[發明專利]一種獲取森林群落精準空間定位數據的樣方調查法

在審

• 申請號: 201711132045.4
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107943885A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 鄭海峰;任志彬;何興元;李茗蕊;張斯嶼;沈國強;唐澤
• 申請（專利權）人: 中國科學院東北地理與農業生態研究所
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06Q50/02;G01S19/42
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 賈澤純

技術領域

本發明涉及一種在森林生態環境對樣地植物資料進行精確空間定位后以采集植株個體數據及立地數據的調查方法。

背景技術

森林作為陸地生態系統中的重要組分，在優化生態環境、維護生態安全、保障生態文明中發揮著不可替代的作用。森林群落的空間布局是森林規劃管理的關鍵環節，相似林分、植株數量相近、長勢相類的情況下，群落的空間結構直接影響著降溫、增濕等生態效果，可導致生態功能的顯著不同。森林群落的結構源于設計，尋求生態效益最大化，應當給予空間結構的研究足夠的重視。國內外對植物調查方法的研究已經比較成熟，然而在樣方尺度上的精準空間定量研究尚未有建設性的改進，具體到樣地資料的采集方法仍然止步于傳統樣方法和樣圓法，另外，采集樣地資料若采取傳統樣方法，難免因GPS定位的合理誤差而造成重復調查時原樣地位置的偏移，帶來不必要的干擾；若采取傳統樣圓法，樣圓半徑過短勢必加大調查工作的負荷和強度，且因無明顯邊界，樣地的植被調查數據的異常波動也會增大。這已經不能滿足對上述等一系列問題。如何準確地獲取森林群落內部空間植被數據，已成為了一個急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是要解決傳統的樣方法和樣圓法無法準確地獲取森林群落內部空間植被數據的問題，而提供一種獲取森林群落精準空間定位數據的樣方調查法。

一種獲取森林群落精準空間定位數據的樣方調查法，具體是按以下步驟完成的：

一、森林樣方的布設：

首先根據研究區森林面積的大小確定擬調查樣方的總數，樣方的總面積占研究區森林面積的1％～5％，進而采用分層隨機抽樣進行具體調查樣方的布設；所述分層隨機抽樣具體如下：在分層抽樣的基礎上，每層采用隨機抽樣，且在分層的基礎上，根據每層的體量大小，對抽樣總量進行分配，當(最大值-最小值)/4＜各層平均值差異＜(最大值-最小值)/2時，采用按比例分配的方式進行隨機抽樣；當(最大值-最小值)/2＜各層平均值差異時，則采用最優分配的方式進行隨機抽樣；

二、定株采樣：

在樣地中心位置中選取一棵植株作為原點，采用高精度差分GPS系統進行樣方的位置定位，并對此植株進行特殊標記，以該植株作為樣地中心點，而后以樣地中心點為基準，圍合形成面積均為(10～30)m×(10～30)m的樣方，使用測繩以正北為y正軸，正東為x正軸，以1m為一個單位長度，在地面固定垂直相交的兩條測繩，建立兩條坐標軸分別具有(10～30)個單位長度的直角坐標系；

三、采集樣方數據：

在固定好的樣方中，逐一對各象限中每株植株進行編號，并確定其軸心點坐標，根據各象限中點坐標的情況在圖中標注，然后參考UFORE模型野外調查手冊對每株植株進行郁閉度、冠幅、樹高、枝下高和徑級指標的測量，即完成森林群落精準空間定位數據的樣方調查。

本發明優點：

一、本發明以確定植株作為原點，方便準確定位樣方以及樣方內每一株植物(尤其是喬木和灌木)，利于觀察群落水平結構。

二、重復外業調查時，可做到樣方的完全重疊；利于跟蹤到各樣點具體到個體的生長變化情況，能更好地反映城市植物的格局與過程。

三、通過標記某一棵確定的喬木即可達到準確定位一個樣方，減少主觀性、數據量和誤差，節省人力物力。

四、在幼林調查中，本發明方法兼具了定株樣圓法的功能，如可確定樣方內多組子母株關系、評定林分質量等，又克服了樣圓法本身無邊界、重復調查誤差大的缺點，大大提高數據精度。

附圖說明

圖1是實施例1的定珠象限圖。

具體實施方式

本發明擬通過象限坐標精準定位樣方植株，將樣方內部空間結構可視化，便于從樣方尺度對樹種的選擇、植物群落的配置、主要布局模式等方面得出森林群落生態效益最大化的最優結構。本發明相比傳統野外調查的樣方粗略定位法，本方法可以精準獲取植株個體的空間地理位置及立地參數；更為重要的是，實現了長期準確跟蹤監測樣方內的植株個體，進而研究其變化特征，對跟蹤調查、研究城市森林的格局和過程、后期相關指標的評估和計算等都具有深遠意義。

具體實施方式一：本實施方式是一種獲取森林群落精準空間定位數據的樣方調查法，具體是按以下步驟完成的：

一、森林樣方的布設：