CN209656059U - 一种喀斯特地区植物种群空间分布测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喀斯特地区植物种群空间分布测定装置，包括连接杆、激光定向装置和激光测距装置，连接杆下端可拆卸地固定连接在三脚架上，中上部可旋转地连接有激光定向装置，激光测距装置可旋转地连接在连接杆顶端，激光定向装置上端面设置有电子罗盘。本装置不仅克服了全站仪笨重、不便于携带以及测定植物空间坐标效率低下等缺点，而且在前后植物重叠的情况下无需移动基站即可测量植物的距离；仪器操作简单且成本价格低廉；不需要利用光学反侧原理对植物进行定位，只需要将激光测距仪打出的红点对准树干中心即可测量，因此方便高效。

Description

一种喀斯特地区植物种群空间分布测定装置

技术领域

本实用新型涉及一种喀斯特地区植物种群空间分布测定装置，属于喀斯特地区植物种群空间分布测定设备技术领域。

背景技术

植物种群分布格局是指种群个体在水平空间的配置状况或相对位置的分布状况，能够反映物种个体在水平空间上彼此间的相互关系，而种间关系研究为了解植物群落的形成、维持与演替提供了重要信息,有助于正确认识种群特征、群落结构以及植被与环境之间相互作用的基本规律。喀斯特生态系统的植物群落具有空间异质性高、岩石裸露率高、成土速率慢、抗干扰性和稳定性差以及植被演替缓慢等特点。长期以来,岩溶作用、自然灾害加之人为干扰,导致大面积的森林植被退化为乔灌丛或灌草丛,生物多样性急剧下降,生态系统毁坏，土地生产力严重丧失,部分地段甚至出现了类似荒漠化景观的土地退化过程。因此，阐明喀斯特地区植物种群的空间分布规律以及量化种间关系对植被演替与生态恢复意义重大。目前，基于植物间的距离研究种群空间分布格局和种间关系的方法受到大多数相关学者的青睐，植物之间距离的测定大多数是利用全站仪进行植物定位，测定距离的原理是基于光学反射。然而，在地表破碎崎岖的喀斯特地区全站仪就凸显笨重和不便于携带等弊端，而且对植物进行坐标定位时难免会发生植物重叠现象，需要对全站仪进行迁站，之后进去全站仪测定系统需要对一起进行调平，反复进行此工作耗费了大量的时间，造成事倍功半的效果。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种喀斯特地区植物种群空间分布测定装置，以解决现有技术中存在的问题。

本实用新型采取的技术方案为：一种喀斯特地区植物种群空间分布测定装置，包括连接杆、激光定向装置和激光测距装置，连接杆下端可拆卸地固定连接在三脚架上，中上部可旋转地连接有激光定向装置，激光测距装置可旋转地连接在连接杆顶端，激光定向装置上端面设置有电子罗盘。

优选的，上述连接杆中部安装有卷尺。

优选的，上述三脚架的三条腿为可伸缩结构。

优选的，上述激光测距装置包括壳体和安装在壳体上的激光测距传感器、陀螺仪以及电子罗盘，激光测距传感器连接到控制器，控制器安装在壳体内，控制器连接有显示屏，显示屏安装在壳体背面。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型的效果如下：

1)本装置不仅克服了全站仪笨重、不便于携带以及测定植物空间坐标效率低下等缺点，而且在前后植物重叠的情况下无需移动基站即可测量植物的距离；

2)仪器操作简单且成本价格低廉；

3)不需要利用光学反侧原理对植物进行定位，只需要将激光测距仪打出的红点对准树干中心即可测量，因此方便高效；

4)如前后植物重叠，无需迁移坐标点，利用卷尺即可测量被遮挡植物的距离。

附图说明

图1为本实用新型的装置结构示意图

图2为植物群落空间分布和划分测定区域的示意图；

图3为三脚架结构示意图；

图4为激光定向装置俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。

实施例1：如图1-4所示，一种喀斯特地区植物种群空间分布测定装置，包括连接杆3、激光定向装置8和激光测距装置12，连接杆3下端可拆卸地固定连接在三脚架13上，中上部可旋转地连接有激光定向装置8上的通孔一4，穿入后采用锁紧螺钉从侧面插入锁紧，激光测距装置12上的通孔二9可旋转地连接在连接杆3顶端并通过锁紧螺钉侧面穿入锁紧，激光定向装置8上端面设置有电子罗盘14。

优选的，上述连接杆3中部安装有卷尺2，便于针对两树木相对原点重叠时，采用卷尺进行测量，测量快速方便。

优选的，上述三脚架13的三条腿为可伸缩结构，方便调节长短，适应不平地面使用。

优选的，上述激光测距装置12包括壳体和安装在壳体上的激光测距传感器、陀螺仪以及电子罗盘，激光测距传感器连接到控制器，控制器安装在壳体内，控制器连接有显示屏11，显示屏11安装在壳体背面。

