一种确定生态过滤带设置的方法和系统

摘要

本发明提供了一种确定生态过滤带设置的方法和系统，该方法包括：测定不同植被对营养物质的去除率；根据不同植被对营养物质的去除率，选择出去除率最高的植被作为最佳植被；分别建立最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型；根据所述最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型，确定出最优的生态过滤带设置范围；利用所述最佳植被在所述最优的生态过滤带设置范围内进行过滤带设置。本发明能够实现水质净化，有效地提高生态效益。

权利要求

1.一种确定生态过滤带设置的方法，其特征在于，所述方法包括：测定不同植被对营养物质的去除率；

根据所述不同植被对营养物质的去除率，选择出去除率最高的植被作为最佳植被；

分别建立最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型；

根据所述最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型，确定出最优的生态过滤带设置范围；

利用所述最佳植被在所述最优的生态过滤带设置范围内进行过滤带设置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测定不同植被对营养物质的去除率具体为：在同一过滤带环境下，利用天然降雨、人工降雨或坡顶灌水作为来水条件，测定不同植被对营养物质的去除率。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述选择出去除率最高的植被作为最佳植被之后，还包括：根据所述不同植被对营养物质的去除率，选择出去除率高于预设阈值的乔木和/或灌木作为可选植被；

在所述利用所述最佳植被在所述最优的生态过滤带设置范围内过滤带设置之后，还包括：根据不同植被对营养物质的去除率，利用所述可选植被在所述最优的生态过滤带设置范围内进行过滤带辅助设置。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分别建立最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型，具体包括：分别选择不同密度下的所述最佳植被种植在待设置的过滤带区，测定不同最佳植被密度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度；

根据最佳植被密度与相应密度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度建立密度多元线性回归模型；

利用所述密度多元线性回归模型确定所述最佳植被在所述待设置的过滤带区的防护密度；

分别选择不同坡度下的所述最佳植被种植在待设置的过滤带区，测定不同最佳植被坡度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度；

根据最佳植被坡度与相应坡度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度建立坡度多元线性回归模型；

利用所述坡度多元线性回归模型确定所述最佳植被在所述待设置的过滤带区的防护坡度；

分别选择不同宽度下的所述最佳植被种植在待设置的过滤带区，测定不同最佳植被宽度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度；

根据最佳植被宽度与相应宽度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度建立宽度多元线性回归模型；

利用所述宽度多元线性回归模型确定所述最佳植被在所述待设置的过滤带区的防护宽度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型，确定出最优的生态过滤带设置范围，具体包括：获取所述密度多元线性回归模型、所述坡度多元线性回归模型以及所述宽度多元线性回归模型的相交区域，作为最优的生态过滤带设置范围。

6.一种确定生态过滤带设置的系统，其特征在于，所述系统包括：去除率测定单元，用于测定不同植被对营养物质的去除率；

最佳植被选择单元，用于根据所述不同植被对营养物质的去除率，选择出去除率最高的植被作为最佳植被；

多元线性回归模型建立单元，用于分别建立最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型；

生态过滤带设置范围确定单元，用于根据所述最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型，确定出最优的生态过滤带设置范围；

过滤带设置单元，用于利用所述最佳植被在所述最优的生态过滤带设置范围内进行过滤带设置。

说明书

一种确定生态过滤带设置的方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及河(湖、库)岸过滤带设置技术领域，尤其涉及一种确定生态过滤带设置的方法和系统。

背景技术

[0002] 水质净化功能是森林生态系统重要的生态服务功能之一。目前提高水质质量、防治水体污染不仅关注在控制污染源上，同时也关注河(湖、库)岸过滤带在净化河流水质方面的综合效应。河(湖、库)岸过滤带对水质的净化功能主要通过植被的渗透、过滤、吸附、吸收等一系列生理生化过程，调节由外界进入河流生态系统物质含量，进而影响水体中化学元素含量及时空分布来确定的。河(湖、库)岸过滤带植被对水质净化能力主要体现在对N、P、K等营养物质的去除，其去除效率取决生态过滤带生态系统的特性和植被根、茎、叶对营养物质的吸收转化能力等方面，而生态过滤带不同植被设置下的过滤带生态系统和植被类型差异很大。据此，有理由认为不同植被设置下的河(湖、库)岸过滤带对营养物质的吸收转化能力和水质净化能力有明显的差异，寻求一种河(湖、库)岸过滤带设置的确定方法具有一定的代表性和科学性。

[0003] 现有技术中，河(湖、库)岸过滤带的设置仅是按照河、湖、库防护林营建规程中规定的设置方式营建，未能提供一种精确计算的方法将防护效应与净水能力结合来定量计算。已无法满足当前对河(湖、库)岸过滤带生态服务功能价值量的计算需求。

发明内容

[0004] 鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决或者减缓上述问题的确定生态过滤带设置的方法和相应的确定生态过滤带设置的系统。

