本發(fā)明涉及生態(tài)修復(fù)的量化，尤其涉及一種地下水對不同降水區(qū)植被支撐作用的量化方法。

背景技術(shù)：

1、確定地下水對旱區(qū)植被的支撐作用，對于地下水開發(fā)利用和植被生態(tài)修復(fù)意義重大，也是從生態(tài)水文條件角度量化地下水對植被支撐作用亟待突破的技術(shù)難點。

2、在降水稀少的干旱地區(qū)，地下水成為植被生長的主要水源。地下水通過毛細(xì)作用和根系吸收，為地表植被提供了穩(wěn)定的水分供應(yīng)。充足的地下水供應(yīng)不僅促進(jìn)了植物的生長，還提高了植被的覆蓋度和生物多樣性，從而增強(qiáng)了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗逆性。在干旱季節(jié)或干旱年份，地下水的補(bǔ)給尤為重要，它能夠保障植被的正常生長，避免植被大量枯死和生態(tài)環(huán)境的惡化。地下水與植被生長之間存在著密切的關(guān)系，這種關(guān)系可以通過遙感技術(shù)中的歸一化植被指數(shù)(ndvi)進(jìn)行量化。地下水位的變化會直接影響地表植被的生長狀況，從而影響ndvi值的變化。通過量化地下水位與ndvi之間的關(guān)系，可以更好地理解地下水對植被生長的影響，為地下水資源的合理管理提供科學(xué)依據(jù)。

3、目前針對地下水位與ndvi之間量化關(guān)系缺乏具體的量化公式，雖然有專家學(xué)者對地下水位與ndvi之間關(guān)系進(jìn)行了分析，但是缺乏明確地下水對植被生態(tài)多樣性支撐作用的量化計算方法。而開展旱區(qū)地下水對植被支撐作用的研究可以有效控制地下水的開發(fā)利用，保持合理的地下水埋深，從而保證區(qū)域植被生態(tài)健康，從而確保干旱區(qū)生態(tài)安全。

4、因此，有必要提出一種地下水對不同降水區(qū)植被支撐作用的量化方法，以解決地下水對植被生態(tài)多樣性支撐作用的量化計算問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對目前地下水位與ndvi之間的關(guān)系缺乏明確的量化方法的問題，提出了一種地下水對不同降水區(qū)植被支撐作用的量化方法。

2、本地下水對不同降水區(qū)植被支撐作用的量化方法，包括以下步驟：

3、s1、確定研究區(qū)域植被歸一化植被指數(shù)(normalized?vegetation?index，ndvi)；

4、s2、確定研究區(qū)域地下水埋深(groundwater，gd)；

5、s3、確定研究區(qū)域土地利用及土地覆蓋數(shù)據(jù)(land?use?and?land?cover?change，lucc)；

6、s4、確定研究區(qū)域降水量；

7、s5、確定研究區(qū)域ndvi與gd的關(guān)系曲線；

8、s6、確定研究區(qū)域gd對ndvi支撐作用的量化公式，具體方法為：

9、根據(jù)ndvi與gd的關(guān)系曲線，確定研究區(qū)域ndvi最大值與最小值，即ndvimax與ndvimin，利用ndvimax與ndvimin，即可得到gd對ndvi支撐作用的量化公式：

10、

11、s7、確定不同降水條件下地下水對植被多樣性的支撐程度。

12、在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，s1中研究區(qū)域ndvi的確定方法為：通過地理空間數(shù)據(jù)云官網(wǎng)公布的modis數(shù)據(jù)，獲取到研究區(qū)域逐年的ndvi數(shù)據(jù)，并繪制不同區(qū)域的ndvi空間分布。

13、在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，s2中研究區(qū)域gd的確定方法為：構(gòu)建研究區(qū)域的多個地下水位監(jiān)測點，收集區(qū)域內(nèi)不同時段地下水位數(shù)據(jù)，利用反距離權(quán)重法對地下水位數(shù)據(jù)進(jìn)行插值分析。

14、在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，s3中研究區(qū)域lucc的確定方法為：根據(jù)數(shù)據(jù)確定研究區(qū)域土地利用覆蓋特征，確定不同位置植被類型。

15、在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，s4中研究區(qū)域降水量的確定方法為：通過研究區(qū)域氣象站點數(shù)據(jù)，得到研究區(qū)域?qū)嶋H年降水量。

16、在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，s5中研究區(qū)域ndvi與gd的關(guān)系曲線的確定方法為：通過分析ndvi與gd的柵格數(shù)據(jù)，確定每個單元格上ndvi值對應(yīng)的gd值，并繪制ndvi隨gd變化的關(guān)系曲線。

