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申请/专利权人：中国林业科学研究院林业研究所

摘要：本发明公开了一种预测外来树种在本地造林区扩散速度的方法，涉及植被分析的技术领域，该方法通过对外来树种与本地树种的竞争关系，制定了两种培育与观测的区域，分别是样本区域和本地造林区域，并对这两组区域进行了基本限定，使其尽可能的减小因基本条件的不同而影响后期的分析结果，同时对外来树种所遭受虫害的程度与本地树种所遭受虫害的程度进行分析，以估判当前的外来树种的遭虫风险，帮助管理者及时采取控制措施。通过扩散指数Kszs与评估阈值q的对比分析，预测了外来树种在本地的生长进度，为管理者提供了科学依据和预警信息。总之，该方法不仅能够有效预测外来树种的扩散速度，还能提供全面的数据分析和风险评估。

主权项：1.一种预测外来树种在本地造林区扩散速度的方法，其特征在于：包括以下步骤，S1、区域试样：预先分配两组观测区域，所述两组观测区域分为样本区域和本地造林区域，在两组观测区域内均培育一株外来树种，并构建基本条件，以供应两组观测区域内的外来树种；S2、数据采集：捕捉与记录样本区域和本地造林区域内外来树种的生长状态图像信息，以分别获取无竞争生长数据和有竞争生长数据，并观测与记录本地造林区域中外来树种和本地树种的虫害入侵风险情况，以获取树种入侵数据，建立生态监测数据集；通过在两组观测区域内安装红外摄像头和若干组传感器，来同时监测两组观测区域内外来树种的生长状态，分别获取无竞争生长数据和有竞争生长数据，其中，所述无竞争生长数据包括一号胸径Xj1、一号树冠覆盖面积Sfj1、一号冠幅Gf1以及一号树高Sg1；所述有竞争生长数据包括二号胸径Xj2、二号树冠覆盖面积Sfj2、二号冠幅Gf2以及二号树高Sg2；通过利用昆虫诱捕器，并结合树皮带，观测与记录本地造林区域中外来树种和本地树种的虫害入侵风险情况，以获取树种入侵数据，其中，所述树种入侵数据包括本地造林区域内本地树种的平均虫害种类值、本地造林区域内本地树种的平均虫害密度、二号外来树种虫害种类值Scz2以及二号外来树种虫害密度Scm2；S3、数据处理：利用小波去噪技术，将S2中捕捉的生长状态图像信息进行预处理，并将无竞争生长数据、有竞争生长数据和树种入侵数据均传输至生态监测数据集内；S4、扩散分析：通过将所述生态监测数据集内相关数据信息进行特征提取，并根据无竞争生长数据和有竞争生长数据，分别生成一号生长因子Syz1和二号生长因子Syz2，通过训练后的外来树种预测模型，将所述一号生长因子Syz1与所述二号生长因子Syz2相结合，生成生态位竞争系数Sjxs，再根据树种入侵数据，生成虫害袭击系数Cqxs，通过将所述生态位竞争系数Sjxs与所述虫害袭击系数Cqxs相关联，拟合获取扩散指数Kszs；根据所述无竞争生长数据和所述有竞争生长数据，分别将所述一号胸径Xj1与所述一号冠幅Gf1相关联，将所述二号胸径Xj2与所述二号冠幅Gf2相关联，以获取一号生长因子Syz1和二号生长因子Syz2： ； ；式中，Sfj1j和Sfj2j分别表示为第j时间段内的一号树冠覆盖面积和二号树冠覆盖面积，Sg1j和Sg2j分别表示为第j时间段内的一号树高和二号树高，a1、a2、a3和a4均为权重系数，b1、b2、b3和b4均为权重系数；通过将所述一号生长因子Syz1和所述二号生长因子Syz2进行线性归一化处理后，获取生态位竞争系数Sjxs： ；本公式的意义在于：通过对样本区域和本地造林区域内的外来树种的生产状态进行综合监测，以评估外来树种与本地树种之间的生长竞争关系；依据所述树种入侵数据获取虫害袭击系数Cqxs，通过将所述二号外来树种虫害种类值Scz2与二号外来树种虫害密度Scm2进行线性归一化处理，并将对应的数据值映射至区间内，再依照如下公式： ；式中，n表示为监测本地造林区域内的总时间段，j=1、2、3、...、n，Scz2j表示为第j时间段内二号外来树种虫害种类值，表示为本地造林区域内本地树种的平均虫害种类值，Scm2j表示为第j时间段内二号外来树种虫害密度，表示为本地造林区域内本地树种的平均虫害密度，和均为权重系数，C表示为第一修正常数；通过将所述生态位竞争系数Sjxs与所述虫害袭击系数Cqxs相关联，并经过线性归一化处理后，获取扩散指数Kszs： ；式中，Sxc表示为根生新干差值，q1、q2和q3均为权重系数，R表示为第二修正常数；S5、估测分析：根据虫害袭击系数Cqxs与风险阈值k之间的对比结果，以初步判断当前外来树种的遭虫风险，并通过将扩散指数Kszs与评估阈值q进行对比分析，预测外来树种在本地的生长进度。

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