一种模拟地表移动与植被影响关系的观测系统及使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种模拟地表移动与植被影响关系的观测系统及使用方法，观测系统包括：承载装置，其用于承载被测植物及植物根系所处的目标地表，固定桩，其设置在所述目标地表外围，模拟装置，其设置在所述固定桩上，所述模拟装置与承载装置连接且可使其上下移动，用于模拟所述目标地表连续的移动变形；以及观测装置，其用于观测所述目标地表移动变形后所述植物根系的形态变化并获取相关参数。本发明专利技术可以实地模拟并观测地表连续移动变形对植物根系的影响，从而分析井下开采对于地表植物根系的影响特征和规律，进而总结植被受开采损害后能否自我修复。本发明专利技术在模拟时确保了植物不受其他因素影响，并进行原位、无损、定量地测量。定量地测量。定量地测量。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟地表移动与植被影响关系的观测系统及使用方法


[0001]本专利技术涉及矿区生态监测领域，尤其涉及一种模拟地表移动与植被影响关系的观测系统及使用方法。

技术介绍

[0002]相比于我国东部，西北地区的生态环境相对脆弱，主要是干旱半干旱地区，土地荒漠化严重。因此煤炭开采对于生态环境的影响也更加严重。一方面，开采导致的地表移动变形会加剧水土流失，降低土壤含水率及植物生长所需养分和矿物元素等；另一方面，开采还会改变植物根系的状态，严重时甚至会拉断一些根系，进而影响到植物的生长发育。
[0003]目前常用的矿区植被开采影响多采用室内盆栽试验及现场调查的方式，但室内研究与气候等环境条件差异大，且极少涉及现场试验及采动影响后的自修复研究。
[0004]现场试验主要采用根管观测，观测区域有限且对损伤后植物的自修复能力难以准确判断。现场研究开采沉陷对地表植被的影响常采用大范围整体影响分析，多使用卫星遥感、无人机等方法确定整个矿区的植被变化。
[0005]在现有技术中并没有地表变形对单株植物具体影响的相关研究，也没有相对成熟的装置来模拟地表移动变形对个体植物的影响。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种模拟地表移动与植被影响关系的观测系统，能够实地模拟地层开采引起的地表连续的移动变形，在保证原生植物不受其他因素的影响下，原位、无损、定量地测量地表形变后植物根系的变化，探究地表移动变形对植物根系及植物生长发育的影响。
[0007]本专利技术还提供了一种上述模拟地表移动与植被影响关系的观测系统的使用方法，通过该方法能够分析井下开采对地表植被的影响特征和规律，进而分析植被在开采损害后的自我修复能力。
[0008]本专利技术提供的一种模拟地表移动与植被影响关系的观测系统，包括：
[0009]承载装置，其用于承载被测植物及植物根系所处的目标地表，
[0010]固定桩，其设置在所述目标地表外围，
[0011]模拟装置，其设置在所述固定桩上，所述模拟装置与承载装置连接且可使其上下移动，用于模拟所述目标地表连续的移动变形；以及
[0012]观测装置，其用于观测所述目标地表移动变形后所述植物根系的形态变化并获取相关参数。
[0013]进一步，所述模拟装置包括与所述承载装置连接的自动松紧装置以及与所述自动松紧装置连接的升降装置，升降装置与自动松紧装置相配合以控制所述目标地表产生位移。
[0014]进一步，所述升降装置包括设置在所述固定桩内部的固定端，以及可沿所述固定
端上下移动的滑动端。
[0015]进一步，所述自动松紧装置包括设置在所述固定桩内部的滑轮，以及绕设在滑轮上的尼龙绳，所述滑轮上安装有用于感应尼龙绳拉紧度的拉力传感器，所述尼龙绳的末端穿出所述滑动端上供尼龙绳穿出的开口。
[0016]进一步，所述承载装置包括层叠布设的多层筛网，每层筛网的目数大于100目。
[0017]进一步，所述筛网包括铁丝网，以及位于铁丝网边缘的可形变的塑料筛网。
[0018]进一步，所述目标地表的横截面为方形，目标地表所在地块相对的两侧设置有观测坑，观测坑中所述地块的外露面上设置有玻璃板。
[0019]进一步，所述观测装置包括设置在所述观测坑中的成像系统，以及安装在所述玻璃板上的朝向所述根系延伸的微根管系统。
[0020]进一步，还包括控制装置，所述控制装置与所述模拟装置及观测装置电性连接。
[0021]一种根据上述模拟地表移动与植被影响关系的观测系统的使用方法，包括以下步骤：
[0022]1)选取待测植物，在其周围安装所述观测系统；
