CN114026987B - 野外待改良草地改良方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种野外待改良草地改良方法包括：根据实际需要对野外草地进行相应界限的划分，以所述界限内的区域作为待改良区；依据所述待改良区的形状和尺寸设置监测点的数量和位置；以及通过监测点的实时监测数据对于待改良区内影响待改良草地良性演替的因素进行改良；其中，改良表征为对影响所述待改良草地良性演替的因素进行补偿。本发明的另一个方面还提供一种野外待改良草地改良装置，包括监测组件和改良组件。基于监测的数据对影响草地良性演替的因素进行实时补偿并可随监测数据的实时变化而进行实时的相应补偿改良措施实施，使得补偿的结果有利于草地良性演替。

Description

野外待改良草地改良方法及装置

技术领域

本发明涉及生态系统恢复技术领域，尤其涉及一种野外待改良草地改良方法及装置。

背景技术

草地生态系统是地球上典型的生态系统，大部分草地生态系统处于脆弱敏感状态，过度利用、气候异常和生物干扰等进一步加重了草地生态系统的恶性退化、发生逆向演替，甚至导致不可逆转的破坏。特别地，在不同的地理位置、大尺度气候背景、小范围环境特征、前期植被特征、各种后续干扰等综合影响下，造成了不同限制因素下的草地生态系统不同程度的退化和不同速率的逆向演替。而如何对不同草地生态系统类型采取合适的改良方法和恢复措施的重点在于如何针对性地改善不同草地生态系统的首要限制因素问题，从而实现对野外自然草地生态系统的有效改良和可持续性生态管理。此外，由于野外自然草地生态系统分布范围广泛且偏远，如果需要管控则需要大量的人力和物力投入到相应的管理和规划工作中。

目前，关于野外草地生态系统改良方面，普遍采用大范围的人为驻扎管理，导致长期大量的人力物力财力和时间投入。此外，人为管理存在延迟性问题，也存在对于影响野外因素变化采集不够完备也不够及时，此外人为不适宜的翻耕会导致破坏土壤结构、打破内部元素循环、造成元素的流失等问题。此外，对野外草地的恢复方面，没有系统完整地有针对性地去解决不同草地类型的因素限制性问题，并且后续的管理方案和措施也没有进行很好的规划。

发明内容

针对于现有的技术问题，本发明提供一种野外待改良草地改良方法及装置，用于至少部分解决以上技术问题。

本发明一方面提供一种野外待改良草地改良方法，包括：根据实际需要对野外草地进行相应界限的划分，以所述界限内的区域作为待改良区；依据所述待改良区的形状和尺寸设置监测点的数量和位置；以及通过监测点的实时监测数据对于待改良区内影响待改良草地良性演替的因素进行改良；其中，改良表征为对影响所述待改良草地良性演替的因素进行补偿，使补偿后的结果利于待改良草地良性演替；影响所述待改良草地良性演替的因素包括：土壤元素、温度因素、水分因素、生物因素中的至少一种。

根据本发明的实施例，依据所述待改良区的形状和尺寸设置监测点的数量和位置，包括：每个所述监测点至少可对一部分待改良区内影响所述待改良草地良性演替的因素进行实时监测；所述监测点的数量和位置需满足能实时监测整个待改良区内任一位置影响所述待改良草地良性演替的因素。

根据本发明的实施例，通过监测点的实时监测数据对于待改良区内影响待改良草地良性演替的因素进行改良，包括：基于土壤元素影响所述待改良草地改良的情况，则补充或稀释待改良区改良所需元素；基于温度因素影响所述待改良草地改良的情况，则对待改良区的温度进行调整；基于水分因素影响所述待改良草地改良的情况，则补充待改良区的水分；基于生物因素影响所述待改良草地改良的情况，则对导致生物灾害的生物进行杀灭或驱离。

本发明另一方面提供一种野外待改良草地改良装置，监测组件，用于实时监测待改良区内影响待改良草地良性演替的因素，影响所述待改良草地良性演替的因素包括：土壤元素、温度因素、水分因素、生物因素中的至少一种；以及改良组件，用于对影响所述待改良草地良性演替的因素进行补偿；其中所述监测组件和所述改良组件之间通信连接。

