[发明专利]基于水位梯度的退化湿地生态需水量的测量方法

权利要求书

1.一种基于水位梯度的退化湿地生态需水量的测量方法，其步骤包括:

在第一步骤(S1)中：采集退化湿地预定区域的原始数据，所述原始数据包括所述预定区域的地形数据、土地利用类型图及气象数据，气象数据包括气温、气压、风速和地表总辐射量数据；

在第二步骤(S2)中：在不同水位梯度下设定样地，选取目标物种，测量植被数据，进行样方调查获取植被参数，上述植被参数包括植被高度、植被覆盖度和叶面积指数，将测量所得的植被参数进行线性插值，获取全年的植被参数数据，其中，植被覆盖度为每个样方的植被覆盖度的均值，取值范围为代表没有植被覆盖的0至代表全部被植被覆盖的1之间，植被高度通过随机取样方内三颗植株测量高度后取平均值为样方高度；

在第三步骤(S3)中：基于植被参数数据以及植物在不同的水位梯度条件确定植被生长适宜的水位阈值，基于所述水位阈值以及预定区域内的地形数据与土地利用类型图，获得不同水位梯度条件下的植被分布数据，

在第四步骤(S4)中：在不同水位梯度条件下的植被分布数据中，进行预定区域全年潜在蒸散发量测算，获取基于水位梯度的退化湿地生态需水量，其中：

(S4-1)基于所述地形数据，提取地形边界并将预定区域划分为若干100m*100m的格网，

(S4-2)输入处理好后的土地利用类型图、气象数据、植被分布数据，

(S4-3)分别计算预定区域全年植被覆盖区域的潜在散发量(PT)与土壤区域的潜在蒸发量(PE)，

其中，ρ_a是空气密度；c_p是空气的比热容；e_s是饱和蒸汽压；e_z是参考高度饱和蒸汽压；Δ代表饱和蒸气压与温度曲线的斜率；γ是湿度；Tz参考高度的空气温度；是冠层高度和参考高度的平均气流之间空气阻力；是冠层高度和土壤表面的平均气流之间的空气阻力；是平均叶面与平均冠层表面之间的空气动力阻力；是冠层气孔阻力，As土壤区域能量，A_s＝Ae^-kcL，Ac植被区域能量，A_c＝A-A_s，A是地表总辐射量，L为叶面积指数，kc消光常数；Fr是植被覆盖度，即植被覆盖面积与总面积之比,其中，冠层高度和土壤表面的平均气流之间的空气阻力为式中h为植被高度；z′_m是土壤表面的动量传输的粗糙度长度；z′_H是土壤表面热量和水汽传输的粗糙度长度；k是von Karman常数；u_h(α)树冠高度的平均风速；

(S4-4)计算预定区域全年潜在蒸散发总量(PET)，潜在蒸散发量(PET)为土壤的潜在蒸发量(PE)和植被的潜在散发量(PT)之和，所述退化湿地生态需水量大于等于所述潜在蒸散发总量(PET)。

2.根据权利要求1所述的基于水位梯度的退化湿地生态需水量的测量方法，其特征在于：在第二步骤(S2)中：测量植被数据，选取芦苇或扁秆藨草作为目标物种，设定样地，进行样方调查获取植被参数，上述植被参数包括植被高度、盖度、叶面积指数，将测量所得的植被参数进行线性插值，获取全年的植被参数数据。

3.根据权利要求2所述的基于水位梯度的退化湿地生态需水量的测量方法，其特征在于：在第三步骤(S3)中：单株芦苇或扁秆藨草的地上生物量为调查样方中总的生物量除以样方中的株数，基于单株芦苇或扁秆藨草的地上生物量在不同水位梯度下的随季节变化的数据，获得芦苇或扁秆藨草不同季节适宜的水位阈值。