[发明专利]一种采动影响下根系形态观测装置及方法

说明书

本发明提供一种采动影响下根系形态观测装置及方法，装置包括：玻璃罩，其上设置有多个孔洞；控制台，所述玻璃罩罩设在所述控制台上；多个升降台，其均位于所述玻璃罩内且紧密排列在所述控制台上；所述升降台上为待观测的土壤及植被；微根管，设置在所述孔洞上；以及X射线层析成像系统，其位于所述控制台附近。本发明可以模拟和观测开采影响下植物根系的生长变化情况和植被受采动影响后的自修复情况。本发明在模拟地表采动变化时较为灵活，可根据需要模拟出不同开采影响程度下植被根系的影响特征和植被的自修复状况，可实现根系的原位、无损、定量观测。

技术领域

本发明涉及矿区生态监测领域，尤其涉及一种采动影响下根系形态观测装置及方法。

背景技术

根系是植物从土壤等介质环境获取养分、水分的重要器官。在生长发育过程中可合成氨基酸及其他生命物质，保障整株植物的正常生长和发育；根系吸水能力的强弱还可改变下垫面气候特征，改变地表、土壤水循环系统，改变气象要素日变化幅度；且植物根系具有碳汇功能，参与全球碳素平衡和流转，在生物地球化学循环中发挥关键作用。因此，根系常被作为衡量植物生长发育壮弱的重要指标，在生态、气象和作物产量等方面均具有重要的实际研究意义。

根系形态的观测方法是获取根系参数的重要手段，从18世纪到目前为止，根系形态观测的方法主要经历了直接挖掘法、根部钻孔影像观测法、特殊元素示踪法、电导法、雷达探测法、核磁共振及X光成像等方法。这些方法在根系的完整性、多维性、识别精度、根系活性判断、顺磁元素干扰等方面或多或少的存在缺陷，因此，三维、原位无损、定量化分析是目前植物根系研究的核心内容。

上述根系观测方法多用于现场实地研究，对于开采过程中或不同采动影响程度下地表植被根系的研究，尤其采动对根系的影响研究未见报道。为了分析井下开采对地表植被的影响特征和规律，进而分析植被受开采损害后能否自我修复，进行了本专利保护内容的深入分析和研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采动影响下根系形态观测装置及方法，以解决目前对采动影响下根系完整性、分布形态以及根系活性的分析问题。

为达上述目的，本发明提供一种采动影响下根系形态观测装置，其包括：

玻璃罩，其上设置有多个孔洞；

控制台，所述玻璃罩罩设在所述控制台上；

多个升降台，其均位于所述玻璃罩内且紧密排列在所述控制台上；所述升降台上为待观测的土壤及植被；

微根管，设置在所述孔洞上；以及

X射线层析成像系统，其位于所述控制台附近。

所述的采动影响下根系形态观测装置，其中，所述玻璃罩由四块钢化玻璃沿竖直方向围置而成，每块玻璃上均设置有竖向排列的多个孔洞。

所述的采动影响下根系形态观测装置，其中，相邻玻璃之间保持密封，且玻璃罩与控制台之间的连接处保持密封。

所述的采动影响下根系形态观测装置，其中，所述控制台能够旋转。

所述的采动影响下根系形态观测装置，其中，所述控制台与PC端连接，通过PC端操纵控制台旋转以及控制特定的升降台进行升降。

所述的采动影响下根系形态观测装置，其中，所述升降台为液压升降台、机械升降台或电磁升降台。

所述的采动影响下根系形态观测装置，其中，所述玻璃为透明钢化玻璃。

本发明还提供一种采用上述的采动影响下根系形态观测装置实施的方法，其包括以下步骤：

步骤一，布设控制台，并在控制台上方安装N×N个升降台，相邻升降台紧密排列，其中N为大于5的自然数；

步骤二，将玻璃罩安装在控制台上，在玻璃罩四面分别预制多个竖向排列的孔洞；