根据本发明的实施例，所述监测组件包括第一支架，固定在对待改良区进行监测的监测点；所述第一支架上安装有元素监测单元，用于监测所述监测点附近区域的土壤中的土壤元素含量；温度监测单元，用于监测所述监测点附近区域的空气温度；水分监测单元，用于监测所述监测点附近区域土壤中的含水量；以及生物监测单元，用于监测所述监测点附近区域的生物情况。

根据本发明的实施例，所述监测组件还包括采集通信单元，用于对元素监测单元、温度监测单元、水分监测单元以及生物监测单元的至少一个单元收集的信息进行采集并向所述改良组件输出信号。

根据本发明的实施例，所述监测组件还包括辅助供电单元，用于储存电能并以直流电方式进行输入和输出，用于对所述元素监测单元、温度监测单元、水分监测单元以及生物监测单元的至少一个单元进行供电。

根据本发明的实施例，土墒改良单元，用于对所述待改良区的土壤中的元素含量进行补充；温度改良单元，用于对所述待改良区进行遮蔽或辅热；水分改良单元，于对所述待改良区进行水分补充；以及生物改良单元，用于通过生物方式、化学方法和/或物理方式对监测点附近区域导致生物灾害的生物进行杀灭或驱离。

根据本发明的实施例，所述改良组件还包括控制单元，用于根据监测组件所采集的待改良区内影响待改良草地良性演替的因素向所述土墒改良单元、所述温度改良单元、所述水分改良单元以及生物改良单元中的至少一个单元输出控制信号。

根据本发明的实施例，所述改良组件还包括在待改良区的外部围绕形成一圈封闭的挡水板，所述挡水板的底部嵌入土壤并深至待改良区的植被的根系下部。

根据本发明上述实施例提供的一种野外待改良草地改良方法。本示意性的方法中将野外草地根据实际需要划分相应区域形成待改良区，并对待改良区内的影响草地良性演替的因素进行实时监测使得监测数据具有较强的时效性，基于监测的数据对影响草地改良的因素进行实时补偿并可随监测数据的实时变化而进行实时的相应补偿改良措施实施，使得补偿的结果有利于草地的良性演替和可持续性恢复。

根据本发明上述实施例提供的一种野外待改良草地改良装置。本示意性的装置中通过监测组件和改良组件进行配合，其中监测组件用于监测待改良区内的影响待改良草地良性演替的因素，改良组件基于监测组件的监测结果对影响待改良草地良性演替的因素进行补偿，使补偿后的结果趋近于影响所述待改良草地良性演替的因素的理想值。

附图说明

图1示意性示出了根据本发明实施例的野外待改良草地改良方法的流程图；

图2示意性示出了图1所示实施例中监测点设置位置的示意图；其中，a示意性示出第一种实施例的示意图，b示意性示出第二种实施例的示意图，c示意性示出第三种实施例的示意图；

图3示意性示出了根据本发明实施例的野外待改良草地改良装置的结构示意图；

图4是图3所示实施例中监测组件的结构示意图；

图5是图3所示实施例中改良组件的结构示意图；

图6示意性示出了根据本发明另一种实施例的野外待改良草地改良装置的结构示意图；以及

图7示意性示出了根据本发明再一种实施例的野外待改良草地改良装置的结构示意图。

附图标记

1-监测点；

11-监测组件；

111-温度监测单元；

112-第一支架；

113-生物监测单元；

114-采集通信单元；

115-水分监测单元；

116-元素监测单元；

117-辅助供电单元；

12-改良组件；

121-控制单元；

122-水分改良单元；

1221-泵机；

1222-微喷头；

123-生物改良单元；

124-第二支架；

125-温度改良单元；

1251-电机；

1252-红外线辐射灯；

1253-钢索；

1254-遮阴网；以及

2、待改良区。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

图1示意性示出了根据本发明实施例的野外待改良草地改良方法的流程图。

在本发明的一个示意性实施例中，提供了一种野外待改良草地改良方法，如图1所示，上述恢复方法包括：根据实际需要对野外草地进行相应界限的的划分，以所述界限内的区域作为待改良区2；依据待改良区2的形状和尺寸设置监测点1的数量和位置；以及通过监测点1的实时监测数据对于待改良区2内影响待改良草地良性演替的因素进行改良。其中，影响所述待改良草地良性演替的因素包括但不限于土壤元素、温度因素、水分因素、生物因素中的至少一种。其中，改良表征为对影响所述待改良草地良性演替的因素进行补偿，使补偿后的结果趋近于影响所述待改良草地良性演替的因素的理想值。

