一种生态类自然保护地的保护成效评估方法及系统与流程

文档序号:17467774发布日期:2019-04-20 05:37阅读:378来源:国知局
一种生态类自然保护地的保护成效评估方法及系统与流程
本发明涉及自然保护领域,特别是涉及一种生态类自然保护地的保护成效评估方法及系统。
背景技术
:保护地(自然保护区、国家公园、湿地公园、种质资源保护地、森林公园、水源地、风景名胜区等)的保护成效,指的是保护对象的生存状态,生态环境条件等方面的保护和管理效果。保护成效的确定已逐步成为一个地区乃至全国性的生物多样性保护、生态系统、生态环境监管中的一项基础工作,对于分析和发现保护中存在的问题,监督和督促相关职能管理部门开展切实有效的保护工作,具有重要的实践意义和应用价值。传统的保护成效的确定方法为分区间进行保护成效的确定,该方法是很多行业部门进行测报、评估和预警的基本方法,其具有直观、简洁、易理解和应用的特点。但按照数学来说,分区间进行保护成效的确定可看成是一种“阶跃”函数,具有不连续性和跳跃性,会带来计算误差。在特定的阶跃点边界条件下,这种误差是非常大的,对于具有多元变量的模型来说,这种误差是非常大,导致保护成效的确定结果不准确。技术实现要素:本发明的目的是提供一种生态类自然保护地的保护成效评估方法及系统,减小保护成效计算误差,提高保护成效评估的准确度。为实现上述目的,本发明提供了如下方案:一种生态类自然保护地的保护成效评估方法,包括:获取所述自然保护地的第一时刻的状态和第二时刻的状态;所述第一时刻为监测评估周期的初期,所述第二时刻为监测评估周期的末期;所述监测周期为对自然保护地进行保护成效确定过程中监测自然保护地的状态的周期;获取表征所述第一时刻的状态和所述第二时刻的状态的指标;根据所述指标的变量,计算所述自然保护地保护成效评估的多种参数的变化率;将每种参数的变化率代入对应的预先构建的指数模型中,得到各种参数指标的保护成效指数;将各保护成效指数求和得到综合保护成效值。可选的,在所述将各保护成效指数求和得到综合保护成效值之后,还包括:将所述综合保护成效值与保护成效语义标准进行对比,得到保护成效的语言描述。可选的,所述根据所述指标的变量,计算所述自然保护地保护成效评估的多种参数的变化率,具体包括:利用公式计算景观格局有效性指数,其中x1为景观格局有效性指数;ep为景观格局指数,t为第一时刻;t+1为第二时刻;m1为保护性景观镶嵌体总数;i1,j1均为保护性景观镶嵌体的顺序号;si1为第i1个保护性景观镶嵌体的面积,ts为自然保护的总面积;fi为景观单元破碎化指数,介于0-1之间,fi的值越大,保护性景观镶嵌体破碎化程度越大,反之越小;利用公式计算生态系统转化有效性指数,其中x2为生态系统转化有效性指数;评估初期第i2类生态系统转化为评估末期第j2类生态系统的面积;m2、n2分别为第一时刻和第二时刻生态系统类型的数量;q为不同生态系统类型的重要性赋值;当生态系统为非湿地生态系统时,利用公式计算生态系统质量有效性指数,其中x31为生态系统为非湿地生态系统时的生态系统质量有效性指数,n3为像元数量,为像元i3的用遥感手段获得的归一化植被指数变化率,ndvist为第一时刻像元值被生长季的归一化植被指数值,ndvis(t+1)为第二时刻像元植被生长季的归一化植被指数值;当生态系统为湿地生态系统时,利用公式计算生态系统质量有效性指数,其中x32为生态系统为湿地生态系统时的生态系统质量有效性指数,为第一时刻湿地丰水期的面积或水质指标的第i′3个变量,为第二时刻湿地丰水期的面积或水质指标的第i′3个变量;i′3取值为1、2、……、m′3,m′3为湿地水面、水质的变量个数;利用公式计算森林生长有效性指数,其中x4为森林生长有效性指数;为森林生长有效性指数第i4项次级指标变化率,次级指标包括郁闭度ey和蓄积量ex,其中蓄积量根据胸径和树高,查阅二元材积表确定;为次级指标权重,w1取0.4,w2取0.6;利用公式计算植被稳定有效性指数,其中x5为森林植被稳定有效性指数,h为物种多样性的测算指标,为物种i5的个体数占总个体数的比例,i5=1,2,…,n5;n5为物种总数;利用公式计算保护对象物种数量有效性指数,其中x6为保护对象物种数量有效性指数;为自然保护地第i6种保护物种的权重,根据保护物种的相对重要性程度确定;n6为自然保护地保护物种的种类数;为第一时刻第i6种保护物种的种群数量或分布面积;为第二时刻第i6种保护物种的种群数量或分布面积;利用公式计算干扰变化有效性指数,其中,x7为干扰变化有效性指数;i为人类活动干扰指数,为功能区系数,即人类干扰土地类型处于自然保护地第j7功能区的干扰赋值;为第i7种人类干扰土地类型的干扰权重,自然保护地人类干扰土地类型包括采矿用地、工业用地、交通运输用地、旅游用地、住宅用地和农业生产用地,权重值分别取0.42、0.22、0.16、0.12、0.05和0.03;为第i7种人类干扰土地类型在功能区j7中的面积。