实施例2：一种喀斯特地区植物种群空间分布测定装置的测定方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、选定喀斯特地区植物群落样地，在样地中选取具有代表的地段设立设定大小的连续样方(≥2500m²)，确立样方后在样方四角PVC管标记；

步骤2、在样地的中心网格中任意选取一点，然后架设测量装置，连接杆3的最下端口处连接三脚架，将该点设为坐标原(0,0；

步骤3、利用自动缩回的卷尺2，将样方划分为半径r＝10、20、30、40和50m的圆形区域；

步骤4、设定激光定向装置8，打开激光灯5，将激光照射的方向旋转到正北方，与电子罗盘指向相同，设定正北方向为0°，将激光定向装置8固定；

步骤5、设定激光测距装置12，没有测定植物空间坐标之前，激光测距装置12应与设定指向为正北方的激光定向装置8保持同一方向，此时，激光测距装置12和激光定向装置8的方位角差异为0°，激光测距装置12顺时针转动为正方向；

步骤6、通过激光测距装置12内置陀螺仪和电子罗盘测定旋转的方位角角度，将激光测距装置12打出的红点对准树干中心，获得原点到树干中心的距离，坐标原点与测量植物的距离和方位角会显示在显示屏11上，记录该点的距离、方位角、物种名、胸径、树高以及冠幅；

步骤7、若测量过程中遇到前后植物重叠，利用卷尺2测量植物与坐标原点距离；

步骤8、依次测定r＝10m、10<r≤20m、20<r≤30m、30<r≤40m以及40<r≤50m的植物空间坐标；

步骤9、利用三角函数y＝sinα和x＝cosα计算样地中所有物种的空间坐标(y＝sinα,x＝cosα)，α为方位角值。

步骤10、利用种群空间函数判别空间分布格局与种间关联：

(1)空间分布格局K：

E＝λπr² (1)

式中：E表示某一距离下点的期望值；λ代表单位面积上的平均点数，用n/A计算，n代表设定半径圆面积内的植物物种数量，A代表设定半径圆的面积；r是大于0的任何值，表示半径；

式中：u_ij表示i点与j点的距离，当u_ij≤r，则I_t(u_ij)＝1；当u_ij>r，则I_t(u_ij)＝0；W_ij表示以i点为圆心，u_ij为半径的圆周长在面积A中的比例；

若K(r)函数计算得出的值落在Monte-Carlo拟合检验计算上下包迹线以内，则为随机分布；若K(r)函数计算得出的值落在Monte-Carlo拟合检验计算上下包迹线之上，则为聚集分布；若K(r)函数计算得出的值落在Monte-Carlo拟合检验计算上下包迹线之下，则为均匀分布；

(2)种间关系K₁₂：

式中：n₁和n₂为种1和种2的个数；

利用Monte-Carlo拟合检验计算上下包迹线，即置信区间；假定种群为随机分布，用K(r)函数拟合一组点的坐标，对每一个r值，计算K(r)值，拟合次数对99％的置信水平为100次；

步骤11、判定种间关系；若K₁₂(r)函数计算得出的值落在Monte-Carlo拟合检验计算上下包迹线以内，则为无关联；若K₁₂(r)函数计算得出的值落在Monte-Carlo拟合检验计算上下包迹线之上，则为正关联；若K₁₂(r)函数计算得出的值落在Monte-Carlo拟合检验计算上下包迹线之下，则为负关联。

本装置不仅克服了全站仪笨重、不便于携带以及测定植物空间坐标效率低下等缺点，而且在前后植物重叠的情况下无需移动基站即可测量植物的距离。另一方面，立足于统计学的基础上，对于计算出的种群空间格局及关联性进行统计性检验，判定结果科学合理。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种喀斯特地区植物种群空间分布测定装置，其特征在于：包括连接杆(3)、激光定向装置(8)和激光测距装置(12)，连接杆(3)下端可拆卸地固定连接在三脚架(13)上，中上部可旋转地连接有激光定向装置(8)，激光测距装置(12)可旋转地连接在连接杆(3)顶端，激光定向装置(8)上端面设置有电子罗盘(14)。

2.根据权利要求1所述的一种喀斯特地区植物种群空间分布测定装置，其特征在于：连接杆(3)中部安装有卷尺(2)。

3.根据权利要求1所述的一种喀斯特地区植物种群空间分布测定装置，其特征在于：三脚架(13)的三条腿为可伸缩结构。

4.根据权利要求1所述的一种喀斯特地区植物种群空间分布测定装置，其特征在于：激光测距装置(12)包括壳体和安装在壳体上的激光测距传感器、陀螺仪以及电子罗盘，激光测距传感器连接到控制器，控制器安装在壳体内，控制器连接有显示屏(11)，显示屏(11)安装在壳体背面。