森林群落生态模拟系统的制作方法

本实用新型属于园林技术领域，涉及一种生态模拟系统，特别是一种园林生态模拟系统。

背景技术：

“城镇森林群落园林植物景观”的概念来自林学“森林群落林业”理论。该理论是一种遵从自然法则，充分利用自然的综合生产力来经营森林的思想，对城镇园林植物景观规划设计具有重要的借鉴意义。以生态学的群落演替和顶级群落的基本理论为依据，选择乡土树种，即当地自然植被中的主要乔、灌木种类，应用“模拟自然”的技术和方法，通过人工营造与自然生长的完美结合，超常规、低造价地营造以当地潜在植被类型为目标，群落结构完整、物种多样性丰富、生物量高、趋于稳定状态、后期完全遵循自然规律的“低养护”甚至“免养护”绿地。它是一种城镇园林绿地建设和植被恢复的新理念和新技术。相比一般的城镇绿地植物景观，其具有如下的内涵和特点：（1）构建和养护成本低；（2）生物多样性丰富；（3）生态效益高；（4）生态系统稳定；（5）地方文化特色显著。

通过对大量相关文献与案例的分析、研究发现，尽管已有诸多学者对我国城镇园林植物景观规划设计理论和实践做了大量工作，并且“生态化”、“节约型”或“森林群落”园林植物景观的研究已有初步发展，但仍存在一些问题，归纳起来包括如下几方面：

（1）城镇森林群落植物景观规划设计的概念不够规范、基本理论体系尚不完善，有必要通过深入研究将其系统化、理论化。目前，我国城镇园林绿化建设较多的还是以传统的园林和林业的相关理论为依据，未能真正从城镇园林植物景观作为城镇生态系统中主体子系统的理论高度，对其组成、结构、功能、评价、规划设计和营建等方面进行系统的理论与实证研究。从已有的理论研究成果和众多的建设实践看，城镇森林群落园林植物景观规划设计有明显的交叉学科性质，目前对已经积累的理论研究成果和实践经验尚缺少系统梳理和理论概括。因此，城镇森林群落园林植物景观规划设计基本理论体系的建立将会有助于指导和规范城镇园林绿化领域的理论研究与建设实践。

（2）现有的城镇园林植物景观规划设计研究未能对植物景观的植物筛选和群落结构、模式构建等方面发挥较好的指导作用。作为应用研究领域的城镇园林绿地森林群落植物景观规划设计在理论研究上刚刚起步，就实践研究而言则更为薄弱。当前，我国城镇园林绿化领域的研究正呈蓬勃发展之势，基于现实需要，人们对城镇园林绿地植物景观规划设计领域的关注更为迫切，人们越来越重视城镇园林绿地作为城镇生态系统中的主体子系统的自身生存发展规律，及其系统的生态服务功能的发挥，并逐渐认识到城镇园林绿地的良性发展和功能发挥与园林植物群落组成、结构和模式的科学合理构建紧密相关。

（3）尚未建立完善的城镇森林群落园林植物景观的量化综合评价模型。确定评价模型的指标体系和指标值是一项难度较大的工作。该模型涉及范围广、内涵丰富、成分多样，如要对城镇园林植物景观的树种组成、结构、生态服务功能等主要属性分别进行定量化研究，再设计综合评价模型，并将其运用到实践中，这是长期的、复杂的、艰巨的系统工程。

（4）缺少对城镇园林“森林群落”植物景观营造方法的研究。通过大量研究与实践，我们发现，目前尚未明确提出地域性的植物群落配置的营建理论和技术规范。尽管有学者提出了“森林群落”的理念，但尚停留在理论层面。城镇园林植物景观规划设计没有重视模拟自然植被，缺乏依据森林群落森林经营和植物群落演替学说中的顶极植物群落理论进行自然森林参考体系的选取、植物种类的选择、群落结构的构建、森林群落植物群落综合评价模型的运用。

所以，建立森林群落生态模拟系统，用于研究对自然环境进行研究，就显得尤为必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种森林群落生态模拟系统，本森林群落生态模拟系统能够方便的用于模拟自然环境，测量系统随外部环境参数的变化的反应，及对人的影响。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现： 一种森林群落生态模拟系统，包括模拟自然环境的实验区块，所述实验区域内配置有群落植物及地理环境模拟物，还包括调节环境参数的调控子系统、环境参数检测子系统、参与体验的志愿者的人体生理参数检测子系统、植物定位排布装置。

