一种用于草地土壤沙化预警的定量评价方法及取样器

1.本发明涉及生态保护领域，具体涉及一种用于草地土壤沙化预警的定量评价方法及取样器。


背景技术：

2.目前土地类型共分五类，一是干旱沙漠边缘及绿洲类型区，位于贺兰山以西、祁连山和阿尔金山、昆仑山以北，行政范围包括新疆大部、内蒙古西部及甘肃河西走廊等地区；二是半干旱沙地类型区，位于贺兰山以东、长城沿线以北，以及东北平原西部地区，区内分布有浑善达克、呼伦贝尔等四大沙地；三是高原高寒沙化土地类型区，位于青藏高原高寒地带；四是黄淮海平原半湿润、湿润沙地类型区，主要包括太行山以东、燕山以南、淮河以北的黄淮海平原地区；五是南方湿润沙地类型区，包括秦岭、淮河以南的华东、华中、华南及西南广大地区。
3.关于草地沙化的判定，国家标准《天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标》(gb19377-2003)提出了对草原沙化的评价办法，即根据裸沙面积占草地表面积相对百分数的增加率对草地沙化程度进行分级，主要分未沙化、轻度沙化、中度沙化和重度沙化等四个等级，专利cn108535452a提出了利用草地总盖度的年变化率作为主要指标对草地沙漠化程度进行评价；这两种方法皆是以草地和裸沙两个因素作为主要的评价指标对草地沙漠化进行评价；该两种方法都是对于被考察的草地进行直接评价的方法，其实草地沙漠化是一个过程，有的过程甚至比较缓慢，从这个角度考虑，对草地土壤沙化程度进行分级评价，更有利于提早发现，防微杜渐，对草地沙漠化进行一定的预先防治，但目前尚未具有和草地土壤沙化程度评价相关的具体方法。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决尚未具有和草地土壤沙化程度评价相关的具体方法，从而提供一种用于草地土壤沙化预警的定量评价方法及取样器。
5.一种用于草地土壤沙化预警的定量评价方法，包括以下步骤：
6.步骤一：对需要评价的区域至少设置一个取样点；
7.步骤二：在取样点内划定取样范围；
8.步骤三：根据土质情况进行深度取样，利用标注将所得结果加以区分；
9.步骤四：对所取得的样本进行烘干后称量；
10.步骤五：将全部烘干样本用水冲洗，用筛网过滤，得到裸沙粒进行再次烘干，称量；
11.步骤六：计算裸沙粒重量烘干总样本重量的百分数，所述百分数记作沙占比，所述沙占比用来评价草地土壤沙漠化程度。
12.进一步，所述步骤一设置三个取样点，利用计算方法计算每个取样点的沙占比，并计算出平均数，所述平均数称为土壤沙化均值。
13.进一步，所述步骤二中划定的取样范围为标准单位的圆形或正方形。
14.进一步，所述步骤三中标注为ra
bcm
,a表示取样面积半径，b表示取样深度。
15.进一步，所述步骤四中所样本进行烘干称量记作m，烘箱温度为110℃，时间为2小时。
16.进一步，所述步骤五中经筛网过滤裸沙粒烘干后称量记作m
x
，所述x为筛网目数。
17.进一步，所述沙占比记作μ，μ＝m
x
/m。
18.进一步，所述x为60。
19.一种草地取样器，包括限深辊、器架和割刀；
20.所述限深辊安装在所述器架一侧，所述割刀安装在所述限深辊底部；
21.所述器架包括辊轴组件、横梁、右把手、纵梁、割刀安装板、后导向片、刀尖保持架、左把手和切刀；
22.所述横梁焊接在两个所述纵梁之间，所述横梁上一侧设有所述左把手，所述横梁上另一侧设有所述右把手；
23.两个所述纵梁中间的两端都设有所述辊轴组件，所述辊轴组件上安装限深辊；所述纵梁上设有割刀安装板，且位于靠近所述右把手一侧；所述纵梁上还设有后导向片、刀尖保持架、和切刀，且位于所述左把手一侧，所述后导向片和所述切刀分别靠近两个所述辊轴组件一侧；
24.所述割刀包括割刀柄，所述割刀柄上设有安装孔，所述割刀上还包括割刀刃口，所述割刀的顶部与所述刀尖保持架连接。
25.本发明技术方案，具有如下优点：
26.1.该方法不需要太多的统计数据，也即不需过多的采样，即可对草地土壤沙化的程度进行一个初步的评价。
27.2.该方法是在草地未出现真正的沙化程度之前先提供一个预警的信息，在草地生态研究方面具有一定的价值。
28.3.该方法不需要复杂的设备，只需要烘干箱和取样工具即可，其运算也较简单。
29.4.评价方式较灵活，所得的数据为定量数据，而非是一种一定范围内的模糊数据。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明流程图；
32.图2为草地取样器结构图；
33.图3为器架结构图；
34.图4为割刀结构图；
35.附图标记说明：
36.1-限深辊；
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2-器架；
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3-割刀；
37.21-辊轴组件
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22-横梁；
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23-右把手；
