[發明專利]基于水位梯度的退化濕地生態需水量的測量方法

有效

• 申請號: 201810341598.9
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108549986B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 劉強;平凡;劉靜玲;劉海飛
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 山東誠杰律師事務所 37265
• 代理人: 王志強;孫廷方

1.一種基于水位梯度的退化濕地生態需水量的測量方法，其步驟包括:

在第一步驟(S1)中：采集退化濕地預定區域的原始數據，所述原始數據包括所述預定區域的地形數據、土地利用類型圖及氣象數據，氣象數據包括氣溫、氣壓、風速和地表總輻射量數據；

在第二步驟(S2)中：在不同水位梯度下設定樣地，選取目標物種，測量植被數據，進行樣方調查獲取植被參數，上述植被參數包括植被高度、植被覆蓋度和葉面積指數，將測量所得的植被參數進行線性插值，獲取全年的植被參數數據，其中，植被覆蓋度為每個樣方的植被覆蓋度的均值，取值范圍為代表沒有植被覆蓋的0至代表全部被植被覆蓋的1之間，植被高度通過隨機取樣方內三顆植株測量高度后取平均值為樣方高度；

在第三步驟(S3)中：基于植被參數數據以及植物在不同的水位梯度條件確定植被生長適宜的水位閾值，基于所述水位閾值以及預定區域內的地形數據與土地利用類型圖，獲得不同水位梯度條件下的植被分布數據，

在第四步驟(S4)中：在不同水位梯度條件下的植被分布數據中，進行預定區域全年潛在蒸散發量測算，獲取基于水位梯度的退化濕地生態需水量，其中：

(S4-1)基于所述地形數據，提取地形邊界并將預定區域劃分為若干100m*100m的格網，

(S4-2)輸入處理好后的土地利用類型圖、氣象數據、植被分布數據，

(S4-3)分別計算預定區域全年植被覆蓋區域的潛在散發量(PT)與土壤區域的潛在蒸發量(PE)，

其中，ρ_a是空氣密度；c_p是空氣的比熱容；e_s是飽和蒸汽壓；e_z是參考高度飽和蒸汽壓；Δ代表飽和蒸氣壓與溫度曲線的斜率；γ是濕度；Tz參考高度的空氣溫度；是冠層高度和參考高度的平均氣流之間空氣阻力；是冠層高度和土壤表面的平均氣流之間的空氣阻力；是平均葉面與平均冠層表面之間的空氣動力阻力；是冠層氣孔阻力，As土壤區域能量，A_s＝Ae^-kcL，Ac植被區域能量，A_c＝A-A_s，A是地表總輻射量，L為葉面積指數，kc消光常數；Fr是植被覆蓋度，即植被覆蓋面積與總面積之比,其中，冠層高度和土壤表面的平均氣流之間的空氣阻力為式中h為植被高度；z′_m是土壤表面的動量傳輸的粗糙度長度；z′_H是土壤表面熱量和水汽傳輸的粗糙度長度；k是von Karman常數；u_h(α)樹冠高度的平均風速；

(S4-4)計算預定區域全年潛在蒸散發總量(PET)，潛在蒸散發量(PET)為土壤的潛在蒸發量(PE)和植被的潛在散發量(PT)之和，所述退化濕地生態需水量大于等于所述潛在蒸散發總量(PET)。

2.根據權利要求1所述的基于水位梯度的退化濕地生態需水量的測量方法，其特征在于：在第二步驟(S2)中：測量植被數據，選取蘆葦或扁稈藨草作為目標物種，設定樣地，進行樣方調查獲取植被參數，上述植被參數包括植被高度、蓋度、葉面積指數，將測量所得的植被參數進行線性插值，獲取全年的植被參數數據。

3.根據權利要求2所述的基于水位梯度的退化濕地生態需水量的測量方法，其特征在于：在第三步驟(S3)中：單株蘆葦或扁稈藨草的地上生物量為調查樣方中總的生物量除以樣方中的株數，基于單株蘆葦或扁稈藨草的地上生物量在不同水位梯度下的隨季節變化的數據，獲得蘆葦或扁稈藨草不同季節適宜的水位閾值。