一种草地植被根系对坡面产流的影响识别方法技术

本发明专利技术公开一种草地植被根系对坡面产流的影响识别方法，包括步骤：分析研究区草地植被，得到N种草地植被类型以及各自的面积；针对所述N种草地植被类型，分别选取具有代表性的实验样地，进行采样，得到草地植被地上部分生物量和草地植被地下部分生物量，计算得出不同草地植被地上‑地下生物量的比值；得出草地植被地上‑地下生物量综合比值；反演得到研究区草地植被地上部分生物量；得到研究区草地植被地下部分生物量；获取研究区产流数据；通过构建研究区草地植被地下部分生物量与产流的关系，从而定量识别草地植被根系对坡面产流的影响。

A method for identifying the influence of grassland vegetation roots on runoff generation

The invention discloses a method of identifying the influence of grass vegetation roots to the runoff yield of the grassland, including the stepwise analysis of the grassland vegetation in the study area, the vegetation types of N species and their respective areas, and the representative experimental plots are selected for the N grassland vegetation types to be sampled, and the upper part of the grassland vegetation is obtained. The biomass and the biomass of the subsurface of the grassland vegetation were calculated, and the ratio of the biomass of the underground vegetation on the different grassland vegetation was calculated, and the comprehensive ratio of the underground biomass on the grassland vegetation was obtained, and the biomass of the grassland vegetation on the grassland was retrieved, and the biomass of the underground part of the grassland vegetation in the study area was obtained; Through the construction of the relationship between the biomass of the underground vegetation and the flow of runoff in the study area, the effect of the root system of grassland vegetation on the runoff yield is identified.

