一種凋落物遷移通量測定裝置及方法
2023-09-17 10:07:00
一種凋落物遷移通量測定裝置及方法
【專利摘要】本發明是有關於一種凋落物遷移通量測定裝置及方法，該裝置包括繞軸、風向標及收集器，風向標的動杆一端設有尾翼，另一端安裝所述收集器，安裝好收集器的風向標在其重心點處可轉動的安裝在繞軸上。該方法包括以下步驟：將所述的繞軸底端固定在待測點，並記錄收集器和風向標的安裝高度；開始收集並計時，當收集滿一個計算周期後，稱量收集物中凋落物的重量；計算該周期內該高度處的凋落物遷移通量。本發明所述裝置可直接用於凋落物的遷移通量的測量，並提供了進一步計算距地面一定高度範圍內的總的凋落物遷移通量的計算方法，測量操作簡便、實用性強。
【專利說明】一種凋落物遷移通量測定裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及草原凋落物遷移研究領域，特別是涉及一種凋落物遷移通量測定裝置及方法。
【背景技術】
[0002]凋落物分解是補充土壤養分的最主要途經，是生態系統循環的重要過程。目前的研究主要集中在凋落物生產及分解過程上，對於草原物質遷移方面的研究主要集中在土壤風蝕及其再分配上，而對於風力作用下凋落物的遷移研究鮮見報導。要開展風吹凋落物遷移方面的研究，凋落物遷移通量測量是前提基礎。目前為止，尚未發現對凋落物遷移量的測定裝置及方法的文獻報導，類似的的裝置及方法多見於沙塵通量測量，但凋落物與沙塵在質地、形態、大小上具有明顯的差異特徵，無法直接用於凋落物遷移通量的測量。由此可見如何解決凋落物遷移通量的觀測問題是當前業界極需創新發明的目標。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種凋落物遷移通量測定裝置及方法，使其可直接測量草原凋落物的遷移通量，操作方便，從而滿足當前草原凋落物的遷移通量研究需求。
[0004]為解決上述技術問題，本發明提供一種凋落物遷移通量測定裝置，包括繞軸、風向標及收集器，風向標的動杆一端設有尾翼，另一端安裝所述收集器，安裝好收集器的風向標在其重心點處可轉動的安裝在繞軸上。
[0005]作為進一步改進，收集器包括收集管及可拆卸的安裝在收集管出口處的收集袋。
[0006]所述的收集管為PVC管。
[0007]所述的收集袋為網袋。
[0008]所述的網袋網眼為1mm。
[0009]所述的收集管與收集袋通過皮筋連接。
[0010]所述的收集管包括位於前方的水平段和位於後方並向下延伸的傾斜段，所述的收集袋安裝在所述傾斜段的出口處。
[0011]所述的收集管內徑為10cm，水平段的長度為5cm，傾斜段的長度為10cm，傾斜段與水平段的夾角為135度。
[0012]本發明還提供一種應用上述的凋落物遷移通量測定裝置的方法，其步驟為:A、將所述的繞軸底端固定在待測點，並記錄收集器和風向標的安裝高度、開始收集並計時，當收集滿一個計算周期後，稱量收集物中凋落物的重量；C、計算該周期內該高度處的凋落物遷移通量。
[0013]作為進一步改進，所述的步驟A在繞軸的不同高度上各安裝一組收集器和風向標，並記錄各收集器和風向標的高度；最後還包括一步驟D，將各高度處的凋落物遷移通量積分，計算出距底面一定高度內的凋落物遷移通量。
[0014]採用這樣的設計後，本發明至少具有以下優點:[0015]本發明所述裝置可直接用於凋落物的遷移通量的測量，測量操作簡便、實用性強，使草原物質遷移的研究更加準確，對生態系統循環的研究有重要意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]上述僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，以下結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明。
[0017]圖1是本發明一種凋落物遷移通量測定裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]參照圖1所示，本發明提供一種凋落物遷移通量的測定裝置，包括繞軸3、風向標4及收集器，風向標4的動杆一端設有尾翼，另一端安裝所述收集器，安裝好收集器的風向標4在其重心點處可轉動的安裝在繞軸3上。
