專利名稱：一種森林凋落物取樣及剖面結構圖片獲取方法
技術領域：
本發明涉及森林生態學技術領域，具體涉及一種森林凋落物取樣及獲得剖面掃描 圖片的方法。
背景技術：
國內外關于森林凋落物方面的研究，最早可追溯到19世紀，德國的 Ebermayer (1876)對森林凋落物層的生產和化學組成作了經典報道。但直到20世紀50年 代，森林凋落物才得到較全面和系統的研究。在森林恢復演替過程中，森林凋落物傳統地 被視為對碳循環有重要影響的生態過程，加上其涵養水源保持水土功能的重要性，使得森 林凋落物的保土保水作用、養分循環及其相關研究如凋落量和分解速率等，成為森林生態 學領域的長期以來的研究重點，而很少將森林凋落物作為影響植被更新效果的因子加以研 究。近年來，國內外一些文獻報道了森林凋落物對植被天然更新的影響效應，但沒有從凋落 物層作用機制上加以解析。在東北地區次生林主要林型中，林地表面都積累著較厚的凋落 物層，一般認為森林的凋落物對森林更新的影響較大，這種影響主要體現在凋落物層的物 理阻斷作用。由于凋落物層的存在，阻斷了樹木種子與土壤的著床，影響到種子的萌發；同 時，凋落物層也阻斷了光照條件，影響了某些需光性樹木種子的萌發，進而影響到森林的天 然更新。研究凋落物的物理阻斷作用機制，從凋落物層剖面孔隙度入手比較適宜，但目前尚 無關于凋落物剖面孔隙度方面的研究。本發明來源于國家林業公益性行業科研專項經費資助項目(編號 200804027-05)，水體污染控制與治理科技重大專項(008ZX07208-007-1)，國家自然科學基 金項目(30571479)。
發明內容
本發明旨在提供一種在不破壞自然結構的情況下對凋落物進行取樣、加工、掃描 的方法，從而獲得凋落物剖面圖片，為后續計算凋落物剖面孔隙度、解析凋落物的物理阻斷 生態作用機制等研究內容奠定基礎。為了達到上述目的，發明一種森林凋落物取樣及獲取剖面結構圖片的方法，包括 如下步驟1、凋落物固定在采集點利用液態聚丙烯酸乙酯對凋落物進行噴射滲透，采集點 被完全滲透后等待聚丙烯酸乙酯自然揮發、采集點凋落物成坨，凋落物模塊被固定；2、采集模塊確定取樣模塊大小后，將所述取樣模塊周邊切斷，而后從最底端取出 凋落物模塊。優選方式下，上述步驟1中，采集點的凋落物應均勻分布；步驟2中，采樣模塊大小 選定為 30cmX30cmo3、石蠟固化將石蠟加熱熔化在容器中，將上述步驟獲得的凋落物模塊全部浸于 石蠟液體中，所述石蠟液體滲透到凋落物模塊空隙之后自然冷卻，石蠟凝固；
4、模塊剖面切割及刨光在切割位置用電鋸切割，刨子刨光；5、剖面石蠟的溶化將所述刨光后的凋落物模塊剖面部分置于沸水中，使剖面上 的石蠟溶化，獲得凋落物模塊剖面結構。優選方式下，在獲得凋落物模塊剖面結構后，為了便于分析，應將結構以電子圖片 形式掃描，掃描時掃描儀分辨率設定為600dpi ；并在凋落物模塊剖面兩側垂直放兩把鋼尺 后再剖面掃描。本發明的有益效果是在不破壞自然結構的情況下對凋落物進行取樣、加工、掃 描，從而獲得凋落物剖面圖片，為森林凋落物剖面孔隙度計算及其它相關研究奠定了基礎。
圖1紅松林凋落物取樣照片；圖2紅松林凋落物石蠟固定照片；圖3紅松林凋落物剖面石蠟溶化照片；圖4紅松林凋落物剖面掃描圖片。
具體實施例方式本發明所采用的技術方案是使用聚丙烯酸乙酯對森林凋落物原始自然結構進 行固定，切斷周邊凋落物進行所選凋落物模塊的采集，然后對采集凋落物模塊進行石蠟固 化以提高硬度，再對經石蠟固化的凋落物模塊剖面切割、刨光，將剖面刨光部分的石蠟溶化 后，對剖面進行掃描。具體操作步驟如下(1)凋落物固定首先在采集樣地確定采集點，采集點凋落物要具有代表性、盡量要均勻、無大木 棒；采集點的大小可以根據需要確定，以30CmX30Cm為宜，太大不易取，取回容易變形，太 小不具代表性；在采集點四周做好標識后，使用聚丙烯酸乙酯固定，聚丙烯酸乙酯為白色液 體，滲透性較強，為節約使用可在塑料瓶蓋上扎若干小孔，對凋落物進行噴射滲透；采集點 被完全滲透后進行自然揮發，聚丙烯酸乙酯揮發性較強，10 20分鐘凋落物模塊就能夠完 全固定在一起，砣成一個模塊；(2)凋落物模塊的采集采集點凋落物固定在一起后，還與采集點之外凋落物相連混在一起，這時可以使 用普通大剪刀將周邊切斷，切斷后從凋落物層最底端將采集的凋落物模塊取出；(3)凋落物模塊進行石蠟固化凋落物模塊取回后，如果對其直接進行切割，由于模塊硬度不夠會使凋落物內部 形狀改變，影響凋落物剖面結構。為此采用石蠟固化凋落物模塊以提高其硬度，石蠟加熱在 50°C下完全熔化在容器中，石蠟完全熔化后放入凋落物模塊，容器大小要能夠裝下凋落物 模塊，石蠟液體滲透到凋落物模塊中，待自然冷卻后石蠟凝固，模塊完全被石蠟固化；(4)凋落物模塊的剖面切割及刨光對經過石蠟固化的凋落物模塊進行切割，切割位置根據需要而定，無論縱剖面還 是橫剖面，在切割位置畫上標線，使用電鋸切割，刨子刨光；(5)剖面石蠟的溶化
