一种保护黄河流域生态环境的药用植物生态景观带规划方法

1.本发明涉及黄河流域生态环境保护技术领域，特别是涉及一种保护黄河流域生态环境的药用植物生态景观带规划方法。


背景技术：

2.黄河流域水资源是我国水文自然生态环境系统中一道重要的水文自然生态环境屏障，是西北、华北地区的重要上游水源，生态环境保护和水功能及其的重要；黄河从西至东流经9个自治区和省，最后汇入渤海，是我国重要的流域生态安全屏障和重要的社会经济活动地带。但是目前黄河流域生态治理方面治理模式单一，并没有结合黄河流域生态环境规划部署设计生态治理方式，可持续性较差。


技术实现要素：

3.针对目前黄河流域生态治理方面治理模式单一，并没有结合黄河流域生态环境规划部署设计生态治理方式，可持续性较差的技术问题，本发明提出了一种保护黄河流域生态环境的药用植物生态景观带规划方法。
4.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
5.一种保护黄河流域生态环境的药用植物生态景观带规划方法，包括以下步骤：
6.s1、首先统计适宜在黄河流域生长的药用植物品种，并统计药用植物品种的种子大小、种子耐寒性、种子休眠期、药用部位、花期、生长周期、高度以及色彩信息，根据各药用植物品种信息建立黄河流域药用植物信息库；
7.s2、根据景观设计色彩数据库预存的色彩搭配图结合黄河流域药用植物信息库初步形成不同色彩组合的药用植物生态景观带布置方案；
8.s3、根据药用植物的高度以及生长周期规划药用植物种植种类，调整药用植物生态景观带，生成色彩和谐统一、高低错落有致的药用植物生态景观带布置方案；
9.s4、根据步骤s3中药用植物生态景观带中包含的药用植物品种的种子大小，结合药用植物景观带规划区域的气候土壤环境，确定药用植物品种的播种模式为穴播或撒播；
10.s5、在撒播或穴播模式下，利用飞行播种器根据药用植物生态景观带规划区域均匀播种；
11.s6、根据药用植物生态景观带中环境状态变化，利用灌溉装置自动灌溉；
12.s7、利用立体生长监测及农残监测装置实时监测药用植物生态景观带内植物生长状态。
13.优选地，所述步骤s1和所述步骤s2中药用植物品种中红色品种包括月季、红花夹竹桃、红花美人蕉，橙色品种包括菊花、旱金莲、孔雀草，黄色品种包括金色草、黄花夹竹桃、黄花美人蕉，绿色品种包括忍冬、女贞、苏铁和棕榈，蓝色品种包括风信子、瓜叶菊以及蓝花楹，紫色品种包括紫荆、石竹及紫藤，白色品种包括白玉兰、白花夹竹桃以及刺槐。
14.优选地，所述步骤s3中药用植物种植种类规划方法包括根据种植区域规划上层、
中层以及下层种植药植，其中上层种植乔木类药植，中层种植灌木类药植，下层种植地被类药植。
15.优选地，所述乔木类药植包括紫叶李、日本樱花以及垂丝海棠，所述灌木类药植包括南天竹、小叶女贞和月季，所述地被类药植包括鸢尾、酢浆草以及蛇莓。
16.优选地，所述药用植物品种的种子粒径小于标准值为小粒径种子，所述药用植物品种的种子粒径大于标准值为大粒径种子，所述小粒径种子的播种模式为撒播，所述大粒径种子的播种模式为穴播。
17.优选地，所述飞行播种器包括机体，所述机体上部设置有飞行保护盖，所述飞行保护盖上设置有智能摄像头，所述机体内设置有飞控系统，所述机体两侧分别设置有螺旋机械臂，所述螺旋机械臂上设置有飞行螺旋桨，所述机体下部设置有伸缩机械臂，所述伸缩机械臂通过连接件与种子舱相连接，所述种子舱内设置播种口，所述播种口内设置有调节活塞，所述种子舱两侧分别设置有支撑机械臂，所述支撑机械壁下方设置有缓冲橡胶；所述智能摄像头与所述飞控系统电连接。
