森林生态系统生态价值评估系统及评估方法

摘要

本发明实施例提供了一种森林生态系统生态价值评估系统及方法，一方面提供了一套森林生态系统的物联网，可以实时更新森林生态的数据，以使相关管理人员能够随时掌握森林生态的动态信息，另一方面也可以为社会提供科学的、客观的森林生态系统数据参考依据。包括：数据通信的采集装置和评估装置；所述采集装置，用于采集森林生态系统的生态数据，所述生态数据包括静态数据和动态数据；所述评估装置，用于根据所述生态数据计算得到评估数据，并根据所述评估数据评估所述森林生态系统的生态价值；所述评估数据包括涵养水源数据、保育土壤数据、固碳吸氧数据、积累营养物质数据、净化大气环境数据、森林防护数据和生物多样性保护数据中的至少一项。

说明书

技术领域

本发明涉及森林生态系统数据评估技术领域，具体涉及一种森林生态系统生态价值评估系统及评估方法。

背景技术

森林生态系统是人类赖以生存的环境基础，森林生态平衡是人类生存和发展的根本前提条件，人类的产生、进化和发展与森林生态系统息息相关，因而森林生态系统具有生态数据。

由于森林所提供的有形产品可以通过市场交换实现其数据,而其生态功能是无形的,缺乏成熟的直接可以交换的市场。森林生态数据量化也需要大量的科学研究成果和相关数据积累来支持,由于评估难度大,因此往往被忽视或者评估结果不理想。但由此导致不合理开发和利用森林资源,使得森林结构失调、林分质量下降、森林综合效能下降、生态环境恶化,最终威胁到我国的可持续发展。同时也在维护社会公共利益和资产评估各方当事人合法权益时,缺乏科学的、客观的数据参考依据。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种森林生态系统生态价值评估系统及方法，一方面提供了一套森林生态系统的物联网，可以实时更新森林生态的数据，以使相关管理人员能够随时掌握森林生态的动态信息，另一方面也可以为社会提供科学的、客观的森林生态系统数据参考依据。

本发明实施例的第一方面提供了一种森林生态系统生态价值评估系统，包括数据通信的采集装置和评估装置；

所述采集装置，用于采集森林生态系统的生态数据，所述生态数据包括静态数据和动态数据；

所述评估装置，用于根据所述生态数据计算得到评估数据，并根据所述评估数据评估所述森林生态系统的生态价值；

所述评估数据包括涵养水源数据、保育土壤数据、固碳吸氧数据、积累营养物质数据、净化大气环境数据、森林防护数据和生物多样性保护数据中的至少一项。

上述设计的评估系统，通过采集森林生态系统中重要的动态数据，再对其进行评估，从而可以实时获得更为精确的森林生态系统的生态价值，为社会提供科学的、客观的森林生态系统数据参考依据。

可选的，所述采集装置包括静态采集装置和动态采集装置；所述静态数据包括林业通用信息和当地林业的基础信息，所述静态采集装置与当地林业管理部门的森林生态数据库通信连接，用于获取当地林业的基础信息，所述静态采集装置设置有网络获取单元，用于获取互联网的林业通用信息；

所述动态数据包括林地的空气环境数据和土壤环境数据，所述动态采集装置包括环境检测单元和土壤检测单元；

所述土壤检测单元用于检测土壤中存在的水分含量、土壤侵蚀量和土壤中含氮、磷、钾的含量；

所述环境检测单元用于检测空气中的滞尘、负离子、二氧化硫、氟化物和氮氧化物的浓度以及降雨量和蒸发量。

可选的，所述森林生态系统的土壤区域均匀安装有若干个所述土壤检测单元，所述土壤检测单元包括土壤湿度传感器、土壤侵蚀量检测装置和土壤元素传感器；

所述土壤湿度传感器用于检测土壤中存在的水分含量；所述土壤侵蚀量检测装置用于检测土壤侵蚀量；所述土壤元素传感器用于检测土壤中含氮、磷、钾的含量。

可选的，所述森林生态系统的地表以上区域设置有若干个所述环境检测单元，所述环境检测单元包括负离子传感器、雨量传感器、蒸发传感器和气体传感器；所述负离子传感器用于检测空气中负离子的浓度；所述雨量传感器用于检测降雨量；所述蒸发传感器用于检测蒸发量；所述气体传感器用于检测滞尘、二氧化硫、氟化物和氮氧化物的浓度。

通过本实施方式，对森林区域铺设若干个环境检测单元和土壤检测单元，能够实时检测到森林生态的信息，以使相关管理人员能够随时掌握森林生态的动态信息，当在森林生态出现某些意外状况时，可以及时做出反应，避免森林生态因为管理人员反应不及时而遭受更严重的破坏。

可选的，还包括显示装置，用于显示所述评估数据和所述森林生态系统的生态价值。

通过本实施例方式，可以让用户选择需要显示的数据，提高了用户的体验度。

本发明实施例的第二方面提供了一种森林生态系统生态价值评估方法，包括：获取森林生态系统的静态数据和动态数据；根据所述静态数据和动态数据计算得到评估数据；根据所述评估数据评估所述森林生态系统的生态价值。

