本發(fā)明涉及生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域，具體涉及高原干旱河谷地區(qū)消落帶生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、河流洪水的沖刷、湖泊或河流等水域水位的自然漲落等都會(huì)導(dǎo)致水域邊緣的土地周期性地被淹沒和露出，在高原干旱河谷地區(qū)，由于地形陡峭、氣候干旱，水位的波動(dòng)可能更加劇烈，從而形成明顯的消落帶。

2、消落帶是指由于水位季節(jié)性或周期性波動(dòng)，導(dǎo)致水域邊緣的土地經(jīng)歷周期性淹沒和出露的交替過程，進(jìn)而形成的一種獨(dú)特濕地生態(tài)系統(tǒng)。在高原干旱河谷地區(qū)，這種現(xiàn)象尤為顯著，因?yàn)檫@些地區(qū)的水資源相對(duì)稀缺，且受到地形、氣候等多種因素的影響。

3、在高原干旱河谷地區(qū)，人類活動(dòng)如灌溉、發(fā)電等會(huì)對(duì)水資源產(chǎn)生較大影響，進(jìn)而對(duì)消落帶的形成產(chǎn)生間接作用。

4、現(xiàn)有的高原干旱河谷地區(qū)消落帶在進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時(shí)，通常在消落帶地區(qū)建立水質(zhì)監(jiān)測(cè)站、土壤監(jiān)測(cè)站、氣象監(jiān)測(cè)站和生物多樣性監(jiān)測(cè)站等，對(duì)消落帶地區(qū)進(jìn)行水質(zhì)、土壤、氣象以及生物多樣性檢測(cè)，現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)站雖然能夠收集到大量的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)往往是針對(duì)整個(gè)消落帶地區(qū)的，缺乏對(duì)不同生態(tài)類型或不同受損程度的區(qū)域的針對(duì)性監(jiān)測(cè)，導(dǎo)致在制定修復(fù)策略時(shí)，難以根據(jù)具體區(qū)域的實(shí)際情況進(jìn)行精確調(diào)整，即缺乏分類式修復(fù)，修復(fù)策略采用“一刀切”的方式，即對(duì)整個(gè)消落帶地區(qū)采用相同的修復(fù)措施，導(dǎo)致位于消落帶內(nèi)某些區(qū)域的修復(fù)效果不佳，甚至對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成進(jìn)一步的破壞，并且由于缺乏分類式修復(fù)，修復(fù)資源無(wú)法得到合理分配，位于消落帶的一些區(qū)域會(huì)因過度修復(fù)而浪費(fèi)資源，而另一些區(qū)域則會(huì)因?yàn)樾迯?fù)不足而無(wú)法得到有效恢復(fù)，不僅導(dǎo)致了資源的浪費(fèi)，還降低了修復(fù)效率。

5、因此，有必要提供一種新的高原干旱河谷地區(qū)消落帶生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供高原干旱河谷地區(qū)消落帶生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)。

2、本發(fā)明提供的高原干旱河谷地區(qū)消落帶生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)，包括采集模塊，用于獲取高原干旱河谷地區(qū)消落帶的多源數(shù)據(jù)；

3、數(shù)據(jù)分析模塊，根據(jù)采集到的高原干旱河谷地區(qū)消落帶的多源數(shù)據(jù)，利用gis軟件分析消落帶的空間異質(zhì)性因子，利用遙感技術(shù)評(píng)估消落帶的生物多樣性水平，并分析消落帶受到的人類活動(dòng)干擾程度；

4、數(shù)據(jù)提取模塊，根據(jù)數(shù)據(jù)分析模塊的結(jié)果，提取影響消落帶再野化過程的關(guān)鍵因子；

5、模型建立與分析模塊，根據(jù)提取后的關(guān)鍵因子，利用熵權(quán)法構(gòu)建消落帶再野化機(jī)遇指數(shù)的計(jì)算模型，并結(jié)合gis軟件進(jìn)行空間分析；

6、模型輸出模塊，根據(jù)消落帶再野化機(jī)遇指數(shù)模型計(jì)算結(jié)果，制作消落帶再野化機(jī)遇空間分布圖，分布范圍包括高值、較高值、中值、較低值和低值空間的分布范圍；

7、生態(tài)修復(fù)模塊，根據(jù)消落帶再野化機(jī)遇空間分布圖，建立消落帶再野化修復(fù)策略；

8、反饋模塊，根據(jù)消落帶再野化修復(fù)策略，利用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)策略進(jìn)行優(yōu)化。

9、進(jìn)一步地，在采集模塊中，多源數(shù)據(jù)包括高原干旱河谷地區(qū)消落帶的土地利用、地形、氣候、水文、生物多樣性以及人類活動(dòng)。

10、進(jìn)一步地，在數(shù)據(jù)分析模塊中，空間異質(zhì)性因子包括消落帶的地形起伏度、坡度以及坡向參數(shù)，評(píng)估消落帶的生物多樣性包括評(píng)估消落帶的植物種類、動(dòng)物種群以及生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能，分析消落帶受到的人類活動(dòng)干擾程度包括人類對(duì)土地利用變化、水資源開發(fā)以及污染排放。

11、進(jìn)一步地，在數(shù)據(jù)提取模塊中，關(guān)鍵因子包括土壤質(zhì)量、水源狀況以及植被覆蓋度。

12、進(jìn)一步地，利用熵權(quán)法構(gòu)建消落帶再野化機(jī)遇指數(shù)模型，包括如下操作步驟：

13、步驟一、數(shù)據(jù)預(yù)處理：采用正向指標(biāo)的歸一化方法，對(duì)提取的關(guān)鍵因子內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化處理；

