本發(fā)明屬于植物生態(tài)學領(lǐng)域，涉及石漠化地區(qū)植被資源調(diào)查技術(shù)方法，具體涉及一種石漠化地區(qū)植被調(diào)查抽樣單元的設(shè)置方法。

背景技術(shù)：

在植物群落調(diào)查中，通常采用抽樣調(diào)查的方式測定植被蓋度、植被密度、物種頻率、植物多樣性、裸巖率和裸土率。一個大樣方中設(shè)若干重復抽樣單元，以抽樣單元的統(tǒng)計分析結(jié)果來推斷總體的變化。提高抽樣調(diào)查結(jié)果精確度有兩個途徑：增加樣本數(shù)、降低重復間的標準差。增加樣本數(shù)，意味著調(diào)查成本的提高，在許多情況下不可行；因此，降低重復樣本間標準差成為植被調(diào)查樣方設(shè)置中的首選目標。美國生態(tài)學家caryll.elzinga(2001)提出的群落抽樣單元設(shè)置方法，以平行transect(以下稱為“川線”)為抽樣單元，沿川線設(shè)置樣方、樣條、樣帶或樣點；這種方法和理念在國際文獻中已有許多應用和擴展，在關(guān)于灌叢、草地、河濱、保護區(qū)的植被動態(tài)監(jiān)測報道中均可見其原形或變體。

石漠化是指喀斯特環(huán)境下，由于人類活動的干擾，造成土壤嚴重侵蝕、基巖大面積出露，地表出現(xiàn)荒漠化景觀的過程。石漠化是中國特有現(xiàn)象，石漠化地區(qū)植被抽樣調(diào)查的方法過去一直照搬森林植被的調(diào)查方法。國內(nèi)現(xiàn)有森林植被調(diào)查方法以20×20m大樣方為抽樣單元，抽樣單元內(nèi)胸徑1cm以上植株每木檢尺，在大樣方四角和中心取5個1×1m小樣方調(diào)查灌木和草本植物；這種森林群落調(diào)查方法在石漠化地區(qū)照搬應用的結(jié)果是：調(diào)查時間長、成本高，灌草小樣方數(shù)量少且人為偏好影響大。石山的地形特別復雜，懸崖峭壁、巖溝、巖板不規(guī)則分布，空間異質(zhì)性大；植被中刺藤較多，阻礙直線行進；植被組成成分復雜，包括稀樹、雜灌、刺藤、荒草；石山植被類型與森林植被類型相比差異大，與灌從、河濱、savanna植被類型較為相似。研發(fā)適合石漠化地區(qū)特殊景觀的植被調(diào)查樣方設(shè)置方法，對于準確了解石漠化植被變化、指導石漠化治理工作的開展具有十分重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對石漠化地區(qū)植被調(diào)查樣方設(shè)置中存在的問題，旨在提供一種利用皮尺、繩段結(jié)網(wǎng)、gps存點坐標定位進行川線、樣帶、樣條、樣方設(shè)置，減小誤差的石漠化地區(qū)植被調(diào)查抽樣單元的設(shè)置方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

1、一種石漠化地區(qū)植被調(diào)查抽樣單元的設(shè)置方法，其特征在于：主要操作步驟如下：

(一)根據(jù)樣地的地形和植被情況將樣地分為ⅰ級樣地、ⅱ級樣地和ⅲ級樣地；

(二)對不同級別的樣地采用不同的設(shè)置方法，設(shè)置方法分別有直接川線法、繩段結(jié)網(wǎng)法和存點坐標法三種；

(1)所述的直接川線法的具體方法為：

a、確定第一條川線：在山腳隨機起點處釘一小號鋼釬固定皮尺起始端，皮尺沿著山體上海拔梯度變化最大的方向，從山腳拉向山頂，在山頂用鋼釬固定皮尺末端，皮尺繃緊且緊貼地面，皮尺走向與等高線垂直；兩鋼釬之間、皮尺的一側(cè)在地面的垂直投影，稱為一條川線；