18.优选地，所述种子舱包括撒播种子舱或穴播种子舱，所述撒播种子舱和穴播种子舱内均设置有气泵和气喷出口，所述气泵通过通气管与气喷出口相连通；所述撒播种子舱内还活动设置有撒种齿轮盘，所述撒种齿轮盘位于所述气喷出口下方，所述撒种齿轮盘与驱动电机相连接，所述气泵和驱动电机分别与飞控系统电连接；所述穴播种子舱内还设置有排种盘，所述排种盘与转动电机相连接，所述转动电机与所述飞控系统电连接，所述排种盘上开设有若干个排种口，所述排种口通过排种管与出种口相连通，所述排种管内还设置有气喷出口，所述气喷出口与所述气泵相连通。
19.优选地，所述步骤s6中灌溉装置包括三通管，所述三通管分别与进水管和旁道管相连通，所述三通管与一级伸缩管道相连通，且所述三通管和所述一级伸缩管道之间设置有一级滤网，所述一级伸缩管道内设置有可收缩螺旋搅拌器，所述一级伸缩管道上部设置有二级伸缩管道，所述二级伸缩管道上部设置有三级伸缩管道，所述三级伸缩管道顶部设置有喷头防尘盖，所述喷头防尘盖下方设置有二级滤网；所述二级伸缩管道、所述三级伸缩管道、所述三通管、所述进水管和所述旁道管均暗埋在地下。
20.优选地，所述步骤s7中立体生长监测及农残监测装置包括支撑固定架和底座，所述支撑固定架与所述底座固定连接，所述支撑固定架上部设置有防雨太阳能电池板，所述防雨太阳能电池板下方设置有led远光灯和智能摄像头，所述led远光灯一侧设置有高温预警灯，所述高温预警灯下部设置有指标感应装置箱，所述支撑固定架一侧设置有指标显示屏，所述指标显示箱与所述指标感应装置箱电连接，所述支撑固定架另一侧设置有农残测定仪，所述支撑固定架内开设有用于穿设线缆的线缆腔，所述支撑固定架一侧设置有与所述线缆腔相连通的线缆进出口，所述支撑固定架底部设置有土壤检测仪。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
22.本发明从景观带的规划设计，到景观带内药用植物的播种、灌溉、施肥、除虫除草以及生长和农残监测，全方位自动化开展实施，在美化黄河流域生态环境的同时防风固沙，起到保护黄河的作用，同时生态景观带中的药用植物拉动经济，也为周边带去绿色共享空间。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本发明中飞行播种器的结构示意图。
25.图2是本发明中撒播种子舱的结构示意图。
26.图3是本发明中穴播种子舱的结构示意图。
27.图4是本发明中灌溉装置的结构示意图。
28.图5是本发明中立体生长监测及农残检测装置结构示意图。
29.附图标记说明如下：
30.1为飞行播种器，11为飞行保护盖，12为螺旋机械臂，13为飞行螺旋桨， 14为飞控系统，15为智能摄像头，16为伸缩机械臂，17为支撑机械臂，18为缓冲橡胶，19为调节活塞，10为种子舱；
31.101为气泵，102为撒种齿轮盘，103为排种盘，104为排种口，105为出种口。
32.2为灌溉装置，21为喷头防尘盖，22为二级滤网，23为三级伸缩管道，24 为二级伸缩管道，25为一级伸缩管道，26为一级滤网，27为可收缩螺旋搅拌器， 28为三通管，29为进水管，20为旁道管；
33.3为立体生长监测及农残检测装置，31为防雨太阳能挡板，32为led远光等，33为高温预警灯，34为指标感应装置箱，35为指标显示屏，36为农残测定仪，37为线缆进出口，38为支撑固定架，39为土壤检测仪，30为底座。
具体实施方式
34.以下结合附图1-5，对本发明的技术方案作进一步阐释：