在上述的森林群落生态模拟系统，所述地理环境模拟物包括假山、岩石、人工瀑布及河流或胡泊；所述调节环境参数的调控子系统包括空调设备、气流产生装置、照明设备、噪音模拟装置；所述环境参数检测子系统包括氧气浓度检测装置、植物释放生物挥发物检测装置、负氧离子检测装置、噪音检测装置、沉降空气颗粒物检测装置，空气湿度温度检测装置，检测的空气参数传送到计算机上进行分析处理；所述人体生理参数检测子系统包括穿戴式人体生理参数测量装置及远程监控装置。

森林群落生态模拟系统的模拟方法为：根据实际自然环境的比例设置地理环境模拟物的位置、形状及体积；根据生态特点设置高低错落的植物群落；利用所述调节环境参数的调控子系统调控实验区块的环境参数，同时利用所述环境参数检测子系统检测环境参数的变化，并将检测的数据传送给计算机进行存储、分析、处理；所述参与体验的志愿者为根据不同年龄段及体质健康状况进行分组，利用人体生理参数测量装置检测不同组志愿者对环境参数变化的身体反应数据。

在上述的森林群落生态模拟系统，所述植物定位排布装置包括定位模块，所述定位模块包括矩形框架及设置在矩形框架上的导线组，所述导线组为一组平行设置的导线，每根导线的两端固定在矩形框架两个相对的边框上，导线的端头漏出边框外侧，用于与外部电路连接，所述导线组分为设置在横向边框上的横向导线组及设置在纵向边框上的纵向导线组，两组导线组交叉形成网格化的结构，所述横向导线组与纵向导线组的两个导线交叉处设置有一对电极端子，即每个电极端子分别与一个导线电连接，所述每根导线的一端均连接电流或电压控制器；对应每条导线设置有副线，两个交叉的副线之间连接负氧离子测量传感器。每条所述边框上均设置有光学传感器，用于实时监测某个定位模块处的光照，实验测量光照强度或光谱分布对负氧离子产生的影响。

可以利用矩形框架作为植物种植定位装置，将植物种植在框架内或将较小的植物种植在导线构成的网格内，通过网格可实现种植布置的精确定位，也可以将网格埋在土壤中，由于两个电极端子位于土壤中，通过给两个电极端子所在的导线加不同极性的电压使得两电极端子之间产生电压或有电流通过，该电流或电压作用植物的根部可以影响植物的生长及植物负氧离子的释放，根据不同的植物品种控制电压或电流的大小，根据检测的负氧离子的浓度测定负氧离子浓度与电流或电压的大小的对应关系。

在上述的森林群落生态模拟系统，漏出边框外侧的导线端头上设置有可与另一定位模块上的导线端头连接的插接端头，例如实现快速插拔的电插头。这样可以方便的将两个定位模块连接起来组成大的定位模块，同时实现导线的连接，使得控制控制方式不变，实现装置的快速模块化组装，从而根据需要进行所需的实验形式布置。

在上述的森林群落生态模拟系统，还包括盆栽容器，所述盆栽容器底部设置有与每对电极端子对应的电极端子插入孔，使得两电极端子可插入盆栽容器内部的植物根系之间。

在上述的森林群落生态模拟系统，每条所述边框上均设置有管路，管路端部设置有与另一定位模块上的管路连接的通断控制阀。使得不同的定位模块之间通过管路联通，通过控制通断控制阀的组合通断可以控制流体的流向。

在上述的森林群落生态模拟系统，所述管路为通气管路，沿通气管路上设置有喷气孔，用于喷出气流，以便加强植物之间的空气流通，促进该处的植物生长，当然也可以是其他的气体，用于实验不同空气成分的气体或污染物对植物的影响。

在上述的森林群落生态模拟系统，所述管路为通水管路，沿通水管路上设置有喷雾孔，用于喷出水雾，以提高该处的植物周围空气的湿度，配合电流刺激，以便实验空气湿度对负氧离子产生的影响。

与现有技术相比，本森林群落生态模拟系统具有以下优点：

本实用新型利用模块化的定位装置可以根据所需实验的群落布局特点进行灵活的布置，方便测定不同环境或布局对植物产生负氧离子的影响。

研究森林群落园林的各种生态保健功能，从不同层面对森林群落园林的生态保健功能进行综合评价，对于指导人们的游憩与休闲、加强具有生态保健功能的平原绿化建设有着重要意义。通过生态保健型森林群落园林建设，能够为人们创造一个健康宜居的生活环境，控制由于环境问题而引起的疾病，从而减少国家或个人在医疗上的支出。因此，森林群落生态模拟系统不仅具有很强的社会效益，也有巨大的潜在经济效益。同时，森林群落生态模拟系统对有效指导自然环境的可持续发展，满足经济社会发展对自然环境的多功能需求有着重大的意义。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型与花盆配合的示意图；

