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一种预测陆地生态系统植物群落覆被的技术与装置制造方法及图纸

技术编号:19059295 阅读:41 留言:0更新日期:2018-09-29 12:39
本发明专利技术针对陆地生态系统植物群落覆被观测时间较短、观测误差较高、长期连续人工观测工作量大、效率低的缺点,发明专利技术了一种能生成长时间序列、以两周为时间精度的植物覆被技术,可以用于定量描述在气候变化和人类扰动条件下植物群落覆被的变化。该技术首先运用土壤分析仪和植物监测设备获取土壤粒径和植物参数,结合土壤数据库获取土壤水文参数。然后运用动态植被模型模拟植物群落覆被,同时用数码照相机成像获取实测植物覆被,验证模拟结果并修正数据库中的土壤水文和植被参数。该技术和装置具有成本低、预测准确性高、适用范围广的特点,对陆地生态系统植物动态研究和生物多样性保护具有重要的指示意义。

【技术实现步骤摘要】
一种预测陆地生态系统植物群落覆被的技术与装置
本专利技术属于陆地生态系统生物监测领域,涉及一种利用土壤分析仪和植物监测装置获取土壤水文和植被参数,依靠数学建模模拟产生长时间序列植物覆被数据,并运用数码成像校正模型参数的技术和装置。
技术介绍
随着社会经济的持续发展,由气候变化和人类活动导致的环境和生态问题日益突出。气候变化和人类活动显著改变了陆地生态系统植物群落的组成和多样性。植物作为初级生产者是塑造陆地生态系统的关键组分,对环境变化的响应相对其它生态系统组分更加敏感。植物覆被(覆盖度)相对其它植物生理生态特征可以更直观的反映植物的生长状况。植物覆被受很多环境因子的驱动,如降水、温度、光照、土壤水分和养分等。当某地区植物分布较稀疏时,人为观测的误差较小;反之当地区植物生长旺盛,植物密集的分布会导致部分植物叶片重叠,增加人为观测的误差。此外,一些地区自然地理条件较差或经济发展较落后,不便于植物覆被长时间的人工观测,耗时且成本较高。然而这些地区的生态系统通常受人类扰动的影响较大或生态系统具有较高的脆弱性,因此开发适用于这些地区的植物监测技术和设备,可以有效减缓和预防自然灾害和人类社会经济本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生成长时间序列和高精度植物覆被的技术与装置,其特征在于:运用土壤粒径分析仪测量土壤质地,结合数据库信息获取相应质地下的土壤水文参数,用植物监测设备测量植物不同组织的重量并计算各植物参数,存储于数据库中。将土壤水文参数和植物参数输入到植物覆被模拟系统中生成长时间序列的植物覆被数据。通过数码照相系统获取实测植物覆被数据,对模拟数据进行验证并校正数据库中参数。具体的工作原理及装置构造如下:(1)装置各装置详细说明如下:1)样品预处理系统首先对采集的土壤样品过筛,去除体积较大的固体杂质;同时对采集的植物样品进行枝、叶和根等组织的分离,便于称重植物各组分的质量,获取相应的植物参数;2)土壤粒径分...

【技术特征摘要】
1.一种生成长时间序列和高精度植物覆被的技术与装置,其特征在于:运用土壤粒径分析仪测量土壤质地,结合数据库信息获取相应质地下的土壤水文参数,用植物监测设备测量植物不同组织的重量并计算各植物参数,存储于数据库中。将土壤水文参数和植物参数输入到植物覆被模拟系统中生成长时间序列的植物覆被数据。通过数码照相系统获取实测植物覆被数据,对模拟数据进行验证并校正数据库中参数。具体的工作原理及装置构造如下:(1)装置各装置详细说明如下:1)样品预处理系统首先对采集的土壤样品过筛,去除体积较大的固体杂质;同时对采集的植物样品进行枝、叶和根等组织的分离,便于称重植物各组分的质量,获取相应的植物参数;2)土壤粒径分析仪土壤水文参数取决于土壤的质地,土壤质地主要依据土壤粒径(粉沙土、沙土、壤土和粘土)进行分类;3)植物监测设备测量植物各组分的重量获取不同的植物参数。例如,根据叶的重量变化得到植物生长速率,根据土地表面及直立部分叶和枝的重量得到植物的死亡速率,根据根的重量变化得到植物吸收土壤水分及养分的速率,同时获取植物根随土壤深度的分布状况。通过测量生长样地及周围裸地的植物生物量得到植物的扩散繁殖速率;4)数据库数据库采用MicrosoftOfficeAccess2010建立,数据库分为土壤水文参数数据库和植物参数数据库。录入不同土壤质地下的土壤水文参数。植物参数依据第3)步的计算结果;5)植物覆被模拟系统植物覆被模拟系统的工作平台采用笔记本电脑戴尔燃7000,操作系统采用Windows10,软件支持平台采用Eclipse,利用C++计算机编程语言进行开发,植物覆被的模拟主要通过土壤水文和植物两个子模型的相互作用实现;6)数码照相系统数码照相机采用佳能G1XMarkⅢ,有效像素为2420万,具备F2.8-5.6的大光圈镜头,用于拍摄25到50平方米样地的图像,提取图像中的植物覆被部分,之后通过实时传输线路将处理后的数据传输到植物覆被模拟系统和数据库;7)辅助设备辅助设备包括电源设备、连接线路等;(2)植物覆...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭通唐艳鸿
申请(专利权)人:北京大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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