一种预测极端干旱区疏叶骆驼刺长势的方法技术

本申请涉及一种预测极端干旱区疏叶骆驼刺长势的方法，包括样带样方调查、获取地下水流场信息、土壤重量含水率的确定、土壤含盐量的确定、采用无人机遥感技术对样带、样方拍摄光谱图，通过光谱图中植被覆盖数据分析样方内植被的覆盖率，同时对样方内植被类型及分布情况进行分析；结合生态调查，分析样方内植被变化情况；建立地下水数值模型，结合地区用水规划，预测植被长势。本申请对极端干旱条件下生态脆弱区恢复及生态功能保护起到了积极探索作用，为极端干旱区地下水的合理开发及生态功能保护研究提供实践方法，为极端干旱区地下水的合理开发及生态功能保护提供了有利的数据支持。

A Method for Predicting the Growth of Leaf-sparse Camel Spines in Extreme Arid Areas

【技术实现步骤摘要】
一种预测极端干旱区疏叶骆驼刺长势的方法
本申请涉及一种预测极端干旱区疏叶骆驼刺长势的方法。
技术介绍
吐鲁番盆地位于新疆维吾尔自治区中部偏东地区，远离海洋，地势南北高、中部低，是典型的“三山夹两盆”的封闭式盆地，属于大陆性暖温带干旱沙漠气候。其特征为：冬季寒冷，夏季酷热，降水稀少，蒸发强烈，春秋短暂且多风沙，昼夜温差大。多年平均气温11～17℃，并在1月最低，为-25.2℃，7月最高，可达48.0℃，气温年较差40～47.5℃；南盆地平原区年降水量小于10mm；南盆地平原区年蒸发量达1600-1800mm；年平均相对湿度不足33%；全年总日照时数平均为3056.4小时。在这样的极端环境条件下，进行地下水资源优化配置及旱生植被的生长预测就显得至关重要。基于对现有艾丁湖流域疏叶骆驼刺的长势预测是对极端干旱条件下生态脆弱区恢复及生态功能保护的积极探索。在吐鲁番盆地，尤其是吐鲁番南盆地艾丁湖的北缘生长有大量疏叶骆驼刺，高30～60cm，分布范围西至托克逊县郭勒布依乡，东至鄯善县迪坎尔乡，长100km，南到艾丁湖北部，最宽处有20km，这片面积177.6万亩的野生骆驼刺是新疆唯一的单一植被草场。疏叶骆驼刺不仅是一种蜜源植物，种子还可入药，更是绿洲湿地防护体系的重要组成部分，它的存在与生长对维护脆弱的生态环境有着极其重要的生态价值。疏叶骆驼刺是干旱区的优势植被，对于水土保持、防风、固沙和保护绿洲生态安全发挥着重要的作用，艾丁湖流域内生长着全国乃至世界上最大面积的骆驼刺，是保护当地自然环境的最后一道防线，是吐鲁番文明和绿色存在的倚仗，但是由于种种原因，目前吐鲁番盆地的疏叶骆驼刺出现了不可预测、面积消退、局部长势衰败的现象。因此，进行疏叶骆驼刺的长势预测，既可以发挥其食用价值和药用价值，又将为极端干旱区地下水的合理开发及生态功能保护研究提供实践方法。该技术成果将为我国西部特殊地貌区生态功能保护提供技术途径，具有重要的应用价值。因此，探索并建立能在极端干旱地区应用的预测疏叶骆驼刺长势的地下水方法显得至关重要，为地下水高效利用和生态功能保护提供借鉴。现有技术中有采用遥感数据对植被长势进行分析的方法，但该方法仅能够获取长序列的植被长势情况，而无法达到精确分辨植被类型。
技术实现思路
本申请的目的在于提出一种通过实地植被调查、归一化植被指数、水土样分析数据，采用统计分析方法，分析植被覆盖、植物物种多样性与对应调查样点地下水埋深、矿化度、土壤盐分的关系，进行不同水盐条件植被覆盖度及物种多样性变化趋势分析，为极端干旱区提供具体数据，以达到为极端干旱区地下水的合理开发及生态功能保护提供数据支撑的一种预测极端干旱区疏叶骆驼刺长势的方法。