CN108828066A - 一种利用回声探测仪观测沉水植物的方法 - Google Patents

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高海龙
程寒飞
詹茂华
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明公开一种利用回声探测仪观测沉水植物的方法。包括如下步骤：1)沉水植物观测断面确定：根据沉水植物的种类、水体环境以及人为干扰程度，对水体进行区域划分获得入水区、出水区、深水区、中水区以及浅水区，并在所得的区域内分别设置观测断面；2)沉水植物数据获取：将回声探测仪深入水中，沿步骤(1)所确定的观测断面进行走航观测，同时进行水声学数据采集；3)沉水植物观测结果分析：依据采集到的水声学数据中的回声信号分析所观测水体不同区域断面沉水植物的冠盖高度和百分比覆盖度。本发明相较于其他方法，操作简单，可以在大范围水域观测沉水植物的基础上获得足够的相关信息。

Description

一种利用回声探测仪观测沉水植物的方法
技术领域
本发明涉及水生生态调查领域，尤其涉及一种利用回声探测仪观测沉水植物的方法。
背景技术
沉水植物作为水生生态系统中主要的初级生产者之一，其对维持水生生态系统生物多样性、促进水体自身净化及其它水生动植物的生存和发展具有非常重要的影响。了解和掌握沉水植物的详细情况对于水生生态系统的评价、人类活动对水体环境的影响分析以及制定控制外来入侵水生植物对策等一系列活动具有重要意义。
但截至目前，对于沉水植物的观测方法通常还是采用人工样方调查(采草夹或耙进行原位采样)或采用遥感反演技术获得沉水植物的具体信息。人工样方调查可以获得较为详细具体的沉水植物的信息，但其观测范围有限；遥感反演技术可以获得大范围的沉水植物的信息，但获得的沉水植物信息相对有限。而且这些沉水植物观测手段通常受限于水体的透明度，往往难以获得深水区沉水植物的相关信息。而采用数字化回声探测技术则可以在大范围水域观测的基础上提供足够的沉水植物相关信息。
检索发现，申请号CN201410545845.9、专利名称《一种利用地物反射波谱曲线来调查沉水植物生物量的方法》提出一种采用地物反射波谱曲线来获得沉水植物生物量的方法，但其仅在水质较为清澈的水体效果较好，应用具有相当大的局限性。申请号CN201110404497.X、专利名称《一种大型水生植物定量采样器》和申请号CN201320014309.7、专利名称《水生植物中远距离采样器》对沉水植物人工采样工具进行了优化和改良，但依然存在观测范围相对较小的缺点。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种操作简单的利用回声探测仪观测沉水植物的方法。
为达到上述目的，本发明一种利用回声探测仪观测沉水植物的方法，包括如
下步骤：1)沉水植物观测断面确定：根据沉水植物的种类、水体环境以及
人为干扰程度，对水体进行区域划分获得入水区、出水区、深水区、中水
区以及浅水区，并在所得的区域内分别设置观测断面；
2)沉水植物数据获取：将回声探测仪深入水中，沿步骤(1)所确定的观测断面进行走航观测，同时进行水声学数据采集；
3)沉水植物观测结果分析：依据采集到的水声学数据中的回声信号分析所观测水体不同区域断面沉水植物的冠盖高度和百分比覆盖度。
进一步地，观测断面之间的间隔为250～500m。
进一步地，步骤3)中分析方法具体为：选择以10～20个回声信号为单元分析沉水植物百分比盖度，统计每个单元的沉水植物百分比覆盖度，得到平均百分比盖度值。
进一步地，进行走航观测时，回声探测仪的入水深度为0.2～0.5m，观测船走航速度为2～3m/s。
进一步地，进行走航观测时，回声探测仪入水深度为0.2～0.5m；若待观测水体最大水深小于5m，采用水平式观测；否则采用垂直式观测。
进一步地，回声探测仪为美国Biosonics公司生产的型号为MX的回声探测仪。
本发明利用回声探测仪观测沉水植物的方法，采用回声探测仪观测沉水植物，相较于其他方法，操作简单，可以在大范围水域观测沉水植物的基础上获得足够的相关信息。
附图说明
图1为美国Biosonics公司生产的型号为MX的回声探测仪。
图2为利用MX回声探测仪针对太湖贡湖退渔还湖区沉水植物的观测结果。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
实施例1
本实施例提供一种利用回声探测仪观测沉水植物的方法，包括如下步骤：1)沉水植物观测断面确定，根据沉水植物的不同种类、水体环境特点以及人为干扰程度，将河流、湖泊、水库等水体划分为入水区、出水区、深水区(或湖心区)、中水区(或亚沿岸带)以及浅水区(或沿岸带)，在这5种区域内分别设置若干具有代表性的观测断面。观测断面之间的间隔为250～500m。
(2)沉水植物数据获取，采用美国Biosonics公司生产的型号为MX的回声探测仪观测沉水植物，其具体技术指标如表1所示。将MX回声探测仪换能器使用铁架固定于观测船船舷，入水深度0.2～0.5m，沿步骤(1)所确定的观测断面进行走航观测，观测船走航速度控制在2～3m/s。利用Biosonics Acquistion6.0软件进行水声学数据采集。观测时，若待观测水体最大水深小于5m时采用水平式观测，否则采用垂直式观测。
表1 MX回声探测仪技术指标
(3)沉水植物观测结果分析，利用Visual Habitat软件分析所观测水体不同区域断面沉水植物的冠盖高度和百分比覆盖度。选择以10～20个回声信号为单元分析沉水植物百分比盖度，统计每一个单元的沉水植物百分比覆盖度状况，最终得到平均百分比盖度值。
