一种测量草地植物种和植物群落空间分布的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种测量草地植物种和植物群落空间分布的方法及系统。该方法包括：对草地样本进行划分，得到多个大样方；统计植物群落中各植物种在每个大样方内出现的次数，得到统计次数；根据各植物种的统计次数，采用幂乘方法，得到植物群落的散点图；通过所述散点图确定各植物种的空间分布以及植物群落的空间分布。本发明专利技术能够更加简单、高效的测量植物种以及植物群落空间分布格局。

【技术实现步骤摘要】
一种测量草地植物种和植物群落空间分布的方法及系统
本专利技术涉及生态
，特别是涉及一种测量草地植物种和植物群落空间分布的方法及系统。
技术介绍
草地植物空间分布格局是指种群个体和群落在空间水平位置的分布模式，体现植物种群随时空变化在各种尺度范围的格局、成因及规律。研究植物种群和群落空间分布格局，明确植被分布格局及变化规律，可一定程度反映草地植被的演替方向和发展动态，解析草地植被与环境之间的关系，对草地植被演替生态学机制的揭示具有重要意义。Greig-Smith首次提出空间格局可用于自然植被空间异质性分析，植物空间格局研究逐渐被生态学家关注。起初生态学家应用单种群格局方法研究群落中主要种群的分布格局。到20世纪70年代，多物种格局和种群格局方法产生，主要用于研究优势种群格局和群落格局的关系。随后，许多生态学家用两项局部方差法和成对样方方差等统计学手段，对植物格局强度和尺度进行研究；与此同时，David应用地理信息软件方差图方法(variogram)来研究植被空间格局。直到20世纪80年代，Wiegand和Moloney提出以植物种群个体的空间位置坐标为基本数据，以点图形式研究植物种的点格局法。近年来，为探讨生态学中的尺度和等级问题，研究者提出分形分析法，但其与以往方法的理论基础不同，在反映格局和尺度关系上不如点格局法。以上方法虽然在早期植被格局分析中非常有用和盛行，但其所得结论过于简单化，且集中在传统的方法和理论方面，主要存在以下问题：(1)植被调查过程复杂，且费时、费力；(2)调查仅限于部分植物种群的格局分析，不能对所有植物种或同时对植物种和群落空间格局进行研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有方法存在的问题，提供一种能够简易、高效的测量草地植物种和植物群落空间分布的方法及系统。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种测量草地植物种和植物群落空间分布的方法，所述方法包括：对草地样本进行划分，得到多个大样方；统计植物群落中各植物种在每个所述大样方内出现的次数，得到统计次数；根据各植物种的统计次数，采用幂乘方法，得到植物群落的散点图；通过所述散点图确定各植物种的空间分布以及植物群落的空间分布。可选的，所述统计各植物种在每个大样方内出现的次数，得到统计次数，具体包括：将每个大样方分割为大小相等的多个正方形小样方；统计各植物种在每个所述小样方内出现的次数；根据各植物种在多个小样方内出现的次数计算各植物种在每个大样方内出现的次数。可选的，所述根据各植物种的统计次数，采用幂乘方法，绘制植物群落的散点图，具体包括：根据各植物种的统计次数，计算各植物种在小样方中出现的方差；计算各植物种的实际观测频率方差；根据各植物种在小样方中出现的方差以及各植物种的实际观测频率方差，采用幂乘方法，绘制植物群落的散点图。可选的，所述通过所述散点图确定植物群落的空间分布，具体包括：获取散点图的线性回归直线；根据所述线性回归直线与预设参考线的相对位置，确定植物群落的空间分布。可选的，所述根据所述线性回归直线与预设参考线的相对位置，确定植物群落的分布，具体包括：若所述线性回归直线在所述预设参考线的上方，表示植物群落呈集群分布；若所述线性回归直线在所述预设参考线的下方，表示植物群落呈规则分布；若所述线性回归直线与所述预设参考线交叉，表示植物群落中部分植物种呈聚集分布，部分植物种呈随机分布或规则分布。可选的，所述通过所述散点图确定植物种的空间分布，具体包括：根据所述散点图获取各植物种的y轴坐标；计算各植物种的y轴坐标与预设参考线沿y轴方向的距离，得到距离矢量；若所述距离矢量大于零，表示植物种为集群分布；若所述距离矢量等于零，表示植物种为随机分布；若所述距离矢量小于零，表示植物种为均匀分布。一种测量草地植物种和植物群落空间分布的系统，所述系统包括：划分模块，用于对草地样本进行划分，得到多个大样方；统计模块，用于统计植物群落中各植物种在每个大样方内出现的次数，得到统计次数；绘制模块，用于根据各植物种的统计次数，采用幂乘方法，绘制植物群落的散点图；确定模块，用于通过所述散点图确定植物种的空间分布以及植物群落的空间分布。可选的，所述统计模块包括：分割单元，用于将每个大样方分割为大小相等的多个正方形小样方；统计单元，用于统计各植物种在每个所述小样方内出现的次数；第一计算单元，用于根据各植物种在多个小样方内出现的次数计算各植物种在每个大样方内出现的次数。可选的，所述绘制模块包括：第二计算单元，用于根据各植物种的统计次数，计算各植物种在小样方中出现的方差；第三计算单元，用于计算各植物种的实际观测频率方差；绘制单元，用于根据各植物种在小样方中出现的方差以及各植物种的实际观测频率方差，采用幂乘方法，绘制植物群落的散点图。