本申请的目的是这样实现的：一种预测极端干旱区疏叶骆驼刺长势的方法，包括以下步骤：步骤一、样带样方调查：沿地下水流向，并在陆表根据植被长势分带界线设置样带；在植被样带内间隔选取样方，对样方内的植被进行陆表生态调查；步骤二、获取地下水流场信息：在样方内地下水水位埋深<5m的范围，施工探井并埋入PVC管进行后期监测，在地下水水位埋深>5m的范围内采用周边机井作为水位观测井，并按照1次/月的频率对地下水位进行观测，在枯水期和丰水期进行地下水位统测，获取地下水两期流场；步骤三、土壤重量含水率的确定：在样方内，垂直地表定点、定深剖面挖掘，每一个定点、定深位置做为采样点位，直至地下水出露，挖掘过程中，在采样点位适时采收土壤重量含水率样品，测量土壤重量含水率；步骤四、土壤含盐量的确定：采集土壤易溶盐样品，同步骤三中采样点位一致，现场采取土样进行装袋，室内称取部分土样，并将所述部分土样按照5∶1水土重量比例配置，利用原子吸收分光光度计进行样品检测，测试项目包括八大离子含量、pH值等。步骤五、采用无人机遥感技术对样带、样方拍摄光谱图，通过光谱图中植被覆盖数据分析样方内植被的覆盖率，同时对样方内植被类型及分布情况进行分析；结合生态调查，分析样方内植被变化情况；步骤六、建立地下水数值模型，结合地区用水规划，预测植被长势。步骤一中，在样带内植被不发育区域布设10m×10m样方，在植被较为茂密的区域布设5m×5m样方。步骤一中，陆表生态调查是指，记录植被类型、群落结构、优势种以及不同生长期植被生长状况、生物量，记录乔木、灌木植物种类、株数、高度、冠幅及长势，草本植物种类、多度、盖度和高度等情况。步骤三中，所有采样点集合成一条样带在不同样方、不同埋深点位上的土壤重量含水率测试值数据库。根据陆表生态调查结果筛选植被生长优、差的极值，作为疏叶骆驼刺生长的土壤重量含水率单一数的阈值。步骤四中，所有采样点集合成一条样带在不同样方、不同埋深点位上的土壤重量含盐量测试值数据库。根据陆表生态调查结果筛选植被生长优、差的极值，作为疏叶骆驼刺生长的土壤重量含盐量单一数的阈值。步骤五中，光谱图中，样方范围内会显示有阴影，该阴影即代表有植被覆盖，得出样方内阴影面积/样方内总面积=覆盖率。本申请中疏叶骆驼刺是一种优良的防风固沙植物，植物根系可达20-30m深，正是根据这一特点选择了水位埋深50m以内的区域对骆驼刺的生长因素进行分析，分别采用基于GIS的研究区地下水水盐及植被变化规律分析，对其生长因素进行耦合分析，确定疏叶骆驼刺在极端干旱区的生长阈值，基于地下水数值模拟预测其长势。本申请基于地下水数值模拟预测其长势结果较为准确，为极端干旱区地下水的合理开发及生态功能保护提供了有利的数据支持。本申请相比现有技术，首次在极端干旱区采用沿地下水流向方向，通过对水、盐、土及植被长势等因子，分析绿洲湿地系统退变与地下水生态功能恶化之间的耦合关系，结合规划用水情况，预测疏叶骆驼刺长势。本申请对极端干旱条件下生态脆弱区恢复及生态功能保护起到了积极探索作用，在艾丁湖流域与地下水资源合理配置及旱生植被生态功能保护中得到了有机结合，为极端干旱区地下水的合理开发及生态功能保护研究提供实践方法，为我国西部特殊地貌区生态功能保护提供技术途径，具有重要的应用价值。具体实施方式本申请不受下述实施例的限制，可根据本申请的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。