其中，对于野外草地所划分的界限应与野外草地的外沿位置重合为宜，依据上述界限所形成的待改良区2的面积应和野外草地的面积一致(理想条件下)或略大于野外草地的面积(考虑安装的误差以及不利于划定界限的条件下，如岩石等)。

进一步的，在对现有草地划分界限之前还可通过背景调查的方式了解野外所要改良草地所处区域的背景信息等。

详细的，背景调查包括：地理位置、气候特征、植被特征、退化分析以及实地环境背景中的至少一种。

更进一步的，基于背景调查的结果还可对于现有草地进行简单的规整，以更有利于草地的良性演替和可持续利用。

图2示意性示出了图1所示实施例中监测点设置位置的示意图；其中，a示意性示出第一种实施例的示意图，b示意性示出第二种实施例的示意图，c示意性示出第三种实施例的示意图。

根据本发明的实施例，如图2所示，依据所述待改良区2的形状和尺寸设置监测点1的数量和位置，包括：每个所述监测点1至少可对一部分待改良区2内影响所述待改良草地良性演替的因素进行实时监测；所述监测点1的数量和位置需满足能实时监测整个待改良区2内任一位置影响所述待改良草地良性演替的因素。

在第一种示意性的实施例中，如图2a所示，待改良区2为间隔形成两个条状区域(常见于道路两侧)，依据上述实施例，多个监测点1设置在两个条状区域的对应位置，每个监测点1可覆盖一个条状区域的部分区域。

在第二种示意性的实施例中，如图2b所示，待改良区2为一个条状区域(常见于绿道)，依据上述实施例，多个监测点1沿条状区域的中线设置，每个监测点1可覆盖以监测点1为中心向四周的部分区域。

在第三种示意性的实施例中，如图2c所示，待改良区2为一个不规则形状的块状区域(常见于不经人工修正的待改良草地)，依据上述实施例，多个监测点1依据块状区域内各部分的宽度和面积等因素进行设置，每个监测点1可覆盖以监测点1为中心向四周的部分区域，相邻监测点1所覆盖的区域可有重叠。

详细的，如监测点1设置在块状区域的地面位置，则需要对相应地面位置进行挖掘并对监测点1进行安装，但这样的安装方式可能对导致监测点1周边的待改良草地受到破坏。因此，采用如图2c所示的监测点1的布置方式，则应该通过悬装的方式对监测点1进行固定，以使监测点1悬空于待改良草地之上。

例如，在待改良区2的外周搭建支架，支架上挂装滑道或钢索用以固定监测点。应该理解，本发明的实施例不局限于此。

例如，待改良区2可以是三角形、正方形、其它正多边形、圆形以及其他不规则图形的任一一种。

进一步的，监测点1的数量和位置除根据待改良区2的形状外，还可依据待改良区2内植被的密度或自然条件等各类因素进行设置。

根据本发明的实施例，通过监测点1的实时监测数据对于待改良区2内影响待改良草地良性演替的因素进行改良，包括：

基于土壤元素影响所述待改良草地良性演替的情况，则补充或稀释待改良草地改良所需土壤元素；基于温度因素影响所述待改良草地良性演替的情况，则对待改良区2的温度进行调整(如可结合喷灌降温、红外辐射增温、覆盖调温等)；基于水分因素影响所述待改良草地良性演替的情况，则补充待改良区2的水分；基于生物因素影响所述待改良草地良性演替的情况，则对导致生物灾害的生物进行杀灭或驱离。

根据本发明的实施例，上述依据各类因素进行改良的方法可以独立实施也可综合实施。

详细的，对于补充土壤元素的改良方法可以和补充水分的改良方法一并进行。例如，将需要补充的土壤元素添加剂依据比例和水进行预混，在补充水分的过程中一并进行释放。

详细的，对于生物灾害的改良方法可以和补充水分的改良方法一并进行。例如，将用于杀灭生物的制剂依据比例和水进行预混，在补充水分的过程中一并进行释放。

图3示意性示出了根据本发明实施例的野外待改良草地改良装置的结构示意图。

在本发明的另一个示意性实施例中，提供了一种野外待改良草地改良装置，如图3所示，上述改良装置包括：用于实时监测待改良区2内影响待改良草地良性演替的因素的监测组件11，影响所述待改良草地良性演替的因素包括：土壤元素、温度因素、水分因素、生物因素中的至少一种。以及用于对影响所述待改良草地良性演替的因素进行补偿的改良组件12。其中，上述改良装置还包括监测组件11和所述改良组件12之间通信连接。应该理解，本发明的实施例不局限于此。

