CN102657038A

CN102657038A - 一种用于确定城乡生态规划绿量的方法

Info

Publication number: CN102657038A
Application number: CN2012101338228A
Authority: CN
Inventors: 饶戎; 赵惠恩; 董翔
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2012-04-28
Filing date: 2012-04-28
Publication date: 2012-09-12

Abstract

本发明公开了一种检测目标区域内绿量的方法，包括以下步骤：步骤S100，将目标区域内的植物分为多个植物生活型，以多个预定植物一一对应地作为多个植物生活型的代表植物；步骤S200，计算每个植被生活型中的预定植物的第一绿量；和步骤S300，将步骤S200得到的每个第一绿量相加以得到目标区域内的绿量。根据本发明实施例的检测目标区域内绿量的方法，可以通过绿量算法模型来反映在目标区域中绿色面积能发生实际效应的生物量、生态效率以及生态功能。

Description

一种用于确定城乡生态规划绿量的方法

技术领域

本发明涉及一种检测目标区域内绿量的方法。

背景技术

现有城市绿地系统规划中应用绿地率、绿化覆盖率来控制城市建设。这从一定程度上控制了绿地的比例，然而用绿地面积或绿化覆盖率来进行规划并推算控制园林绿地的生态效益，往往会出现很大的误差，不能真实反映在环境中绿色面积能发生实际效应的生物量、生态效率以及生态功能，特别是在分析城市的绿化结构和估算绿地的生态效益时，绿化覆盖率等指标是无法实现的。

绿量算法模型是绿容率指标体系中利用计算绿量、叶面积指数反映绿地生态效益的一种分析方法。它通过利用先进科学仪器或数学公式计算结合数据库建立每类植物的单株绿量模型，然后针对林地面积、郁闭度等参数推算同类绿地绿量。从而为城市绿地系统生态规划提供一个可以量化衡量生态系统的生态效益的指标。

绿量(GA)：植物全部叶片的1/2总面积。

叶面积指数(也称绿量率LAI)：单位面积内植物1/2的总叶面积。

目前关于绿量、叶面积指数测量代表性主要有以下几类：

(1)破坏性、直接的方法。直接计算从一个植物或一棵树的若干部位取出的个体树叶的平均面积，然后推断整个树群或整棵树。在异部采摘中，通过采用适当的异速生长方程式推断出整棵树或是一丛树的采摘数据。这些异速生长方程式因树种和场地的不同而异，受环境和生态因素而异。

(2)非破坏性、间接的方法。如测量植物树冠的光透射比和遥感测量地表反射率等。

a.树冠透射率

用线性树冠测量法来预估LAI值是以Beer-Lambert定律为基础的。Beer-Lambert定律认为通过树冠的光线将依照消减系数k呈几何级数地衰减。树冠层下的光Qi，树冠层上的光Qo以及LAI，它们三者之间的关系为：不仅在这个案例中树冠层被认为是随机分布的，在后面将要描述的半球摄影应用中也是如此。事实上，这种假定并不正确，因为观察到的树冠分布为丛状而非平滑匀质的。

b.半球摄影术和其他影像方法

树冠层是不均匀分布的，必然存在空隙，所以我们可以假设会有尚未衰减的光线穿透这些空隙。由此获得的数值可以预估LAI值、树叶的分布、平均叶倾角、散射系数、辐射渗透以及消减系数等。Peper和McPherson(1998)提出一种利用树的外形轮廓测定LAI值的影像方法。为了更加准确，他们拍摄了不同角度视线相互垂直的照片立面照片。

c.遥感

利用卫星影像的遥感技术是基于我们已经发现植被差异指数NDVI与LAI之间存在着一种线性关系。NDVI的计算是利用介于666.5和752.8nm之间的红和红外波段所拍摄的卫星照片来进行的。使用一个联系NDVI和LAI的回归方程便可以得出LAI的主要图像。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种可以正确反映植物的生态效益，为绿地系统生态功能提供科学的标准化动态参照的检测目标区域内绿量的方法。

根据本发明实施例的检测目标区域内绿量的方法，包括以下步骤：步骤S100，将目标区域内的植物分为多个植物生活型，以多个预定植物一一对应地作为多个植物生活型的代表植物；步骤S200，计算每个植被生活型中的预定植物的第一绿量；和步骤S300，将步骤S200得到的每个第一绿量相加以得到目标区域内的绿量。

根据本发明实施例的检测目标区域内绿量的方法，可以通过绿量算法模型来反映在目标区域中绿色面积能发生实际效应的生物量、生态效率以及生态功能。

另外，根据本发明上述实施例的检测目标区域内绿量的方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述预定植物包括乔木、灌木和草本植物。

根据本发明的一个实施例，所述乔木的绿量率的计算模型为

Ga_乔木＝LA＝e^a1*e^b1*DHB1*e^MSE1/2；

所述灌木的绿量率的计算模型为

Ga_灌木＝LA＝aH-b；

所述草本植物的绿量率的计算模型为

Ga_草本＝LAI*S，其中LAI＝1.6。

根据本发明的一个实施例，所述目标区域内的绿量的计算模型为

Ga_地块＝Ga_乔木+Ga_灌木+Ga_草本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的检测目标区域内绿量的方法的流程图。

