[發(fā)明專利]一種基于水土保持功能的黃土高原林分結構設計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810958789.X
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109033701B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設計）人: 畢華興;魏曦;侯貴榮;常譯方;孔凌霄;周巧稚;王寧
• 申請（專利權）人: 北京林業(yè)大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;A01G17/00;A01G7/06
• 代理公司: 北京彭麗芳知識產權代理有限公司 11407
• 代理人: 隋勤

1.一種基于水土保持功能的黃土高原林分結構設計方法，其特征在于，所述方法是根據(jù)結構方程模型原理，確立晉西黃土區(qū)典型人工林分結構與水土保持功能的多因子耦合關系，并確定影響黃土高原水土保持功能的適宜調控結構因子；

所述方法包括以下步驟：

(1)確定需要調控的多因子耦合關系，運用結構方程模型確定適宜調控因子；

(2)植物選配：選取刺槐和/或油松進行造林和林分配置，建立密度合理、分布均勻、混交度強、多層次、多功能的林分結構，提高黃土高原殘塬溝壑區(qū)林分的水土保持功能及改善生態(tài)環(huán)境能力；

(3)造林：選擇生長健壯的刺槐和/或油松苗木進行栽植；

(4)現(xiàn)有林改造：對現(xiàn)有的刺槐純林、油松純林以及刺槐和油松混交林進行改造，針對適宜調控的因子，包括林分密度、郁閉度、角尺度、大小比數(shù)、混交度，采用有效的林木撫育措施來逐步改造現(xiàn)有林分；

(5)管理：根據(jù)選定的適宜調控結構因子進行經營管理，包括對成林前期的苗木進行除草修枝、栽植或林分改造前后的水肥管理和林木撫育；

將刺槐純林、油松純林以及刺槐和油松混交林的林分結構因子和水土保持功能因子，利用下列結構方程模型，建立多因子耦合關系：

X＝Λxξ+δ (1)

Y＝Λyη+ε (2)

η＝Bη+Γξ+ζ (3)

以刺槐林為例，其構建多因子耦合關系的結構方程模型為：

(1)測量方程：

得出：

x₁＝λ₁ξ₁+δ₁ y₁＝λ₁₄η₁+ε₁

x₂＝λ₂ξ₁+δ₂ y₂＝λ₁₅η₁+ε₂

x₃＝λ₃ξ₁+δ₃ y₃＝λ₁₆η₁+ε₃

x₄＝λ₄ξ₂+δ₄ y₄＝λ₁₇η₁+ε₄

x₅＝λ₅ξ₂+δ₅ y₅＝λ₁₈η₁+ε₅

x₆＝λ₆ξ₂+δ₆ y₆＝λ₁₉η₁+ε₆

x₇＝λ₇ξ₂+δ₇ y₇＝λ₂₀η₁+ε₇

x₈＝λ₈ξ₂+δ₈ y₈＝λ₂₁η₁+ε₈

x₉＝λ₉ξ₂+δ₉ y₉＝λ₂₂η₂+ε₉

x₁₀＝λ₁₀ξ₂+δ₁₀ y₁₀＝λ₂₃η₂+ε₁₀

x₁₁＝λ₁₁ξ₃+δ₁₁

x₁₂＝λ₁₂ξ₃+δ₁₂

x₁₃＝λ₁₃ξ₃+δ₁₃

(2)結構模型：

得出：

η₁＝γ₂₁ξ₂+γ₃₁ξ₃+ζ₁

η₂＝γ₁₂ξ₁+γ₂₂ξ₂+γ₃₂ξ₃+ζ₂

式中：x₁～x₁₃依次為坡度、坡向、海拔、胸徑、冠幅、林分密度、郁閉度、角尺度、大小比數(shù)、林木競爭指數(shù)、樹高、葉面積指數(shù)、林層指數(shù)；y₁～y₁₀依次為林冠截留率、未分解層枯落物持水率、半分解層枯落物持水率、土壤入滲率、土壤含水量、土壤最大持水量、土壤有機質、全磷、產流量、產沙量；ξ₁為地形因子，ξ₂為水平結構，ξ₃為垂直結構；η₁為涵養(yǎng)水源和保育土壤，η₂為攔沙減沙；Λx、Λy、B、Γ分別為相應變量的系數(shù)；δ、ε分別為x_n、y_n相應的測量殘差；ζ是變量未能解釋到的部分殘差；

其中，x_n為外生觀測變量，y_n為內生觀測變量。