例如，监测组件11和改良组件12可设置在同一个设备中，该设备兼具监测和改良的功能。或者监测组件11和改良组件12也可拆分为多个设备，例如，将两个组件之间的通信功能采用单独的通信组件(通信设备)来实现。

更进一步的，在监测组件11和改良组件12之间还可添加其他功能模块，例如，具有计算和数据处理功能的处理模块(如可编程逻辑控制器、工况机或单片机等)，用以对于监测组件11采集的信息进行读取，并根据读取的信息向改良组件12输出相应的控制命令，以使改良组件12执行相应的动作。

详细的，在针对待改良区2的草地进行改良的过程中，监测组件11用于实时采集待改良区2中的土壤中的土壤元素、温度因素、水分因素、生物因素中的至少一种信息，处理模块将由监测组件输出的信号进行转录和/或读取，之后通过人为设置或自动处理的方式形成相应的控制信号，并将控制信号输出至相应的改良组件12，以使得改良组件12执行相应的动作。

例如，当监测组件11(水分监测单元115)感应到土壤中的含水量过低时，则输出相应的信号至处理模块，处理模块依据检测的信号向改良组件12(水分改良单元122)输出控制命令，改良组件12则执行相应动作将水分进行释放。

例如，当监测组件11(生物监测单元113)感应到对待改良区2内的某种生物超过合理的密度时，则输出相应的信号至处理模块，处理模块依据检测的信号向改良组件12(生物改良单元123)输出控制命令，改良组件12则执行相应动作(如释放噪音，释放生物诱导剂等)，以使得生物得到杀灭或驱离。

进一步的，针对土壤元素和温度因素的处理方法及流程也基本相同。

图4是图3所示示意性实施例中监测组件11的结构示意图。

根据本发明的实施例，如图4所示，监测组件11包括：固定在对待改良区2进行监测的监测点1的第一支架112，所述第一支架112上安装有多个功能单元，功能单元包括但不限于用于监测所述待改良区2附近区域的土壤中的土壤元素含量的元素监测单元116；用于监测所述待改良区2附近区域的温度因素的温度监测单元111；用于监测所述待改良区2附近区域水分因素的水分监测单元115，以及用于监测所述待改良区2附近区域的生物情况的生物监测单元113。

根据本发明的实施例，第一支架112的结构和形状可根据需要安装的功能单元的位置、数量或具体型号进行选择。

例如，第一支架112可采用和待改良区2土壤配合的柱状、塔状或其他桁架结构，也可采用悬装于待改良区2上方的其他结构，甚至可采用无人机等非固定结构。

根据本发明的实施例，元素监测单元116主要针对待改良区2内土壤中的元素含量和/或含水量进行监测。例如元素监测单元116可采用土壤墒情监测设备、管式土壤墒情监测设备或其他市面上已量产可采买到的相应设备。

根据本发明的实施例，温度监测单元111主要针对待改良区2所处环境的温度进行监测，其可以设置在监测点1的地表层位置测量采集土壤温度，也可挂装在地表位置上方测量采集环境温度，也可通过采集的间接数据进行计算得到地表附近位置的温度进行间接采集。

进一步的，温度监测单元111所采集的温度值可以是连续的例如采用某型号的温度计。或者温度监测单元111所采集的温度也可以是针对某一温度或某一温度区间进行测量，比如将植被所承受的最高温度设置为一个阈值，依据上述阈值选择适合的温度传感器，当达到这个阈值是则会触发温度传感器顺序相应的信号。

更进一步的，对于阈值的设置包括预设阈值以及对于阈值进行验证。

详细的，预设阈值可通过经验值或通过背景调查的方式进行设置。例如，通过有利于待改良区的草地生长的水分条件预设阈值，或者通过所处环境的历史环境信息(如月均降水量、年均降水量、水文信息等)预设阈值。

