本發(fā)明屬于水文事件與災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估領(lǐng)域，尤其涉及一種植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系及其影響因子作用路徑確定方法。

背景技術(shù)：

1、干旱作為一種復(fù)雜且頻繁發(fā)生的自然災(zāi)害，對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)社會(huì)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。在干旱條件下，植被的生理過(guò)程（如光合作用、蒸騰作用）受到顯著抑制，導(dǎo)致種類(lèi)減少、數(shù)量下降，進(jìn)而影響到整個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和自然生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

2、目前，構(gòu)建生態(tài)干旱指數(shù)常被認(rèn)為是識(shí)別干旱事件，從而研究植被與生態(tài)干旱之間復(fù)雜響應(yīng)關(guān)系的有效手段。

3、然而，當(dāng)前廣泛采用的生態(tài)干旱指數(shù)大多側(cè)重于氣象因子（如降水量、溫度）或水文狀況（如土壤濕度、徑流量）的監(jiān)測(cè)，這些指標(biāo)雖然為理解干旱提供了重要視角，但往往忽略了植被這一生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵組成部分的重要性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系及其影響因子作用路徑確定方法。

2、本發(fā)明公開(kāi)了一種植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系確定方法，包括以下步驟：

3、根據(jù)研究區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)、植被數(shù)據(jù)和土壤數(shù)據(jù)確定生態(tài)需水序列；

4、根據(jù)所述生態(tài)需水序列確定生態(tài)干旱指數(shù)序列；

5、根據(jù)所述生態(tài)干旱指數(shù)序列確定植被與生態(tài)干旱的響應(yīng)關(guān)系，所述植被與生態(tài)干旱的響應(yīng)關(guān)系包括：植被對(duì)生態(tài)干旱的敏感性以及植被的特征在不同干旱等級(jí)下的損失概率序列和生態(tài)干旱閾值。

6、優(yōu)選的，根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)、植被數(shù)據(jù)和土壤數(shù)據(jù)確定生態(tài)需水序列，具體為：

7、根據(jù)所述植被數(shù)據(jù)和所述土壤數(shù)據(jù)確定作物系數(shù)序列；

8、根據(jù)所述土壤數(shù)據(jù)確定土壤水分系數(shù)；

9、根據(jù)所述作物系數(shù)序列、所述土壤水分系數(shù)以及所述氣象數(shù)據(jù)確定生態(tài)需水序列。

10、優(yōu)選的，根據(jù)所述植被數(shù)據(jù)和所述土壤數(shù)據(jù)確定作物系數(shù)序列，具體為：

11、根據(jù)二次差分法和所述植被數(shù)據(jù)確定第一系數(shù)序列；

12、根據(jù)所述土壤數(shù)據(jù)確定第二系數(shù)序列；

13、根據(jù)所述研究區(qū)域的植被類(lèi)型從所述第一系數(shù)序列和所述第二系數(shù)序列中確定作物系數(shù)序列。

14、優(yōu)選的，根據(jù)二次差分法和所述植被數(shù)據(jù)確定第一系數(shù)序列，具體為：

15、根據(jù)二次差分法和所述植被數(shù)據(jù)確定研究區(qū)域的作物種植模式；

16、根據(jù)所述作物種植模式確定第一系數(shù)序列。

17、優(yōu)選的，根據(jù)所述生態(tài)需水序列確定生態(tài)干旱指數(shù)序列，具體為：

18、根據(jù)所述生態(tài)需水序列確定植被水分虧缺序列；

19、根據(jù)所述植被水分虧缺序列確定累積分布序列；

20、根據(jù)所述累積分布序列確定生態(tài)干旱指數(shù)序列。

21、優(yōu)選的，根據(jù)所述生態(tài)干旱指數(shù)序列確定植被與生態(tài)干旱的響應(yīng)關(guān)系，具體為：

22、獲取多個(gè)預(yù)設(shè)的植被指標(biāo)序列以及不同時(shí)間尺度的生態(tài)干旱指數(shù)序列；

23、根據(jù)多個(gè)植被指標(biāo)序列以及不同時(shí)間尺度的生態(tài)干旱指數(shù)序列，確定植被與生態(tài)干旱的響應(yīng)關(guān)系。