可选的,所述将每种参数的变化率代入对应的预先构建的指数模型中,得到各种参数指标的保护成效指数,具体包括:将所述景观格局有效性指数代入景观格局有效性指数模型f(x1)=15/(1+exp(-1.635-0.757*x1))中,得到景观格局保护成效指数;将所述生态系统转化有效性指数代入生态系统转化有效性指数模型f(x2)=15/(1+exp(-1.635-1.557*x2))中,得到生态系统转化保护成效指数;当生态系统为非湿地生态系统时,将所述生态系统质量有效性指数代入非湿地生态系统质量有效性指数模型f(x31)=18/(1+exp(-1.21-0.69*x31))中,得到非湿地生态系统质量保护成效指数;当生态系统为湿地生态系统时,将所述生态系统质量有效性指数代入湿地面积变化指数模型f(x32)=10/(1+exp(-1.35-0.65*x32))中,得到湿地面积保护成效指数;将所述森林生长有效性指数代入森林生长有效性指数模型f(x4)=10/(1+exp(-0.73-0.54*x4))中,得到森林生长保护成效指数;将所述植被稳定有效性指数代入植被稳定有效性指数模型f(x5)=10/(1+exp(-1.83-0.81*x5))中,得到植被稳定保护成效指数;将所述保护对象物种数量有效性指数代入保护对象物种数量有效性指数模型f(x6)=18/(1+exp(-1.23-0.69*x6))中,得到保护对象物种数量保护成效指数;将所述干扰变化有效性指数代入干扰变化有效性指数模型f(x7)=14/(1+exp(-1.135+0.71*x7))中,得到人类活动干扰指数。本发明还公开一种生态类自然保护地的保护成效评估系统,包括:始末状态获取模块,用于获取所述自然保护地的第一时刻的状态和第二时刻的状态;所述第一时刻为监测评估周期的初期,所述第二时刻为监测评估周期的末期;所述周期为对自然保护地进行保护成效确定过程中监测自然保护地的状态的周期;指标获取模块,用于获取表征所述第一时刻的状态和所述第二时刻的状态的指标;参数变化计算模块,用于根据所述指标的变量,计算所述自然保护地保护成效评估的多种参数的变化率;保护成效指数计算模块,用于将每种参数的变化率代入对应的预先构建的指数模型中,得到各种参数指标的保护成效指数;求和模块,用于将各种参数的保护成效指数求和得到综合保护成效值。可选的,该保护成效评估系统还包括:语义对比模块,用于将所述综合保护成效值与保护成效标准语义进行对比,得到保护成效的语言描述。可选的,所述参数变化计算模块包括:景观格局有效性计算单元,用于利用公式计算景观格局有效性指数,其中x1为景观格局有效性指数;ep为景观格局指数,t为第一时刻;t+1为第二时刻;m1为保护性景观镶嵌体总数;i1,j1均为保护性景观镶嵌体的顺序号;si1为第i1个保护性景观镶嵌体的面积,ts为自然保护的总面积;fi为景观单元破碎化指数,介于0-1之间,fi的值越大,保护性景观镶嵌体破碎化程度越大,反之越小;生态系统转化有效性计算单元,用于利用公式计算生态系统转化有效性指数,其中x2为生态系统转化有效性指数;评估初期第i2类生态系统转化为评估末期第j2类生态系统的面积;m2、n2分别为第一时刻和第二时刻生态系统类型的数量;q为不同生态系统类型的重要性赋值;生态系统质量有效性计算单元,用于当生态系统为非湿地生态系统时,利用公式计算生态系统质量有效性指数,其中x31为生态系统为非湿地生态系统时的生态系统质量有效性指数,n3为像元数量,为像元i3的用遥感手段获得的归一化植被指数变化率,ndvist为第一时刻像元值被生长季的归一化植被指数值,ndvis(t+1)为第二时刻像元植被生长季的归一化