35.如图1-图5所示，本发明公开了一种保护黄河流域生态环境的药用植物生态景观带规划方法，包括以下步骤：
36.s1、首先统计适宜在黄河流域生长的药用植物品种，并统计药用植物品种的种子大小、种子耐寒性、种子休眠期、药用部位、花期、生长周期、高度以及色彩信息，根据各药用植物品种信息建立黄河流域药用植物信息库。也就是说，建立的专属适宜黄河流域生长的药用植物信息库，也包含种子、药用部位等信息，种子信息库收集包括大小、休眠期、生长周期等信息，为自动化播种打下基础，将适宜在黄河流域生长的药用植物品种实地考察收集，将其基本信息建立起黄河流域药用植物信息库。药用植物的花期、生长周期和药用植物的高度、色彩等信息全都包含在内。
37.s2、根据景观设计色彩数据库预存的色彩搭配图结合黄河流域药用植物信息库初步形成不同色彩组合的药用植物生态景观带布置方案。也就是说，智能化系统自动按照预存的色彩搭配图并结合设计者个人喜好感觉，初步设计景观带，搭配色彩时均匀随机分配色块，丰富色彩比例，带给大家优良的视觉体验。采取植物形态渐变的方式，直曲线条搭配，使得空间更加协调。同时根据黄河流域地理空间的不同，充分结合该地区环境气候和人文历史。黄河流域优越的地理位置，黄河奔腾不息，周边植株生机盎然，可打造动态景观带，达
到动静结合，让景观带魅力倍增。利用黄河流域地理环境的优势，设计药用植物生态景观带，合理运用行政、经济和市场手段，打造成共建共享的绿色空间。
38.具体地，所述步骤s1和所述步骤s2中药用植物品种中红色品种包括月季、红花夹竹桃、红花美人蕉，橙色品种包括菊花、旱金莲、孔雀草，黄色品种包括金色草、黄花夹竹桃、黄花美人蕉，绿色品种包括忍冬、女贞、苏铁和棕榈，蓝色品种包括风信子、瓜叶菊以及蓝花楹，紫色品种包括紫荆、石竹及紫藤，白色品种包括白玉兰、白花夹竹桃以及刺槐。
39.具体地，药用植物的色彩搭配表如下所示：
[0040][0041][0042]
s3、根据药用植物的高度以及生长周期规划药用植物种植种类，调整药用植物生态景观带，生成色彩和谐统一、高低错落有致的药用植物生态景观带布置方案；也就是说，智能化系统自动按照预存的色彩搭配图并结合设计者个人喜好感觉，初步设计景观带，再根据药用植物的株高和生长周期进行调整，设计出色彩和谐统一、高低错落有致的药用植物生态景观带。药用植物种植种类规划方法包括根据种植区域规划上层、中层以及下层种植药植，其中上层种植乔木类药植，中层种植灌木类药植，下层种植地被类药植。所述乔木类药植包括紫叶李、日本樱花以及垂丝海棠，所述灌木类药植包括南天竹、小叶女贞和月季，所述地被类药植包括鸢尾、酢浆草以及蛇莓。
[0043]
具体地，药用植物的高度搭配表如下所示：
[0044][0045]
s4、根据步骤s3中药用植物生态景观带中包含的药用植物品种的种子大小，结合药用植物景观带规划区域的气候土壤环境，确定药用植物品种的播种模式为穴播或撒播；地深入考察黄河流域的气候和土壤条件，储存有关的环境数据资料，对比药用植物种子信息库，依据种子的大小、耐寒性、休眠以及生长周期进行播种，参考药用植物景观带规划区域的气候土壤环境，以及种子的大小确定药用植物的播种深度和方法《黄双全,刘桂霞,韩建国.种子大小和播种深度对种苗建植的影响[j].草业科学,2007(06):44-49》。种子较大以及单子叶药用植物宜深播，种子较小以及双子叶药用植物的宜浅播。小粒种子常采用撒播，较大粒的种子常穴播。再根据种子的耐寒性、休眠周期和生长期确定播种季节。
[0046]
