[发明专利]一种考虑雨水资源承载力的植被恢复规划方法

说明书

本发明提供了一种考虑雨水资源承载力的植被恢复规划方法：(1)通过模型驱动数据和模型验证数据，驱动并验证改进的Shuttleworth‑Wallace模型；(2)在选定的植被类型下，采用改进的Shuttleworth‑Wallace模型，分别计算选定植被的LAI从0到最大值变动时相应的蒸散发量，当蒸散发量等于基准降水量时，对应的LAI为基于雨水资源的植被最大承载力；(3)利用上步中植被最大承载力对应的蒸散发量，估算植被的固碳能力和水分利用效率；(4)根据估算的植被的固碳能力和水分利用效率，提供对应区域植被的生态恢复和植树造林的理论上限，制定生态恢复规划方案。通过采用本发明方法计算的基于雨水资源的植被最大承载力，对干旱半干旱地区的生态恢复过程提供理论支持和引导。

技术领域

本发明涉及生态环境技术领域，具体地，涉及一种考虑雨水资源承载力的植被恢复规划方法。

背景技术

植被承载力是一个生态学概念，是指一定环境条件下单位面积某种生物个体存在数量的最大值。郭忠升等在2003年提出了土壤水分植被承载力的概念以对黄土高原的林草植被建设进行指导，它指土壤水资源承载植物的最大负荷。但随后的相应研究主要集中在土壤水方面，较少从降水方面出发对植被的承载力进行估算。

2016年，冯晓明等在Nature Climate Change上发表论文Revegetation inChinas Loess Plateau is approaching sustainable water resource limits对黄土高原地区的植被恢复上限进行了研究，但对蒸散发的估算使用的是水平衡方法，未使用蒸散发模型计算。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于雨水资源的植被最大承载力估算方案。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

本发明提供一种基于雨水资源的植被最大承载力估算方案，包括以下步骤：

步骤一、驱动验证改进的Shuttleworth-Wallace模型

通过模型驱动数据和模型验证数据，驱动并验证改进的Shuttleworth-Wallace模型，所述模型驱动数据包括气象数据、土壤数据和植被数据；

步骤二、估算雨水资源的植被最大承载力

在选定的植被类型下，采用步骤一改进的Shuttleworth-Wallace模型，分别计算选定植被的LAI从0到最大值变动时相应的总蒸散发量ET，当总蒸散发量ET等于基准降水量时，对应的LAI为基于雨水资源的植被最大承载力；

步骤三、植被的固碳能力和水分利用效率估算

利用步骤二中植被最大承载力对应的蒸散发量ET和植被蒸腾E_t，估算植被的固碳能力和水分利用效率；

步骤四、生态恢复规划

根据步骤二中估算的雨水资源的植被最大承载力和步骤三估算的植被的固碳能力和水分利用效率，提供对应区域植被的生态恢复和植树造林的理论上限，制定生态恢复规划方案。在总蒸散发量(植被和土壤总耗水量)ET不超过本区域雨水资源(即降水量)上限的同时，尽量提高植被覆盖率和密度以提升固碳能力和水分利用效率。

进一步地，步骤一中，驱动验证改进的Shuttleworth-Wallace模型包括以下步骤：

第一步、处理待输入的数据