[0023]2)控制模拟装置运行，模拟地表连续的移动变形；
[0024]3)观测植物根系的形态变化并获取相关参数。
[0025]本专利技术提供的模拟地表移动与植被影响关系的观测系统，可以实地模拟并观测地表连续移动变形对单株植物根系的具体影响，从而分析井下开采对于地表个体植物根系的影响特征和规律，进而总结植被受开采损害后能否自我修复。
[0026]本专利技术在模拟地表采动变化时较为灵活，可根据实际需要模拟出不同程度的地表移动变形，在模拟时确保了植物不受其他因素影响，并进行原位、无损、定量地测量。
附图说明
[0027]在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：
[0028]图1为本专利技术中模拟地表移动与植被影响关系的观测系统的结构示意图；
[0029]图2为固定桩的剖面结构示意图；
[0030]图3为升降装置及自动松紧装置的结构示意图；
[0031]图4为筛网的结构示意图。
[0032]图中：1-固定桩，2-升降卡槽，3-细目筛网，4-自动松紧装置，5-玻璃板，6-控制装置，7-微根管系统，8-X射线层析成像系统，9-电动滑轮，10-卡钩，11-滑动端，12-固定端，13-高强度塑料筛网，14-细目铁丝网，15-观测坑，16-尼龙绳。
[0033]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
[0034]为清楚说明本专利技术的专利技术构思，下面结合实施例对本专利技术进行说明。
[0035]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理
解为指示或暗示相对重要性。
[0036]如图1-图3所示，本专利技术提供的一种模拟地表移动与植被影响关系的观测系统，设置在观测坑15中，包括：用于承载被测植物及植物根系所处的目标地表的承载装置，所述目标地表外围设置有固定桩1，所述固定桩1上设置有与承载装置连接的且可使其上下移动的模拟装置，用于模拟目标地表的移动变形；以及观测装置，用于观测目标地表移动变形后所述植物根系的形态变化，并获取相关参数。
[0037]本专利技术通过承载装置对植物以及植物根系所处目标地表进行承载，进而通过与承载装置连接的模拟装置，控制植物所处目标地表上下位移，来实地模拟开采引起的地表移动变形，最后通过观测装置考察在地表移动变形后植物根系的变化。
[0038]通过实地模拟，在保证原生植物不受其他因素的影响下，实现了对植物根系原位、无损、定量地观测及测量，可真实还原地表变形后植物根系的变化，能够更加可靠地探究地表移动变形对植物根系及植物生长发育的影响。
[0039]本专利技术中的模拟装置，包括与承载装置连接的自动松紧装置4以及与自动松紧装置4连接的升降装置，升降装置与自动松紧装置4相配合以控制承载装置带动植物所处的目标地表产生位移。
[0040]本实施例中的固定桩1为中空结构的钢柱，自动松紧装置4及升降装置的结构以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟地表移动与植被影响关系的观测系统，其特征在于，包括：承载装置，其用于承载被测植物及植物根系所处的目标地表，固定桩，其设置在所述目标地表外围，模拟装置，其设置在所述固定桩上，所述模拟装置与承载装置连接且可使其上下移动，用于模拟所述目标地表连续的移动变形；以及观测装置，其用于观测所述目标地表移动变形后所述植物根系的形态变化并获取相关参数。2.根据权利要求1所述的观测系统，其特征在于，所述模拟装置包括与所述承载装置连接的自动松紧装置以及与所述自动松紧装置连接的升降装置，升降装置与自动松紧装置相配合以控制所述目标地表产生位移。3.根据权利要求2所述的观测系统，其特征在于，所述升降装置包括设置在所述固定桩内部的固定端，以及可沿所述固定端上下移动的滑动端。4.根据权利要求3所述的观测系统，其特征在于，所述自动松紧装置包括设置在所述固定桩内部的滑轮，以及绕设在滑轮上的尼龙绳，所述滑轮上安装有用于感应尼龙绳拉紧度的拉力传感器，所述尼龙绳的末端穿出所述滑动端上供尼龙绳穿出的开口。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，郭俊廷，李全生，宋立兵，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院国家能源投资集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：