植被指数值;当生态系统为湿地生态系统时,利用公式计算生态系统质量有效性指数,其中x32为生态系统为湿地生态系统时的生态系统质量有效性指数,为第一时刻湿地丰水期的面积或水质指标的第i′3个变量,为第二时刻湿地丰水期的面积或水质指标的第i′3个变量;i′3取值为1、2、……、m′3,m′3为湿地水面、水质的变量个数;森林生长有效性计算单元,用于利用公式计算森林生长有效性指数,其中x4为森林生长有效性指数;为森林生长有效性指数第i4项次级指标变化率,次级指标包括郁闭度ey和蓄积量ex,其中蓄积量根据胸径和树高,查阅二元材积表确定;为次级指标权重,w1取0.4,w2取0.6;植被稳定有效性计算单元,用于利用公式计算植被稳定有效性指数,其中x5为森林植被稳定有效性指数,h为物种多样性的测算指标,为物种i5的个体数占总个体数的比例,i5=1,2,…,n5;n5为物种总数;保护对象物种数量有效性计算单元,用于利用公式计算保护对象物种数量有效性指数,其中x6为保护对象物种数量有效性指数;为自然保护地第i6种保护物种的权重,根据保护物种的相对重要性程度确定;n6为自然保护地保护物种的种类数;为第一时刻第i6种保护物种的种群数量或分布面积;为第二时刻第i6种保护物种的种群数量或分布面积;干扰变化有效性计算单元,用于利用公式计算干扰变化有效性指数,其中,x7为干扰变化有效性指数;i为人类活动干扰指数,为功能区系数,即人类干扰土地类型处于自然保护地第j7功能区的干扰赋值;为第i7种人类干扰土地类型的干扰权重,自然保护地人类干扰土地类型包括采矿用地、工业用地、交通运输用地、旅游用地、住宅用地和农业生产用地,权重值分别取0.42、0.22、0.16、0.12、0.05和0.03;为第i7种人类干扰土地类型在功能区j7中的面积。可选的,所述保护成效指数计算模块包括:景观格局有效性数据代入单元,用于将所述景观格局有效性指数代入景观格局有效性指数模型f(x1)=15/(1+exp(-1.635-0.757*x1))中,得到景观格局保护成效指数;生态系统转化有效性数据代入单元,用于将所述生态系统转化有效性指数代入生态系统转化有效性指数模型f(x2)=15/(1+exp(-1.635-1.557*x2))中,得到生态系统转化保护成效指数;生态系统质量有效性数据代入单元,用于当生态系统为非湿地生态系统时,将所述生态系统质量有效性指数代入非湿地生态系统质量有效性指数模型f(x31)=18/(1+exp(-1.21-0.69*x31))中,得到非湿地生态系统质量保护成效指数;当生态系统为湿地生态系统时,将所述生态系统质量有效性指数代入湿地面积变化指数模型f(x32)=10/(1+exp(-1.35-0.65*x32))中,得到湿地面积保护成效指数;森林生长有效性数据代入单元,用于将所述森林生长有效性指数代入森林生长有效性指数模型f(x4)=10/(1+exp(-0.73-0.54*x4))中,得到森林生长保护成效指数;植被稳定有效性数据代入单元,用于将所述植被稳定有效性指数代入植被稳定有效性指数模型f(x5)=10/(1+exp(-1.83-0.81*x5))中,得到植被稳定保护成效指数;保护对象物种数量有效性数据代入单元,用于将所述保护对象物种数量有效性指数代入保护对象物种数量有效性指数模型f(x6)=18/(1+exp(-1.23-0.69*x6))中,得到保护对象物种数量保护成效指数;干扰变化有效性数据代入单元,用于将所述干扰变化有效性指数代入干扰变化有效性指数模型f(x7)=14/(1+exp(-1.135+0.71*x7))中,得到人类活动干扰指数。根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明所公开的生态类自然保护地的保护成效评估方法及系统,以一个时间周期内保护对象各要素的改变,来刻画保护成效,各个变量皆为评估周期内的指标变化量,从而利用变量的连续变化来确定保护成效,避免了不连续性和跳跃性所带来的误差,有效提高保护成效评估的准确度。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例1生态类自然保护地的保护成效评估方法的方法流程图;图2为本发明实施例3生态类自然保护地的保护成效评估系统的系统结构图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。