b、確定其余川線：第一條川線確定后，其余川線與其平行，兩條川線之間的等距間隔5～10m；

c、選取小樣方：沿每條川線隨機起點、等距間隔5～10m設(shè)一定規(guī)格的小樣方作為抽樣統(tǒng)計單元，調(diào)查植被密度和頻度；

d、選取樣點：采用線點法沿每條川線等距間隔1m處設(shè)為樣點，以樣點為抽樣統(tǒng)計單元，記錄樣點所截獲植株冠部或基部、裸巖、裸土的次數(shù)，由此得到植被蓋度、植被基蓋度、裸巖率、裸土率；如果同時記錄樣點截獲植株的物種名則可以由此計算出最小物種豐富度；

e、選取樣帶：沿每條川線的同一側(cè)擴展0.25m或0.5m，與該川線形成狹窄長形樣帶，以樣帶為抽樣統(tǒng)計單元調(diào)查植被密度；

f、選取樣條：沿川線隨機起點、等距間隔布設(shè)樣條，樣條的長邊應與川線平行，以樣條為抽樣單元調(diào)查植物功能團蓋度、生物量；

(2)所述的繩段結(jié)網(wǎng)法的具體方法為：

a、備繩：先在室內(nèi)將紅色草球塑料包裝繩剪裁成多條長5.04m的繩段，每條繩段自絞為一小匝備用；

b、擬定川線和基線：川線方向與等高線垂直，由山腳到山頂，即川線與海拔梯度變化最大的方向平行；基線位于靠山腳的地方，與川線垂直；

c、結(jié)網(wǎng)：以20m×20m大樣方分割成16個5m×5m網(wǎng)格為例；從靠山腳的基線開始，向山頂方向結(jié)網(wǎng)；在基線中部的一個節(jié)點釘一只小號鋼釬并套上一條1m長的pvc管使其醒目；一人將一條5.04m繩段的一端固定小號鋼釬上，另一端夾在一個桿狀輔助物上，沿著與基線平行或垂直的方向延伸或投擲輔助桿，將繩段穿過刺蓬等障礙遞給第二人；第二人將接到的線頭與自身攜帶備用的兩條5.04m繩段打結(jié)，用輔助桿沿與基線平行或垂直方向?qū)⒑髢蓚€繩段的線頭遞給第三人和第四人，繩段依次連接，結(jié)成5m×5m的網(wǎng)格；

d、選取抽樣統(tǒng)計單元：整個大樣方結(jié)網(wǎng)完成后，借助繩段標示的網(wǎng)格來設(shè)置分段川線，以網(wǎng)格的任一一邊為起點，用測桿度量確定取樣點；沿分段川線選取小樣方、樣帶、樣條的方法與直接川線法方法相同；

(3)所述的存點坐標法的具體方法為：

a、確定川線：現(xiàn)場校正電子羅盤、高度，刪除gps原來保存的所有航點，使每個樣地設(shè)置都從gps存點001開始，先測川線由山腳至山頂?shù)慕嵌确较颍_定川線方向，算出川線與真北或正西、正東的夾角α(如圖1所示)，建立坐標軸，川線方向與y軸平行，基線方向與x軸平行；

b、存點：在樣地山腳基線隨機起點，利用gps按下“存點”按鈕，gps自動記錄001點的地理信息；沿基線(x軸)行走等距間隔依次存點002、003、004……，每個存點均可用來校正以存點為原點的坐標系x、y軸上點的坐標；通過前后左右移動gps，根據(jù)存點與當前點距離和方位的變化來選準002、003等航點的位置；

以圖1a右上角川線與正北夾角α1＝30°、川線之間等距間隔要求假設(shè)為7m的情況為例說明如何校正x軸上點的坐標即如何存點：手持gps導航人存點001后，沿基線(x軸)行走至能夠從gps航點管理中看見001與當前點距離7m，并且001在當前點的300°(270+α1＝300°，圖1a右上角)方位角時，按下“存點”按鈕記錄航點002的地理信息；再沿基線行走至001與當前點距離14m(7m+7m)且001在當前點的300°方位角時，按下“存點”按鈕記錄航點003，以此類推；可以通過前后左右移動gps，根據(jù)存點與當前點距離和方位的變化來選準002、003等航點的位置。

c、校正川線取樣點坐標：分別用001、002、003、……00n等航點校正第1條川線、第2條川線、……第n條川線取樣點坐標；當gps放在第n條川線上的任意點的時候，gps航點管理中都應顯示00n的方位角(圖1中y的數(shù)值)，利用航點00n可以確定第n條川線上每個點的位置；