图3是四个定位模块连接在一起的示意图；

图4是十六个定位模块连接在一起的示意图。

图中，边框1、导线2、导线的端头3、电极端子4、副线5、负氧离子测量传感器51、管路6、通断控制阀7、喷气孔8、喷雾孔9、光学传感器10、花盆11、电极端子插入孔12。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一

一种森林群落生态模拟系统，包括模拟自然环境的实验区块，最好是一片独立的地理区域，所述实验区域内配置有群落植物及地理环境模拟物，例如假山、岩石、人工瀑布及河流或胡泊；还包括调节环境参数的调控子系统，例如空调设备、气流产生装置、照明设备、噪音模拟装置；环境参数检测子系统例如氧气浓度检测装置、植物释放生物挥发物检测装置、负氧离子检测装置、噪音检测装置、沉降空气颗粒物检测装置，空气湿度温度检测装置，检测的空气参数传送到计算机上进行分析处理；参与体验的志愿者的人体生理参数检测子系统，例如穿戴式人体生理参数测量装置及远程监控装置；植物定位排布装置，用于对植物的定位，例如模块化的框架或盆栽等设备。

森林群落生态模拟系统的模拟方法是这样的：根据实际自然环境的比例设置地理环境模拟物的位置、形状及体积；根据生态特点设置高低错落的植物群落；利用所述调节环境参数的调控子系统调控实验区块的环境参数，同时利用所述环境参数检测子系统检测环境参数的变化，并将检测的数据传送给计算机进行存储、分析、处理；所述参与体验的志愿者为根据不同年龄段及体质健康状况进行分组，利用人体生理参数测量装置检测不同组志愿者对环境参数变化的身体反应数据。

实施例二

如图1、2、3、4所示，一种森林群落生态模拟系统，包括定位模块，所述定位模块包括矩形框架及设置在矩形框架上的导线组，所述导线组为一组平行设置的导线2，每根导线的两端固定在矩形框架两个相对的边框1上，导线的端头3漏出边框外侧，用于与外部电路连接，所述导线组分为设置在横向边框上的横向导线组及设置在纵向边框上的纵向导线组，两组导线组交叉形成网格化的结构，所述横向导线组与纵向导线组的两个导线交叉处设置有一对电极端子4，即每个电极端子分别与一个导线电连接，所述每根导线的一端均连接电流或电压控制器。对应每条导线设置有副线5，两个交叉的副线之间连接负氧离子测量传感器51。进一步，每条所述边框上均设置有光学传感器10，用于实时监测某个定位模块处的光照，因为光照能够促进植物产生负氧离子，实验测量光照强度或光谱分布对负氧离子产生的影响。

可以利用矩形框架作为植物种植定位装置，将植物种植在框架内或将较小的植物种植在导线构成的网格内，通过网格可实现种植布置的精确定位，也可以将网格埋在土壤中，由于两个电极端子位于土壤中，通过给两个电极端子所在的导线加不同极性的电压使得两电极端子之间产生电压或有电流通过，该电流或电压作用植物的根部可以影响植物的生长及植物负氧离子的释放，根据不同的植物品种控制电压或电流的大小，根据检测的负氧离子的浓度测定负氧离子浓度与电流或电压的大小的对应关系。

使用时，根据森林生态群落配置区域的面积及形状铺设所述定位模块，定位模块之间的导线连接，然后连接电流控制器，然后在定位模块上种植植物。

进一步，漏出边框外侧的导线端头上设置有可与另一定位模块上的导线端头连接的插接端头，例如实现快速插拔的电插头。这样可以方便的将两个定位模块连接起来组成大的定位模块，同时实现导线的连接，使得控制控制方式不变，实现装置的快速模块化组装，从而根据需要进行所需的布置。

进一步，还包括盆栽容器，所述盆栽容器底部设置有与每对电极端子对应的电极端子插入孔12，例如底部具有两个插孔的花盆11，使得两电极端子可插入盆栽容器内部的植物根系之间。

进一步，每条所述边框上均设置有管路6，管路端部设置有与另一定位模块上的管路连接的通断控制阀7。使得不同的定位模块之间通过管路联通，通过控制通断控制阀的组合通断可以控制流体的流向。

进一步，所述管路为通气管路，沿通气管路上设置有喷气孔8，用于喷出气流，以便加强植物之间的空气流通，促进该处的植物生长。当然也可以是其他的气体，用于实验不同空气成分的气体或污染物对植物的影响。

进一步，所述管路也可为通水管路，沿通水管路上设置有喷雾孔9，用于喷出水雾，以提高该处的植物周围空气的湿度，配合电流刺激，以便实验空气湿度对负氧离子产生的影响。

尽管本文较多地使用了一些术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。