[0005] 根据本发明的一个方面，提供了一种确定生态过滤带设置的方法，该方法包括：

[0006] 测定不同植被对营养物质的去除率；

[0007] 根据所述不同植被对营养物质的去除率，选择出去除率最高的植被作为最佳植被；

[0008] 分别建立最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型；

[0009] 根据所述最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型，确定出最优的生态过滤带设置范围；

[0010] 利用所述最佳植被在所述最优的生态过滤带设置范围内进行过滤带设置。

[0011] 优选地，所述测定不同植被对营养物质的去除率具体为：

[0012] 在同一过滤带环境下，利用天然降雨、人工降雨或坡顶灌水作为来水条件，测定不同植被对营养物质的去除率。

[0013] 优选地，在所述选择出去除率最高的植被作为最佳植被之后，还包括：根据所述不同植被对营养物质的去除率，选择出去除率高于预设阈值的乔木和/或灌木作为可选植被；

[0014] 在所述利用所述最佳植被在所述最优的生态过滤带设置范围内过滤带设置之后，还包括：根据不同植被对营养物质的去除率，利用所述可选植被在所述最优的生态过滤带设置范围内进行过滤带辅助设置。

[0015] 优选地，所述分别建立最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型，具体包括：

[0016] 分别选择不同密度下的所述最佳植被种植在待设置的过滤带区，测定不同最佳植被密度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度；

[0017] 根据最佳植被密度与相应密度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度建立密度多元线性回归模型；

[0018] 利用所述密度多元线性回归模型确定所述最佳植被在所述待设置的过滤带区的防护密度；

[0019] 分别选择不同坡度下的所述最佳植被种植在待设置的过滤带区，测定不同最佳植被坡度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度；

[0020] 根据最佳植被坡度与相应坡度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度建立坡度多元线性回归模型；

[0021] 利用所述坡度多元线性回归模型确定所述最佳植被在所述待设置的过滤带区的防护坡度；

[0022] 分别选择不同宽度下的所述最佳植被种植在待设置的过滤带区，测定不同最佳植被宽度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度；

[0023] 根据最佳植被宽度与相应宽度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度建立宽度多元线性回归模型；

[0024] 利用所述宽度多元线性回归模型确定所述最佳植被在所述待设置的过滤带区的防护宽度。

[0025] 优选地，所述根据所述最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型，确定出最优的生态过滤带设置范围，具体包括：

[0026] 获取所述密度多元线性回归模型、所述坡度多元线性回归模型以及所述宽度多元线性回归模型的相交区域，作为最优的生态过滤带设置范围。

[0027] 根据本发明的另一个方面，提供了一种确定生态过滤带设置的系统，该系统包括：

[0028] 去除率测定单元，用于测定不同植被对营养物质的去除率；

[0029] 最佳植被选择单元，用于根据所述不同植被对营养物质的去除率，选择出去除率最高的植被作为最佳植被；

[0030] 多元线性回归模型建立单元，用于分别建立最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型；

[0031] 生态过滤带设置范围确定单元，用于根据所述最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型，确定出最优的生态过滤带设置范围；

[0032] 过滤带设置单元，用于利用所述最佳植被在所述最优的生态过滤带设置范围内进行过滤带设置。

[0033] 本发明的有益效果为：

[0034] 本发明在保证植物群落稳定性的前提下，从水体中营养物质去除效果最佳的角度出发，筛选出最佳的设置树种，然后根据坡度、密度、宽度因子的变化确定最适宜的设置植被作为最佳植被和可选植被，使用最佳植被和可选植被进行组合设置得出最佳设置模式。

[0035] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

[0036] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

[0037] 图1为本发明实施例提供的一种确定生态过滤带设置的方法的流程图；

[0038] 图2为本发明实施例中提出的最优的生态过滤带设置范围确定方法示意图；以及[0039] 图3为本发明实施例提供的一种确定生态过滤带设置的系统的结构示意图。

具体实施方式

[0040] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

[0041] 本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

[0042] 本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

[0043] 图1为本发明实施例提供的一种确定生态过滤带设置的方法的流程图。

[0044] 参照图1，本发明实施例提供的一种确定生态过滤带设置的方法包括以下步骤：

[0045] S11、测定不同植被对营养物质的去除率；

[0046] S12、根据所述不同植被对营养物质的去除率，选择出去除率最高的植被作为最佳植被；

[0047] S13、分别建立最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型；

[0048] S14、根据所述最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型，确定出最优的生态过滤带设置范围；

[0049] S15、利用所述最佳植被在所述最优的生态过滤带设置范围内进行过滤带设置。

[0050] 进一步地，所述步骤S11：测定不同植被对营养物质的去除率，具体为：在同一过滤带环境下，利用天然降雨、人工降雨或坡顶灌水作为来水条件，测定不同植被对营养物质的去除率。

[0051] 本发明实施例中，在同一过滤带环境下，利用天然降雨、人工降雨或坡顶灌水等来水条件，测定不同树种对营养物质的去除率，用于根据去除效果筛选去除率最佳的几种水生和陆生乔木、灌木。

[0052] 进一步地，在所述选择出去除率最高的植被作为最佳植被之后，还包括：根据所述不同植被对营养物质的去除率，选择出去除率高于预设阈值的乔木和/或灌木作为可选植被；

