一种草地植被盖度快速测定装置及方法

1.本发明涉及草地植被盖度测定领域，尤其涉及一种草地植被综合盖度以及主要优势种盖度的快速检测装置，主要用于草地生态研究中植被覆盖度快速准确测定。


背景技术：

2.大面积草地植被盖度的获取主要通过遥感影像图解析来获得，但遥感影像图获得的信息只是一种大体相对的值，放牧、物候、雨水丰缺、温度及病虫害等都会显著影响植被的盖度，需要实地选取一定数量的样方监测来校准，才能解析出比较准确的结果。但由于财力、物力、经费、人力及研究目的和研究范围等多种因素的限制，只能对研究区域内有代表性的草地植被盖度进行抽样调查，样地的选择、样地内草本样方的选定都有相应的规范，而草地的类型、利用方式及时空变化巨大，样方调查的数量需要很多才能满足要求。传统的植被盖度的测量有三种测量方法，分别是针刺法、线段法和目测法，针刺法和线段法分别是采用以点代面和以线代面的采样测定方法，实施起来工作量很大，抽样调查效率较低；目测法是一种主观经验性方法，虽然实施很便捷，但存在很大的误差，不同的人对同一样方估测时都会存在着很大的差异，不适用于校准，外推于大面积的遥感影像时会产生巨大偏差。近年来随着数字技术的进步，采用高精度像机结合数据处理软件来测算植被盖度也得到了很好的应用，这种方法方便快捷，测定的精度也有很大的提高，但由于植被的遮挡及拍摄角度等问题，其精准度受到一定的制约，并且优势种盖度细分也难以实现。
3.为了克服上述植被盖度测定方法中的不足，兼顾测定的快速便捷和测定的精准度，如何提供一种植被综合盖度及主要优势种盖度的快速获取装置就显得尤为重要。