【技术实现步骤摘要】
一种草地植被根系对坡面产流的影响识别方法
本专利技术涉及水文学及水资源
，具体而言，本专利技术涉及一种草地植被根系对坡面产流影响识别方法。
技术介绍
草地植被覆盖变化影响的全球陆地表面积最大，因而与生态系统健康水平密切相关。不合理的草地植被覆盖直接造成草地植被数量和质量下降，此外，由于下垫面的改变而引发气候、水文和地质灾害等问题也层出不穷。地表植被数量和质量的下降，造成了全球气候系统失衡，加速了其它生物生境的破坏，使生物多样性降低。草地植被通过叶面截流以及植物根系对土壤的固结作用而保持水土、涵养水源、改善土壤肥力。前期研究表明，草地植被覆盖度越高，其防治水土流失的效果越好。对于如何去判定单位面积的草地植被固土保水的能力，一般分为两个部分，一是草地植被地上的叶面对降水的截留作用；二是草地植被地下根系对土壤的固结作用。对于草地植被地上的叶面部分对降水的截留作用，可以通过叶面积指数等方法计算其叶面积大小，估算其对降水截留能力的大小。然而，对于地下根系部分的固结作用的研究相对很少。根系的生物量大小在一定程度上能够表征根系的密疏程度，根系的密疏程度与根系的固结作用和土壤结皮息息相关。通过定量估算草地植被地下生物量的大小，对坡面环境中产流有一个清楚的认识，可为坡面产流和汇流过程、相应水资源变化和管理、洪水预防等提供理论依据，此外，对坡面内水流运动的理解，对坡面土壤水的分布等坡面水文学研究至关重要。因此，定量评估草地植被根系对坡面产流的影响十分重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种草地植被根系对坡面产流影响识别方法，通过建立草地植被地下部分生物量与坡面产流量的定量关系，识别草地植被根系对坡面产流的影响。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种草地植被根系对坡面产流影响识别方法，包括步骤：(1)分析研究区草地植被，得到N种草地植被类型以及各自的面积Ai(i＝1,2,…,N)；(2)针对所述N种草地植被类型，分别选取具有代表性的实验样地，进行采样，得到草地植被地上部分生物量(Si)和草地植被地下部分生物量(Si′)，计算得出不同草地植被地上-地下生物量的比值(Pi)；(3)根据不同草地植被地上-地下生物量的比值(Pi)和不同草地植被类型面积(Ai)，得出草地植被地上-地下生物量综合比值(P)；(4)通过反演，得到反演所得研究区草地植被地上部分生物量(S)；(5)根据所述草地植被地上-地下生物量综合比值(P)以及所述反演所得研究区草地植被地上部分生物量(S)得到研究区草地植被地下部分生物量(S')；(6)得到研究区产流数据；(7)通过构建研究区草地植被地下部分生物量(S')与产流的关系，从而定量识别草地植被根系对坡面产流的影响。在一优选实施例中，在所述步骤(1)中，所述N种草地植被类型通过对研究区遥感影像数据进行处理分析得到。在一替代实施例中，在所述步骤(1)中，所述N种草地植被类型通过多特征光谱段得到。在一优选实施例中，在所述步骤(2)中，在分别选取具有代表性的实验样地时，所述实验样地是指在研究区范围内具有代表性意义的草地植被实验场地，在一个10m*10m的样方里，选取五个点，每个样地面积按照草地采样标准，分别取1m*1m的样。在一优选实施例中，在所述步骤(2)中，所述不同草地植被地上-地下生物量的比值(Pi)是通过实验采集所述草地植被地上部分生物量(Si)和所述草地植被地下部分生物量(Si′)数据所得，计算公式为：Pi＝f(Si,Si′)，f(Si,Si′)为Pi与Si和Si′之间的统计关系。在一优选实施例中，在所述步骤(3)中，所述草地植被地上-地下生物量综合比值(P)的计算公式为：在一优选实施例中，在所述步骤(4)中，采用遥感技术采集数据，然后通过反演的方法，得到反演所得研究区草地植被地上部分生物量(S)，计算公式为：S为反演所得研究区草地植被地上部分生物量，NDVI为归一化植被指数，NIR和R分别为近红外波段和红波段处的反射率值；f(NDVI)为S与NDVI之间的统计关系。在一优选实施例中，在所述步骤(5)中，根据所述草地植被地上-地下生物量综合比值(P)以及所述反演所得研究区草地植被地上部分生物量(S)得到研究区草地植被地下部分生物量(S')的计算公式为：在一优选实施例中，在所述步骤(6)中，关于研究区产流数据，对于流域出口有水文监测站点的研究区，直接采用实测径流数据，如果没有采用水量平衡公式计算或者分布式水文模型模拟。在一优选实施例中，在所述步骤(7)中，植被根系生物量与产流的关系，具体计算为：R＝f(S')，S'为研究区草地植被地下部分生物量，R为产流量，f(S')为S'与R之间的统计关系。上述提及的统计关系可以为线性、指数或者一元二次拟合。根据本专利技术的一种草地植被根系对坡面产流的影响识别方法，定量估算草地植被地下生物量的大小，为坡面产流和汇流过程、相应水资源变化和管理、洪水预防等提供理论依据。附图说明在下文中将参照附图更完全地描述本专利技术的一些示例实施例；然而，本专利技术可以以不同的形式体现，不应当被认为限于本文所提出的实施例。相反，附图与说明书一起例示本专利技术的一些示例实施例，并用于解释本专利技术的原理和方面。图1为根据本专利技术的一种草地植被根系对坡面产流的影响识别方法的流程图。具体实施方式在下面的详细描述中，本专利技术的某些示例性实施例简单地通过例示的方式被示出和描述。如本领域技术人员将认识到的那样，所描述的实施例可以以各种不同的方式修改，所有这些都不脱离本专利技术的精神或范围。因此，图和描述将被视为在本质上是例示性的，而不是限制性的。下文中，将参照附图更详细地描述根据本专利技术的一种草地植被根系对坡面产流的影响识别方法。如图1中所示，本专利技术提供一种草地植被根系对坡面产流影响识别方法，包括步骤：(1)分析研究区草地植被，得到N种草地植被类型以及各自的面积Ai(i＝1,2,…,N)；(2)针对所述N种草地植被类型，分别选取具有代表性的实验样地，进行采样，得到草地植被地上部分生物量(Si)和草地植被地下部分生物量(Si′)，计算得出不同草地植被地上-地下生物量的比值(Pi)；(3)根据不同草地植被地上-地下生物量的比值(Pi)和不同草地植被类型面积(Ai)，得出草地植被地上-地下生物量综合比值(P)；(4)通过反演，得到反演所得研究区草地植被地上部分生物量(S)；(5)根据所述草地植被地上-地下生物量综合比值(P)以及所述反演所得研究区草地植被地上部分生物量(S)得到研究区草地植被地下部分生物量(S')；(6)得到研究区产流数据；(7)通过构建研究区草地植被地下部分生物量(S')与产流的关系，从而定量识别草地植被根系对坡面产流的影响。在一优选实施例中，在所述步骤(1)中，所述N种草地植被类型通过对研究区遥感影像数据进行处理分析得到。在一替代实施例中，在所述步骤(1)中，所述N种草地植被类型通过多特征光谱段得到。在一优选实施例中，在所述步骤(2)中，在分别选取具有代表性的实验样地时，所述实验样地是指在研究区范围内具有代表性意义的草地植被实验场地，在一个10m*10m的样方里，选取五个点，每个样地面积按照草地采样标准，分别取1m*1m的样。在一优选实施例中，在所述步骤(2)中，所述不同草地植被地上-地下生物量的比值(Pi)是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种草地植被根系对坡面产流的影响识别方法，包括步骤：(1)分析研究区草地植被，得到N种草地植被类型以及各自的面积Ai(i＝1,2,…,N)；(2)针对所述N种草地植被类型，分别选取具有代表性的实验样地，进行采样，得到草地植被地上部分生物量(Si)和草地植被地下部分生物量(Si′)，计算得出不同草地植被地上‑地下生物量的比值(Pi)；(3)根据不同草地植被地上‑地下生物量的比值(Pi)和不同草地植被类型面积(Ai)，得出草地植被地上‑地下生物量综合比值(P)；(4)通过反演，得到反演所得研究区草地植被地上部分生物量(S)；(5)根据所述草地植被地上‑地下生物量综合比值(P)以及所述反演所得研究区草地植被地上部分生物量(S)得到研究区草地植被地下部分生物量(S')；(6)得到研究区产流数据；(7)通过构建研究区草地植被地下部分生物量(S')与产流的关系，从而定量识别草地植被根系对坡面产流的影响。

