本发明涉及一种在森林生态环境对样地植物资料进行精确空间定位后以采集植株个体数据及立地数据的调查方法。
背景技术：
森林作为陆地生态系统中的重要组分，在优化生态环境、维护生态安全、保障生态文明中发挥着不可替代的作用。森林群落的空间布局是森林规划管理的关键环节，相似林分、植株数量相近、长势相类的情况下，群落的空间结构直接影响着降温、增湿等生态效果，可导致生态功能的显著不同。森林群落的结构源于设计，寻求生态效益最大化，应当给予空间结构的研究足够的重视。国内外对植物调查方法的研究已经比较成熟，然而在样方尺度上的精准空间定量研究尚未有建设性的改进，具体到样地资料的采集方法仍然止步于传统样方法和样圆法，另外，采集样地资料若采取传统样方法，难免因gps定位的合理误差而造成重复调查时原样地位置的偏移，带来不必要的干扰；若采取传统样圆法，样圆半径过短势必加大调查工作的负荷和强度，且因无明显边界，样地的植被调查数据的异常波动也会增大。这已经不能满足对上述等一系列问题。如何准确地获取森林群落内部空间植被数据，已成为了一个急需解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是要解决传统的样方法和样圆法无法准确地获取森林群落内部空间植被数据的问题，而提供一种获取森林群落精准空间定位数据的样方调查法。
一种获取森林群落精准空间定位数据的样方调查法，具体是按以下步骤完成的：
一、森林样方的布设：
首先根据研究区森林面积的大小确定拟调查样方的总数，样方的总面积占研究区森林面积的1％～5％，进而采用分层随机抽样进行具体调查样方的布设；所述分层随机抽样具体如下：在分层抽样的基础上，每层采用随机抽样，且在分层的基础上，根据每层的体量大小，对抽样总量进行分配，当(最大值-最小值)/4＜各层平均值差异＜(最大值-最小值)/2时，采用按比例分配的方式进行随机抽样；当(最大值-最小值)/2＜各层平均值差异时，则采用最优分配的方式进行随机抽样；
二、定株采样：
在样地中心位置中选取一棵植株作为原点，采用高精度差分gps系统进行样方的位置定位，并对此植株进行特殊标记，以该植株作为样地中心点，而后以样地中心点为基准，围合形成面积均为(10～30)m×(10～30)m的样方，使用测绳以正北为y正轴，正东为x正轴，以1m为一个单位长度，在地面固定垂直相交的两条测绳，建立两条坐标轴分别具有(10～30)个单位长度的直角坐标系；
三、采集样方数据：
在固定好的样方中，逐一对各象限中每株植株进行编号，并确定其轴心点坐标，根据各象限中点坐标的情况在图中标注，然后参考ufore模型野外调查手册对每株植株进行郁闭度、冠幅、树高、枝下高和径级指标的测量，即完成森林群落精准空间定位数据的样方调查。
本发明优点：
一、本发明以确定植株作为原点，方便准确定位样方以及样方内每一株植物(尤其是乔木和灌木)，利于观察群落水平结构。
二、重复外业调查时，可做到样方的完全重叠；利于跟踪到各样点具体到个体的生长变化情况，能更好地反映城市植物的格局与过程。
三、通过标记某一棵确定的乔木即可达到准确定位一个样方，减少主观性、数据量和误差，节省人力物力。
四、在幼林调查中，本发明方法兼具了定株样圆法的功能，如可确定样方内多组子母株关系、评定林分质量等，又克服了样圆法本身无边界、重复调查误差大的缺点，大大提高数据精度。
附图说明
图1是实施例1的定珠象限图。
具体实施方式
本发明拟通过象限坐标精准定位样方植株，将样方内部空间结构可视化，便于从样方尺度对树种的选择、植物群落的配置、主要布局模式等方面得出森林群落生态效益最大化的最优结构。本发明相比传统野外调查的样方粗略定位法，本方法可以精准获取植株个体的空间地理位置及立地参数；更为重要的是，实现了长期准确跟踪监测样方内的植株个体，进而研究其变化特征，对跟踪调查、研究城市森林的格局和过程、后期相关指标的评估和计算等都具有深远意义。
具体实施方式一：本实施方式是一种获取森林群落精准空间定位数据的样方调查法，具体是按以下步骤完成的：
一、森林样方的布设：
首先根据研究区森林面积的大小确定拟调查样方的总数，样方的总面积占研究区森林面积的1％～5％，进而采用分层随机抽样进行具体调查样方的布设；所述分层随机抽样具体如下：在分层抽样的基础上，每层采用随机抽样，且在分层的基础上，根据每层的体量大小，对抽样总量进行分配，当(最大值-最小值)/4＜各层平均值差异＜(最大值-最小值)/2时，采用按比例分配的方式进行随机抽样；当(最大值-最小值)/2＜各层平均值差异时，则采用最优分配的方式进行随机抽样；