假設(shè)每條川線上取樣點之間的等距間隔要求為5m，手持gps完成001、002、003等基線點的存點之后，假設(shè)第一條川線的隨機起點距基線0.8m，導航人想確定第一條川線上的取樣點，則導航人朝第一條川線行走至能夠從gps航點管理中看見航點001與當前點距離0.8m，并且航點001在當前點的210°(180+α1＝30°，圖1a右上角)方位角，這時gps所在點即為線點法中第一條川線的第一個取樣點(或第一個樣條、樣方的左下角)；朝第一川線第二取樣點的方向行走至從gps航點管理中看見航點001與當前點距離5.8m(0.8m+5m)且航點001在當前點的210°方位角時，gps所在點為線點法中第一條川線的第二個取樣點(或第二個樣條、小樣方的左下角)；其實，當gps放在第一條川線上的任意點的時候，gps航點管理中都應顯示001的方位角為210°，因此，利用航點001可以確定第一條川線上每個點的位置；同理，再來用航點002確定第二條川線的位置和取樣點；假設(shè)第二條川線取樣的隨機起點為2.2m，導航人持gps行至航點管理中看見002與當前點距離2.2m且002在當前點的210°方位角時，gps所在點即為線點法中第二條川線的第一個取樣點(或第一小樣方的左下角)；導航者向第二條川線的第二個取樣點行走，當gps顯示002與當前點距離7.2m(5m+2.2m)且002在當前點的210°方位角時，gps所在點為第二條川線的第二個取樣點；當航點管理窗口顯示002距離當前點12.2m(5m+5m+2.2m)且方位角為210°時，gps所在點為第二條川線的第三個取樣點；因此，可用航點002確定第二條川線所有點的位置；當事先確定好每條川線的隨機起點距離的情況下，不必測完一條川線再測另一條川線，比如測第一條川線的第三個取樣點后可以就近走等高線去測第二條川線的第三個取樣點或第三條川線的第三個取樣點等等，減少垂直攀爬；

d、選取抽樣統(tǒng)計單元：選取樣帶、樣點、小樣方、樣條的方法與直接川線法方法相同。

以上所述的ⅰ級樣地為在直線方向行進障礙較小的石漠化山地；所述的ⅱ級樣地為在直線方向上行進受阻、通視條件差的石漠化山地；所述的ⅲ級樣地為在荊棘叢生、通視差、落差大、行走極端困難的石漠化山地。

以上所述的ⅰ級樣地采用直接川線法；所述的ⅱ級樣地采用繩段結(jié)網(wǎng)法；所述的ⅲ級樣地采用存點坐標法。

以上所述的直接川線法的小樣方的規(guī)格為1×1m或1×0.5m或0.5×0.5m或0.25×0.5m。

以上所述的直接川線法的樣條的規(guī)格為2.5m×0.5m。

以上所述的繩段結(jié)網(wǎng)法的輔助物為桿狀物。如pvc管、樹枝、竹竿等。借助輔助物，有助于在植被稠密、荊棘叢生的石漠化地區(qū)傳遞繩段。

本發(fā)明具有的優(yōu)點及有益效果如下：

1、本發(fā)明的直接川線法以川線為抽樣單元，沿川線取樣，降低了重復樣本間的標準差，提高了植被變化監(jiān)測的精確度；川線和樣方都遵循“隨機起點，隨后規(guī)則地等距間隔”的原則，避免了人為設(shè)置灌草小樣方產(chǎn)生的誤差。

2、本發(fā)明適用于植被稠密、荊棘叢生、拉直20m長皮尺都很困難的石漠化山地，長皮尺(或長線段)經(jīng)常被刺勾住或被枝丫袢住，整理長皮尺消耗大量時間和精力；繩段結(jié)網(wǎng)法用室內(nèi)作業(yè)補償野外作業(yè)，事先預備好5m左右的繩段，減少了野外整理長線段所需時間；5m繩段可以正穿反穿通過稠密植被，比用長皮尺省時省力；皮尺上的數(shù)字在1m開外難以辨識，而繩段間的打結(jié)接頭在沒有植被遮擋時很遠都看得見，位置標示效果好。

