有底部集箱35，第一腔体32、第二腔体39和第三腔体38均和底部集箱35连通；箱体本体3上安装有进气窗41和排气窗40，所述第二储水箱29内具有降温盘管30，进气窗41、降温盘管30、顶部集箱31、电控柜33、底部集箱35和排气窗40依次连通。

所述导水管24可插拔的设置在第一储水罐21上，所述导水管24和第一储水罐21的连接处具有橡胶密封环16；所述透明土壤标本罐25的下部具有环形收口17，所述环形收口17位于所述集水槽26内；所述封板和所述集水槽26的底部之间的距离大于或者等于0.5厘米。根据权利要求所述的一种具有补水功能的土壤样品盒，其特征在于，所述集水罐27的盖体18位于集水罐27的底部，所述盖体18的出水口处具有密封盖19；所述第一储水罐21和集水罐27的外壁上均具有环形的灯带22；所述第一储水罐21的顶部具有装饰盖20，装饰盖20覆盖第一储水罐21的顶部。

实施例3：一种土壤形成与演变机理展教系统，包括箱体本体3，所述箱体本体3的顶面具有第一平台4和第二平台10，第一平台4的高度高于第二平台10，由第一平台4至第二平台10是高度逐渐降低的平缓过度；第一平台4上设有透明样品盒5，透明样品盒5用于展示土壤的剖面，透明样品盒5的顶部具有盖板6，盖板6覆盖透明样品盒5的顶部；箱体的后侧具有竖直设置的背板7，背板7的高度高于第一平台4，所述盖板6的一端固定在所述背板7上；所述第二平台10上方的背板7具有第一宣传屏8，所述背板7上远离所述盖板6的一端具有圆形的土壤分布图固定板9；所述箱体本体3的内安装有顶升装置12，所述顶升装置12的伸缩端朝向下方，顶升装置12的伸缩端和固定板13相连，固定板13的下部连接有两个平移支架14，平移支架14上安装有平移滑轮15；透明样品盒5包括成圆柱状的样品盒本体28，所述样品盒本体28包括第一储水罐21、透明土壤标本罐25和集水罐27，第一储水罐21位于透明土壤标本罐25的上方，集水罐27位于透明土壤标本罐25的下方；所述第一储水罐21的下方设有导水管24，导水管24的顶端和所述第一储水罐21连接连通，导水管24的下端成密封的锥形结构，导水管24的侧壁具有均匀分布的孔位23，导水管24内填充有海绵体；所述透明土壤标本罐25的上端留有开口，透明土壤标本罐25的下端具有封板，所述封板上具有均匀分布的第一通孔，所述集水罐27的顶部具有集水槽26，所述集水槽26上具有第二通孔，集水槽26通过第二通孔和所述集水罐27连通；箱体本体3内具有第二储水箱29，第二储水箱29和所述透明样品盒5连通，第二储水箱29用于给透明样品盒5内的土壤补水；电控柜33安装在箱体本体3内，电控柜33内具有相互独立的第一腔体32、第二腔体39和第三腔体38，电控柜33的顶部具有顶部集箱31，第一腔体32、第二腔体39和第三腔体38均和顶部集箱31连通，电控柜33的底部具有底部集箱35，第一腔体32、第二腔体39和第三腔体38均和底部集箱35连通；箱体本体3上安装有进气窗41和排气窗40，所述第二储水箱29内具有降温盘管30，进气窗41、降温盘管30、顶部集箱31、电控柜33、底部集箱35和排气窗40依次连通。

所述导水管24可插拔的设置在第一储水罐21上，所述导水管24和第一储水罐21的连接处具有橡胶密封环16；所述透明土壤标本罐25的下部具有环形收口17，所述环形收口17位于所述集水槽26内；所述封板和所述集水槽26的底部之间的距离大于或者等于0.5厘米。根据权利要求所述的一种具有补水功能的土壤样品盒，其特征在于，所述集水罐27的盖体18位于集水罐27的底部，所述盖体18的出水口处具有密封盖19；所述第一储水罐21和集水罐27的外壁上均具有环形的灯带22；所述第一储水罐21的顶部具有装饰盖20，装饰盖20覆盖第一储水罐21的顶部。