把刨光后的凋落物模塊剖面部分放在沸水中，剖面部分的石蠟溶化在水中，這時 的剖面基本上就是原始的凋落物模塊剖面結構；(6)凋落物模塊剖面的掃描用掃描儀對凋落物層模塊剖面進行掃描，為使圖像具有實際距離數值，掃描時垂 直放兩把鋼尺在凋落物模塊剖面兩側，掃描分辨率選擇600dpi可以滿足研究的需要，其清 晰度與數據量之間保持了一個很好的平衡，這樣就獲得了凋落物的剖面圖片，然后使用遙 感和地理信息系統軟件對圖片處理就可以計算凋落物剖面的孔隙度了。圖1-4提供了中國科學院沈陽應用生態研究所清原森林生態實驗站利用本發明 方法采集小天橋紅松林凋落物模塊及獲取剖面結構掃描圖片的具體實施例。其中，圖1是 紅松林凋落物取樣照片；圖2是紅松林凋落物石蠟固定照片；圖3是紅松林凋落物剖面石 蠟溶化照片；圖4是紅松林凋落物剖面掃描圖片。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其 發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1. 一種森林凋落物取樣及剖面結構圖片獲取方法，其特征在于，該方法使用聚丙烯酸 乙酯對森林凋落物原始自然結構進行固定，切斷周邊凋落物進行所選凋落物模塊的采集， 然后對采集凋落物模塊進行石蠟固化提高硬度，經石蠟固化的凋落物模塊剖面切割、刨光， 再將剖面部分的石蠟溶化后，對剖面進行掃描，步驟如下(1)凋落物固定首先在采集樣地確定采集點，采集點凋落物要具有代表性、盡量要均勻、無大木棒；采 集點的大小可以根據需要確定，以30CmX30Cm為宜，太大不易取，取回路上容易變形，太小 不具代表性；在采集點四周做好標識后，使用聚丙烯酸乙酯固定，聚丙烯酸乙酯為白色液 體，滲透性較強，為節約使用可在塑料瓶蓋上扎若干小孔，對凋落物進行噴射滲透；采集點 被完全滲透后進行自然揮發，聚丙烯酸乙酯揮發性較強，10 20分鐘凋落物模塊就能夠完 全固定在一起，砣成一個模塊；(2)凋落物模塊的采集采集點凋落物固定在一起后，還與采集點之外凋落物相連混在一起，這時可以使用普 通大剪刀將周邊切斷，切斷后從凋落物層最底端將采集的凋落物模塊取出；(3)凋落物模塊進行石蠟固化凋落物模塊取回后，采用石蠟固化凋落物模塊以提高其硬度，石蠟加熱在50°C下完全 熔化在容器中，石蠟完全熔化后放入凋落物模塊，容器大小要能夠裝下凋落物模塊，石蠟液 體滲透到凋落物模塊空隙中，待自然冷卻后石蠟凝固，模塊完全被石蠟固化；(4)凋落物模塊的剖面切割及刨光對經過石蠟固化的凋落物模塊進行切割，切割位置根據需要而定，無論縱剖面還是橫 剖面，在切割位置畫上標線，使用電鋸切割，刨子刨光；(5)剖面石蠟的溶化把刨光后的凋落物模塊剖面部分放在沸水中，剖面部分的石蠟溶化在水中，這時的剖 面基本上就是原始的凋落物模塊剖面結構；(6)凋落物模塊剖面的掃描用掃描儀對凋落物模塊剖面進行掃描，掃描時垂直放兩把鋼尺在凋落物模塊剖面兩 側，掃描分辨率選擇600dpi，獲得凋落物模塊剖面的掃描圖片。
全文摘要
本發明公開一種森林凋落物取樣及剖面結構圖片獲取方法，步驟為在采集點利用液態聚丙烯酸乙酯對凋落物進行噴射滲透，完全滲透后聚丙烯酸乙酯自然揮發，采集點凋落物模塊被固定，之后將模塊周邊切斷，取出模塊，完成森林凋落物取樣；把石蠟加熱熔化在容器里，將凋落物模塊全部浸于石蠟液體中，石蠟液體滲透到凋落物模塊空隙之中，自然冷卻后石蠟凝固，在切割位置用電鋸切割，刨子刨光，最后，將刨光后的凋落物模塊剖面部分置于沸水中，使剖面上的石蠟溶化，獲得凋落物模塊剖面結構，使用掃描儀掃描獲得剖面結構圖片。本發明在不破壞自然結構的情況下對凋落物進行取樣、加工、掃描，從而獲得凋落物剖面圖片，為森林凋落物剖面孔隙度計算及其它相關研究奠定了基礎。
文檔編號G01N1/04GK102095692SQ20101054704
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月17日 優先權日2010年11月17日
發明者張自川, 李根柱, 王賀新 申請人:大連大學