可选的，所述根据所述静态数据和动态数据计算得到评估数据的步骤包括：根据降雨量、蒸发量和土壤中的水分含量计算涵养水源数据；根据土壤侵蚀量计算保育土壤数据；根据静态数据计算固碳吸氧数据和森林防护数据；根据土壤中含氮、磷、钾的含量计算积累营养物质数据；根据空气中滞尘、负离子、二氧化硫、氟化物和氮氧化物的浓度计算净化大气数据；根据香农-威纳指数法计算生物多样性保护数据。

通过本实施方式，考虑到影响森林生态的各种因素，使得得到的数据更为科学、合理。

可选的，所述根据静态数据计算固碳吸氧数据的步骤包括：计算年固碳数据：U

通过本实施方式，可以得到更精确的固碳吸氧数据和积累营养物质数据。

可选的，所述根据所述评估数据评估所述森林生态系统的生态价值的步骤包括：所述森林生态系统的生态价值为所述涵养水源数据、所述保育土壤数据、所述固碳吸氧数据、所述积累营养物质数据、所述净化大气环境数据和所述生物多样性保护数据之和。

通过本实施方式，可以得到更精确的森林生态系统的生态价值。

本发明实施例的第三方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如本发明实施例第二方面或者第二方面中任一种可选的实施方式所述的方法。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果至少在于：通过上述设计的系统与方法，考虑到影响森林生态的各种因素，一方面提供了一套森林生态系统的物联网，可以实时更新森林生态的数据，以使相关管理人员能够随时掌握森林生态的动态信息，另一方面也可以通过森林生态系统物联网平台获取到更科学、合理的数据，再利用数据进行计算，可以得出更为精确的森林生态系统的生态价值。进一步的，根据得到更为精确的森林生态系统的生态价值，为行政区域加强森林生态系统建设决策提供科学的数据支撑，合理开发和利用森林资源,避免浪费森林资源及对其造成污染,符合我国的可持续发展。同时也在维护社会公共利益和资产评估各方当事人合法权益时,提供科学的、客观的数据参考依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种森林生态系统生态价值评估系统的结构图；

图2是本发明实施例提供的一种采集装置的结构图；

图3是本发明实施例提供的一种森林生态系统生态价值评估方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种计算评估数据的流程示意图。

具体实施方式

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。在本发明实施例的描述中“多个”，是指两个或两个以上。

参见图1，本实施例提供了一种森林生态系统生态价值评估系统，包括数据通信的采集装置100和评估装置200。

采集装置100，用于采集森林生态系统的生态数据。评估装置200,用于根据生态数据计算得到评估数据，并根据评估数据评估森林生态系统的生态价值。

其中，生态数据包括静态数据和动态数据，评估数据包括涵养水源数据、保育土壤数据、固碳吸氧数据、积累营养物质数据、净化大气数据、森林防护数据和生物多样性保护数据中的至少一项。

可选的，参见图2，采集装置100包括静态采集装置101和动态采集装置102。

静态数据包括林业通用信息和当地林业的基础信息，例如森林生态区域面积、林分高度、林分年净生产力、固碳价格、磷酸二铵化肥价格、氯化钾化肥价格、有机质价格、制造氧气的价格、负离子生产费用、降尘清理费用、林分区域物种数量、水库库容造价、水的净化费用、挖取和运输单位体积土方所需费用、土壤容重、森林固持土壤而减少的氮/磷/钾流失量、磷酸二铵化肥含氮/磷量、氯化钾化肥含钾量、单位面积林分土壤年固碳量、植被固氮/磷/钾量、负离子寿命、污染物的治理费用、不同物种的濒危分值、、由于农田防护林/防风沙林等森林存在增加的单位面积农作物/牧草等年产量、农作物/牧草价格等等。其中，森林生态区域面积可以称为林分面积。

静态采集装置101与当地林业管理部门的森林生态数据库通信连接，用于获取当地林业的基础信息，静态采集装置101设置有网络获取单元，用于获取互联网的林业通用信息。

动态数据包括林地的空气环境数据和土壤环境数据，动态采集装置102包括环境检测单元和土壤检测单元。

其中，森林生态系统的土壤区域均匀安装有若干个土壤检测单元，土壤检测单元包括土壤湿度传感器、土壤侵蚀量检测装置和土壤元素传感器；土壤湿度传感器用于检测土壤中存在的水分含量；土壤侵蚀量检测装置用于检测土壤侵蚀量；土壤元素传感器用于检测土壤中含氮、磷、钾的含量。

森林生态系统的地表以上区域设置有若干个环境检测单元，环境检测单元包括负离子传感器、雨量传感器、蒸发传感器和气体传感器；负离子传感器用于检测空气中负离子的浓度；雨量传感器用于检测降雨量；蒸发传感器用于检测蒸发量；气体传感器用于检测滞尘、二氧化硫、氟化物和氮氧化物的浓度。