具体实施方式

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的检测目标区域内绿量的方法。

如图1所示，根据本发明实施例的检测目标区域内绿量的方法，包括以下步骤：

步骤S100，将目标区域内的植物分为多个植物生活型，以多个预定植物一一对应地作为多个植物生活型的代表植物。

具体而言，参考《中国植被》中按照植物生活型(常绿/落叶、针叶/阔叶、速生/中生/慢生、中大乔木/小乔木/中大灌木/小灌木/草本等)植物类群分类方法，对常见的植物归纳，划分类型。每类植物生活型选取一种代表植物测量绿量公式中的参数。代表植物的选取可参加表1。

表1

步骤S200，计算每个植被生活型中的预定植物的第一绿量。

也就是说，根据配置信息，在各类植物固碳量、绿量的表中找到相应的植物绿量计算公式，结合植物的树龄、胸径、数量来测定计算绿地中单株每种植物的绿量。

乔木以胸径为参数的绿量计算模型：

Ga_乔木＝LA＝e^a1*e^b1*DHB1*e^MSE1/2

若已知树龄，则以树龄为参数计算胸径的公式：

DBH = e^{\frac{MSE 2}{2} + a 2 + b 2 * \log \log (t + 1)} - 8

若已知冠径，以胸径为参数计算冠径的公式：

CD = e^{\frac{MSE 3}{2} + a 3 + b 3 * \log \log (DHB + 1)}

灌木绿量

Ga_灌木＝LA＝aH-b

注：a1、a2、a 3、b1、b2、b3、MSE1、MSE2、MSE3为相关系数

DHB---植物胸径

t---树龄

CD---冠径

H---植株高度

a1、a2、a 3、b1、b2、b3、MSE1、MSE2、MSE3为相关系数McPherson及苏雪痕等相关学者对代表树种的相关参数进行过测量，具体参数见表2、表3。

表2乔木代表植物参数表

代表植物名称	胸径	树龄	系数a	系数b	系数MSE	相关系数R²
							雪松	4.849	0.022	0.23969	0.87
罗汉松			2.763	0.06	0.26557	0.68
							榕树	2.481	0.047	0.2877	0.68
广玉兰			3.337	0.045	0.29087
							香樟	3.482	0.046	0.21453	0.87
白蜡树、悬铃木			5.198	0.021	0.23508	0.74
							栾树、枫香	0.34	2.559	0.05686	0.94
银杏、黄连木			3.41	0.053	0.37021	0.87
							紫薇	2.634	0.073	0.55388	0.64

[0062] 表3灌木代表植物参数表

代表植物名称	株高H	冠径	参数a	参数b	相关系数R²
						丰花月季	2.63	0.38	0.7937
锦带花			7.31	3.25	0.9524
						太平花	2.03	0.75	0.7857

草本植物及草坪的计算模型：

Ga_草本＝LAI*S，其中LAI＝1.6。

注：S---绿地面积。

步骤S300，将步骤S200得到的每个第一绿量相加以得到目标区域内的绿量。

换言之，在计算单株绿量的基础上，对目标区域内各个植物逐项相加得到整个地块的绿量。即：

Ga_地块＝Ga_乔木+Ga_灌木+Ga_草本

根据本发明实施例的检测目标区域内绿量的方法，可以通过绿量算法模型来反映在目标区域中绿色面积能发生实际效应的生物量、生态效率以及生态功能。通过应用本发明，克服城乡生态规划绿地系统规划中存在的现有指标无法反映绿地生态效应的缺陷，提出了适宜于实现生态规划以植物生物量控制的绿量应用模型，来正确反映植物的生态效益，为绿地系统生态功能提供科学的标准化动态参照。同时，作为一种约束绿化内涵和提高绿地生态功能的重要规划建设标准依据。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种检测目标区域内绿量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100，将目标区域内的植物分为多个植物生活型，以多个预定植物一一对应地作为多个植物生活型的代表植物；

步骤S200，计算每个植被生活型中的预定植物的第一绿量；和

2.根据权利要求1所述的检测目标区域内绿量的方法，其特征在于，所述预定植物包括乔木、灌木和草本植物。

3.根据权利要求2所述的利用绿量率进行定量化生态分区的方法，其特征在于，所述乔木的绿量率的计算模型为

Ga_乔木＝LA＝e^a1*e^b1*DHB1*e^MSE1/2；

所述灌木的绿量率的计算模型为

Ga_灌木＝LA＝aH-b；

所述草本植物的绿量率的计算模型为

Ga_草本＝LAI*S，其中LAI＝1.6。

4.根据权利要求3所述的利用绿量率进行定量化生态分区的方法，其特征在于，所述目标区域内的绿量的计算模型为

Ga_地块＝Ga_乔木+Ga_灌木+Ga_草本。