可选的，所述确定模块包括：第一获取单元，用于获取散点图的线性回归直线；第一确定单元，用于根据所述线性回归直线与预设参考线的相对位置，确定植物群落的空间分布；第二获取单元，根据所述散点图获取各植物种的y轴坐标；距离计算单元，用于计算各植物种的y轴坐标与预设参考线沿y轴方向的距离，得到距离矢量；第二确定单元，用于根据所述距离矢量确定植物种的空间分布。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：本方法根据各植物种的统计次数，采用幂乘方法，得到植物群落的散点图；通过所述散点图确定各植物种的分布以及植物群落的分布。结合幂乘方法研究草地空间分布格局，以数学推导与草地实测相结合，对草地植物生长无破坏性，通过定点样方，可对草地植物种和群落空间分布格局进行长期性和连续性监测，对草地植被演替生态学机制的揭示具有重要意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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仅是本专利技术的一些实施例，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。图1为本专利技术实施例提供的一种测量植物种以及植物群落空间分布的方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的植物群落散点图的示意图；图3为例1中植物种群散点图的示意图；图4为例2中植物种群散点图的示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种测量植物种以及植物群落空间分布的系统的结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是针对现有方法存在的问题，提供一种能够简易、高效的测量草地植物种和植物群落空间分布的方法及系统。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，一种测量植物种以及植物群落空间分布的方法包括以下步骤：步骤101：对草地样本进行划分，得到多个大样方。选择需要测量植物种和群落空间分布格局的草地样地，在每个样地上设置50个以上正方形大样方(L-样方)。步骤102：统计植物群落中各植物种在每个大样方内出现的次数，得到统计次数。具体的，将每个大样方分割为大小相等的多个正方形小样方；统计各植物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量草地植物种和植物群落空间分布的方法，其特征在于，所述方法包括：对草地样本进行划分，得到多个大样方；统计植物群落中各植物种在每个所述大样方内出现的次数，得到统计次数；根据各植物种的统计次数，采用幂乘方法，得到植物群落的散点图；通过所述散点图确定各植物种的空间分布以及植物群落的空间分布。

【技术特征摘要】
1.一种测量草地植物种和植物群落空间分布的方法，其特征在于，所述方法包括：对草地样本进行划分，得到多个大样方；统计植物群落中各植物种在每个所述大样方内出现的次数，得到统计次数；根据各植物种的统计次数，采用幂乘方法，得到植物群落的散点图；通过所述散点图确定各植物种的空间分布以及植物群落的空间分布。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述统计各植物种在每个大样方内出现的次数，得到统计次数，具体包括：将每个大样方分割为大小相等的多个正方形小样方；统计各植物种在每个所述小样方内出现的次数；根据各植物种在多个小样方内出现的次数计算各植物种在每个大样方内出现的次数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各植物种的统计次数，采用幂乘方法，绘制植物群落的散点图，具体包括：根据各植物种的统计次数，计算各植物种在小样方中出现的方差；计算各植物种的实际观测频率方差；根据各植物种在小样方中出现的方差以及各植物种的实际观测频率方差，采用幂乘方法，绘制植物群落的散点图。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述散点图确定植物群落的空间分布，具体包括：获取散点图的线性回归直线；根据所述线性回归直线与预设参考线的相对位置，确定植物群落的空间分布。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述线性回归直线与预设参考线的相对位置，确定植物群落的分布，具体包括：若所述线性回归直线在所述预设参考线的上方，表示植物群落呈集群分布；若所述线性回归直线在所述预设参考线的下方，表示植物群落呈规则分布；若所述线性回归直线与所述预设参考线交叉，表示植物群落中部分植物种呈聚集分布，部分植物种呈随机分布或规则分布。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述散点图确定植物种的空间分布，具体包括：根据所述散...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟晓明，于应文，徐震，李小刚，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62