【技术特征摘要】
1.一种草地植被根系对坡面产流的影响识别方法，包括步骤：(1)分析研究区草地植被，得到N种草地植被类型以及各自的面积Ai(i＝1,2,…,N)；(2)针对所述N种草地植被类型，分别选取具有代表性的实验样地，进行采样，得到草地植被地上部分生物量(Si)和草地植被地下部分生物量(Si′)，计算得出不同草地植被地上-地下生物量的比值(Pi)；(3)根据不同草地植被地上-地下生物量的比值(Pi)和不同草地植被类型面积(Ai)，得出草地植被地上-地下生物量综合比值(P)；(4)通过反演，得到反演所得研究区草地植被地上部分生物量(S)；(5)根据所述草地植被地上-地下生物量综合比值(P)以及所述反演所得研究区草地植被地上部分生物量(S)得到研究区草地植被地下部分生物量(S')；(6)得到研究区产流数据；(7)通过构建研究区草地植被地下部分生物量(S')与产流的关系，从而定量识别草地植被根系对坡面产流的影响。2.根据权利要求1所述的草地植被根系对坡面产流的影响识别方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述N种草地植被类型通过对研究区遥感影像数据进行处理分析得到。3.根据权利要求1所述的草地植被根系对坡面产流的影响识别方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述N种草地植被类型通过多特征光谱段得到。4.根据权利要求1所述的草地植被根系对坡面产流的影响识别方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，在分别选取具有代表性的实验样地时，所述实验样地是指在研究区范围内具有代表性意义的草地植被实验场地，在一个10m*10m的样方里，选取五个点，每个样地面积按照草地采样标准，分别取1m*1m的样。5.根据权利要求1所述的草地植被根系对坡面产流的影响识别方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述不同草地植被地上-地下生物量的比值(Pi)是通过实验采集所述草地植被地上部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁白莎，严登明，严登华，史婉丽，秦天玲，张诚，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11