17、在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，s7中不同降水條件下地下水對植被多樣性的支撐程度的確定方法為：通過挑選不同降水條件下的區(qū)域進(jìn)行分析，確定不同區(qū)域地下水對植被生態(tài)的支撐作用，對比分析不同降水條件下地下水對植被多樣性的支撐程度。

18、進(jìn)一步地，不同降水條件下的區(qū)域包括干旱區(qū)、半干旱區(qū)以及半濕潤區(qū)。

19、實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果：

20、本發(fā)明的地下水對不同降水區(qū)植被支撐作用的量化方法，通過確定研究區(qū)域植被歸一化植被指數(shù)ndvi、地下水埋深gd、土地利用及土地覆蓋數(shù)據(jù)lucc及研究區(qū)域降水量等數(shù)據(jù)，確定了研究區(qū)域ndvi與gd的關(guān)系曲線；進(jìn)而確定研究區(qū)域gd對ndvi支撐作用的量化公式；最后確定不同降水條件下地下水對植被多樣性的支撐程度。本發(fā)明物理過程與作用機(jī)制明確，對確定地下水對旱區(qū)植被生態(tài)多樣性支撐作用具有通用性，為指導(dǎo)干旱區(qū)地下水合理開發(fā)和植被生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)提供可靠的理論與技術(shù)支撐。

技術(shù)特征：

1.一種地下水對不同降水區(qū)植被支撐作用的量化方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水對不同降水區(qū)植被支撐作用的量化方法，其特征在于，所述s1中研究區(qū)域ndvi的確定方法為：通過地理空間數(shù)據(jù)云官網(wǎng)公布的modis數(shù)據(jù)，獲取到研究區(qū)域逐年的ndvi數(shù)據(jù)，并繪制不同區(qū)域的ndvi空間分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水對不同降水區(qū)植被支撐作用的量化方法，其特征在于，所述s2中研究區(qū)域gd的確定方法為：構(gòu)建研究區(qū)域的多個地下水位監(jiān)測點，收集區(qū)域內(nèi)不同時段地下水位數(shù)據(jù)，利用反距離權(quán)重法對地下水位數(shù)據(jù)進(jìn)行插值分析。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水對不同降水區(qū)植被支撐作用的量化方法，其特征在于，所述s3中研究區(qū)域lucc的確定方法為：根據(jù)數(shù)據(jù)確定研究區(qū)域土地利用覆蓋特征，確定不同位置植被類型。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水對不同降水區(qū)植被支撐作用的量化方法，其特征在于，所述s4中研究區(qū)域降水量的確定方法為：通過研究區(qū)域氣象站點數(shù)據(jù)，得到研究區(qū)域?qū)嶋H年降水量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水對不同降水區(qū)植被支撐作用的量化方法，其特征在于，所述s5中研究區(qū)域ndvi與gd的關(guān)系曲線的確定方法為：通過分析ndvi與gd的柵格數(shù)據(jù)，確定每個單元格上ndvi值對應(yīng)的gd值，并繪制ndvi隨gd變化的關(guān)系曲線。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水對不同降水區(qū)植被支撐作用的量化方法，其特征在于，所述s7中不同降水條件下地下水對植被多樣性的支撐程度的確定方法為：通過挑選不同降水條件下的區(qū)域進(jìn)行分析，確定不同區(qū)域地下水對植被生態(tài)的支撐作用，對比分析不同降水條件下地下水對植被多樣性的支撐程度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的地下水對不同降水區(qū)植被支撐作用的量化方法，其特征在于，所述不同降水條件下的區(qū)域包括干旱區(qū)、半干旱區(qū)以及半濕潤區(qū)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種地下水對不同降水區(qū)植被支撐作用的量化方法，包括：確定研究區(qū)域植被歸一化植被指數(shù)(NormalizedVegetation?Index，NDVI)；確定研究區(qū)域地下水埋深(Groundwater，GD)；確定研究區(qū)域土地利用及土地覆蓋數(shù)據(jù)(Land?Use?and?Land?Cover?Change，LUCC)；確定研究區(qū)域降水量；確定研究區(qū)域NDVI與GD的關(guān)系曲線；確定研究區(qū)域GD對NDVI支撐作用的量化公式；確定不同降水條件下地下水對植被多樣性的支撐程度。本發(fā)明的確定地下水對北方不同降水區(qū)植被支撐作用的量化技術(shù)，物理過程與作用機(jī)制明確，對確定地下水對旱區(qū)植被生態(tài)多樣性支撐作用具有通用性，為指導(dǎo)干旱區(qū)地下水合理開發(fā)和植被生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)提供可靠的理論與技術(shù)支撐。

技術(shù)研發(fā)人員：汪勇,李星,趙勇,翟家齊,何凡,劉源,李孟南,朱永楠,姜珊,鄧偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國水利水電科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6