[發明專利]南方紅壤侵蝕區生態恢復適時介入與安全退出的評估方法

在審

• 申請號: 201810565115.3
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108846565A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 陳志強;陳志彪;白麗月
• 申請（專利權）人: 福建師范大學地理研究所
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明屬于環境保護技術領域，公開了一種南方紅壤侵蝕區生態恢復適時介入與安全退出的評估方法，包括建立尖點突變模型、判定生態系統狀態，確定生態恢復措施的空間錯位，劃分生態恢復措施適時介入和安全退出區域，進而提出生態恢復措施的調整方式。本發明采用臨界內部變量確定穩定生態系統狀態的上葉和下葉，采用環境變化確定突變生態系統狀態的方向，構建的突變模型能夠揭示傳統方法無法揭示的內在機理；以本發明的基本框架為基礎，根據研究區域和研究目的，可據實際情況調整指標，進而可以用于南方紅壤侵蝕區任何其它類似區域，作為生態恢復程度和發展趨勢的預警系統。

技術領域

本發明屬于環境保護技術領域，尤其涉及一種南方紅壤侵蝕區生態恢復適時介入與安全退出的評估方法。

背景技術

目前，業內常用的現有技術是這樣的：

生態恢復往往存在生態恢復措施的錯位，即生態恢復措施未能適時介入導致生態持續惡化，以及生態恢復措施未能及時退出導致資金大量浪費。如果不能正確判定適時介入與安全退出，大量資金將被浪費甚至起到負面作用。生態恢復措施適時介入是指生態系統長期處于演替停滯或逆行演替，此時需要人工介入，采取相應生態恢復措施以促進生態系統演替；生態恢復措施安全退出是指人工干預退出后，生態系統具有一定自我維持能力或可自行正向演替。目前，相關研究難以科學評判哪些區域應適時介入，哪些區域應安全退出。

通常，廣泛應用定性和定量方法確定生態恢復措施的介入和退出的布局。常用的定性方法為依賴科學家和管理者的關于生態恢復的能力和對于當地了解程度進行確定。例如，福建省長汀縣將立地條件較差的輕度水土流失或立地條件較好的中度水土流失區域，判定為無需采用高投入生態恢復措施，僅簡單封禁的區域。常用的定量方法是比較生態恢復之后狀態與生態恢復之前的狀態，或與幾乎未受人類活動干擾的自然狀態比較，或與生態可用、法律允許、社會接受、經濟可行的設想狀態進行比較，通常形成簡單的單個或多個標準，例如某個植被覆蓋或肥力水平。已有報道20％起始植被覆蓋代表需人工恢復和可自然恢復的生態閥值。一些學者認為中國東南侵蝕坡地自我修復的生態閥值應為土壤有機質含量>4.0g/kg，植被覆蓋>0.28，土壤容重<1.4g/cm³。由于目前傳統定性和定量方法的能力有限，所得出的生態閥值存在某種程度武斷性和粗略性，有時甚至導致生態恢復失敗。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

由于生態系統可能包含多個子系統、不同層次、高度不確定性和不可比性等，如果退化越過生態閥值，生態系統結構和功能將發生突然、巨大和快速的變化。絕大多數現代模型，其通常潛在假設為模型模擬的行為是連續的和平滑的。構成科學基礎的傳統數學方法，尤其是微積分方法，僅限應用于連續的平滑的行為，難以有效用于突變的情況。因此，目前相關研究難以科學評判哪些區域應適時介入，哪些區域應安全退出。

突變理論是目前唯一研究由漸變引起突變的理論。基于突變理論，構建的突變模型能夠揭示傳統方法無法揭示的內在機理。通過調整突變模型各指標可以用于南方紅壤侵蝕區任何其它類似區域，作為生態恢復程度和發展趨勢的預警系統。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種南方紅壤侵蝕區生態恢復適時介入與安全退出的評估方法。

本發明是這樣實現的，一種南方紅壤侵蝕區生態恢復適時介入與安全退出的評估方法包括以下幾個步驟：

步驟一，選取突變模型數據源。尖點突變模型包括內部變量和外部變量。可供選擇的數據源包括土壤質量、坡度、植被覆蓋、水土流失和人為活動可達性等；

步驟二，采用主成分分析等數學方法，分別計算內部變量和外部變量的綜合得分。

步驟三，采用內部變量和外部變量的綜合得分，計算Δ，根據Δ劃分突變生態系統狀態和穩定生態系統狀態；