3、由于石漠化地區(qū)地形復雜、荊棘叢生、通視條件差為常態(tài)，本發(fā)明的存點坐標法利用gps確定取樣點，可繞行和走等高線，減少了行走距離和垂直攀爬，提高了植被調(diào)查效率。

4、本發(fā)明的直接川線法、繩段結(jié)網(wǎng)法和存點坐標法可以混合使用，為困難立地植被調(diào)查中如何保持樣方等距、川線平行、避免取樣偏好提供了一種簡便易行、準確高效的解決方案，對于準確了解石漠化植被變化、指導石漠化治理工作的開展具有十分重要的意義。

附圖說明

圖1：本發(fā)明所述的存點坐標法中川線在不同方位角情況下，x、y軸上取點與存點o的方位關(guān)系(虛線為川線)。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。

實施例1：

在直線方向行進障礙較小的石漠化山地采用直接川線法進行抽樣單元設(shè)置。

直接川線法的具體方法為：

a、確定第一條川線：在山腳隨機起點處釘一小號鋼釬固定皮尺起始端，皮尺沿著山體上海拔梯度變化最大的方向，從山腳拉向山頂，在山頂用鋼釬固定皮尺末端，皮尺繃緊且緊貼地面，皮尺走向與等高線垂直；兩鋼釬之間、皮尺的一側(cè)在地面的垂直投影，稱為一條川線；

b、確定其余川線：第一條川線確定后，其余川線與其平行，兩條川線之間的等距間隔5～10m；

c、選取小樣方：沿每條川線隨機起點、等距間隔5～10m設(shè)一定規(guī)格的小樣方作為抽樣統(tǒng)計單元，調(diào)查植被密度和頻度；小樣方的規(guī)格為1×1m或1×0.5m或0.5×0.5m或0.25×0.5m；

d、選取樣點：采用線點法沿每條川線等距間隔1m處設(shè)為樣點，以樣點為抽樣統(tǒng)計單元，記錄樣點所截獲植株冠部或基部、裸巖、裸土的次數(shù)，由此得到植被蓋度、植被基蓋度、裸巖率、裸土率；如果同時記錄樣點截獲植株的物種名則可以由此計算出最小物種豐富度；

e、選取樣帶：沿每條川線的同一側(cè)擴展0.25m或0.5m，與該川線形成狹窄長形樣帶，以樣帶為抽樣統(tǒng)計單元調(diào)查植被密度；

f、選取樣條：沿川線隨機起點、等距間隔布設(shè)樣條，樣條的規(guī)格為2.5m×0.5m，樣條的長邊應與川線平行，以樣條為抽樣單元調(diào)查植物功能團蓋度、生物量。

實施例2：

在直線方向上行進受阻、通視條件差的石漠化山地采用繩段結(jié)網(wǎng)法進行抽樣單元設(shè)置。

繩段結(jié)網(wǎng)法的具體方法為：

a、備繩：先在室內(nèi)將紅色草球塑料包裝繩剪裁成多條長5.04m的繩段，每條繩段自絞為一小匝備用；

b、擬定川線和基線：川線方向與等高線垂直，由山腳到山頂，即川線與海拔梯度變化最大的方向平行；基線位于靠山腳的地方，與川線垂直；

c、結(jié)網(wǎng)：以20m×20m大樣方分割成16個5m×5m網(wǎng)格為例；從靠山腳的基線開始，向山頂方向結(jié)網(wǎng)；在基線中部的一個節(jié)點釘一只小號鋼釬并套上一條1m長的pvc管使其醒目；一人將一條5.04m繩段的一端固定小號鋼釬上，另一端夾在一個桿狀輔助物上，如pvc管、樹枝、竹竿等；沿著與基線平行或垂直的方向延伸或投擲輔助桿，將繩段穿過刺蓬等障礙遞給第二人；第二人將接到的線頭與自身攜帶備用的兩條5.04m繩段打結(jié)，用輔助桿沿與基線平行或垂直方向?qū)⒑髢蓚€繩段的線頭遞給第三人和第四人，繩段依次連接，結(jié)成5m×5m的網(wǎng)格；

d、選取抽樣統(tǒng)計單元：整個大樣方結(jié)網(wǎng)完成后，借助繩段標示的網(wǎng)格來設(shè)置分段川線，以網(wǎng)格的任一一邊為起點，用測桿度量確定取樣點；沿分段川線選取小樣方、樣帶、樣條的方法與實施例1中的直接川線法方法相同。