技术实现要素：

4.为此，本发明的目的在于提出一种草地植被盖度快速测定装置及方法，主要解决现有技术中测定速度与准确性难以兼顾的情况，同时此装置还可以测定草地中主要优势种的盖度情况。
5.本发明提供了一种草地植被盖度快速测定装置，包括：主轴杆，所述主轴杆呈内部中空且上下两端封口的圆柱状，其垂直位于装置的正中，并且顶部正中固定有把手，底部正中垂直固定有实心圆柱状定位杆；盖度盘，所述盖度盘呈底部敞口，顶部及侧面封闭的立体圆环状，其共有多个，且依次从小到大嵌套排列于所述主轴杆外围，最内圈的所述盖度盘与所述主轴杆固定连接；相邻上述盖度盘之间能够实现上下相对滑动；所述盖度盘的外圈侧面左右均设有刻度，顶部均匀密布有小测针孔，每个所述小测针孔中均对应放置有一根顶部具帽的测针；样方框，所述样方框包括位于正中间且竖立的立杆，所述立杆的顶部固定有拉手，底部固定有锥脚，所述锥脚的底部呈尖尖的圆锥状；所述立杆的外圈设有多个与其同心分布且直径由小到大的钢圈，多个所述钢圈由垂直交叉的钢条固定在一起，且所述钢条也与所述立杆的杆体相固定，形成一个完整的所述样方框。
6.通过采用上述技术方案，本发明一种草地植被盖度快速测定装置基于针刺法的基本原理，采用分级模块化盖度盘的方式进行测定，不仅可以快速准确测定草地植被综合盖度，还可以测定主要优势种的盖度。
7.优选地，所述盖度盘的外圈侧面沿周向均匀固定有数个竖直的凹槽，内圈侧面沿周向均匀固定有与所述凹槽位置对应且数量一致的长条形凸键，所述凸键能够在所述凹槽内上下滑动，相邻两所述盖度盘之间通过对应的所述凸键和所述凹槽紧密配合。
8.优选地，所述凹槽的顶部及底部各固定有一用于阻止所述凸键滑出的挡片。
9.优选地，位于所述盖度盘外圈侧面的所述凹槽与所述刻度之间互不影响。
10.优选地，所述小测针孔的深度为1~2cm，保证测针的垂直度。
11.优选地，所述主轴杆与所述样方框均采用不锈钢材料制作而成；所述把手为圆弧形，所述拉手为圆环形。
12.优选地，最内圈的所述盖度盘与所述主轴杆之间采用螺钉连接固定。
13.优选地，所述盖度盘的数量为5~8个，依所监测的草地类型及物种丰富度而取舍。
14.本发明还提供了一种草地植被盖度快速测定方法，包括以下步骤：（1）、先选好样方的中心点，将样方框的锥脚对准中心点插上，观察样方框中的几种主要的优势种的平均高度，每一圈层选取一种优势种，并且使选定的优势种的平均高度从外圈到内圈逐步增加；（2）、快速修剪每一圈层内草地植被的高度至本圈层优势种的高度；（3）、完成初步修剪后，移除样方框，套上盖度盘，让位于盖度盘中心位置的主轴杆上的定位杆与样方的中心点对齐，盖度盘外侧的刻度能够指示内外圈层相对的高度差；（4）、首先从最内圈开始测量，数突起到最内圈盖度盘上方盘面的测针数量，记录并计算出最内圈的最高的优势种的盖度百分比，然后再往下压盖度盘至次内圈的优势种的高度，这时测得的盖度是内圈和次内圈的盖度的总和，重复此步骤直至最外圈的盖度盘也被观测完毕，这样就可以获得几个主要优势种的盖度及总的草地植被盖度。
15.优选地，如果需要监测的优势种的数量超过了盖度盘的圈层数量，可以在测定完一次主要优势种的盖度后，将草地以尚未测定的最高的优势种高度修剪平，再重复一轮测定未测定完的优势种的盖度，直至满足测定需求为止。
16.与现有技术相比，本发明公开提供了一种可快速监测草地几种主要优势种盖度及总的草地植被盖度的装置及方法，本发明依据植被高度分级进行盖度测定，最内圈的优势种相当于测定了几次盖度，有助于减少测定的误差；而且，由于每个盖度盘中测针的数量是固定的，其代表的面积百分比也是固定的，而测定时测针突出盘面的数量很明显，也可以很快数完，因而可以很快速的计算出植被的盖度。
附图说明
17.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做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
18.图1附图为本发明提供的一种草地植被盖度快速测定装置中盖度盘及主轴杆的整
体结构示意图；图2附图为本发明提供的一种草地植被盖度快速测定装置中样方框的结构示意图；图3附图为盖度盘测定时局部结构示意图；图4附图为内外圈层盖度盘连接示意图；图中：10-主轴杆，11-把手，12-定位杆，20-盖度盘，21-刻度，22-测针，23-凸键，24-凹槽，25-挡片，30-样方框，31-立杆，32-拉手，33-锥脚，34-钢圈，35-钢条。
具体实施方式
19.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。