详细的，对于阈值进行验证则将预设的阈值录入相应的系统(或作为某种算法的参数)之后，依据上述预设的阈值对装置进行试运行一定次数或一定时间，用以验证预设的阈值是否合适，如不合适则再行调整，如合适则使用该阈值。

根据本发明的实施例，水分监测单元115主要针对待改良区2内的水分因素进行检测，其可以采用直接测量的方式，比如，采用土壤水分检测仪(某些土墒监测设备也具有含水量检测的功能，因此可将水分监测单元115和土墒监测设备进行合并)。也可采用间接测量的方式，比如测量待改良区2域所在地理环境的降水量，依据降水量推算土壤含水量。

根据本发明的实施例，生物监测单元113主要针对待改良区2的地表是否收到生物灾害及生物灾害的程度进行检测，其主要通过视频直接监测的方式。比如，采用摄像头等。依据实际的需求，摄像头可配置相应的功能组件，比如红外采集，物体移动监测等。

根据本发明的实施例，所述监测组件11还包括采集通信单元114，用于对元素监测单元116、温度监测单元111、水分监测单元115以及生物监测单元113的至少一个单元收集的信息进行采集并向所述改良组件(12)输出信号。

进一步的，在监测组件11和改良组件12之间还可添加其他功能模块，例如，具有计算和数据处理功能的处理模块(如可编程逻辑控制器、工况机或单片机等)，用以对于监测组件11采集的信息进行读取，并根据读取的信息向改良组件12输出响应的控制命令，以使改良组件12执行相应的动作。

详细的，在针对待改良区2的草地进行改良的过程中，监测组件11用于实时采集待改良区2中的土壤中的土壤元素、温度因素、水分因素、生物因素以及生物情况中的至少一种信息，处理模块将由监测组件输出的信号进行转录和/或读取，之后通过人为设置或自动处理的方式形成相应的控制信号，并将控制信号输出至相应的改良组件12，以使得改良组件12执行相应的动作。

例如，当监测组件11(水分监测单元115)感应到土壤中的含水量过低时，则输出相应的信号至处理模块，处理模块依据检测的信号向改良组件12(水分改良单元122)输出控制命令，改良组件12则执行相应动作将水分进行释放。

例如，当监测组件11(生物监测单元113)感应到对待改良区2内的某种生物超过合理的密度时，则输出相应的信号至处理模块，处理模块依据检测的信号向改良组件12(生物改良单元123)输出控制命令，改良组件12则执行相应动作(如释放噪音，释放生物诱导剂等)，以使得生物得到杀灭或驱离。

进一步的，针对土壤元素和温度因素的处理方法及流程也基本相同。

详细的，由于元素监测单元116、温度监测单元111、水分监测单元115以及生物监测单元113输出的信号各异，因此需通过采集通信单元114对上述信号进行采集和转换。比如，采集通信单元114可采用采集卡进行采集。

进一步的，由于通信功能的提升，如元素监测单元116、温度监测单元111、水分监测单元115以及生物监测单元113所采用的组件本身具备通信功能，则也可独立进行通信。

根据本发明的实施例，监测组件11还包括辅助供电单元117，用于储存电能并以直流电方式进行输入和输出，用于对所述元素监测单元116、温度监测单元111、水分监测单元115以及生物监测单元113的至少一个单元进行供电。

详细的，辅助供电单元117可依据监测组件11安装位置的地理情况和生态资源进行设计，例如可采用太阳能、风能以及生物能等能源。除能量转换外辅助供电单元117还需配置蓄电设备，如锂，铅酸或其他蓄电设备。其中，采用锂电池相较于铅酸更优，铅酸如发生泄漏则可能导致附近土壤受到污染。

图5是图3所示示意性实施例中所示改良组件12的结构示意图。

根据本发明的实施例，如图5所示，改良组件12包括：用于对所述待改良区2的土壤的元素含量进行补充或稀释的土墒改良单元；用于对所述待改良区2进行遮蔽或辅热的温度改良单元125；用于对所述待改良区2进行水分补充的水分改良单元122；以及用于通过生物方式、化学方式和/或物理方式对待改良区2导致生物灾害的生物进行杀灭或驱离的生物改良单元123。

进一步的，改良组件可在草地外侧进行组装完成，装置底部带有滑轮，可平推至草地内，以减少改良组件安装施工对草地的干扰破坏。所述改良组件也可在草地改良点进行安装，施工过程中，尽量减少对草地破坏。

