[发明专利]草地生态预警方法及装置

权利要求书

1.一种草地生态预警方法，其特征在于，包括：

根据地形、放牧方式、草地类型、植被状况和土壤状况对不同的样地选定预警指标；其中，所述样地为高寒草地，所述高寒草地按照放牧方式和植被状况包括夏季放牧的高寒金露梅灌丛、冬季放牧的高寒金露梅灌丛、冬季放牧的垂穗披碱草草地、夏季放牧的垂穗披碱草草地、夏季放牧的矮嵩草草地、无放牧的杂类草退化草地、无放牧的退牧还草垂穗披碱草草地、冬季放牧的藏嵩草草地；所述预警指标包括秃斑比例、草皮层厚度、地上生物量、植被盖度、优势种高度、植被多样性、土壤全碳、土壤全氮、土壤有效磷、土壤速效钾、土壤水分、坡度、放牧强度、牧草生产、优良牧草比例；

对所述样地进行样品采集，并测定所述样品的每个预警指标的预警指标值；同时，构建高寒草地预警指标的指标分级判别体系，其中，所述预警指标分为成本型指标和效益型指标；其中，所述指标分级判别体系中的指标分级标准包括：所述秃斑比例小于10％时为无警，所述秃斑比例在10％～15％之间时为轻警，所述秃斑比例在15％～20％之间时为中警，所述秃斑比例在20％～25％之间时为重警，所述秃斑比例大于或等于25％时为巨警；所述草皮层厚度大于12cm时为无警，所述草皮层厚度在10cm～12cm之间时为轻警，所述草皮层厚度在8cm～10cm之间时为中警，所述草皮层厚度在6cm～8cm之间时为重警，所述草皮层厚度小于或等于6cm时为巨警；所述地上生物量大于100g/m²时为无警，所述地上生物量在86g/m²～100g/m²之间时为轻警，所述地上生物量在71g/m²～85g/m²之间时为中警，所述地上生物量在55g/m²～70g/m²之间时为重警，所述地上生物量小于或等于55g/m²时为巨警；所述植被盖度大于90％时为无警，所述植被盖度在81％～90％之间时为轻警，所述植被盖度在71％～80％之间时为中警，所述植被盖度在61％～70％之间时为重警，所述植被盖度小于或等于60％时为巨警；所述优势种高度大于10cm时为无警，所述优势种高度在7cm～10cm之间时为轻警，所述优势种高度在5cm～7cm之间时为中警，所述优势种高度在3cm～5cm之间时为重警，所述优势种高度小于或等于3cm时为巨警；所述植被多样性大于15种/0.25m²时为无警，所述植被多样性在10种/0.25m²～15种/0.25m²之间时为轻警，所述植被多样性在8种/0.25m²～10种/0.25m²之间时为中警，所述植被多样性在6种/0.25m²～8种/0.25m²之间时为重警，所述植被多样性小于或等于6种/0.25m²时为巨警；所述土壤全碳大于40g/kg时为无警，所述土壤全碳在30g/kg～40g/kg之间时为轻警，所述土壤全碳在20g/kg～30g/kg之间时为中警，所述土壤全碳在10g/kg～20g/kg之间时为重警，所述土壤全碳小于或等于10g/kg时为巨警；所述土壤全氮大于10g/kg时为无警，所述土壤全氮在7g/kg～10g/kg之间时为轻警，所述土壤全氮在5g/kg～7g/kg之间时为中警，所述土壤全氮在3g/kg～5g/kg之间时为重警，所述土壤全氮小于或等于3g/kg时为巨警；所述土壤有效磷大于20mg/kg时为无警，所述土壤有效磷在15mg/kg～20mg/kg之间时为轻警，所述土壤有效磷在10mg/kg～15mg/kg之间时为中警，所述土壤有效磷在5mg/kg～10mg/kg之间时为重警，所述土壤有效磷小于或等于5mg/kg时为巨警；所述土壤速效钾大于166mg/kg时为无警，所述土壤速效钾在133mg/kg～166mg/kg之间时为轻警，所述土壤速效钾在100mg/kg～133mg/kg之间时为中警，所述土壤速效钾在67mg/kg～100mg/kg之间时为重警，所述土壤速效钾小于或等于67mg/kg时为巨警；所述土壤水分大于40％时为无警，所述土壤水分在30％～40％之间时为轻警，所述土壤水分在20％～30％之间时为中警，所述土壤水分在10％～20％之间时为重警，所述土壤水分小于或等于10％时为巨警；所述坡度小于或等于5°时为无警，所述坡度在5°～15°之间时为轻警，所述坡度在15°～25°之间时为中警，所述坡度在25°～35°之间时为重警，所述坡度大于35°时为巨警；所述放牧强度小于或等于0.9羊单位/hm²·年时为无警，所述放牧强度在0.9羊单位/hm²·年～1.2羊单位/hm²·年之间时为轻警，所述放牧强度在1.2羊单位/hm²·年～1.5羊单位/hm²·年之间时为中警，所述放牧强度在1.5羊单位/hm²·年～1.8羊单位/hm²·年之间时为重警，所述放牧强度大于1.8羊单位/hm²·年时为巨警；所述牧草生产大于50元/hm²时为无警，所述牧草生产在40元/hm²～50元/hm²之间时为轻警，所述牧草生产在30元/hm²～40元/hm²之间时为中警，所述牧草生产在20元/hm²～30元/hm²之间时为重警，所述牧草生产小于或等于20元/hm²时为巨警；所述优良牧草比例大于75％时为无警，所述优良牧草比例在56％～75％之间时为轻警，所述优良牧草比例在46％～55％之间时为中警，所述优良牧草比例在36％～45％之间时为重警，所述优良牧草比例小于或等于36％时为巨警；

根据所述预警指标值确定每块样地的每个所述预警指标的警级，以获取所述样地的关键预警指标；

根据所述预警指标采用层次分析法构建预警指标体系，其中，所述预警指标体系分为目标层、准则层和指标因子层；将高寒草地生态预警作为目标层；所述准则层包括草地质量指标、生境指标和生态承载力指标；将所述预警指标作为所述指标因子层；其中，所述草地质量指标包括秃斑比例、草皮层厚度、地上生物量、植被盖度、优势种高度和植物多样性，所述生境指标包括土壤全碳、土壤有效磷、土壤全氮、土壤速效钾、土壤水分和土壤坡度，所述生态承载力指标包括放牧强度、牧草产值和优势牧草比例；

基于预警程度等级和预警等级阈值为每个预警指标赋予权重，对所述预警指标权重进行一致性检验，确定预警指标的权重集W_m；

根据下式建立预警指标模糊物元矩阵R_mn：

式中，M为样地，m为样地数，c为预警指标，n为预警指标数，u为模糊物元值，且所述模糊物元值u根据成本型指标算式和效益型指标算式计算得到；

根据所述预警指标模糊物元矩阵R_mn和所述权重集W_m计算综合景气度指数I_m，其中，I_m＝W_m×R_mn＝(I₁,I₂,…,I_m)；

根据所述综合景气度指数I_m进行预警级别划分；

计算每块样地的综合景气度指数I_m，根据所述综合景气度指数I_m得到每块样地所处的预警级别；

根据所述关键预警指标和所述预警级别进行生态预警评价，分析草地质量、生境、承载能力等指标的变化及草地管理和利用带来的影响与警示结果之间可能产生的影响及响应，及解释对应原因。