[发明专利]一种阴阳山生态系统边界的确界方法

说明书

本发明属于生态系统的数值模拟技术，为生态系统边界估值和确界方法，解决了现有估值方法不能估测系统边界、估值精度不高等问题；首先建立Co‑Kriging数值模型和Co‑Kriging位置模型，两个模型具有相同的辅变量，主变量分别是乔木液流量和海拔高程，两个模型间借助相同的辅变量实现耦合；在阴阳山生态系统的边界外找到一个已知点或已知点域，其乔木液流量为零；采用Co‑Kriging数值模型估算出乔木液流量的零值区；在零值区内采用Co‑Kriging位置模型确定边界点，根据边界点标示出边界的位置，即海拔。

技术领域

本发明属于生态系统的数值模拟技术，具体涉及阴阳山生态系统边界的确界方法。

背景技术

生态系统存在边界，各系统之间通过边界发生物质、能量和信息的交换，从而产生了界面生态学这一新兴学科。但由于生态系统的影响因素复杂多样，使得许多生态系统的边界是模糊和不易精准确定的。以阴阳山为例，阴阳山是指在高原一定纬度和海拔区间范围内，同一山丘(峰)，乔木植被仅长在阴坡，形成阴坡有树、阳坡无树，阴阳两坡景观迥异的现象；阴阳山的海拔上限目前尚没有有效的确界方法。

通过一些地理空间上已知数据估测其它点上的值通常采用Kriging法或Co-Kriging法。特别的，Co-Kriging法充分考虑了变量自身的空间连续性和变量之间的相关性，也是目前线性无偏最佳估值方法。Co-Kriging法以及其它各类方法还局限于对系统内部估值；对于如何估算系统边界上的值，或者通过系统边界上的已知值反演系统的边界，目前还没有解决这些问题的办法。

以最佳的Co-Kriging估值法为例，存在的主要问题有：(1)当已知点和估算点距离越大，误差也增大；(2)即使以增加误差为代价，仍不能确定边界的范围；(3)Co-Kriging对变量的区域化限制在系统内，没有考虑系统外部和边界。

发明内容

针对现有技术所存在的问题，本发明提供一种阴阳山生态系统边界的确界方法，适用于极端生境和逆境生态系统的边界模拟和估值，可以简单方便地确定极值和极端边界条件；较好地延伸了Co-Kriging估值法的边界估值能力，拓展了Co-Kriging估值法的应用领域和范围，解决了现有的估值方法不能估测系统边界、估值精度不高的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种生态系统边界估值和确界方法，包括以下步骤：

S1、建立Co-Kriging数值模型和Co-Kriging位置模型，这两个模型具有相同的辅变量，而主变量分别是乔木液流量和海拔高程，两个模型之间借助相同的辅变量实现耦合；

S2、在阴阳山生态系统的边界外找到一个已知点或已知点域，该已知点或已知点域的乔木液流量为零；

S3、采用Co-Kriging数值模型估算出乔木液流量的零值区；

S4、在乔木液流量的零值区内采用Co-Kriging位置模型确定边界点，根据边界点标示出边界的位置，即海拔。

其中，阴阳山生态系统的边界外点或点域指阳坡，系统内部指阴坡。

所述Co-Kriging数值模型将阴坡、阳坡实测土壤温湿度和乔木液流量数据同时纳入到协同克里格方程中，由此圈定阴坡、阳坡转折区土壤温湿度范围，间接划定转折区的海拔区域；所述Co-Kriging位置模型在可能的阴阳山分布范围内采集数据，纳入到协同克里格方程中，协同区域化。