本发明的目的是提供一种生态类自然保护地的保护成效评估方法及系统,减小保护成效确定误差,提高保护成效确定的准确度。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。实施例1:图1为本发明实施例1生态类自然保护地的保护成效评估方法的方法流程图。参见图1,该生态类自然保护地的保护成效评估方法,包括:步骤101:获取所述自然保护地的第一时刻的状态和第二时刻的状态;所述第一时刻为监测评估周期的初期,所述第二时刻为监测评估周期的末期;所述监测周期为对自然保护地进行保护成效确定过程中监测自然保护地的状态的周期。本发明的该步骤101的数据来源包括:(1)资料收集。通过查找相关文献、与保护区管理局人员访谈,收集自然保护地内的保护区功能分区图、保护区近期科考材料中保护区内主要植被类型的空间分布数据,保护区主要保护动植分布、保护区内管理站点分布、保护区人为活动影响状况等基础资料数据。(2)遥感数据。从美国航空航天局(nasa)网站下载美国陆地卫星遥感数据,陆地卫星遥感数据作为基础数据源,可解译和提供不同时期植被覆盖/土地利用(生态系统类型)空间信息,人为活动影响等空间客观信息,生态系统质量信息。(3)二手数据。通过行业主管部门内部数据、管理部门公示数据、ngo组织调查数据、科技文献数据的收集,采集和集成部分二手数据。这些数据内容主要包括:旅游开发数据、保护物种数据、污染状况数据等。(4)地面调查数据。实地调查采集的主要数据包括:保护区管理状况数据、标准地数据、景观照片、旅游开发照片等。步骤102:获取表征所述第一时刻的状态和所述第二时刻的状态的指标;步骤103:根据所述指标的变量,计算所述自然保护地保护成效评估的多种参数的变化率。步骤104:将每种参数的变化率代入对应的预先构建的指数模型中,得到各种参数指标的保护成效指数。步骤105:将各保护成效指数求和得到综合保护成效值。步骤106:将所述综合保护成效值与保护成效语义标准进行对比,得到保护成效的语言描述。表1为保护成效标准表。表1综合保护成效值区间[85,100](70,85](55,70](40,55][0,40]保护成效度优秀良好一般差很差参见表1,可以根据表1确定保护成效度。作为一种可选的实施方式,步骤103具体包括:利用公式计算景观格局有效性指数,其中x1为景观格局有效性指数;ep为景观格局指数,t为第一时刻;t+1为第二时刻;m1为保护性景观镶嵌体总数;i1,j1均为保护性景观镶嵌体的顺序号;si1为第i1个保护性景观镶嵌体的面积,ts为自然保护地的总面积;fi为景观单元破碎化指数,介于0-1之间,fi的值越大,保护性景观镶嵌体破碎化程度越大,反之越小;利用公式计算生态系统转化有效性指数,其中x2为生态系统转化有效性指数;评估初期第i2类生态系统转化为评估末期第j2类生态系统的面积;m2、n2分别为第一时刻和第二时刻生态系统类型的数量;q为不同生态系统类型的重要性赋值;将生态系统类型划分为最重要生态系统(i)、次重要的生态系统(ii)、第三重要生态系统(iii)、轻度干扰生态系统(iv)以及重度干扰生态系统(v)5类具体赋值。表2为生态系统类型重要性赋值参考表。表2生态系统类型重要性赋值最重要的生态系统1.0次重要的生态系统0.6第三重要的生态系统0.4轻度干扰的生态系统-0.4重度干扰的生态系统-1.0参见表2,可以根据表2对q赋值。生态系统类型主要包括森林、灌木林、草地、湿地、冰川及永久积雪、裸地、农业生产用地和建筑用地(包括住宅用地、交通运输用地、旅游用地、工业用地和采矿用地)等类型。根据每个自然保护地特点,对影响较大的生态系统进行分类。首先,确定其主要保护的生态系统,一般不超过3类,分别为最重要、次重要、第三重要。除部分农业生产用地作为保护物种生境的,其他农业生产用地列为轻度干扰类型。建筑用地列为重度干扰类型。