一种构建边坡生态修复区刺槐地下生物量估测的模型方法技术

本发明专利技术涉及边坡生态修复区域碳汇估算领域，目的是提供一种构建边坡生态修复区域刺槐地下生物量估测模型的方法，包括以下步骤，

【技术实现步骤摘要】
一种构建边坡生态修复区刺槐地下生物量估测的模型方法


[0001]本专利技术涉及一种模型方法，具体涉及一种构建边坡生态修复区刺槐地下生物量估测的模型方法，通过构建树高和地径与地下生物量关系模型，估算刺槐地下生物量
。

技术介绍

[0002]人类活动以及地质灾害导致部分山体破损，其表现形式为地表植被彻底破坏
、
岩质裸露
、
土壤贫瘠
。
受损边坡不仅损害生态景观，且加剧水土流失，导致滑坡
、
泥石流等次生地质灾害
。
[0003]近年来，生态保护和修复受到各方重视，受损边坡生态修复也得到快速发展
。
在过去的几十年里，以团粒喷播生态恢复技术为特色的生态修复工程对边坡生态系统进行了重建，使其达到合理的结构和功能，实现了受损边坡的水土保持，生物多样性保护和生态系统功能维持
。
受损边坡区域人工林面积不断扩大和生态系统质量整体改善，体现了团粒喷播生态修复工程为我国生态修复高质量发展所做的重大贡献
。
对生态受损区碳汇特征的调查研究有助于我国“双碳”目标的实现
。
[0004]生态受损区碳汇调查需要对植物生物量进行实地调查
。
现有树种地下生物量模型研究大多针对树种在自然状态下的生长条件而进行，而在边坡环境下，植物根系往往收到立体条件的限制，因此现有模型不能适用于边坡上的树种根系生物量评估
。
另外，这些研究往往需要对树木进行破坏性挖掘，但在边坡修复中，大量树木的破坏性挖掘是不现实的
。
因此，急需构建一种针对边坡修复区刺槐树种地下生物量估测的模型
。

