专利名称：一种森林凋落物取样及剖面结构图片获取方法
技术领域：
本发明涉及森林生态学技术领域，具体涉及一种森林凋落物取样及获得剖面扫描 图片的方法。
背景技术：
国内外关于森林凋落物方面的研究，最早可追溯到19世纪，德国的 Ebermayer (1876)对森林凋落物层的生产和化学组成作了经典报道。但直到20世纪50年 代，森林凋落物才得到较全面和系统的研究。在森林恢复演替过程中，森林凋落物传统地 被视为对碳循环有重要影响的生态过程，加上其涵养水源保持水土功能的重要性，使得森 林凋落物的保土保水作用、养分循环及其相关研究如凋落量和分解速率等，成为森林生态 学领域的长期以来的研究重点，而很少将森林凋落物作为影响植被更新效果的因子加以研 究。近年来，国内外一些文献报道了森林凋落物对植被天然更新的影响效应，但没有从凋落 物层作用机制上加以解析。在东北地区次生林主要林型中，林地表面都积累着较厚的凋落 物层，一般认为森林的凋落物对森林更新的影响较大，这种影响主要体现在凋落物层的物 理阻断作用。由于凋落物层的存在，阻断了树木种子与土壤的着床，影响到种子的萌发；同 时，凋落物层也阻断了光照条件，影响了某些需光性树木种子的萌发，进而影响到森林的天 然更新。研究凋落物的物理阻断作用机制，从凋落物层剖面孔隙度入手比较适宜，但目前尚 无关于凋落物剖面孔隙度方面的研究。本发明来源于国家林业公益性行业科研专项经费资助项目(编号 200804027-05)，水体污染控制与治理科技重大专项(008ZX07208-007-1)，国家自然科学基 金项目(30571479)。
发明内容
本发明旨在提供一种在不破坏自然结构的情况下对凋落物进行取样、加工、扫描 的方法，从而获得凋落物剖面图片，为后续计算凋落物剖面孔隙度、解析凋落物的物理阻断 生态作用机制等研究内容奠定基础。为了达到上述目的，发明一种森林凋落物取样及获取剖面结构图片的方法，包括 如下步骤1、凋落物固定在采集点利用液态聚丙烯酸乙酯对凋落物进行喷射渗透，采集点 被完全渗透后等待聚丙烯酸乙酯自然挥发、采集点凋落物成坨，凋落物模块被固定；2、采集模块确定取样模块大小后，将所述取样模块周边切断，而后从最底端取出 凋落物模块。优选方式下，上述步骤1中，采集点的凋落物应均勻分布；步骤2中，采样模块大小 选定为 30cmX30cmo3、石蜡固化将石蜡加热熔化在容器中，将上述步骤获得的凋落物模块全部浸于 石蜡液体中，所述石蜡液体渗透到凋落物模块空隙之后自然冷却，石蜡凝固；
4、模块剖面切割及刨光在切割位置用电锯切割，刨子刨光；5、剖面石蜡的溶化将所述刨光后的凋落物模块剖面部分置于沸水中，使剖面上 的石蜡溶化，获得凋落物模块剖面结构。优选方式下，在获得凋落物模块剖面结构后，为了便于分析，应将结构以电子图片 形式扫描，扫描时扫描仪分辨率设定为600dpi ；并在凋落物模块剖面两侧垂直放两把钢尺 后再剖面扫描。本发明的有益效果是在不破坏自然结构的情况下对凋落物进行取样、加工、扫 描，从而获得凋落物剖面图片，为森林凋落物剖面孔隙度计算及其它相关研究奠定了基础。
图1红松林凋落物取样照片；图2红松林凋落物石蜡固定照片；图3红松林凋落物剖面石蜡溶化照片；图4红松林凋落物剖面扫描图片。
具体实施例方式本发明所采用的技术方案是使用聚丙烯酸乙酯对森林凋落物原始自然结构进 行固定，切断周边凋落物进行所选凋落物模块的采集，然后对采集凋落物模块进行石蜡固 化以提高硬度，再对经石蜡固化的凋落物模块剖面切割、刨光，将剖面刨光部分的石蜡溶化 后，对剖面进行扫描。具体操作步骤如下(1)凋落物固定首先在采集样地确定采集点，采集点凋落物要具有代表性、尽量要均勻、无大木 棒；采集点的大小可以根据需要确定，以30CmX30Cm为宜，太大不易取，取回容易变形，太 小不具代表性；在采集点四周做好标识后，使用聚丙烯酸乙酯固定，聚丙烯酸乙酯为白色液 体，渗透性较强，为节约使用可在塑料瓶盖上扎若干小孔，对凋落物进行喷射渗透；采集点 被完全渗透后进行自然挥发，聚丙烯酸乙酯挥发性较强，10 20分钟凋落物模块就能够完 全固定在一起，砣成一个模块；(2)凋落物模块的采集采集点凋落物固定在一起后，还与采集点之外凋落物相连混在一起，这时可以使 用普通大剪刀将周边切断，切断后从凋落物层最底端将采集的凋落物模块取出；(3)凋落物模块进行石蜡固化凋落物模块取回后，如果对其直接进行切割，由于模块硬度不够会使凋落物内部 形状改变，影响凋落物剖面结构。为此采用石蜡固化凋落物模块以提高其硬度，石蜡加热在 50°C下完全熔化在容器中，石蜡完全熔化后放入凋落物模块，容器大小要能够装下凋落物 模块，石蜡液体渗透到凋落物模块中，待自然冷却后石蜡凝固，模块完全被石蜡固化；(4)凋落物模块的剖面切割及刨光对经过石蜡固化的凋落物模块进行切割，切割位置根据需要而定，无论纵剖面还 是横剖面，在切割位置画上标线，使用电锯切割，刨子刨光；(5)剖面石蜡的溶化