[0053] 在选择出去除率高于预设阈值的乔木和/或灌木作为可选植被后，进一步地，在所述利用所述最佳植被在所述最优的生态过滤带设置范围内过滤带设置之后，还包括：根据不同植被对营养物质的去除率，利用所述可选植被在所述最优的生态过滤带设置范围内进行过滤带辅助设置。

[0054] 进一步地，所述步骤S13：分别建立最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型，具体包括：

[0055] 分别选择不同密度下的所述最佳植被种植在待设置的过滤带区，测定不同最佳植被密度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度；根据最佳植被密度与相应密度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度建立密度多元线性回归模型；利用所述密度多元线性回归模型确定所述最佳植被在所述待设置的过滤带区的防护密度；

[0056] 分别选择不同坡度下的所述最佳植被种植在待设置的过滤带区，测定不同最佳植被坡度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度；根据最佳植被坡度与相应坡度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度建立坡度多元线性回归模型；利用所述坡度多元线性回归模型确定所述最佳植被在所述待设置的过滤带区的防护坡度；

[0057] 分别选择不同宽度下的所述最佳植被种植在待设置的过滤带区，测定不同最佳植被宽度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度；根据最佳植被宽度与相应宽度下所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度建立宽度多元线性回归模型；利用所述宽度多元线性回归模型确定所述最佳植被在所述待设置的过滤带区的防护宽度。

[0058] 本发明实施例中，选择不同密度下的最佳树种所在的过滤带区，根据该区水体中各种营养物质浓度与该密度间建立多元线性回归模型，从而确定该树种所在的河(湖、库)岸过滤带的防护密度。利用以下公式确定其防护密度：

[0059] Y1＝ax1+bx2+cx3+dx4+...+n，

[0060] 式中：

[0061] Y1为该树种的密度，单位：株/hm2

[0062] x1、x2、x3、x4...为某种营养物质浓度，单位：mg/L。

[0063] 当x1、x2、x3、x4...都等于0时，即Y＝n时，此时的密度值是河(湖、库)岸过滤带达到最佳净化功能。

[0064] 利用同样的方法确定去除率最佳树种所在的河(湖、库)岸过滤带的防护坡度Y2和防护宽度Y3；

[0065] 可以根据上述步骤确定出来的防护密度、坡度和宽度来确定一个最适的环境范围，如确定方法如图2所示：具体为：获取所述密度多元线性回归模型、所述坡度多元线性回归模型以及所述宽度多元线性回归模型的相交区域，作为最优的生态过滤带设置范围。

[0066] 在选出来的最适过滤带环境区域内，将去除率最佳的几种乔木、灌木进行不同组合的混交搭配，并测定每种搭配的营养物质去除率，得到适宜植被设置的水相和陆相生态过滤带。

[0067] 进一步地，本发明实施例提出的确定生态过滤带设置的方法同样适应于湖、库岸过滤带设置的确定。

[0068] 本发明实施例提出的确定生态过滤带设置的方法，在保证植物群落稳定性的前提下，从水体中营养物质去除效果最佳的角度出发，类筛选出最佳的设置树种，筛选出最佳植被和可选植被，然后根据坡度、密度、宽度因子的变化确定最优的生态过滤带设置范围，使用最佳植被和可选植被对最优的生态过滤带设置范围进行组合设置，实现水质净化，有效提高生态效益。

[0069] 图3为本发明实施例提供的一种确定生态过滤带设置的系统的结构示意图。

[0070] 参照图3，本发明实施例提供的一种确定生态过滤带设置的系统包括：去除率测定单元11、最佳植被选择单元12、多元线性回归模型建立单元13、生态过滤带设置范围确定单元14以及过滤带设置单元15；其中，

[0071] 所述的去除率测定单元11，用于测定不同植被对营养物质的去除率；

[0072] 所述的最佳植被选择单元12，用于根据所述不同植被对营养物质的去除率，选择出去除率最高的植被作为最佳植被；

[0073] 所述的多元线性回归模型建立单元13，用于分别建立最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型；

[0074] 所述的生态过滤带设置范围确定单元14，用于根据所述最佳植被在待设置的过滤带区的防护密度、防护坡度以及防护宽度与所述待设置的过滤带区的水体中各种营养物质浓度的多元线性回归模型，确定出最优的生态过滤带设置范围；

[0075] 所述的过滤带设置单元15，用于利用所述最佳植被在所述最优的生态过滤带设置范围内进行过滤带设置。

[0076] 综上所述，采用本发明提出的确定生态过滤带设置的方法和系统，在保证植物群落稳定性的前提下，从水体中营养物质去除效果最佳的角度出发，筛选出最佳植被和可选植被，然后根据坡度、密度、宽度因子的变化确定最优的生态过滤带设置范围，使用最佳植被和可选植被对最优的生态过滤带设置范围进行组合设置，得出最佳设置模式。

[0077] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

[0078] 本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

[0079] 本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

[0080] 以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。