技术实现思路

[0005]本专利技术为一种构建边坡生态修复区刺槐地下生物量估测的模型方法，通过构建刺槐地下生物量估测模型，根据实测的树高和地径数据快速
、
准确地估算刺槐地下生物量的大小
。
同时，避免因对刺槐树种根系破坏性取样造成的刺槐和生态修复区域的损坏，为边坡生态修复区域刺槐地下生物量模型估测提供了参考依据
。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供：一种构建边坡生态修复区刺槐地下生物量估测的模型方法，包括以下步骤：
[0007](1)
选择刺槐地下生物量的评估指标
[0008]选择出用于刺槐地下生物量评估的三个指标，包括刺槐树种地下生物量
(W)、
地径
(D)
和树高
(H)
；
[0009](2)
构建刺槐地下生物量估测模型
[0010]通过建立多元回归模型，对刺槐地下生物量
(W)
与地径
(D)
和树高
(H)
的关系进行拟合分析，构建刺槐地下生物量估测模型；
[0011](3)
确定刺槐地下生物量模型
[0012]采用模型拟合度对所建立的刺槐地下生物量估测模型进行比较评价，确定出最优模型；
[0013](4)
检验刺槐地下生物量模型
[0014]用刺槐地下生物量实测数据与模型预测数据进行对比，对最优模型进行检验
。
[0015]优选的，步骤
(1)
中，边坡喷播刺槐树种的树高
(H)
为树干长；地径
(D)
为距离地面
5cm
处的树干直径
。
[0016]优选的，步骤
(2)
中，多元回归模型包括：模型1：
W
地下
＝
a(D2H)2+b(D2H)+c
；模型2：
W
地下
＝
a(D2H)+b
；模型3：
W
地下
＝
a(D2H)
b
。
[0017]优选的，构建刺槐地下生物量估测模型采用的三个指标数据量分别为实测数据量的
70
％
。
[0018]优选的，步骤
(3)
中，模型拟合度采用的指标包括：模型评价指标决定系数
(R2)、
残差平方和
(SSE)、
均方根误差
(RMSE)、
总相对误差
(TRE)。
[0019]优选的，评价模型拟合优度时，
R2越接近1，
RMSE、SSE
越小，
TRE
在
±1范围内，则模型拟合越好，说明该模型为最优模型
。
[0020]优选的，
[0021]R2的公式为
:
[0022]SSE
的公式为
:
[0023]RMSE
的公式为
:
[0024]TRE
的公式为
:
[0025]其中，
W
i
和为第
i
个地下生物量的实测值和预测值，为所有实测地下生物量的平均值，
N
为检验的样本数
。
[0026]优选的，步骤
(4)
中，检验时，采用地下生物量模型的实测数据与模型预测数据进行比较分析，预测点分布于1：1线，表明模型预测值准确
。
[0027]优选的，检验时，刺槐地下生物量估测模型采用的三个指标数据量分别为实测数据量的
30
％
。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：建立估算边坡修复喷播效果的刺槐地下生物量估测模型的方法，可以通过实测的树高
、
地径和地下生物量数据，构建基于地径和树高的喷播刺槐树种地下生物量函数模型，针对建立的模型，通过评价模型拟合优度的指标包括决定系数
(R2)、
残差平方和
(SSE)、
均方根误差
(RMSE)、
总相对误差
(TRE)
，确定了最适模型
。
针对模型，采用预测值与实际测量值对比的方法，得到了模型预测准确度高的结
果，能够进一步减少了对边坡修复防护树种根系的大面积挖掘而引起的土壤扰动，为其他边坡防护树种的地下生物量模型的构建提供了参考依据
。
附图说明
[0029]图1为地下生物量和
D2H
的模型图；
[0030]图2为地下生物量和
D2H
模型实测值和预测值比较图
。
具体实施方式
[0031]一种构建边坡生态修复区刺槐地下生物量估测的模型方法，包括以下步骤，
[0032](1)
选择刺槐地下生物量的评估指标
[0033]选择出用于刺槐地下生物量评估的三个指标，包括刺槐树种地下生物量
(W)、
地径
(D)
和树高
(H)...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种构建边坡生态修复区刺槐地下生物量估测的模型方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
选择刺槐地下生物量的评估指标选择出用于刺槐地下生物量评估的三个指标，包括刺槐树种地下生物量
(W)、
地径
(D)
和树高
(H)
；
(2)
构建刺槐地下生物量估测模型通过建立多元回归模型，对刺槐地下生物量
(W)
与地径
(D)
和树高
(H)
的关系进行拟合分析，构建刺槐地下生物量估测模型；
(3)
确定刺槐地下生物量模型采用模型拟合度对所建立的刺槐地下生物量估测模型进行比较评价，确定出最优模型；
(4)
检验刺槐地下生物量模型用刺槐地下生物量实测数据与模型预测数据进行对比，对最优模型进行检验
。2.
根据权利要求1所述的一种构建边坡生态修复区刺槐地下生物量估测的模型方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述边坡喷播刺槐树种的树高
(H)
为树干长；地径
(D)
为距离地面
5cm
处的树干直径
。3.
根据权利要求1所述的一种构建边坡生态修复区刺槐地下生物量估测的模型方法，其特征在于，步骤
(2)
中，多元回归模型包括：模型1：
W
地下
＝
a(D2H)2+b(D2H)+c
；模型2：
W
地下
＝
a(D2H)+b
；模型3：
W
地下
＝
a(D2H)
b
。4.
根据权利要求3所述的一种构建边坡生态修复区刺槐地下生物量估测的模型方法，其特征在于，构建刺槐地下生物量估...

【专利技术属性】
技术研发人员：张式雷，李春林，朱建军，曲宁，陈琛，姜硕，徐春莹，郭玉璞，
申请(专利权)人：青岛冠中生态股份有限公司，
类型：发明
国别省市：