把刨光后的凋落物模块剖面部分放在沸水中，剖面部分的石蜡溶化在水中，这时 的剖面基本上就是原始的凋落物模块剖面结构；(6)凋落物模块剖面的扫描用扫描仪对凋落物层模块剖面进行扫描，为使图像具有实际距离数值，扫描时垂 直放两把钢尺在凋落物模块剖面两侧，扫描分辨率选择600dpi可以满足研究的需要，其清 晰度与数据量之间保持了一个很好的平衡，这样就获得了凋落物的剖面图片，然后使用遥 感和地理信息系统软件对图片处理就可以计算凋落物剖面的孔隙度了。图1-4提供了中国科学院沈阳应用生态研究所清原森林生态实验站利用本发明 方法采集小天桥红松林凋落物模块及获取剖面结构扫描图片的具体实施例。其中，图1是 红松林凋落物取样照片；图2是红松林凋落物石蜡固定照片；图3是红松林凋落物剖面石 蜡溶化照片；图4是红松林凋落物剖面扫描图片。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种森林凋落物取样及剖面结构图片获取方法，其特征在于，该方法使用聚丙烯酸 乙酯对森林凋落物原始自然结构进行固定，切断周边凋落物进行所选凋落物模块的采集， 然后对采集凋落物模块进行石蜡固化提高硬度，经石蜡固化的凋落物模块剖面切割、刨光， 再将剖面部分的石蜡溶化后，对剖面进行扫描，步骤如下(1)凋落物固定首先在采集样地确定采集点，采集点凋落物要具有代表性、尽量要均勻、无大木棒；采 集点的大小可以根据需要确定，以30CmX30Cm为宜，太大不易取，取回路上容易变形，太小 不具代表性；在采集点四周做好标识后，使用聚丙烯酸乙酯固定，聚丙烯酸乙酯为白色液 体，渗透性较强，为节约使用可在塑料瓶盖上扎若干小孔，对凋落物进行喷射渗透；采集点 被完全渗透后进行自然挥发，聚丙烯酸乙酯挥发性较强，10 20分钟凋落物模块就能够完 全固定在一起，砣成一个模块；(2)凋落物模块的采集采集点凋落物固定在一起后，还与采集点之外凋落物相连混在一起，这时可以使用普 通大剪刀将周边切断，切断后从凋落物层最底端将采集的凋落物模块取出；(3)凋落物模块进行石蜡固化凋落物模块取回后，采用石蜡固化凋落物模块以提高其硬度，石蜡加热在50°C下完全 熔化在容器中，石蜡完全熔化后放入凋落物模块，容器大小要能够装下凋落物模块，石蜡液 体渗透到凋落物模块空隙中，待自然冷却后石蜡凝固，模块完全被石蜡固化；(4)凋落物模块的剖面切割及刨光对经过石蜡固化的凋落物模块进行切割，切割位置根据需要而定，无论纵剖面还是横 剖面，在切割位置画上标线，使用电锯切割，刨子刨光；(5)剖面石蜡的溶化把刨光后的凋落物模块剖面部分放在沸水中，剖面部分的石蜡溶化在水中，这时的剖 面基本上就是原始的凋落物模块剖面结构；(6)凋落物模块剖面的扫描用扫描仪对凋落物模块剖面进行扫描，扫描时垂直放两把钢尺在凋落物模块剖面两 侧，扫描分辨率选择600dpi，获得凋落物模块剖面的扫描图片。
全文摘要
本发明公开一种森林凋落物取样及剖面结构图片获取方法，步骤为在采集点利用液态聚丙烯酸乙酯对凋落物进行喷射渗透，完全渗透后聚丙烯酸乙酯自然挥发，采集点凋落物模块被固定，之后将模块周边切断，取出模块，完成森林凋落物取样；把石蜡加热熔化在容器里，将凋落物模块全部浸于石蜡液体中，石蜡液体渗透到凋落物模块空隙之中，自然冷却后石蜡凝固，在切割位置用电锯切割，刨子刨光，最后，将刨光后的凋落物模块剖面部分置于沸水中，使剖面上的石蜡溶化，获得凋落物模块剖面结构，使用扫描仪扫描获得剖面结构图片。本发明在不破坏自然结构的情况下对凋落物进行取样、加工、扫描，从而获得凋落物剖面图片，为森林凋落物剖面孔隙度计算及其它相关研究奠定了基础。
文档编号G01N1/04GK102095692SQ20101054704
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者张自川, 李根柱, 王贺新 申请人:大连大学