当生态系统为非湿地生态系统时,利用公式计算生态系统质量有效性指数,其中x31为生态系统为非湿地生态系统时的生态系统质量有效性指数,n3为像元数量,为像元i3的用遥感手段获得的归一化植被指数(ndvi)变化率,ndvist为第一时刻像元值被生长季的归一化植被指数值,ndvis(t+1)为第二时刻像元植被生长季的归一化植被指数值;当生态系统为湿地生态系统时,生态系统质量有效性指数用丰水期的湿底面积变化、水质指标变化量计算,利用公式计算生态系统质量有效性指数,其中x32为生态系统为湿地生态系统时的生态系统质量有效性指数,为第一时刻湿地丰水期的面积或水质指标的第i′3个变量,为第二时刻湿地丰水期的面积或水质指标的第i′3个变量;i′3取值为1、2、……、m′3,m′3为湿地水面、水质的变量个数;利用公式计算森林生长有效性指数,其中x4为森林生长有效性指数;为森林生长有效性指数第i4项次级指标变化率,次级指标包括郁闭度ey和蓄积量ex,其中蓄积量根据胸径和树高,查阅二元材积表确定;为次级指标权重,w1取0.4,w2取0.6;c1为郁闭度变化量,为蓄积量变化量。其中小班或林班的蓄积量可根据小班、林班平均胸径和树高,查阅二元材积表得到。如果考察对象面积很小,也可用每木检尺数据计算。利用公式计算植被稳定有效性指数,其中x5为森林植被稳定有效性指数,h为物种多样性的测算指标,采用香农-威纳指数(shannon-wiener指数),根据乔木层、灌木层、草本层的物种组成情况,按0.5、0.3、0.2加权计算,为物种i5的个体数占总个体数的比例,i5=1,2,…,n5;n5为物种总数;利用公式计算保护对象物种数量有效性指数,其中x6为保护对象物种数量有效性指数;为自然保护地第i6种保护物种的权重,根据保护物种的相对重要性程度确定;n6为自然保护地保护物种的种类数,当自然保护地有多种主要保护物种时,最多选取5种,即n6≤5;为第一时刻第i6种保护物种的种群数量或分布面积;动物种群数量用绝对数量或相对数量(如遇见率);植物种群用分布面积表示,数量稀少的珍稀濒危、特有物种种群数量用株(丛)表示。为第二时刻第i6种保护物种的种群数量或分布面积;利用公式计算干扰变化有效性指数,其中,x7为干扰变化有效性指数;i为人类活动干扰指数,为功能区系数,即人类干扰土地类型处于自然保护地第j7功能区的干扰赋值;当j7=1(核心区)时,当j7=2(缓冲区)时,当j7=3(实验区)时,为第i7种人类干扰土地类型的干扰权重,自然保护地人类干扰土地类型包括采矿用地、工业用地、交通运输用地、旅游用地、住宅用地和农业生产用地,权重值分别取0.42、0.22、0.16、0.12、0.05和0.03;为第i7种人类干扰土地类型在功能区j7中的面积。考虑到交通运输用地对生物的影响及扩散效应,交通运输用地面积是根据交通线路长度乘以其影响宽度测算得来。其中,铁路及高速公路的影响宽度取其路基宽度的3倍,一级公路取其路基宽度的2倍,其他道路取其路基宽度的1倍。道路的面积通过arcgis软件向道路两侧做缓冲区(缓冲距离为其影响宽度)求得。作为一种可选的实施方式,步骤104具体包括:将所述景观格局有效性指数代入景观格局有效性指数模型f(x1)=15/(1+exp(-1.635-0.757*x1))中,得到景观格局保护成效指数;将所述生态系统转化有效性指数代入生态系统转化有效性指数模型f(x2)=15/(1+exp(-1.635-1.557*x2))中,得到生态系统转化保护成效指数;当生态系统为非湿地生态系统时,将所述生态系统质量有效性指数代入非湿地生态系统质量有效性指数模型f(x31)=18/(1+exp(-1.21-0.69*x31))中,得到非湿地生态系统质量保护成效指数;当生态系统为湿地生态系统时,将所述生态系统质量有效性指数代入湿地面积变化指数模型f(x32)=10/(1+exp(-1.35-0.65*x32))中,得到湿地面积保护成效指数;将所述森林生长有效性指数代入森林生长有效性指数模型f(x4)=10/(1+exp(-0.73-0.54*x4))中,得到森林生长保护成效指数;将所述植被稳定有效性指数代入植被稳定有效性指数模型f(x5)=10/(1+exp(-1.83-0.81*x5))中,得到植被稳定保护成效指数;将所述保护对象物种数量有效性指数代入保护对象物种数量有效性指数模型f(x6)=18/(1+exp(-1.23-0.69*x6))中,得到保护对象物种数量保护成效指数;将所述干扰变化有效性指数代入干扰变化有效性指数模型f(x7)=14/(1+exp(-1.135+0.71*x7))中,得到人类活动干扰指数。