[发明专利]一种生态脆弱区复绿基材植生性能测试装置及评价方法

权利要求书

1.一种生态脆弱区复绿基材植生性能测试装置，其特征在于：包括样品室(1)、基材(11)、植物培育系统、底座(5)、支撑框架(14)、数据采集系统和评价系统；

所述样品室(1)用于盛放基材(11)，基材(11)底部向下依次铺设砂垫层(2)、透水结构(3)和集水腔(4)；所述集水腔(4)侧端设有出水管(13)，所述出水管(13)设有止水阀(12)；所述样品室(1)固定于底座(5)上；

所述植物培育系统包括辅助植生管(6)和降雨系统；所述辅助植生管(6)为由多孔柔性材料(17)和刚性组构(16)组成的筒体结构；所述辅助植生管(6)均匀布设在基材(11)中；所述降雨系统包括降雨喷头(9)和输水管(15)，所述降雨喷头(9)连接于输水管(15)并均匀布设在基材(11)正上方，所述输水管(15)固定在支撑框架(14)上，所述支撑框架(14)连接于底座(5)上；

所述数据采集系统包括高清摄像头(10)、微型高清摄像头(24)、红外传感装置(8)、传感器系统(7)、光合仪(25)和数据交换器(22)；所述高清摄像头(10)布设在基材(11)正上方，固定在输水管(15)上；所述微型高清摄像头(24)设置于刚性组构(16)上；所述红外传感装置(8)固定于支撑框架(14)上；所述传感器系统(7)包括温湿度传感器(18)、pH传感器(19)、氮磷钾传感器(20)和有机质传感器(21)，均匀埋设于基材(11)中；所述光合仪(25)固定于支撑框架(14)顶端；所述高清摄像头(10)、微型高清摄像头(24)、红外传感装置(8)、传感器系统(7)和光合仪(25)通过无线电信号将信息传送给数据交换器(22)；

所述评价系统包括计算机(23)，所述数据交换器(22)通过无线电信号将转换结果传送至计算机(23)；计算机(23)对接收到的数据进行处理分析并形成评价结果。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述辅助植生管(6)的刚性组构(16)包括环套、空腔管柱和切环；空腔管柱上下分别连接到环套和切环形成刚性筒体骨架；多孔柔性材料(17)布设于空腔管柱之间；所述切环为环形圈，圈口一端削薄成刀刃。

3.一种利用如权利要求1或2所述的装置评价复绿基材植生性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)准备阶段：准备待测基材、绿植种子，确定复绿基材应用地区的降雨时间、降雨强度和降雨频次；

(2)绿植种植阶段：将基材填放于样品室中，在基材中均匀插放辅助植生管；播撒绿植种子，使其均布基材表面，并铺设土壤；启动传感器系统，监测基材参数；开启降雨系统；

(3)数据采集阶段：统计发芽率，记录基材的监测参数数据包括发芽率GP、含水量的初始值W，保水率的初始值RW₁和终值RW₂，温度的初始值T，水分入渗速率的初始值K，孔隙度的初始值E，酸碱度的初始值V，有机质含量的初始值RO₁和终值RO₂，氮含量的初始值RN₁和终值RN₂，磷含量的初始值RP₁和终值RP₂，钾含量的初始值RK₁和终值RK₂，以及植物的生长速率RG，植物覆盖率C，最终的生长高度H，叶干重DW，叶片厚度LW，叶面积指数LAI，植物日固碳量QC，植物日释氧量QO，根系长度RL，根系抗拉强度RT₁，根系活力RA，根系抗拔力RT₂，侧根级数LRS；

(4)评价阶段：采用赋分法对监测参数进行赋分，并计算基材自身性能总分A、植物生长整体参数总分Y、植物茎叶参数总分D和植物根系参数总分F；计算植物生长状态总分基材最终得分B，B＝0.4Y+0.3D+0.3F,进一步计算得到基材最终得分Z，