實施例3：

在荊棘叢生、通視差、落差大、行走極端困難的石漠化山地采用存點坐標法進行抽樣單元設(shè)置。

存點坐標法的具體方法為：

a、確定川線：現(xiàn)場校正電子羅盤、高度，刪除gps原來保存的所有航點，使每個樣地設(shè)置都從gps存點001開始，先測川線由山腳至山頂?shù)慕嵌确较颍_定川線方向，算出川線與真北或正西、正東的夾角α(如圖1所示)，建立坐標軸，川線方向與y軸平行，基線方向與x軸平行；

b、存點：在樣地山腳基線隨機起點，利用gps按下“存點”按鈕，gps自動記錄001點的地理信息；沿基線(x軸)行走等距間隔依次存點002、003、004……，每個存點均可用來校正以存點為原點的坐標系x、y軸上點的坐標；以圖1a右上角川線與正北夾角α1＝30°、川線之間等距間隔要求假設(shè)為7m的情況為例說明如何校正x軸上點的坐標即如何存點：手持gps導航人存點001后，沿基線(x軸)行走至能夠從gps航點管理中看見001與當前點距離7m，并且001在當前點的300°(270+α1＝300°，圖1a右上角)方位角時，按下“存點”按鈕記錄航點002的地理信息；再沿基線行走至001與當前點距離14m(7m+7m)且001在當前點的300°方位角時，按下“存點”按鈕記錄航點003，以此類推；可以通過前后左右移動gps，根據(jù)存點與當前點距離和方位的變化來選準002、003等航點的位置。

c、校正川線取樣點坐標：假設(shè)每條川線上取樣點之間的等距間隔要求為5m，手持gps完成001、002、003等基線點的存點之后，假設(shè)第一條川線的隨機起點距基線0.8m，導航人想確定第一條川線上的取樣點，則導航人朝第一條川線行走至能夠從gps航點管理中看見航點001與當前點距離0.8m，并且航點001在當前點的210°(180+α1＝30°，圖1a右上角)方位角，這時gps所在點即為線點法中第一條川線的第一個取樣點(或第一個樣條、樣方的左下角)；朝第一川線第二取樣點的方向行走至從gps航點管理中看見航點001與當前點距離5.8m(0.8m+5m)且航點001在當前點的210°方位角時，gps所在點為線點法中第一條川線的第二個取樣點(或第二個樣條、小樣方的左下角)；其實，當gps放在第一條川線上的任意點的時候，gps航點管理中都應顯示001的方位角為210°，因此，利用航點001可以確定第一條川線上每個點的位置；同理，再來用航點002確定第二條川線的位置和取樣點；假設(shè)第二條川線取樣的隨機起點為2.2m，導航人持gps行至航點管理中看見002與當前點距離2.2m且002在當前點的210°方位角時，gps所在點即為線點法中第二條川線的第一個取樣點(或第一小樣方的左下角)；導航者向第二條川線的第二個取樣點行走，當gps顯示002與當前點距離7.2m(5m+2.2m)且002在當前點的210°方位角時，gps所在點為第二條川線的第二個取樣點；當航點管理窗口顯示002距離當前點12.2m(5m+5m+2.2m)且方位角為210°時，gps所在點為第二條川線的第三個取樣點；因此，可用航點002確定第二條川線所有點的位置；當事先確定好每條川線的隨機起點距離的情況下，不必測完一條川線再測另一條川線，比如測第一條川線的第三個取樣點后可以就近走等高線去測第二條川線的第三個取樣點或第三條川線的第三個取樣點等等，減少垂直攀爬；

d、選取抽樣統(tǒng)計單元：選取樣帶、樣點、小樣方、樣條的方法與實施例1的直接川線的方法相同。