[發(fā)明專利]一種考慮雨水資源承載力的植被恢復(fù)規(guī)劃方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111094890.3
• 申請(qǐng)日: 2021-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN113780858B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張寶慶;李垚;吳普特;趙西寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/0637
• 分類號(hào): G06Q10/0637;G06Q50/26;G06F30/20
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國(guó)中

本發(fā)明提供了一種考慮雨水資源承載力的植被恢復(fù)規(guī)劃方法：(1)通過模型驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)和模型驗(yàn)證數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)并驗(yàn)證改進(jìn)的Shuttleworth?Wallace模型；(2)在選定的植被類型下，采用改進(jìn)的Shuttleworth?Wallace模型，分別計(jì)算選定植被的LAI從0到最大值變動(dòng)時(shí)相應(yīng)的蒸散發(fā)量，當(dāng)蒸散發(fā)量等于基準(zhǔn)降水量時(shí)，對(duì)應(yīng)的LAI為基于雨水資源的植被最大承載力；(3)利用上步中植被最大承載力對(duì)應(yīng)的蒸散發(fā)量，估算植被的固碳能力和水分利用效率；(4)根據(jù)估算的植被的固碳能力和水分利用效率，提供對(duì)應(yīng)區(qū)域植被的生態(tài)恢復(fù)和植樹造林的理論上限，制定生態(tài)恢復(fù)規(guī)劃方案。通過采用本發(fā)明方法計(jì)算的基于雨水資源的植被最大承載力，對(duì)干旱半干旱地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)過程提供理論支持和引導(dǎo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生態(tài)環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種考慮雨水資源承載力的植被恢復(fù)規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

植被承載力是一個(gè)生態(tài)學(xué)概念，是指一定環(huán)境條件下單位面積某種生物個(gè)體存在數(shù)量的最大值。郭忠升等在2003年提出了土壤水分植被承載力的概念以對(duì)黃土高原的林草植被建設(shè)進(jìn)行指導(dǎo)，它指土壤水資源承載植物的最大負(fù)荷。但隨后的相應(yīng)研究主要集中在土壤水方面，較少?gòu)慕邓矫娉霭l(fā)對(duì)植被的承載力進(jìn)行估算。

2016年，馮曉明等在Nature?Climate?Change上發(fā)表論文Revegetation?inChinas?Loess?Plateau?is?approaching?sustainable?water?resource?limits對(duì)黃土高原地區(qū)的植被恢復(fù)上限進(jìn)行了研究，但對(duì)蒸散發(fā)的估算使用的是水平衡方法，未使用蒸散發(fā)模型計(jì)算。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于雨水資源的植被最大承載力估算方案。

本發(fā)明的目的是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種基于雨水資源的植被最大承載力估算方案，包括以下步驟：

步驟一、驅(qū)動(dòng)驗(yàn)證改進(jìn)的Shuttleworth-Wallace模型

通過模型驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)和模型驗(yàn)證數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)并驗(yàn)證改進(jìn)的Shuttleworth-Wallace模型，所述模型驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)包括氣象數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)和植被數(shù)據(jù)；

步驟二、估算雨水資源的植被最大承載力

在選定的植被類型下，采用步驟一改進(jìn)的Shuttleworth-Wallace模型，分別計(jì)算選定植被的LAI從0到最大值變動(dòng)時(shí)相應(yīng)的總蒸散發(fā)量ET，當(dāng)總蒸散發(fā)量ET等于基準(zhǔn)降水量時(shí)，對(duì)應(yīng)的LAI為基于雨水資源的植被最大承載力；

步驟三、植被的固碳能力和水分利用效率估算

利用步驟二中植被最大承載力對(duì)應(yīng)的蒸散發(fā)量ET和植被蒸騰E_t，估算植被的固碳能力和水分利用效率；

步驟四、生態(tài)恢復(fù)規(guī)劃

根據(jù)步驟二中估算的雨水資源的植被最大承載力和步驟三估算的植被的固碳能力和水分利用效率，提供對(duì)應(yīng)區(qū)域植被的生態(tài)恢復(fù)和植樹造林的理論上限，制定生態(tài)恢復(fù)規(guī)劃方案。在總蒸散發(fā)量(植被和土壤總耗水量)ET不超過本區(qū)域雨水資源(即降水量)上限的同時(shí)，盡量提高植被覆蓋率和密度以提升固碳能力和水分利用效率。

進(jìn)一步地，步驟一中，驅(qū)動(dòng)驗(yàn)證改進(jìn)的Shuttleworth-Wallace模型包括以下步驟：

第一步、處理待輸入的數(shù)據(jù)