其中上述各个模型均为在统计产品与服务解决方案(spss,statisticalproductandservicesolutions)中构建。实施例2:该实施例2以云南丽江拉市海自然保护地作为保护成效确定区域为例进行详细说明。以2010年为监测周期的初期,2016年为监测周期的末期,收集2010年、2016年陆地卫星遥感图像,保护区及保护对象的其它数据,按照上述步骤,进行计算。第一步,自变量的计算根据各有效性指标的计算公式计算景观格局有效性指数、生态系统转化有效性指数、生态系统质量有效性指数、森林生长有效性指数、植被稳定有效性指数、保护对象物种数量有效性指数、干扰变化有效性指数。(1)计算景观格局有效性指数的取值解译卫星影像图,计算并得到各类景观镶嵌体的面积,表3为拉市海高原湿地省级自然保护地各类镶嵌体面积。表3镶嵌体名称2010年(hm2)2016年(hm2)水体1164.021209.21湖滨带238.6970.22云南松2689.312684.46华山松213.16223.74农业用地1831.831946.13旅游用地38.8339.98住宅用地223.39226.10高尔夫用地34.0334.03根据表3,自然保护地的总面积ts=6433.26,2010年景观镶嵌体面积总和借助fragstats3.3计算得到初期和末期的生态系统镶嵌体破碎化指标fi分别为0.582和0.541。根据各个变量计算ept、ept+1。2016年景观镶嵌体面积则计算x1,(2)计算生态系统转化有效性指数的取值拉市海自然保护地来最重要的生态系统为湿地生态系统;次重要的生态系统为云南松生态系统和华山松生态系统;第三重要为湖滨带生态系统。解译和制作两期的土地利用/植被分布图,并计算出生态系统类型转化矩阵,表4为拉市海高原湿地省级自然保护地各生态系统类型转化矩阵表表4结合表4计算生态系统转化有效性指数。(3)生态系统质量有效性指数的取值拉市海高原湿地省级自然保护地属于湿地自然保护地,所以其生态系统质量有效性主要由湿地面积变化和湿地水质变化决定。表5为拉市海高原湿地面积表。表5计算项2010年(hm2)2016年(hm2)湿地水体面积1164.021209.21本例为湿地类保护地,sw采用水体面积指标,则:(4)森林生长有效性指数的取值森林生长有效性主要由植被生长有效性和植被稳定有效性来决定。采集由于缺乏两期的比对样地,所以无法利用比对样地计算植物生长有效性。表6为蓄积、郁闭度的变化数据表。表6按面积比重加权方法,计算保护区的3个保护区域总体的郁闭度变化值c1=((2205.52×0.55+478.94×0.95+223.74×0.70)-(2193.34+491.05+213.16)×0.65)/(2193.34+491.05+213.16)×0.65×100=-3.12蓄积量变化值c2=((2205.52×75.56+478.94×177.09+223.74×220.37)-(2193.34+491.05+213.16)×100.65×100=3.10植被生长有效性指数x4(5)植被稳定有效性指数的取值主要植被分布为云南松和华山松,比对两期卫星图像,根据分布面积计算得x5(6)保护对象物种数量有效性指数的取值选择国家i级保护动物黑鹤、中华秋沙鸭、黑颈鹤、白头鹤、林雕为保护物种有效性计算对象。选取国家i级保护动物黑颈鹤、林雕、黑鹤、中华秋沙鸭、白头鹤、金雕、东方白鹤作为五种主要保护物种进行计算。由于以上七种都是国家i级保护动物,故赋等权重,各为1/7。据调查,黑颈鹤、林雕种群已从25只、12只消失为0只,后面5种种群数量与监测初期相同,属于稳定状态。