21.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
22.实施例：由于现有技术中目测法误差很大，且带有很大的主观性，而传统的针刺法或条带法测定又比较繁琐，而且还不能测定主要优势种的盖度，本发明实施例基于针刺法的基本原理，采用分级模块化盖度盘的方式进行测定，不仅可以快速准确测定草地植被综合盖度，还可以测定主要优势种的盖度，为此，本发明实施例公开了一种草地植被盖度快速测定装置，参见附图1和2，其具体包括：主轴杆10、盖度盘20以及样方框30。
23.主轴杆10呈圆柱状，材质为不锈钢，内部中空，垂直位于装置的正中，上下两端用不锈钢圆片焊接封口，且其顶部正中焊接有圆弧形把手11，底部正中垂直焊接有实心圆柱状定位杆12。
24.盖度盘20有多个，一般有5~8个，依所监测的草地类型及物种丰富度而取舍。盖度盘20呈底部敞口，顶部及侧面封闭的立体圆环状，即其从顶部俯视呈圆环状。多个盖度盘20依次从小到大嵌套排列于主轴杆10外围，且相邻盖度盘20之间能够实现上下相对滑动，盖度盘20两侧面及顶部均由不锈钢板弯曲焊接而成。
25.具体的，盖度盘20的内圈侧面沿周向均匀固定有四个长条形的凸键23，外圈侧面沿周向均匀分布有四个竖直的凹槽24，凸键23可在凹槽24内上下滑动，相邻的盖度盘20通过四个凸键23和四个凹槽24紧密配合。
26.进一步地，在凹槽24的顶部及底部各有一块挡片25，用来阻止内外盖度盘20的滑脱。
27.同时，位于盖度盘20外圈侧面的凹槽24与刻度21之间互不影响。
28.最内圈的盖度盘20与主轴杆10之间采用螺钉连接固定，主轴杆10上有螺钉孔，螺钉穿过内圈的盖度盘20侧壁以及螺钉孔，将对应盖度盘20锁定。
29.盖度盘20顶部均匀密布有深1~2cm的小测针孔，每个小测针孔中放置有一根顶部具帽的测针22，测针22顶部的帽沿可以防止针从小孔中掉落。并且，盖度盘20外圈侧面左右均有刻度21，可以指示内外圈层的高度差。
30.图3示出了测定盖度时内外盖度盘20的刻度21和测针22的局部示意图，图4则示出了两个相邻盖度盘20外圈凹槽24与挡片25以及内圈凸键23的结构示意图。
31.样方框30全部由不锈钢圆棒弯曲焊接而成，其包括位于正中间且竖立的立杆31，在立杆31的顶部焊接有一个圆环形拉手32，可以方便地将样方框30从草地中拔出；立杆31的底部固定有锥脚33，锥脚33的底部呈尖尖的圆锥状，便于插入草地中，还便于准确定位。
32.立杆31的外圈设有多个与其同心分布且直径由小到大的不锈钢钢圈34，即样方框30的主体由多圈钢圈34与立杆31同心分布。多圈钢圈34由两条垂直交叉的钢条35焊接固定在一起，钢条35同时也与立杆31焊接成一个整体，形成为一个完整的样方框30。
33.采用本发明实施例的上述装置进行草地植被盖度快速测定方法，包括以下步骤：（1）、先选好样方的中心点，将样方框30的锥脚33对准中心点插上，观察样方框30中的几种主要的优势种的平均高度，每一圈层选取一种优势种，并且使选定的优势种的平均高度从外圈到内圈逐步增加；（2）、使用剪刀快速修剪每一圈层内草地植被的高度至本圈层优势种的高度；（3）、完成初步修剪后，移除样方框30，套上盖度盘20，让位于盖度盘20中心位置的主轴杆10上的定位杆12与样方的中心点对齐，盖度盘20外侧的刻度21能够指示内外圈层相对的高度差；（4）、首先从最内圈开始测量，数突起到最内圈盖度盘20上方盘面的测针22数量，记录并计算出最内圈的最高的优势种的盖度百分比，然后再往下压盖度盘20至次内圈的优势种的高度，这时测得的盖度是内圈和次内圈的盖度的总和，重复此步骤直至最外圈的盖度盘20也被观测完毕，这样就可以获得几个主要优势种的盖度及总的草地植被盖度。
34.由于最外圈的高度最低，因此测定的优势种的类别越多，高度越高的优势种被测定的盖度值次数就越多，其平均结果的误差就越小，有助于进一步提高测定精度。
35.而且，由于每个盖度盘20中测针22的数量是固定的，其代表的面积百分比也是固定的，而测定时测针22突出盘面的数量很明显，也可以很快数完，因而可以很快速的计算出植被的盖度。
36.进一步地，如果需要监测的优势种的数量超过了盖度盘20的圈层数量，可以在测定完一次主要优势种的盖度后，将草地以尚未测定的最高的优势种高度修剪平，再重复一轮测定未测定完的优势种的盖度，直至满足测定需求为止。
37.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
38.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。