24、優(yōu)選的，根據(jù)多個(gè)植被指標(biāo)序列以及不同時(shí)間尺度的生態(tài)干旱指數(shù)序列，確定植被與生態(tài)干旱的響應(yīng)關(guān)系，具體為：

25、從不同時(shí)間尺度的生態(tài)干旱指數(shù)序列中，得到每個(gè)植被指標(biāo)序列對(duì)應(yīng)的最優(yōu)生態(tài)干旱指數(shù)序列；

26、根據(jù)每個(gè)植被指標(biāo)序列及其對(duì)應(yīng)的最優(yōu)生態(tài)干旱指數(shù)序列，確定植被與生態(tài)干旱的響應(yīng)關(guān)系。

27、優(yōu)選的，當(dāng)植被與生態(tài)干旱的響應(yīng)關(guān)系為：植被的特征在不同干旱等級(jí)下的損失概率序列和生態(tài)干旱閾值時(shí)，根據(jù)每個(gè)植被指標(biāo)序列及其對(duì)應(yīng)的最優(yōu)生態(tài)干旱指數(shù)序列，確定植被與生態(tài)干旱的響應(yīng)關(guān)系，具體為：

28、根據(jù)每個(gè)植被指標(biāo)序列及其對(duì)應(yīng)的最優(yōu)生態(tài)干旱指數(shù)序列確定第一邊緣分布、第二邊緣分布以及多個(gè)聯(lián)合分布；

29、獲取研究區(qū)域的干旱等級(jí)序列；

30、根據(jù)所述第一邊緣分布、第二邊緣分布、多個(gè)聯(lián)合分布以及干旱等級(jí)序列確定植被的特征在不同干旱等級(jí)下的損失概率序列和生態(tài)干旱閾值；

31、所述第一邊緣分布為每個(gè)植被指標(biāo)序列的邊緣分布，所述第二邊緣分布為最優(yōu)生態(tài)干旱指數(shù)序列的邊緣分布，所述多個(gè)聯(lián)合分布為每個(gè)植被指標(biāo)序列分別與最優(yōu)生態(tài)干旱指數(shù)序列的聯(lián)合分布。

32、優(yōu)選的，根據(jù)所述第一邊緣分布、第二邊緣分布、多個(gè)聯(lián)合分布以及干旱等級(jí)序列確定植被的特征在不同干旱等級(jí)下的損失概率序列和生態(tài)干旱閾值，具體為：

33、根據(jù)所述第一邊緣分布、第二邊緣分布、多個(gè)聯(lián)合分布、干旱等級(jí)序列以及條件概率公式確定植被的特征在不同干旱等級(jí)下的損失概率序列及其對(duì)應(yīng)的置信度序列；

34、將所述置信度序列中，大于預(yù)設(shè)值的置信度對(duì)應(yīng)的生態(tài)干旱指數(shù)，作為對(duì)應(yīng)干旱等級(jí)下的生態(tài)干旱閾值。

35、本發(fā)明還公開(kāi)了一種植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系的影響因子作用路徑確定方法，包括以下步驟：

36、利用所述植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系確定方法確定植被的特征在不同干旱等級(jí)下的生態(tài)干旱閾值；

37、根據(jù)多種預(yù)設(shè)的影響因子和所述生態(tài)干旱閾值構(gòu)建路徑分析模型，所述多種預(yù)設(shè)的影響因子包括氣象因子、土壤因子和植被因子；

38、根據(jù)所述路徑分析模型確定植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系的影響因子作用路徑。

39、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

40、（1）本發(fā)明綜合氣象、土壤和植被數(shù)據(jù)構(gòu)建生態(tài)干旱指數(shù)，不僅提高了植被干旱的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度，還通過(guò)納入農(nóng)作物種植模式和量化生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)差異，解決了單一生態(tài)指標(biāo)的研究不確定性和生態(tài)系統(tǒng)損失難量化的問(wèn)題，提升了生態(tài)干旱監(jiān)測(cè)、評(píng)估和管理的準(zhǔn)確性和效率；