14、步驟二、構(gòu)建判斷矩陣：將歸一化后的數(shù)據(jù)按指標(biāo)和樣本，包括不同區(qū)域或時(shí)間段，構(gòu)建判斷矩陣，其中，每一行代表一個(gè)樣本，每一列代表一個(gè)指標(biāo)；

15、步驟三、計(jì)算信息熵、冗余度并確定權(quán)重：根據(jù)判斷矩陣計(jì)算每個(gè)指標(biāo)的信息熵以及冗余度，根據(jù)冗余度計(jì)算每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；

16、步驟四、構(gòu)建uroi計(jì)算模型：根據(jù)每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重和歸一化后的數(shù)據(jù)，計(jì)算每個(gè)樣本的加權(quán)求和值，并將計(jì)算得到的uroi值結(jié)合gis軟件進(jìn)行空間可視化分析，根據(jù)uroi值的高低，將消落帶劃分為不同的再野化機(jī)遇等級(jí)，其中，再野化機(jī)遇等級(jí)包括高值、較高值、中值、較低值和低值空間；

17、步驟五、模型驗(yàn)證：根據(jù)構(gòu)建的uroi計(jì)算模型，采用交叉驗(yàn)證法對(duì)uroi計(jì)算模型進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)比模型預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況的差異，并對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化。

18、進(jìn)一步地，再野化修復(fù)策略包括如下階段：

19、s1、準(zhǔn)備階段：首先對(duì)消落帶區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，了解水流速度、漂浮物類型及數(shù)量；

20、s2、攔截階段：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查的結(jié)果，在消落帶上游或關(guān)鍵位置安裝攔截網(wǎng)以及浮筒；

21、s3、維護(hù)階段；定期檢查攔截網(wǎng)以及浮筒的狀態(tài)，并及時(shí)清理堵塞物；

22、s4、收集階段：收集攔截網(wǎng)以及浮筒攔截到的垃圾與水上漂浮物，并對(duì)收集到的垃圾進(jìn)行分類處理；

23、s5、凈化階段：根據(jù)水質(zhì)的情況，設(shè)立凈化區(qū)域，利用植物以及微生物凈化水體；

24、s6、監(jiān)測(cè)與評(píng)估階段：定期對(duì)凈化后的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，評(píng)估凈化效果，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，調(diào)整凈化方法或增加凈化設(shè)施；

25、s7、改良階段：對(duì)消落帶凈化后水質(zhì)周邊區(qū)域的土壤進(jìn)行改良，清除雜草以及石塊；

26、s8、植被選擇階段：清除雜草以及石塊后，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?、土壤條件及生態(tài)需求，選擇合適的植被種類進(jìn)行種植；

27、s9、植被養(yǎng)護(hù)階段：持續(xù)對(duì)新種植的植被進(jìn)行定期澆水以及施肥養(yǎng)護(hù)；

28、s10、植被監(jiān)測(cè)階段：持續(xù)對(duì)新種植的植被進(jìn)行檢測(cè)并設(shè)立長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

29、進(jìn)一步地，在反饋模塊中，包括如下操作步驟：

30、step1、布置監(jiān)測(cè)站點(diǎn)：首先在消落帶區(qū)域布置監(jiān)測(cè)站點(diǎn)；

31、step2、數(shù)據(jù)收集與處理：布置完成后，利用傳感器或遙測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)、土壤、氣象和生物多樣性指標(biāo)；

32、step3、數(shù)據(jù)分析與評(píng)估：將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與修復(fù)策略實(shí)施前的基線數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析修復(fù)措施對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，并利用統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，挖掘數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性和規(guī)律性；

33、step4、策略優(yōu)化：根據(jù)監(jiān)測(cè)所得出的數(shù)據(jù)，對(duì)植被恢復(fù)情況、土壤質(zhì)量改善情況、水質(zhì)凈化效果以及生物多樣性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

34、進(jìn)一步地，在步驟五模型驗(yàn)證中，對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化包括調(diào)整評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇、改進(jìn)歸一化方法以及優(yōu)化權(quán)重計(jì)算；

35、進(jìn)一步地，在數(shù)據(jù)提取模塊中，還包括對(duì)采集到的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗；

36、進(jìn)一步地，在step1步驟中，布置所述監(jiān)測(cè)站點(diǎn)包括布置水質(zhì)監(jiān)測(cè)站、土壤監(jiān)測(cè)站、氣象監(jiān)測(cè)站和生物多樣性監(jiān)測(cè)站。

37、與相關(guān)技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的高原干旱河谷地區(qū)消落帶生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)，具有如下有益效果：

38、1、通過利用熵權(quán)法構(gòu)建消落帶再野化機(jī)遇指數(shù)的計(jì)算模型，并結(jié)合gis軟件進(jìn)行空間分析，能夠直觀展示消落帶內(nèi)不同區(qū)域的再野化機(jī)遇，有助于避免“一刀切”的修復(fù)策略，進(jìn)行分類式修復(fù)，并且通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)修復(fù)策略的持續(xù)優(yōu)化和改進(jìn)，提高了修復(fù)效率和質(zhì)量；

39、2、通過采集、分析和提取多源數(shù)據(jù)，識(shí)別出消落帶內(nèi)不同區(qū)域的生態(tài)特征和受損程度，實(shí)現(xiàn)分類式修復(fù)，避免“一刀切”的修復(fù)策略，并且根據(jù)uroi計(jì)算結(jié)果和再野化機(jī)遇空間分布圖，合理分配修復(fù)資源，避免資源浪費(fèi)和修復(fù)不足；

40、3、通過分類式修復(fù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，避免對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成進(jìn)一步的破壞，保護(hù)高原干旱河谷地區(qū)消落帶的生態(tài)環(huán)境。