二、定株采样：
在样地中心位置中选取一棵植株作为原点，采用高精度差分gps系统进行样方的位置定位，并对此植株进行特殊标记，以该植株作为样地中心点，而后以样地中心点为基准，围合形成面积均为(10～30)m×(10～30)m的样方，使用测绳以正北为y正轴，正东为x正轴，以1m为一个单位长度，在地面固定垂直相交的两条测绳，建立两条坐标轴分别具有(10～30)个单位长度的直角坐标系；
三、采集样方数据：
在固定好的样方中，逐一对各象限中每株植株进行编号，并确定其轴心点坐标，根据各象限中点坐标的情况在图中标注，然后参考ufore模型野外调查手册对每株植株进行郁闭度、冠幅、树高、枝下高和径级指标的测量，即完成森林群落精准空间定位数据的样方调查。
采用全面普查代替随机抽样，虽然提高调查的准确度，但是工作呈几何形式增加，不利于大面积推广。
采用典型调查代替随机抽样，虽然降低调查的工作量，但是调查对象过少且单一，降低调查准确度，无法大面积推广。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤二中使用测绳以正北为y正轴，正南为y负轴，正东为x正轴，正西为x负轴，以1m为一个单位长度，在地面固定垂直相交的两条测绳，将面积均为(10～30)m×(10～30)m的样方分成4个(5～15)m×(5～15)m的象限。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤二中以样地中心点为基准，围合形成面积均为30m×30m的样方。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：当研究区为城市时，步骤二中以样地中心点为基准，围合形成面积均为20m×20m的样方。其他与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四的不同点是：步骤二中使用测绳以正北为y正轴，正南为y负轴，正东为x正轴，正西为x负轴，以1m为一个单位长度，在地面固定垂直相交的两条测绳，将面积均为20m×20m的样方分成4个10m×10m的象限。其他与具体实施方式四相同。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
采用下述试验验证本发明效果
实施例1：一种获取森林群落精准空间定位数据的样方调查法，具体是按以下步骤完成的：
一、森林样方的布设：
在2017年6月～10月，以长春市南湖森林公园作为研究区森林，根据研究区森林面积的大小确定拟调查样方的总数为48个，样方的面积设定为30m×30m，首先获取研究区森林的spot遥感影像，在spot遥感影像基础上，利用arcgis空间分析软件采用分层随机抽样进行具体调查样方的布设，根据南湖公园森林功能类型，采用分层随机抽样进行具体调查样方的布设；即在分层抽样的基础上，每层采用随机抽样，且在分层的基础上，根据每层的体量大小，对抽样总量进行分配，当(最大值-最小值)/4＜各层平均值差异＜(最大值-最小值)/2时，采用按比例分配的方式进行随机抽样；当(最大值-最小值)/2＜各层平均值差异时，则采用最优分配的方式进行随机抽样；
二、定株采样：
在样地中心位置中选取一棵植株作为原点，采用高精度差分gps系统进行样方的位置定位，并对此植株进行特殊标记，以该植株作为样地中心点，而后以样地中心点为基准，围合形成面积均为20m×20m的样方，使用测绳以正北为y正轴，正南为y负轴，正东为x正轴，正西为x负轴，以1m为一个单位长度，在地面固定垂直相交的两条测绳，将面积均为20m×20m的样方分成4个10m×10m的象限，建立两条坐标轴分别具有10个单位长度的直角坐标系；
三、采集样方数据：
在固定好的样方中，逐一对各象限中每株植株进行编号，并确定其轴心点坐标，根据各象限中点坐标的情况在图中标注，然后参考ufore模型野外调查手册对每株植株进行胸径、树高、枝下高和冠幅指标的测量，调差结果如表1所示，即完成森林群落精准空间定位数据的样方调查。
表1是2017年7月21日调查一次记录的相关数据。
表1