主要保护对象种群数量有效性指数(7)干扰变化有效性指数的取值表7为拉市海湿地国家级自然保护地各人类活动干扰面积统计表表7根据表7,计算出监测初期,2010年的人类活动干扰指数it=0+0+0.16×29.05+0.12×38.83+0.05×223.38+0.03×1831.83=75.46评估末期,即2016年的人类活动干扰指数it+1=0+0+0.16×63.21+0.12×39.98+0.05×226.09+0.03×1946.13=84.59由此计算出干扰变化有效性指数第二步,保护成效指数取值的计算将x1=3.35代入景观格局有效性指数模型f(x1)=15/(1+exp(-1.635-0.757*x1))中得到:f(x1)=15/(1+exp(-1.635-0.757×3.35))=14.8将x2=0.667代入生态系统转化有效性指数模型f(x2)=15/(1+exp(-1.635-1.557*x2))中,得到:f(x2)=15/(1+exp(-1.635-1.557×0.667))=14.0将x32=3.9代入湿地面积变化指数模型f(x32)=10/(1+exp(-1.35-0.65*x32))中,得到f(x32)=10/(1+exp(-1.35-0.65×3.9))=17.6将x4=0.62代入森林生长有效性指数模型f(x4)=10/(1+exp(-0.73-0.54*x4))中,得到f(x4)=10/(1+exp(-0.73-0.54×0.62))=7.4将x5=-14.28代入植被稳定有效性指数模型f(x5)=10/(1+exp(-1.83-0.81*x5))中,得到f(x5)=10/(1+exp(-1.83-0.81×(-14.28)))=0.0006将x6=0.0代入保护对象物种数量有效性指数模型f(x6)=18/(1+exp(-1.23-0.69*x6))中,得到f(x6)=18/(1+exp(-1.23-0.69×0.0))=13.9将x7=12.1代入干扰变化有效性指数模型f(x7)=14/(1+exp(-1.135+0.71*x7))中,得到f(x7)=14/(1+exp(-1.135+0.71×12.1))=0.008第三步,累加将f(x1)、f(x2)、……、f(x7)进行累加f(x)=f(x1)+f(x2)+f(x3)+f(x4)+f(x5)+f(x6)+f(x7)=14.8+14.0+17.6+7.4+0.0006+13.9+0.008=67.7第四步,保护成效度确定对照表1,f(x)=67.7落入“一般”区间。该保护区的保护成效为一般。实施例3:图2为本发明实施例3自然保护地保护成效评估系统的系统结构图。参见图2,该自然保护地保护成效评估系统,包括:始末状态获取模块201,用于获取所述自然保护地的第一时刻的状态和第二时刻的状态;所述第一时刻为监测评估周期的初期,所述第二时刻为监测评估周期的末期;所述周期为对自然保护地进行保护成效确定过程中监测自然保护地的状态的周期。指标获取模块202,用于获取表征所述第一时刻的状态和所述第二时刻的状态的指标;参数变化计算模块203,用于根据所述指标的变量,计算所述自然保护地保护成效评估的多种参数的变化率。保护成效指数计算模块204,用于将每种参数的变化率代入对应的预先构建的指数模型中,得到各种参数指标的保护成效指数。求和模块205,用于将各种参数的保护成效指数求和得到综合保护成效值。语义对比模块206,用于将所述综合保护成效值与保护成效标准语义进行对比,得到保护成效的语言描述。作为一种可选的实施方式,所述参数变化计算模块203包括:景观格局有效性计算单元,用于利用公式计算景观格局有效性指数,其中x1为景观格局有效性指数;ep为景观格局指数,t为第一时刻;t+1为第二时刻;m1为保护性景观镶嵌体总数;i1,j1均为保护性景观镶嵌体的顺序号;si1为第i1个保护性景观镶嵌体的面积,ts为自然保护的总面积;fi为景观单元破碎化指数,介于0-1之间,fi的值越大,保护性景观镶嵌体破碎化程度越大,反之越小;生态系统转化有效性计算单元,用于利用公式计算生态系统转化有效性指数,其中x2为生态系统转化有效性指数;评估初期第i2类生态系统转化为评估末期第j2类生态系统的面积;m2、n2分别为第一时刻和第二时刻生态系统类型的数量;q为不同生态系统类型的重要性赋值;生态系统质量有效性计算单元,用于当生态系统为非湿地生态系统时,利用公式计算生态系统质量有效性指数,其中x31为生态系统为非湿地生态系统时的生态系统质量有效性指数,n3为像元数量,为像元i3的用遥感手段获得的归一化植被指数变化率,ndvist为第一时刻像元值被生长季的归一化植被指数值,ndvis(t+1)为第二时刻像元植被生长季的归一化植被指数值;当生态系统为湿地生态系统时,利用公式计算生态系统质量有效性指数,其中x32为生态系统为湿地生态系统时的生态系统质量有效性指数,为第一时刻湿地丰水期的