具体的，以湖北梁子湖为例，应用本发明方法对该水域的沉水植物进行了观测。梁子湖东西长82km，南北长32km，湖面水域面积达370km2，平均水深3m。
选取梁子湖梁子岛西侧一个断面开展人工样方调查和利用MX回声探测仪观测的比较以测试本发明方法的可行性和可靠性。该断面长约400m，人工样方调查结果发现沉水植物百分比覆盖度为63％。
采用美国Biosonics公司生产的型号为MX的回声探测仪观测沉水植物。将MX回声探测仪换能器使用铁架固定于观测船船舷，入水深度0.3m。待观测最大水深小于5m，因此采用水平式探测。沿确定的观测断面进行走航观测，观测船走航速度为2.5m/s。利用Biosonics Acquistion 6.0软件进行水声学数据采集。
利用Visual Habitat软件分析所观测水体不同区域断面沉水植物的冠盖高度和百分比覆盖度。选择以10个回声信号为单元分析沉水植物百分比覆盖度，统计每一个单元的沉水植物百分比覆盖度状况，最终得到平均百分比覆盖度值。MX回声探测仪观测数据如表2所示，最终得到MX回声探测仪沉水植物观测的平均百分比覆盖度值为(65％)，与人工样方调查结果(63％)基本一致，表明采用MX回声探测仪观测沉水植物可行且具有较高的可靠性。
表2 MX回声探测仪观测结果
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种利用回声探测仪观测沉水植物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)沉水植物观测断面确定：根据沉水植物的种类、水体环境以及人为干扰程度，对水体进行区域划分获得入水区、出水区、深水区、中水区以及浅水区，并在所得的区域内分别设置观测断面；
2)沉水植物数据获取：将回声探测仪深入水中，沿步骤(1)所确定的观测断面进行走航观测，同时进行水声学数据采集；
3)沉水植物观测结果分析：依据采集到的水声学数据中的回声信号分析所观测水体不同区域断面沉水植物的冠盖高度和百分比覆盖度。
2.根据权利要求1所述的利用回声探测仪观测沉水植物的方法，其特征在于，观测断面之间的间隔为250～500m。
3.根据权利要求1所述的利用回声探测仪观测沉水植物的方法，其特征在于，步骤3)中分析方法具体为：选择以10～20个回声信号为单元分析沉水植物百分比盖度，统计每个单元的沉水植物百分比覆盖度，得到平均百分比盖度值。
4.根据权利要求所述利用回声探测仪观测沉水植物的方法，其特征在于，进行走航观测时，回声探测仪的入水深度为0.2～0.5m，观测船走航速度为2～3m/s。
5.根据权利要求所述利用回声探测仪观测沉水植物的方法，其特征在于，进行走航观测时，回声探测仪入水深度为0.2～0.5m；若待观测水体最大水深小于5m，采用水平式观测；否则采用垂直式观测。
6.根据权利要求1所述的利用回声探测仪观测沉水植物的方法，其特征在于，回声探测仪为美国Biosonics公司生产的型号为MX的回声探测仪。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110132183A (zh) * 2019-04-30 2019-08-16 苏州科技大学 一种深水水域水下机器人型沉水植物盖度仪
CN110160504A (zh) * 2019-04-30 2019-08-23 苏州科技大学 一种浅水湖泊无人水上舰艇型沉水植物盖度仪
CN110243936A (zh) * 2019-06-14 2019-09-17 中国科学院水生生物研究所 一种原位无损伤测定沉水植物生物量的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107728150A (zh) * 2017-09-26 2018-02-23 江苏省水利科学研究院 调查湖泊沉水植物的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107728150A (zh) * 2017-09-26 2018-02-23 江苏省水利科学研究院 调查湖泊沉水植物的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
储昭升等: "洱海沉水植物空间分布及生物量估算", 《环境科学研究》 *
吴东浩等: "基于水声学的太湖贡湖湾沉水植物盖度调查", 《水文》 *
徐兆安等: "DT－X 回声探测仪在太湖沉水植物调查中的应用", 《人民长江》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110132183A (zh) * 2019-04-30 2019-08-16 苏州科技大学 一种深水水域水下机器人型沉水植物盖度仪
CN110160504A (zh) * 2019-04-30 2019-08-23 苏州科技大学 一种浅水湖泊无人水上舰艇型沉水植物盖度仪
WO2020221166A1 (zh) * 2019-04-30 2020-11-05 苏州科技大学 一种深水水域水下机器人型沉水植物盖度仪
CN110132183B (zh) * 2019-04-30 2021-12-28 苏州科技大学 一种深水水域水下机器人型沉水植物盖度仪
CN110243936A (zh) * 2019-06-14 2019-09-17 中国科学院水生生物研究所 一种原位无损伤测定沉水植物生物量的方法
CN110243936B (zh) * 2019-06-14 2021-05-28 中国科学院水生生物研究所 一种原位无损伤测定沉水植物生物量的方法

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