根据本发明的实施例，如图5所示，改良组件12还包括第二支架124，其中，第二支架124可采用易进行拆装的桁架构成，土墒改良单元、温度改良单元125、水分改良单元122和生物改良单元123均安装在桁架上。应该理解，本发明的实施例不局限于此。

例如，可采用其他形式的支架，或者将土墒改良单元、温度改良单元125、水分改良单元122和生物改良单元123依据待改良区2的位置和环境分别进行安装。

根据本发明的实施例，土墒改良单元包括液罐(用以储存不同的元素添加剂)和泵机，液罐和泵机的管路和水分改良单元122导通，在水分改良单元122向外部喷淋的过程中一并将混合的元素添加剂输出。

根据本发明的实施例，温度改良单元125包括可升降的遮阴网。当待改良区2受到严重日晒，温度监测单元111实时监测的温度超过设置的理想值状态下，则通过遮阴网将待改良区2的两侧和/或上方进行遮蔽。

详细的，遮阴网一般采用黑色的具有孔型结构的柔性布料形成。根据实际的使用情况，遮阴网的颜色，材质及尺寸等特征均可依据实际情况进行调整。

进一步的，采用红外线辐射灯1252进行辅热，当温度监测单元111实时监测的温度低于设置的理想值，则可开启红外线辐射灯1252对待改良区2进行照射辅热。

根据本发明的实施例，水分改良单元122包括微喷头1222，微喷头1222可固定在第二支架124上，也可插装在待恢复的地表。

详细的，微喷头1222只是一种示意性实施例，也可采用喷头、水管、阀门等任意可将液体释放出来的装置。

根据本发明的实施例，水分改良单元122还包括储水罐以及和微喷头连通的管路，阀门等。

详细的，储水罐的结构可依据待改良区2的地理条件进行设计。例如，可采用附近的河道，沟渠或地下水等处作为储水罐。或者，可人工挖掘深坑、深沟、水池以及其他人工建筑作为储水罐。或者，可安装封闭式的小型储水罐，这类储水罐的进水可采用收集的雨水等自然资源(如地区比较干旱也可利用昼夜温差收集冷凝水)。

根据本发明的实施例，生物改良单元123可通过物理方式、化学方式和/或生物方式对生物进行驱离或杀灭。

详细的，对于麻雀，老鼠等小型动物，可通过噪音或天敌声音等物理方式进行驱离，此时生物改良单元123则采用扩音器及音频输出设备。

详细的，对于蝗虫，蚜虫等有害昆虫，可通过化学制剂进行杀灭。其中化学制剂混合在水分改良单元123的喷淋设备中一并输出。

根据本发明的实施例，所述改良组件12还包括用于根据监测组件11所采集的待改良区2内影响待改良草地良性演替的因素向所述土墒改良单元、所述温度改良单元125、所述水分改良单元122以及生物改良单元123中的至少一个单元输出控制信号的控制单元121。

详细的，控制单元121依据监测单元输出的相应信号，向改良单元输出相应的控制命令，使得改良单元执行相应动作。

例如，元素监测单元116输出土壤某一元素含量低于适宜范围时，土墒改良单元将相应元素由储液容器输出并在水分改良单元122中进行预混，直至由微喷头向待改良区2输出。当土壤中某一元素含量高于适宜范围时，也可通过水分改良组件122对土壤进行灌溉，用以稀释相应元素。

例如，温度监测单元111检测到地表温度过高，则通过电机控制遮阴网升起遮蔽待改良区进行降温。当温度过低时，则可通过连通红外线辐射灯进行辅热。

例如，水分监测单元115检测到待改良区2缺水，则控制泵机由储水罐抽取并由微喷头向待改良区2输出。

例如，生物监测单元113检测到待改良区2受到老鼠侵扰，则通过扩音器输出噪音将老鼠驱离。

进一步的，控制单元121也可不接收监测组件11的信号，采用主动控制的方式。比如，通过定时器等装置定时驱动改良单元。

详细的，控制单元121可采用PLC，单片机，工况机或具有远程通信功能的响应设备进而通过服务器或远端控制平台进行控制。

根据本发明的实施例，考虑到对于若待改良区2地势低发生水分倒灌的情况，改良组件12还包括在待改良区2的外部围绕形成一圈封闭的挡水板，所述挡水板的底部嵌入土壤并延伸至待改良区2的植被的根系下部。当待改良区2发生洪涝情况或短时间大雨量时，挡水板可阻挡待改良区2外部的雨水快速流入待改良区2，以及减缓下渗的雨水侧渗入待改良区2的情况。应该理解，本发明的实施例不局限于此。

