本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)分析，具體涉及濕地降污減排增匯協(xié)同效應(yīng)評(píng)估方法、系統(tǒng)、設(shè)備和程序。

背景技術(shù)：

1、濕地是地球之腎，與森林、海洋并稱全球三大生態(tài)系統(tǒng)，具有凈化水質(zhì)、固碳增匯、調(diào)節(jié)氣候等多種功能。鑒于生態(tài)環(huán)境保護(hù)和碳中和目標(biāo)的緊迫性與重要性，濕地在降污、減排和增匯方面的作用日益受到關(guān)注。濕地兼具陸地和水域兩類生態(tài)系統(tǒng)的雙重特征，呈現(xiàn)出濕地特有的復(fù)雜性和多樣性，使得濕地在降污、減排和增匯三個(gè)方面協(xié)同效應(yīng)的評(píng)估一直是一個(gè)技術(shù)難題。

2、以往對(duì)濕地降污、減排和增匯的研究是相對(duì)獨(dú)立進(jìn)行的，忽略了污染物凈化、溫室氣體排放和碳儲(chǔ)存的耦合作用，缺乏綜合性和系統(tǒng)性的評(píng)估手段。特別是評(píng)估手段相對(duì)單一，數(shù)據(jù)采集和處理能力有限，難以準(zhǔn)確全面地反映濕地在這三個(gè)方面的協(xié)同效果。同時(shí)，由于不同地區(qū)濕地的環(huán)境條件、生態(tài)特征和人類活動(dòng)影響存在差異，現(xiàn)有的單一評(píng)估方法往往普適性不足，不能很好地應(yīng)用于各種類型的濕地。在濕地降污減排增匯的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，十分缺乏高效的評(píng)估系統(tǒng)和設(shè)備來支持大規(guī)模、高精度的數(shù)據(jù)處理和分析，也缺少專門的計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化的評(píng)估流程。因此，為了更科學(xué)、準(zhǔn)確地評(píng)估濕地降污減排增匯的協(xié)同效應(yīng)，有必要開發(fā)一種新的綜合性評(píng)估方法，并配套相應(yīng)的系統(tǒng)、設(shè)備和程序，綜合考慮降污、減排和增匯各指標(biāo)之間緊密的耦合協(xié)同關(guān)系，科學(xué)指導(dǎo)濕地生態(tài)系統(tǒng)的降污減排增匯協(xié)同增效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種濕地降污減排增匯協(xié)同效應(yīng)評(píng)估方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方案：

3、一種濕地降污減排增匯協(xié)同效應(yīng)評(píng)估方法，包括：

4、分別獲取表征濕地降污、減排和增匯的指標(biāo)的量化值；

5、其中：表征濕地降污的指標(biāo)為表征氮素單位面積去除量和磷素單位面積去除量的指標(biāo)；表征濕地減排的指標(biāo)為不同溫室氣體排放通量指標(biāo)；表征濕地增匯的指標(biāo)為濕地不同碳庫(kù)的碳儲(chǔ)量指標(biāo)；

6、分別對(duì)表征濕地降污、減排和增匯的指標(biāo)的量化值進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果作為濕地降污、減排、增匯的綜合評(píng)價(jià)值；

7、基于濕地降污、減排、增匯的綜合評(píng)價(jià)值獲得協(xié)調(diào)發(fā)展度指數(shù)；并以濕地降污、減排、增匯的綜合評(píng)價(jià)值為自變量，采用耦合度模型計(jì)算耦合度指數(shù)；

8、根據(jù)協(xié)調(diào)發(fā)展度指數(shù)和耦合度指數(shù)計(jì)算耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)，并基于耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)的數(shù)值對(duì)濕地進(jìn)行耦合協(xié)調(diào)類型的劃分。

9、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述表征濕地降污對(duì)應(yīng)的指標(biāo)為：?jiǎn)挝幻娣e總氮(tn)去除量、單位面積硝氮(no3--n)去除量、單位面積亞硝氮(no2--n)去除量、單位面積氨氮(nh4+-n)去除量、單位面積總磷(tp)去除量和單位面積磷酸鹽(po43--p)去除量；

10、所述表征濕地減排的指標(biāo)為二氧化碳(co2)排放通量、甲烷(ch4)排放通量和氧化亞氮(n2o)排放通量；

11、所述表征濕地增匯的指標(biāo)為水體碳含量、土壤碳密度和水生植物碳密度。

12、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述指標(biāo)量化值的獲取方式如下：

13、氮素、磷素單位面積去除量基于下式計(jì)算：

14、

15、式中，mrr為單位面積去除量，cin和cout分別為濕地入口和出口氮素/磷素濃度(mgl-1)；qin和qout分別為進(jìn)水和出水流量(m3?d-1)；a為每個(gè)濕地系統(tǒng)的面積。

16、溫室氣體排放通量計(jì)算方法根據(jù)fick定律計(jì)算；

17、水體碳含量利用水體有機(jī)、無機(jī)溶解碳和有機(jī)、無機(jī)顆粒碳含量的加和表征；

18、土壤碳密度基于下式計(jì)算：

19、soilc＝soc×γ×h×10-1

20、γ＝a×e-b×soc

21、式中，soilc為土壤碳密度，soc為土壤有機(jī)碳含量，使用元素分析儀測(cè)定；γ為土壤容重；h為土層厚度；a、b為擬合系數(shù)。

22、水生植物碳密度基于下式計(jì)算：

23、plantc＝biomass×cp

24、式中，plantc為水生植物碳密度，biomass表示植物生物量(干重)，包括植物地上生物量和地下生物量，通過烘箱烘干植物樣品至恒重后用天平稱重獲得；cp表示植物碳含量。