38.24-纵梁；
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25-割刀安装板；
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26-后导向片；
39.27-刀尖保持架；
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28-左把手；
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29-切刀；
40.31-割刀柄；
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32-安装孔；
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33-割刀刃口；
具体实施方式
41.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
45.一种用于草地土壤沙化预警的定量评价方法，包括以下步骤：
46.步骤一：对需要评价的区域至少设置一个取样点；
47.步骤二：在取样点内划定取样范围；
48.步骤三：根据土质情况进行深度取样，利用标注将所得结果加以区分；
49.步骤四：对所取得的样本进行烘干后称量；
50.步骤五：将全部烘干样本用水冲洗，用筛网过滤，得到裸沙粒进行再次烘干，称量；
51.步骤六：计算裸沙粒重量烘干总样本重量的百分数，所述百分数记作沙占比，所述沙占比用来评价草地土壤沙漠化程度。
52.进一步，所述步骤一设置三个取样点，利用计算方法计算每个取样点的沙占比，并计算出平均数，所述平均数称为土壤沙化均值。
53.进一步，所述步骤二中划定的取样范围为标准单位的圆形或正方形。
54.进一步，所述步骤三中标注为ra
bcm
,a表示取样面积半径，b表示取样深度。
55.进一步，所述步骤四中所样本进行烘干称量记作m，烘箱温度为110℃，时间为2小时。
56.进一步，所述步骤五中经筛网过滤裸沙粒烘干后称量记作m
x
，所述x为筛网目数。
57.进一步，所述沙占比记作μ，μ＝m
x
/m。
58.进一步，所述x为60。
59.一种草地取样器，包括限深辊1、器架2和割刀3；
60.所述限深辊1安装在所述器架2一侧，所述割刀3安装在所述限深辊1底部；
61.所述器架包括辊轴组件21、横梁22、右把手23、纵梁24、割刀安装板25、后导向片
26、刀尖保持架27、左把手28和切刀29；
62.所述横梁22焊接在两个所述纵梁24之间，所述横梁22上一侧设有所述左把手28，所述横梁22上另一侧设有所述右把手23；
63.两个所述纵梁24中间的两端都设有所述辊轴组件21，所述辊轴组件21上安装限深辊1，该组件可以自由拆卸；所述纵梁24上设有割刀安装板25，且位于靠近所述右把手23一侧；所述纵梁24上还设有后导向片26、刀尖保持架27、和切刀29，且位于所述左把手28一侧，所述后导向片26和所述切刀29分别靠近两个所述辊轴组件21一侧，刀尖保持架27在不同的高度上设有三个窄缝，用来与割刀配合，保持刀受力不变形，导向片26保证整个器架不水平方向产生侧向滑移；
64.所述割刀(3)包括割刀柄(31)，所述割刀柄(31)上设有安装孔(32)，所述割刀(3)上还包括割刀刃口(33)，所述割刀(3)的顶部与所述刀尖保持架(27)连接，割刀柄31上每相邻的两排孔和割刀安装板25上的两排孔对齐后，用内六角螺栓拧紧。每次用两行孔即可，那么将割刀3会有三个不同的高度，分别是2cm，3cm，4cm，同样在割刀保持架27上有同等高度的窄缝，用来对割刀加强固定。
65.取样时选取较平整的地域，设置比如为1米
×
1米的矩形取样点，在取样区域的三条边之外挖深度超过取样要求，宽度超过2cm沟槽，方便取样器下刀。去除取样区域上方的草皮，自右侧边取样，向木工的刨子一样，调整好取样深度，刨取土样，取样器每次刨取的土样区域宽度为10cm。长度用皮尺量取1米，连续取10次，即完成了样品取样。
66.以阿拉古草原为例，阿拉古草原位于内蒙古自治区通辽市科尔沁左翼后旗中部的科尔沁沙地，既有草原，又有沙漠；阿拉古草原的土壤腹地也存在沙化现象，取边长1m的正方形草地作为随机对象进行取样，利用米尺量好尺寸后，利用平铲划好取样范围，首先取带草皮的表层土壤，即用平铲沿深1cm左右的深度进行取样，将草根上的土都清理好并收集作为样本，继续对样本区域取样，直至总深度为2cm。将所得的样本土壤都收集好，原来清理出来的草再次种植到原区域，完成取样工作；
67.在实验室将所得样本记作rec1
2cm
烘干，烘箱温度为110℃，时间为2小时，烘干后称得重量为2.356kg，记为m，将烘干样本用60m的筛网盛放着用水冲洗数遍后，直至清洗后的水颜色肉眼看不出颜色，将冲洗后的样本再次烘干，称得烘干后的样本为0.685kg，即m
60
＝0.685。则该次随机取样的草地土壤的沙化率为：μ(rec1
2m
)＝0.685/2.356＝29％。
68.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。