面积或水质指标的第i′3个变量,为第二时刻湿地丰水期的面积或水质指标的第i′3个变量;i′3取值为1、2、……、m′3,m′3为湿地水面、水质的变量个数;森林生长有效性计算单元,用于利用公式计算森林生长有效性指数,其中x4为森林生长有效性指数;为森林生长有效性指数第i4项次级指标变化率,次级指标包括郁闭度ey和蓄积量ex,其中蓄积量根据胸径和树高,查阅二元材积表确定;为次级指标权重,w1取0.4,w2取0.6;植被稳定有效性计算单元,用于利用公式计算植被稳定有效性指数,其中x5为森林植被稳定有效性指数,h为物种多样性的测算指标,为物种i5的个体数占总个体数的比例,i5=1,2,…,n5;n5为物种总数;保护对象物种数量有效性计算单元,用于利用公式计算保护对象物种数量有效性指数,其中x6为保护对象物种数量有效性指数;为自然保护地第i6种保护物种的权重,根据保护物种的相对重要性程度确定;n6为自然保护地保护物种的种类数;为第一时刻第i6种保护物种的种群数量或分布面积;为第二时刻第i6种保护物种的种群数量或分布面积;干扰变化有效性计算单元,用于利用公式计算干扰变化有效性指数,其中,x7为干扰变化有效性指数;i为人类活动干扰指数,为功能区系数,即人类干扰土地类型处于自然保护地第j7功能区的干扰赋值;为第i7种人类干扰土地类型的干扰权重,自然保护地人类干扰土地类型包括采矿用地、工业用地、交通运输用地、旅游用地、住宅用地和农业生产用地,权重值分别取0.42、0.22、0.16、0.12、0.05和0.03;为第i7种人类干扰土地类型在功能区j7中的面积。作为一种可选的实施方式,所述保护成效指数计算模块204包括:景观格局有效性数据代入单元,用于将所述景观格局有效性指数代入景观格局有效性指数模型f(x1)=15/(1+exp(-1.635-0.757*x1))中,得到景观格局保护成效指数;生态系统转化有效性数据代入单元,用于将所述生态系统转化有效性指数代入生态系统转化有效性指数模型f(x2)=15/(1+exp(-1.635-1.557*x2))中,得到生态系统转化保护成效指数;生态系统质量有效性数据代入单元,用于当生态系统为非湿地生态系统时,将所述生态系统质量有效性指数代入非湿地生态系统质量有效性指数模型f(x31)=18/(1+exp(-1.21-0.69*x31))中,得到非湿地生态系统质量保护成效指数;当生态系统为湿地生态系统时,将所述生态系统质量有效性指数代入湿地面积变化指数模型f(x32)=10/(1+exp(-1.35-0.65*x32))中,得到湿地面积保护成效指数;森林生长有效性数据代入单元,用于将所述森林生长有效性指数代入森林生长有效性指数模型f(x4)=10/(1+exp(-0.73-0.54*x4))中,得到森林生长保护成效指数;植被稳定有效性数据代入单元,用于将所述植被稳定有效性指数代入植被稳定有效性指数模型f(x5)=10/(1+exp(-1.83-0.81*x5))中,得到植被稳定保护成效指数;保护对象物种数量有效性数据代入单元,用于将所述保护对象物种数量有效性指数代入保护对象物种数量有效性指数模型f(x6)=18/(1+exp(-1.23-0.69*x6))中,得到保护对象物种数量保护成效指数;干扰变化有效性数据代入单元,用于将所述干扰变化有效性指数代入干扰变化有效性指数模型f(x7)=14/(1+exp(-1.135+0.71*x7))中,得到人类活动干扰指数。根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明所公开的自然保护地保护成效评估方法及系统,以一个时间周期内保护对象各要素的改变,来刻画保护成效,各个变量皆为评估周期内的指标变化量,从而利用变量的连续变化来评估保护成效,避免了不连续性和跳跃性所带来的误差,有效提高保护成效评估的准确度。用参变量的变化率进行评估,能消除禀赋差异的保护地的自然条件对评估效果的影响,以一种统一的尺度,横向比对全国自然生态类保护地的保护成效。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。当前第1页12
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