【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生态，特别是一种基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法及系统。
技术介绍
1、森林具有水源涵养的功能，能够有效维持森林生态系统稳定。准确评价森林水源涵养功能对指导区域可持续发展、促进生态恢复等意义重大。目前对森林水源涵养功能评价的方法主要有综合蓄水能力法、水量平衡法、土壤蓄水能力法等。其中综合蓄水能力法涉及参数和数据易获取，计算过程简单，在实际森林管理和生态评价中应用最广。但现有综合蓄水能力法均使用的林冠截留率、枯落物最大持水量和土壤非毛管孔隙度等水源涵养功能参数通常是固定的，难以刻画不同森林类型和森林生长阶段的水源涵养功能的差异和动态变化，导致无法准确评价森林水源涵养功能的时空动态特征。
2、因此，为了更准确地评估森林生态系统的水源涵养功能，需要研发基于动态水源涵养功能参数的评估方法，满足变化环境下森林水源涵养功能时空动态监测需求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，该方法利用水源涵养功能参数精确刻画区域森林水源涵养功能的时空动态特征。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供的一种基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，包括以下步骤：
4、s1：获取各森林类型的相关数据；所述各森林类型的相关数据包括气象数据、植被覆盖数据、土壤数据、地形数据、水分数据；
5、s2：基于各
6、s3：构建研究区水源涵养功能参数的动态参数序列；
7、s4：利用构建的研究区水源涵养功能参数的动态参数序列，基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能计算方法进行计算各流域的森林单位面积水源涵养量，所述森林单位面积水源涵养量包括单位面积林冠层截留量、枯落物层最大持水量、土壤层蓄水量以及不同森林类型单位面积水源涵养量，并按研究区范围进行汇总统计；
8、s5：基于研究区植被覆盖数据和的森林单位面积水源涵养量，依据综合蓄水能力法计算得到研究区森林不同蓄水层总水源涵养量和不同森林类型总水源涵养量；
9、s6：对研究区不同子流域采用不同的水源涵养功能参数动态参数序列进行定量计算，并得到研究区森林水源涵养功能的逐年空间分布图；
10、s7：基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法定量评价结果。
11、进一步，所述各森林类型的相关数据按照以下步骤进行数据收集与处理：
12、s11：对研究区进行野外调查，在各个子流域设置样地，收集各森林类型的相关数据，并收集枯落物和土壤样本，然后进行现场称重和标号；
13、s12：对收集的枯落物样本进行筛选、浸泡、称重和烘干，测定枯落物层的水源涵养功能参数、样品土壤的容重及孔隙度参数；
14、s13：收集文献资料中研究区及附近区域关于各森林类型不同林龄阶段的水源涵养功能参数。
15、进一步，所述研究区水源涵养功能参数的动态参数序列的构建按照以下步骤进行：
16、按照预设时间段的研究区水源涵养功能参数实测值所处林龄阶段为参考点，提取出前若干年的各森林类型以及不同林龄阶段水源涵养功能参数的动态参数序列作为研究区水源涵养功能参数的动态参数序列。
17、进一步，所述基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能计算方法按照以下公式进行计算：
18、wx＝cx+lx+sx (1)
19、
20、
21、
22、式中：w为森林总水源涵养量(m3)；c为林冠层截留量(m3)；l为枯落物层最大持水量(m3)；s为土壤层蓄水量(m3)；α为林冠截留率(％)；p为年最大一日降雨量(m)；a为森林面积(hm2)；β为枯落物最大持水量(m3/hm2)；γ为土壤非毛管孔隙度(％)；d为土壤厚度(m)；i为森林类型；x为年份；其中，α、β及γ根据构建的水源涵养功能的动态参数序列在对应年份取值。
23、进一步，所述依据综合蓄水能力法计算得到研究区森林不同蓄水层总水源涵养量和不同森林类型总水源涵养量，具体按照以下公式进行：
24、wx＝cx+lx+sx (5)
25、
26、
27、
28、式中：w表示森林总水源涵养量(m3)；c表示林冠层截留量(m3)；l表示枯落物层最大持水量(m3)；s表示土壤层蓄水量(m3)；x表示年份。c表示林冠层截留量(m3)；α表示林冠截留率(％)；p表示年最大一日降水量(m)；a表示森林面积(hm2)；i表示森林类型；x表示年份。l表示枯落物层最大持水量(m3)；β表示枯落物最大持水量(m3/hm2)；a表示森林面积(hm2)；i表示森林类型；x表示年份。s表示土壤层蓄水量(m3)；γ表示土壤非毛管孔隙度(％)；d表示土壤厚度(m)；a表示森林面积(hm2)；i表示森林类型；x表示年份。