[0019]進一步地，所述收集器包括收集管I及可拆卸的安裝在收集管I上的收集袋2。收集管I包括相互連接的水平段和向下傾斜段，水平段的一端即為來風方向遷移物的入口，收集袋2則連接在向下傾斜段的出口處，使得自入口收集的凋落物在重力作用下沉降到收
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[0020]收集管I的進氣口可為圓形、方形等不同形狀，其內徑大小可根據需要收集的凋落物的尺寸選取。
[0021]較優的，收集管I可採用PVC管，內徑為10cm，可以收集長度小於IOcm凋落物，水平段的長度為5cm，傾斜段長度為10cm，與水平段的軸線夾角可定為135度。收集袋2可採用網袋，網眼為1_，可以使得袋內外氣壓平衡，避免影響進入的凋落物沉積。另外，為避免風吹網袋使其變形從而影響收集，可將網袋通過鐵絲撐起。網袋可通過皮筋套在收集管I上，可方便安裝和拆卸，每次收集完樣品，可再換上一個繼續收集。
[0022]風向標4的動杆一端設有尾翼,收集器通過螺栓固定在風向標4動杆的另一端,安裝好收集器的風向標4在其重心點處可轉動的支撐在繞軸3上，收集器及風向標4可在風力作用下繞著繞軸3轉動。
[0023]收集器和風向標4可以安裝在繞軸3的不同高度。使用時，將該裝置固定在所要測量的位置，記錄好收集器和風向標4的安裝高度，本發明即可自行進行凋落物的採集。一段時間後，將收集袋2內的凋落物收集起來或更換新的收集袋2繼續收集。當累計收集時間滿足一個計算周期後，稱量收集物中凋落物的重量；計算該周期內該高度處的凋落物遷移通量，同時可結合該計算周期內的風況數據分析凋落物遷移通量與風況的關係。此外，還可根據遷移通量與距地面高度的擬合關係，進一步計算出距地面一定高度內的凋落物遷移通量。
[0024]隨著高度增加，遷移量會急劇減小。一般情況下選取1.5m以內的高度範圍計算凋落物的遷移通量，其具體算法如下:
[0025]在繞軸3上，1.5m高度範圍內，設置多組收集器及風向標，本實施例中選為5層，分別在距地面25cm、50cm、75cm、100cm、150cm處。根據實測的遷移通量數據，建立凋落物遷移通量(y)隨高度(X)的變化函數關係，即:y=f (X)。然後通過積分計算出O到1.5m高度範內的總的凋落物遷移通量(Y)，即:
【權利要求】
1.一種凋落物遷移通量測定裝置，其特徵在於:包括繞軸、風向標及收集器，風向標的動杆一端設有尾翼，另一端安裝所述收集器，安裝好收集器的風向標在其重心點處可轉動的安裝在繞軸上。
2.根據權利要求1所述的一種凋落物遷移通量測定裝置，其特徵在於所述的收集器包括收集管及可拆卸的安裝在收集管出口處的收集袋。
3.根據權利要求2所述的一種凋落物遷移通量測定裝置，其特徵在於所述的收集管為PVC 管。
4.根據權利要求2所述的一種凋落物遷移通量測定裝置，其特徵在於所述的收集袋為網袋。
5.根據權利要求4所述的一種凋落物遷移通量測定裝置，其特徵在於所述的網袋網眼為 Imm0
6.根據權利要求2所述的一種凋落物遷移通量測定裝置，其特徵在於所述的收集管與收集袋通過皮筋連接。
7.根據權利要求2所述的一種凋落物遷移通量測定裝置，其特徵在於所述的收集管包括位於前方的水平段和位於後方並向下延伸的傾斜段，所述的收集袋安裝在所述傾斜段的出口處。
8.根據權利要求7所述的一種凋落物遷移通量測定裝置，其特徵在於所述的收集管內徑為10cm，水平段的長度為5cm，傾斜段的長度為10cm，傾斜段與水平段的夾角為135度。
9.一種應用權利要求1-8任一項所述裝置的凋落物遷移通量測定方法，其特徵在於包括以下步驟: A.將所述的繞軸底端固定在待測點，並記錄收集器和風向標的安裝高度； B.開始收集並計時，當收集滿一個計算周期後，稱量收集物中凋落物的重量； C.計算該周期內該高度處的凋落物遷移通量。
10.根據權利要求9所述的一種凋落物遷移通量測定方法，其特徵在於: 所述的步驟A在繞軸的不同高度上各安裝一組收集器和風向標，並記錄各收集器和風向標的高度； 最後還包括一步驟D，將各高度處的凋落物遷移通量積分，計算出距底面一定高度內的凋落物遷移通量。
【文檔編號】G01M9/06GK103499428SQ201310477227
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】閆玉春, 辛曉平, 王旭, 楊桂霞 申請人:中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所