实施例1：一种预测极端干旱区疏叶骆驼刺长势的方法，包括以下步骤：步骤一、样带样方调查：沿地下水流向，并在陆表根据植被长势分带界线设置样带；在植被样带内间隔选取样方，对样方内的植被进行陆表生态调查；步骤二、获取地下水流场信息：在样方内地下水水位埋深<5m的范围，施工探井并埋入PVC管进行后期监测，在地下水水位埋深>5m的范围内采用周边机井作为水位观测井，并按照1次/月的频率对地下水位进行观测，在枯水期和丰水期进行地下水位统测，获取地下水两期流场；步骤三、土壤重量含水率的确定：在样方内，垂直地表定点、定深剖面挖掘，每一个定点、定深位置做为采样点位，直至地下水出露，挖掘过程中，在采样点位适时采收土壤重量含水率样品，测量土壤重量含水率；步骤四、土壤含盐量的确定：采集土壤易溶盐样品，同步骤三中采样点位一致，现场采取土样进行装袋，室内称取部分土样，并将所述部分土样按照5∶1水土重量比例配置，利用原子吸收分光光度计进行样品检测，测试项目包括八大离子含量、pH值等。步骤五、采用无人机遥感技术对样带、样方拍摄光谱图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预测极端干旱区疏叶骆驼刺长势的方法，包括以下步骤：步骤一、样带样方调查：沿地下水流向，并在陆表根据植被长势分带界线设置样带；在植被样带内间隔选取样方，对样方内的植被进行陆表生态调查；步骤二、获取地下水流场信息：在样方内地下水水位埋深<5m的范围，施工探井并埋入PVC管进行后期监测，在地下水水位埋深>5m的范围内采用周边机井作为水位观测井，并按照1次/月的频率对地下水位进行观测，在枯水期和丰水期进行地下水位统测，获取地下水两期流场；步骤三、土壤重量含水率的确定：在样方内，垂直地表定点、定深剖面挖掘，每一个定点、定深位置做为采样点位，直至地下水出露，挖掘过程中，在采样点位适时采收土壤重量含水率样品，测量土壤重量含水率；步骤四、土壤含盐量的确定：采集土壤易溶盐样品，同步骤三中采样点位一致，现场采取土样进行装袋，室内称取部分土样，并将所述部分土样按照5∶1水土重量比例配置，利用原子吸收分光光度计进行样品检测，测试项目包括八大离子含量、pH值等。

【技术特征摘要】
1.一种预测极端干旱区疏叶骆驼刺长势的方法，包括以下步骤：步骤一、样带样方调查：沿地下水流向，并在陆表根据植被长势分带界线设置样带；在植被样带内间隔选取样方，对样方内的植被进行陆表生态调查；步骤二、获取地下水流场信息：在样方内地下水水位埋深<5m的范围，施工探井并埋入PVC管进行后期监测，在地下水水位埋深>5m的范围内采用周边机井作为水位观测井，并按照1次/月的频率对地下水位进行观测，在枯水期和丰水期进行地下水位统测，获取地下水两期流场；步骤三、土壤重量含水率的确定：在样方内，垂直地表定点、定深剖面挖掘，每一个定点、定深位置做为采样点位，直至地下水出露，挖掘过程中，在采样点位适时采收土壤重量含水率样品，测量土壤重量含水率；步骤四、土壤含盐量的确定：采集土壤易溶盐样品，同步骤三中采样点位一致，现场采取土样进行装袋，室内称取部分土样，并将所述部分土样按照5∶1水土重量比例配置，利用原子吸收分光光度计进行样品检测，测试项目包括八大离子含量、pH值等。2.步骤五、采用无人机遥感技术对样带、样方拍摄光谱图，通过光谱图中植被覆盖数据分析样方内植被的覆盖率，同时对样方内植被类型及分布情况进行分析；结合生态调查，分析样方内植被变化情况；步骤六、建立地下水数值模型，结合地区用水规划，预测植被长势。3.如权利要求1所述的一种预测极端干旱区疏叶骆驼刺长势的方法，其特征在于：步骤一中，在样带内植被不发育区域布设10m×10m样方，在植被较为茂密的区域布设5m×5m样方。4.如权利要求1或2所述的一种预测极端干旱区疏叶骆驼刺长势的方法，其特征在于：步骤一中，陆表生态调查...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立，刘亮，张明江，
申请(专利权)人：新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一水文工程地质大队，
类型：发明
国别省市：新疆,65