[發(fā)明專利]基于分層次理論的森林生態(tài)系統(tǒng)酸雨緩解功能評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610067297.2
• 申請(qǐng)日: 2016-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN105740544B
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇泳嫻;陳修治
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州地理研究所;中國(guó)科學(xué)院華南植物園
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 劉明星;孔德超

本發(fā)明提供了一種基于分層次理論的森林生態(tài)系統(tǒng)酸雨緩解功能評(píng)估方法，其包括以下步驟：步驟1，選取林木樣地，測(cè)定雨水特征參數(shù)；步驟2、構(gòu)建林木各層次酸雨緩沖能力評(píng)價(jià)基礎(chǔ)模型；步驟3?5、分別構(gòu)建樹冠層酸雨緩沖能力評(píng)估模型、凋落物層酸雨緩沖能力評(píng)估模型、土壤層酸雨緩沖能力評(píng)估模型、步驟6、構(gòu)建林木整體酸雨緩沖能力評(píng)估模型。本發(fā)明建立的樹冠層酸雨緩沖能力評(píng)估模型、凋落物層酸雨緩沖能力評(píng)估模型、土壤層酸雨緩沖能力評(píng)估模型以及林木整體酸雨評(píng)估模型，通過測(cè)定各林木的葉面積指數(shù)、凋落物量、凋落物分解速率以及土壤孔隙率便可對(duì)各林木的各層次以及整體的酸雨緩沖能力進(jìn)行評(píng)估，免去了等待雨天收集實(shí)際降雨進(jìn)行測(cè)定的繁瑣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于一種基于分層次理論的森林生態(tài)系統(tǒng)酸雨緩解功能評(píng)估方法，涉及以PH值和雨量為表征參數(shù)的林木各層次酸雨緩沖能力評(píng)價(jià)基礎(chǔ)模型、以葉面積指數(shù)為表征參數(shù)的樹冠層酸雨緩沖能力評(píng)估模型、以凋落物量以及凋落物分解速率為表征參數(shù)的凋落物層酸雨緩沖能力評(píng)估模型、以土壤孔隙率為表征參數(shù)的土壤層酸雨緩沖能力評(píng)估模型以及林木酸雨緩解能力綜合評(píng)價(jià)模型。

背景技術(shù)

氮、硫元素是生命體生長(zhǎng)所必需的基本元素，也是生態(tài)系統(tǒng)必不可少的物質(zhì)。然而隨著人口的急劇增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和資源的大量消耗，排入大氣中的硫氧化物、氮氧化物及其二次污染物日漸增多，大氣中的氮、硫平衡被打破，在雨水的淋溶下，形成酸雨，對(duì)生態(tài)環(huán)境、人類健康等帶來一系列嚴(yán)重危害。酸雨已經(jīng)成為目前和將來影響人類福祉的重要環(huán)境問題之一，引起了國(guó)際社會(huì)的強(qiáng)烈關(guān)注。

森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)中酸沉降的最大接受者及相對(duì)穩(wěn)定的一個(gè)組成部分，能夠通過林冠層的吸附、淋溶，枯枝落葉層的過濾和土壤層的凈化，對(duì)降雨的化學(xué)成分及濃度進(jìn)行了再次分配，使得大氣降水中的有害成分大量減少，是有效緩沖濕沉降的重要途徑之一。

世界上最早提出酸雨問題是在1872年，隨后英國(guó)、瑞典和挪威等走在工業(yè)化早期的西方國(guó)家學(xué)者開展了有關(guān)酸雨和森林生態(tài)系統(tǒng)的大量研究，內(nèi)容主要集中兩個(gè)方面：1)酸沉降對(duì)土壤化學(xué)狀況的影響，如土壤酸化與土壤化學(xué)狀態(tài)、土壤緩沖性及緩沖速率的關(guān)系。目前世界上一些國(guó)家對(duì)酸沉降采取的最新研究方法是計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，如美國(guó)已成功模擬了南部氮、硫化物的沉降對(duì)當(dāng)?shù)厣滞寥赖挠绊憽?)從酸雨與森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)、酸性沉降對(duì)林木生長(zhǎng)的影響、酸性沉降與土壤酸化等方面就有關(guān)酸性沉降與森林衰退關(guān)系的問題開展了大量研究。國(guó)內(nèi)的研究起步相對(duì)較晚，研究?jī)?nèi)容主要集中在對(duì)比不同區(qū)域降水經(jīng)過不同林木樹冠層、樹干、凋落物、土壤后PH值的變化，同時(shí)分析各層次雨 水中陽離子和陰離子的變化程度，從而揭示森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)酸雨緩沖能力的機(jī)理。

縱觀目前相關(guān)的研究，主要呈現(xiàn)出個(gè)別層次分析多，總體評(píng)估模型少，化學(xué)機(jī)理分析多，物理機(jī)理探討不夠深入，定性分析多，定量方法少等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于分層次理論的森林生態(tài)系統(tǒng)酸雨緩解功能評(píng)估方法，其通過結(jié)合林木不同層次物理化學(xué)參數(shù)，分析林木不同層次酸雨緩解能力的機(jī)理，建立不同層次酸雨緩解定量評(píng)估模型，最終構(gòu)建一套基于林木分層次理論的森林生態(tài)系統(tǒng)酸雨緩解功能定量評(píng)估方法，對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的整體酸雨緩解能力進(jìn)行評(píng)估。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種基于分層次理論的森林生態(tài)系統(tǒng)酸雨緩解功能評(píng)估方法，其包括以下步驟：

步驟1、在森林生態(tài)系統(tǒng)多個(gè)林分內(nèi)均選取若干個(gè)不同樹種的林木，每個(gè)樹種林木均構(gòu)成一個(gè)林木樣地，分別采集自然降雨依次經(jīng)過各林木樣地樹冠層、凋落物層和土壤層的雨水樣品，進(jìn)行雨水PH值和雨量的測(cè)定；同時(shí)開展對(duì)各林木樣地特征參數(shù)的測(cè)定，所述特征參數(shù)包括各林木的葉面積指數(shù)、凋落物量、凋落物分解速率、土壤容重以及土壤孔隙率；

步驟2、綜合各林木的PH中和能力和雨水截留能力，構(gòu)建了以PH值和雨量為表征參數(shù)的林木各層次酸雨緩沖能力評(píng)價(jià)基礎(chǔ)模型：