s5、在撒播或穴播模式下，利用飞行播种器根据药用植物生态景观带规划区域均匀播种；所述药用植物品种的种子粒径小于标准值为小粒径种子，所述药用植物品种的种子粒径大于标准值为大粒径种子，所述小粒径种子的播种模式为撒播，所述大粒径种子的播种模式为穴播。
[0047]
具体地，所述飞行播种器1包括机体，所述机体上部设置有飞行保护盖11，所述飞行保护盖11上设置有智能摄像头15，所述机体内设置有飞控系统14，所述机体两侧分别设置有螺旋机械臂12，所述螺旋机械臂2上设置有飞行螺旋桨13，所述机体下部设置有伸缩机械臂16，所述伸缩机械臂16通过连接件与种子舱10相连接，所述种子舱10内设置播种口，所述播种口内设置有调节活塞19，所述种子舱10两侧分别设置有支撑机械臂17，所述支撑机械臂17下方设置有缓冲橡胶18；所述智能摄像头15与所述飞控系统14电连接。也就是说，按照药用植物景观带设计图所规划的区域用飞行播种器进行更加智能化、合理化的均匀播种。播种器的中心控制系统受人工操控，可以人为控制飞行，也可按照预设线路自主飞行。最上部的保护盖可为中心控制系统遮阳挡雨，延长使用寿命。飞行播种器种子舱，通过可控制活动塞和伸缩机械臂操控种子舱的伸展移动，达到定位准确投种，左右两个种子舱可加快播种效率。飞行播种器以两个机械臂承载螺旋桨作为动力，同时精准控制平衡。落地时缓冲橡胶可以很好地保护播种器。
[0048]
可选地，所述种子舱10包括撒播种子舱或穴播种子舱，所述撒播种子舱和穴播种子舱内均设置有气泵101和气喷出口，所述气泵01通过通气管与气喷出口相连通；所述撒播
种子舱内还活动设置有撒种齿轮盘102，所述撒种齿轮盘 102位于所述气喷出口下方，所述撒种齿轮盘102与驱动电机相连接，所述气泵 101和驱动电机分别与飞控系统14电连接；所述穴播种子舱内还设置有排种盘 103，所述排种盘103与转动电机相连接，所述转动电机与所述飞控系统14电连接，所述排种盘103上开设有若干个排种口104，所述排种口104通过排种管与出种口105相连通，所述排种管内还设置有气喷出口，所述气喷出口与所述气泵101相连通。也就是说，撒播种子舱通过撒种齿轮盘的转动工作，种子被带动到齿轮盘右下角后出舱，上方的气喷装置可缓解由于种子过多出现的堵塞撒种齿轮盘。穴播种子舱中排种盘上的排种口随排种盘转动，排种口的大小依据实际种子大小可做调整，经排种口的种子通过漏斗状通道落入出种口随后被播种。上方的气喷装置带动种子随排种盘转动，漏斗状通道内的气喷装置可喷出堵塞排种口的种子。
[0049]
s6、根据药用植物生态景观带中环境状态变化，利用灌溉装置2自动灌溉；所述步骤s6中灌溉装置2包括三通管28，所述三通管28分别与进水管29和旁道管20相连通，所述三通管28与一级伸缩管道25相连通，且所述三通管28 和所述一级伸缩管道25之间设置有一级滤网26，所述一级伸缩管道25内设置有可收缩螺旋搅拌器27，所述一级伸缩管道25上部设置有二级伸缩管道24，所述二级伸缩管道24上部设置有三级伸缩管道23，所述三级伸缩管道23顶部设置有喷头防尘盖21，所述喷头防尘盖21下方设置有二级滤网22；所述二级伸缩管道24、所述三级伸缩管道23、所述三通管28、所述进水管29和所述旁道管20均暗埋在地下。实时监测药用植物景观带内的光照，温度以及湿度为智能化灌溉打下坚实完备基础。调节水压和灌溉装置高度精确控制灌溉射程，依据实时光照，温度以及湿度设置灌溉时间和灌溉水量，通过以上手段进行智能化灌溉。灌溉装置地上部分含有喷头及其防尘盖、可升降的二级和三级伸缩管道，地下部分有一级伸缩管道、进水管以及输送肥料和除虫药物的旁管道。地下部分的一级伸缩管的管壁含可收缩螺旋搅拌器，可供肥料和药物充分溶解。同时由于黄河流域泥沙量较大，装置进管道处有一级滤网拦截较大杂质。喷头下方的二级滤网可再次拦截，防止喷头堵塞。