41、（2）本發(fā)明基于邊緣分布和聯(lián)合分布計(jì)算生態(tài)干旱閾值和植被特征的損失概率，量化了干旱事件對(duì)特定生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)植被的具體影響程度，包括植被生長(zhǎng)狀態(tài)、生物量減少、覆蓋度變化等關(guān)鍵特征的損失風(fēng)險(xiǎn)。這種方法不僅提供了干旱發(fā)生概率的精確估計(jì)，還深入揭示了干旱與植被特征變化之間的復(fù)雜關(guān)系，可以更直觀地評(píng)估干旱災(zāi)害對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響，從而更有效地進(jìn)行災(zāi)害預(yù)防和減災(zāi)工作。

技術(shù)特征：

1.一種植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系確定方法，其特征在于，根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)、植被數(shù)據(jù)和土壤數(shù)據(jù)確定生態(tài)需水序列，具體為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系確定方法，其特征在于，根據(jù)所述植被數(shù)據(jù)和所述土壤數(shù)據(jù)確定作物系數(shù)序列，具體為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系確定方法，其特征在于，根據(jù)二次差分法和所述植被數(shù)據(jù)確定第一系數(shù)序列，具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系確定方法，其特征在于，根據(jù)所述生態(tài)需水序列確定生態(tài)干旱指數(shù)序列，具體為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系確定方法，其特征在于，根據(jù)所述生態(tài)干旱指數(shù)序列確定植被與生態(tài)干旱的響應(yīng)關(guān)系，具體為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系確定方法，其特征在于，根據(jù)多個(gè)植被指標(biāo)序列以及不同時(shí)間尺度的生態(tài)干旱指數(shù)序列，確定植被與生態(tài)干旱的響應(yīng)關(guān)系，具體為：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系確定方法，其特征在于，當(dāng)植被與生態(tài)干旱的響應(yīng)關(guān)系為：植被的特征在不同干旱等級(jí)下的損失概率序列和生態(tài)干旱閾值時(shí)，根據(jù)每個(gè)植被指標(biāo)序列及其對(duì)應(yīng)的最優(yōu)生態(tài)干旱指數(shù)序列，確定植被與生態(tài)干旱的響應(yīng)關(guān)系，具體為：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系確定方法，其特征在于，根據(jù)所述第一邊緣分布、第二邊緣分布、多個(gè)聯(lián)合分布以及干旱等級(jí)序列確定植被的特征在不同干旱等級(jí)下的損失概率序列和生態(tài)干旱閾值，具體為：

10.一種植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系的影響因子作用路徑確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種植被與生態(tài)干旱響應(yīng)關(guān)系及其影響因子作用路徑確定方法，響應(yīng)關(guān)系確定方法包括以下步驟：根據(jù)研究區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)、植被數(shù)據(jù)和土壤數(shù)據(jù)確定生態(tài)需水序列；根據(jù)生態(tài)需水序列確定生態(tài)干旱指數(shù)序列；根據(jù)生態(tài)干旱指數(shù)序列確定植被與生態(tài)干旱的響應(yīng)關(guān)系，植被與生態(tài)干旱的響應(yīng)關(guān)系包括：植被對(duì)生態(tài)干旱的敏感性以及植被的特征在不同干旱等級(jí)下的損失概率序列和生態(tài)干旱閾值。本發(fā)明綜合氣象、土壤和植被數(shù)據(jù)構(gòu)建生態(tài)干旱指數(shù)，不僅提高了植被干旱的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度，還通過(guò)納入農(nóng)作物種植模式和量化生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)差異，解決了單一生態(tài)指標(biāo)的研究不確定性和生態(tài)系統(tǒng)損失難量化的問(wèn)題，提升了生態(tài)干旱監(jiān)測(cè)、評(píng)估和管理的準(zhǔn)確性和效率。

技術(shù)研發(fā)人員：暢建霞,張璐,王義民,郭愛(ài)軍,王學(xué)斌,孟雪姣,牛晨,李哲浩,楊貴斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9