29、进一步，所述对研究区不同子流域采用不同的水源涵养功能参数的动态参数序列进行定量计算，并得到研究区森林水源涵养功能的逐年空间分布图，具体按照公式(1)-(4)进行。
30、进一步，所述基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法定量评价结果，具体按照统计分析方法进行定量评价。
31、本专利技术提供的一种基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法。
32、本专利技术的有益效果在于：
33、本专利技术提供的一种基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，本方法利用获取各森林类型的相关数据构建自然演替过程中各森林类型以及不同林龄阶段水源涵养功能参数的动态参数序列；并计算各流域的森林单位面积水源涵养量，依据改进型综合蓄水能力法计算得到研究区森林不同蓄水层总水源涵养量和不同森林类型总水源涵养量；最后得到研究区森林水源涵养功能的逐年空间分布图；该方法结合多时间尺度的定量评价，以使其能够更好地体现不同植被类型的冠层结构、林下微环境和植被根系等因素的影响以及植被生长过程中水源涵养功能参数的动态变化，从而更准确地评估森林水源涵养功能，并揭示其时空格局和变化趋势，为变化环境下森林生态恢复和水资源适应性经营管理提供科学依据。克服了传统的综合蓄水能力法使用固定参数(如林冠截留率、枯落物最大持水量、土壤非毛管孔隙度等)，不考虑森林类型、林龄阶段或季节变化的影响的问题。
34、本专利技术根据不同森林类型及其自然演替过程中的林龄阶段特征构建动态化的水源涵养功能参数，用以定量森林水源涵养功能，能够更精确的刻画区域森林水源涵养功能的时空动态特征。
35、本专利技术的其他优点、目标和特征本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，其特征在于：所述各森林类型的相关数据按照以下步骤进行数据收集与处理：
3.如权利要求1所述的基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，其特征在于：所述研究区水源涵养功能参数的动态参数序列的构建按照以下步骤进行：
4.如权利要求1所述的基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，其特征在于：所述基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能计算方法按照以下公式进行计算：
5.如权利要求1所述的基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，其特征在于：所述依据综合蓄水能力法计算得到研究区森林不同蓄水层总水源涵养量和不同森林类型总水源涵养量，具体按照以下公式进行：
6.如权利要求1所述的基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，其特征在于：所述对研究区不同子流域采用不同的水源涵养功能参数的动态参数序列进行定量计算，
7.如权利要求1所述的基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，其特征在于：所述基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法定量评价结果，具体按照统计分析方法进行定量评价。
8.基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1至7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，其特征在于：所述各森林类型的相关数据按照以下步骤进行数据收集与处理：
3.如权利要求1所述的基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，其特征在于：所述研究区水源涵养功能参数的动态参数序列的构建按照以下步骤进行：
4.如权利要求1所述的基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，其特征在于：所述基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能计算方法按照以下公式进行计算：
5.如权利要求1所述的基于水源涵养功能参数时空特征的森林水源涵养功能评价方法，其特征在于：所述依据综合蓄水能力法计算得到研究区森林不同蓄水...
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