25、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，對(duì)指標(biāo)量化值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理和數(shù)據(jù)平移處理；

26、所述標(biāo)準(zhǔn)化處理采用min-max法，對(duì)正向指標(biāo)、負(fù)向指標(biāo)分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；

27、所述數(shù)據(jù)平移指：

28、將每個(gè)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理的數(shù)據(jù)加上一個(gè)常數(shù)，使數(shù)據(jù)不為零。

29、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述指標(biāo)的權(quán)重基于熵值法確定。

30、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，通過算數(shù)加權(quán)平均值法對(duì)濕地降污、減排、增匯的綜合評(píng)價(jià)值進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，獲得協(xié)調(diào)發(fā)展度指數(shù)。

31、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述耦合度模型為修正的耦合度模型，計(jì)算公式如下：

32、

33、式中，c為耦合度指數(shù)；u1、u2、u3分別為降污、減排和增匯指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)值

34、本發(fā)明的第二目的在于提供一種濕地降污減排增匯協(xié)同效應(yīng)評(píng)估系統(tǒng)，包括：

35、指標(biāo)數(shù)據(jù)獲取模塊，分別獲取表征濕地降污、減排和增匯的指標(biāo)的量化值，其中：表征濕地降污的指標(biāo)為表征氮素單位面積去除量和磷素單位面積去除量的指標(biāo)；表征濕地減排的指標(biāo)為不同溫室氣體排放通量指標(biāo)；表征濕地增匯的指標(biāo)為濕地不同碳庫(kù)的碳儲(chǔ)量指標(biāo)；

36、綜合評(píng)價(jià)值計(jì)算模塊，分別對(duì)表征濕地降污、減排和增匯的指標(biāo)的量化值進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果作為濕地降污、減排、增匯的綜合評(píng)價(jià)值；

37、協(xié)調(diào)發(fā)展度指數(shù)計(jì)算模塊，基于濕地降污、減排、增匯的綜合評(píng)價(jià)值獲得協(xié)調(diào)發(fā)展度指數(shù)；

38、耦合度指數(shù)計(jì)算模塊，以濕地降污、減排、增匯的綜合評(píng)價(jià)值為自變量，采用耦合度模型計(jì)算耦合度指數(shù)；

39、協(xié)同效應(yīng)評(píng)估模塊，根據(jù)協(xié)調(diào)發(fā)展度指數(shù)和耦合度指數(shù)計(jì)算耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)，并基于耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)的數(shù)值對(duì)濕地進(jìn)行耦合協(xié)調(diào)類型的劃分。

40、本發(fā)明的第三目的在于提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以上述方法的步驟。

41、本發(fā)明的第四目的在于提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序/指令，該計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法的步驟。

42、本發(fā)明的第五目的是提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序/指令，該計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法的步驟。

43、本發(fā)明具有如下有益效果：

44、(1)本發(fā)明的方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)濕地降污、減排和增匯協(xié)同效應(yīng)的一體化評(píng)估，突破了以往單一方面研究的局限性，使得評(píng)估結(jié)果更加全面、準(zhǔn)確，能夠更真實(shí)、更清晰地揭示濕地生態(tài)系統(tǒng)中各個(gè)功能之間的相互關(guān)系和作用機(jī)制，為深入理解濕地綜合生態(tài)功能提供有力的技術(shù)支持。基于評(píng)估結(jié)果可以更加科學(xué)地指導(dǎo)濕地保護(hù)與修護(hù)，明確重點(diǎn)對(duì)象和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從而為濕地保護(hù)與修復(fù)提供因地制宜的指導(dǎo)建議和對(duì)策措施。例如，對(duì)協(xié)同效應(yīng)較強(qiáng)的區(qū)域，以保護(hù)為主，確保其生態(tài)功能的穩(wěn)定和提升；對(duì)協(xié)同效應(yīng)較弱的區(qū)域，以修復(fù)和改善為主，不斷提高整體生態(tài)環(huán)境效益。

45、(2)本發(fā)明針對(duì)降污、減排和增匯協(xié)同效應(yīng)評(píng)估，構(gòu)建了科學(xué)、系統(tǒng)、完整的指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，選取的指標(biāo)易于測(cè)算且具有代表性，簡(jiǎn)化計(jì)算量、提高測(cè)算效率的同時(shí)保證了評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，能夠更全面、準(zhǔn)確地評(píng)估濕地降污減排增匯的協(xié)同效應(yīng)。

46、(3)本發(fā)明通過科學(xué)的指標(biāo)選取和濕地降污減排增匯綜合評(píng)價(jià)體系構(gòu)建，結(jié)合熵權(quán)法定量評(píng)價(jià)不同濕地降污減排增匯水平，并利用耦合協(xié)調(diào)度模型對(duì)其耦合協(xié)調(diào)效應(yīng)進(jìn)行分析，可為研究全球變化背景下的水質(zhì)凈化與減排增匯功能的多目標(biāo)協(xié)同提升提供重要技術(shù)方法支撐。

47、(4)本發(fā)明填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)在濕地降污減排增匯協(xié)同效應(yīng)評(píng)估方面的空白，為濕地科學(xué)保護(hù)與修復(fù)及可持續(xù)發(fā)展利用提供了重要技術(shù)支撐，對(duì)推動(dòng)濕地保護(hù)事業(yè)的發(fā)展具有重要的理論和實(shí)踐意義。