[0050]
s7、利用立体生长监测及农残监测装置3实时监测药用植物生态景观带内植物生长状态。所述步骤s7中立体生长监测及农残监测装置3包括支撑固定架 38和底座30，所述支撑固定架38与所述底座30固定连接，所述支撑固定架38 上部设置有防雨太阳能电池板31，所述防雨太阳能电池板31下方设置有led远光灯32和智能摄像头，所述led远光灯32一侧设置有高温预警灯33，所述高温预警灯33下部设置有指标感应装置箱34，所述支撑固定架38一侧设置有指标显示屏35，所述指标显示屏35与所述指标感应装置箱34电连接，所述支撑固定架38另一侧设置有农残测定仪36，所述支撑固定架38内开设有用于穿设线缆的线缆腔，所述支撑固定架38一侧设置有与所述线缆腔相连通的线缆进出口37，所述支撑固定架38底部设置有土壤检测仪39。药用植物景观带生长监测器通过监测药用植物的生长高度，病虫害情况，实时把握药用植物的生长状况并进行汇总，及时对植物进行补种补苗、灌溉除虫和施肥倒茬。
[0051]
立体生长监测及农残检测装置顶部设置防雨太阳能挡板，能够做到电量的自给自足，在药用植物景观带中使用便利安全。下方设有智能摄像头、led显示灯、高温预警灯实时监测。智能摄像头能够捕捉植株高度、害虫类型等信息；led显示灯能做到及时提醒工作人员补种补苗、灌溉除虫；高温预警灯可提醒工作人员及时应对极端天气。立体装置含有指标
感应装置箱及指标显示器，不间断测定、反馈温度，湿度，pm2.5，pm10，负氧离子，海拔，气压等一系列数据，以期能够及时提醒灌溉和施肥倒茬。底部的土壤检测仪器实时在指标显示器上更新土壤情况，方便把握土壤的ph、水分和有机物含量。侧边的农残测定仪器可监测药用植物中重金属、有害物和农药残留等指标，确保药用植物的使用安全。
[0052]
对播种后种子未出芽、植株中途死亡等情况，利用播种器及时进行精确补种补苗。对病虫害较严重的药用植物进行除虫，通过监测的实时数据，确定病虫种类及灾害程度，自动推荐合理化除虫药物和剂量方案，利用自动灌溉装置将药物混入灌溉水中，在灌溉的同时进行除虫。
[0053]
对生长状况不理想的药用植株进行适当施肥处理，依据生长情况和植株自身信息数据库自动制定合理化施肥方案，以基肥为重，追肥为辅。我们可以充分利用，也可以仿照其原理，自行将药用植物与所处环境条件建立数据库，寻找合适的个性化方案。同时也根据药用植物不同的药用部位制定个性化方案，如黄连、人参等根茎类药材，所需肥料量大，多为磷钾肥。农药化肥作用超标的现象时常发生，产出药材的质量严重堪忧，根据对药用植物的生长监测达到收获条件的药材将严格按照gap标准受到农残检测系统的检测，与提示灯相结合，绿灯表示农药化肥含量达标，红灯表示农药化肥含量超标用来提醒种植者剔除农药化肥超标的药材，为市场提供优质药材。
[0054]
绝大多数根及根茎类药材都存在重茬的问题，如地黄，一般种植一年后必须换地，如不换地倒茬，第二茬地黄的产量约是第一茬的30％，如果再种第三茬几乎没有产量，药用植物的生长监测装置通过都土壤的实时监测根据土壤的内的有机物的含量与施肥装置结合自动制定合理化施肥方案或通过终端系统提醒种植者及时更换土壤。
[0055]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。