例如，挡水板也可采用引流槽或者集水槽等减少外部流水进入待改良区2的其他结构代替。

本发明示意性的公开一种实施例，如图3所示，监测组件11的采集通信单元114和改良组件12的控制单元121连接，实现信号传输。

进一步的，如图4所示，监测组件11包括柱形的第一支架112。

详细的，第一支架的上部安装有一横杆，横杆两侧分别安装有温度监测单元111(可采用温度传感器)以及生物监测单元113(可采用摄像头，可沿周向和俯仰角进行调整)。

详细的，第一支架112中部或下部安装有水分监测单元115和元素监测单元116(水分监测单元和元素监测单元均采用直接采集设备)。其中，水分监测单元115(可采用插入式水分检测仪)，元素监测单元116(可采用管式土壤墒情监测)。

详细的，第一支架112采用螺栓或锚具固定在监测点1上，第一支架112中部还安装有辅助供电单元117(可采用太阳能电池板配合蓄电池)。

更进一步的，如图5所示，改良组件12包括第二支架124，上述第二支架124采用可拆卸的桁架搭建而成。桁架上分别安装有控制单元121、水分改良单元122、生物改良单元123、温度改良单元125。

其中，水分改良单元122包括泵机1221和微喷头1222，上述泵机1221的进水侧和储水池(水源)导通，泵机1221的出水侧和微喷头1222导通。其中，温度改良单元125包括电机1251，电机1251的输出端连接有钢索1253，钢索和遮阴网1254的上部一体固定，通过电机1251的正反向转动能拉动遮阴网1254进行上升和下降，在上升状态下能将桁架之间的空隙部分遮蔽进而对待改良区内地表的植被进行遮挡，减少阳光的照射。

其中，生物改良单元123采用扩音器，主要应用于产生噪音驱离对噪音敏感的生物。

图6示意性示出了根据本发明另一种实施例的植被改良装置的结构示意图。

根据本发明的另一种实施例，如图6所示，第二支架124采用沿竖直方向固定的柱形结构配合沿水平方向布置的滑轨搭建，以使得滑轨悬装于待改良区2上方。滑轨上滑动安装有水分改良单元122、生物改良单元123及温度改良单元125。

详细的，为实现水分改良单元122、生物改良单元123和温度改良单元125相对于滑轨的移动，可配置相应的驱动设备，驱动设备包括导轮、驱动电机和安装架，安装架上安装驱动电机，驱动电机的输出端和导轮连接用于驱动导轮在滑轨形成的滑槽内往复移动。并且，安装架上还安装有水分改良单元122、生物改良单元123和温度改良单元125中的至少一个。

详细的，水分改良组件122包括微喷头1222及泵机1221，泵机1221的出水端1221和微喷头1222之间之间采用柔性管连接。

详细的，温度改良组件125采用红外线辐射灯1252。

这样的设计有利于采用更少的水分改良单元122、生物改良单元123和温度改良单元125覆盖更大的待改良区2。

进一步的，第二支架124上安装的多个滑轨，每个滑轨上安装水分改良单元122、生物改良单元123和温度改良单元125中的至少一个。每个滑轨均位于不同的水平面内。在改良单元122、生物改良单元123和温度改良单元125中的至少一个改良单元使用的过程中，其他改良单元位于不对正在使用的改良单元进行遮挡的位置为宜。

图7示意性示出了根据本发明再一种实施例的植被改良装置的结构示意图。

根据本发明的另一个实施例，如图7所示，第二支架124安装的滑轨除沿竖直方向分层设置外，还可设置在同一个水平面内。以水分改良单元122、生物改良单元123和温度改良单元125在工作状态下互不影响为宜。

通过本发明的野外待改良草地改良方法及改良装置，针对不同因素导致的不利于待改良草地进行良性演替的问题进行相应的改良，以使待改良草地趋于有利于良性演替的方向发展。可较为有效的解决野外不同植被生态系统的多因素影响下的恶性演替问题的难监控难管理的局限性，与此同时，通过监测组件和改良组件的配合实现一种接近于自动化改良装置，在后续处理的过程中较少采用人工，时效性较强，较为省时省力。