所述箱体本体3的底部具有封板，封板上具有缝口，所述平移支架14位于所述缝口内。所述顶升装置12是电动顶升装置12，所述箱体本体3内具有供电装置，所述顶升装置12和所述供电装置电连接。所述箱体本体3的侧壁上具有展示装置1，所述展示装置1位于第一平台4下方的箱体本体3的侧壁上，展示装置1具有倾斜设置的第二宣传屏2，所述第二宣传屏2是触摸屏。所述箱体本体3上具有若干均匀分布的土壤标本抽屉11，所述土壤标本抽屉11位于土壤分布图固定板9下方的箱体本体3的侧壁。

本发明的一种实施例的工作原理：常规状态下，顶升装置12处于收缩状态，平移支架14和平移滑轮15位于所述缝口内。当需要转移位置的时候，通过顶升装置12改变为伸张状态，平移支架14和平移滑轮15伸出缝口以外，将箱体本体3顶起，然后就可以推动了，转移动指定位置后改变顶升装置12的状态为收缩状态即可。土壤分布图固定板9用于固定土壤分布图，可以使参观者对中国的不同土壤类型的分布有一个大致的了解。第一宣传屏8用于循环播放土壤知识科教片，传播相关的土壤知识。透明样品盒5用于展示土壤的剖面，让人们知道土壤的结构，并且透明样品盒5具有供水系统和余水收集系统，以保持土壤长期处于湿润状态。第二宣传屏8是触摸屏，参观者可以根据自己的需求查阅相关的土壤知识。土壤标本抽屉11内保存有不同类型的土壤，可以使参展者更加直观的了解不同类型土壤的区别。

外界空气经进气窗41、降温盘管30、顶部集箱31进入电控柜33，然后经过底部集箱35和排气窗40排出。在此过程中带走电控柜中各控制板产生的热量。外界空气在经过降温盘管30时，第二储水箱29内的水能够降低空气的温度，从而达到更好的降温效果。第一腔体32内具有第一控制板34，第二腔体39内具有第二控制板36，第三腔体38内具有第三控制板37，第一控制板34、第二控制板36、第三控制板37分别控制展教装置的不同设备，分别位于不同的独立腔体内，能够起到降温更加平均的效果。

第一储水罐21中的水通过导水管进入透明土壤标本罐25中，透明土壤标本罐25中具有土壤标本，通过为土壤标本进行供水，还原土壤在自然环境中的状态，从而使参观者能够更加清楚的了解土壤的相关知识。导水管24内填充有海绵体，是为了减缓水从第一储水罐21流向透明土壤标本罐25的速度，并且可以防止土壤堵塞导水管24。导水管24的下端是锥形，是为了能够更加轻松的将导水管24插入土壤标本中。导水管24和第一储水罐21的连接处具有橡胶密封环16，第一储水罐21顶部的盖子是可以打开的，可以将第一储水罐21放置在透明土壤标本罐25上，然后从第一储水罐21的顶部将导水管24直接插入土壤标本中。透明土壤标本罐25中多余的水通过第一通孔流入集水槽26，然后经第二通孔流入集水罐27收集。

一种土壤形成与演变机理展教方法，包括下述方法：确定土壤形成与演变的过程中环境因素与时间的对应关系，通过控制环境因素的输入以及时间的推演展示土壤的形成与演变。所述环境因素包括气候因素、生物因素、地形因素；所述气候因素包括温度、湿度、降水；所述生物因素包括单位面积内动物的数量、植物的数量、昆虫的数量；所述地形因素包括高原、平原、盆地、丘陵、山地；通过第二宣传屏2确定地形因素后，通过第二宣传屏2控制温度、湿度、降水、单位面积内动物的数量、植物的数量、昆虫的数量的输入量以及时间的快进速度通过第一宣传屏8演示土壤形成与演变。