以上对本发明的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本发明的范围之内。

Claims (9)

1.一种野外待改良草地改良方法，包括：

根据实际需要对野外草地进行相应界限的划分，以所述界限内的区域作为待改良区(2)；

依据所述待改良区(2)的形状和尺寸设置监测点(1)的数量和位置，包括：

每个所述监测点(1)至少可对一部分待改良区(2)内影响所述待改良草地良性演替的因素进行实时监测；所述监测点(1)的数量和位置需满足能实时监测整个待改良区(2)内任一位置影响所述待改良草地良性演替的因素；以及

通过监测点(1)的实时监测数据对于待改良区(2)内影响待改良草地良性演替的因素进行改良；其中，改良表征为对影响所述待改良草地良性演替的因素进行补偿，使补偿后的结果有利于待改良草地良性演替；影响所述待改良草地良性演替的因素包括：土壤元素、温度因素、水分因素、生物因素中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的野外待改良草地改良方法，其中，通过监测点(1)的实时监测数据对于待改良区(2)内影响待改良草地良性演替的因素进行改良，包括：

基于土壤元素影响所述待改良草地改良的情况，则补充或稀释待改良区(2)的土壤元素；

基于温度因素影响所述待改良草地改良的情况，则对待改良区(2)的温度进行调整；

基于水分因素影响所述待改良草地改良的情况，则补充待改良区(2)的水分；

基于生物因素影响所述待改良草地改良的情况，则对导致生物灾害的生物进行杀灭或驱离。

3.一种野外待改良草地改良装置，包括：

监测组件(11)，用于实时监测待改良区(2)内影响待改良草地良性演替的因素；影响所述待改良草地良性演替的因素包括：土壤元素、温度因素、水分因素、生物因素中的至少一种；以及

改良组件(12)，用于对影响所述待改良草地良性演替的因素进行补偿；其中所述监测组件(11)和所述改良组件(12)之间通信连接。

4.根据权利要求3所述的植被改良装置，其中，所述监测组件(11)，包括：

第一支架(112)，固定在对待改良区(2)进行监测的监测点(1)；所述第一支架(112)上安装有

元素监测单元(116)，用于监测所述监测点(1)附近区域的土壤中的元素含量；

温度监测单元(111)，用于监测所述监测点(1)附近区域的温度信息；

水分监测单元(115)，用于监测所述监测点(1)附近区域的水分信息；以及

生物监测单元(113)，用于监测所述监测点(1)附近区域的生物情况。

5.根据权利要求4所述的植被改良装置，其中，所述监测组件(11)还包括采集通信单元(114)，用于对元素监测单元(116)、温度监测单元(111)、水分监测单元(115)以及生物监测单元(113)的至少一个单元收集的信息进行采集并向所述改良组件(12)输出信号。

6.根据权利要求4所述的植被改良装置，其中，所述监测组件(11)还包括辅助供电单元(117)，用于储存电能并以直流电方式进行输入和输出，用于对所述元素监测单元(116)、温度监测单元(111)、水分监测单元(115)以及生物监测单元(113)的至少一个单元进行供电。

7.根据权利要求3所述的植被改良装置，其中，所述改良组件(12)，包括：

土墒改良单元，用于对所述待改良区(2)的土壤的元素含量进行补充；

温度改良单元(125)，用于对所述待改良区(2)进行遮蔽或辅热；

水分改良单元(122)，用于对所述待改良区(2)进行水分补充；以及

生物改良单元(123)，用于通过生物方式、化学方法和/或物理方式对监测点(1)附近区域导致生物灾害的生物进行杀灭或驱离。

8.根据权利要求7所述的植被改良装置，其中，所述改良组件(12)还包括控制单元(121)，用于根据监测组件(11)所采集的待改良区(2)内影响待改良草地良性演替的因素向所述土墒改良单元、所述温度改良单元(125)、所述水分改良单元(122)以及生物改良单元(123)中的至少一个单元输出控制信号。

9.根据权利要求7所述的植被改良装置，其中，所述改良组件(12)还包括在待改良区(2)的外部围绕形成一圈封闭的挡水板，所述挡水板的底部嵌入土壤并延伸至待改良区(2)的植被的根系下部。

Images