不同森林区域都安装上若干个土壤检测单元和环境检测单元，随时间(每半小时、每一小时、每两小时等)和环境(降雨、干旱等)的改变动态更新采集的动态数据，静态数据则通过互联网或者局域网进行采集，能够实时检测到森林生态的信息，以使相关管理人员能够随时掌握森林生态的动态信息，当在森林生态出现某些意外状况时，可以及时做出反应，避免森林生态因为管理人员反应不及时而遭受更严重的破坏。

需要说明的是，在森林区域中，可以优选设置每100m

其次，一部分动态数据在获取到后还需进一步计算才能得到所需的数据，例如，一个土壤检测单元检测到第一时刻的土壤中存在的水分含量j

通过本实施方式，考虑到影响森林生态的各种因素，从多种不同类型传感器可以获得更为准确的数据，使得到的森林生态信息更为科学、合理。

上述设计的评估系统，可以形成一套森林生态系统的物联网，实时更新森林生态的数据，以使相关管理人员能够随时掌握森林生态的动态信息，同时也能获取到更科学、合理的数据，再对其进行评估，从而可以获得更为精确的数据森林生态系统的生态价值，为社会提供科学的、客观的森林生态系统数据参考依据。

可选的，森林生态系统生态价值评估系统还包括显示装置，显示装置可以用于显示评估数据和森林生态系统生态价值。

通过本实施例方式，可以让用户选择需要显示的数据，提高了用户的体验度。

基于上述设计，本发明实施例还提供了一种森林生态系统生态价值评估方法，请参见图3，为本发明实施例的一种森林生态系统生态价值评估方法的流程示意图，该方法包括：

步骤S300、获取森林生态系统的静态数据和动态数据。

步骤S400、根据静态数据和动态数据计算得到评估数据。

评估数据包括涵养水源数据、保育土壤数据、固碳吸氧数据、积累营养物质数据、净化大气数据、森林防护数据和生物多样性保护数据中的至少一项。

步骤S500、根据评估数据评估森林生态系统的生态价值。

通过本实施例方法，获取到精确的数据后，再利用数据进行计算，可以得出森林生态系统的生态价值。进一步的，根据得到更为精确的森林生态系统的生态价值，为行政区域加强森林生态系统建设决策提供科学的数据支撑，合理开发和利用森林资源,避免浪费森林资源及对其造成污染,符合我国的可持续发展。同时也在维护社会公共利益和资产评估各方当事人合法权益时,提供科学的、客观的数据参考依据。

进一步的，参见图4，步骤S400还包括：

步骤S401、根据降雨量、蒸发量和土壤中存在的水分含量计算涵养水源数据。

可以根据替代工程法计算涵养水源数据。示例性的，根据公式U

其中，U

可选的，还可以计算森林的调节水量指标G

步骤S402、根据土壤侵蚀量计算保育土壤数据。

示例性的，根据公式U

其中，U

可选的，还可以计算森林的固土指标G

其中，G

步骤S403、根据静态数据计算固碳吸氧数据和森林防护数据。

示例性的，根据公式U

其中，U

可选的，还可以计算森林的固碳指标G

示例性的，根据公式U

其中，Q

步骤S404、根据土壤中含氮、磷、钾的含量计算积累营养物质数据。

示例性的，根据公式U

步骤S405、根据空气中滞尘、负离子、二氧化硫、氟化物和氮氧化物的浓度计算净化大气环境数据。

示例性的，根据公式U

其中，U

可选的，还可以计算森林的负离子指标G

需要说明的是，森林防护数据根据消防局和林业局管理经验进行设定，本文对此不作限制。

步骤S406、根据香农-威纳指数法计算生物多样性保护数据。

根据公式

其中，U

香农-威纳指数法要求如下：

当指数＜1时，S

当1≤指数＜2时，S

当指数2≤指数＜3时，S

当指数3≤指数＜4时，S

当指数4≤指数＜5时，S

当指数5≤指数＜6时，S

当指数6≤指数时，S

进一步的，步骤S500包括：森林生态系统的生态价值为涵养水源数据、保育土壤数据、固碳吸氧数据、积累营养物质数据、净化大气环境数据和生物多样性保护数据之和。

具体的，根据公式U

通过本实施例方式，可以获得更为精确的数据，为社会提供科学的、客观的森林生态系统数据参考依据。

在上述实施例的基础上，还可以引入当地的经济价值评估与社会价值评估，形成经济价值、生态价值和社会价值的综合评估，具体计算经济价值评估时，包括如下步骤：

计算木材产品数据：

示例性的，根据公式V

示例性的，根据公式V

木材产品数据就为V

计算非木材产品数据：

示例性的，根据公式V

示例性的，根据公式V

示例性的，根据公式V

非木材产品数据为V

经济价值y

对应的，经济价值评估过程中的数据采集为静态采集装置101从当地林业管理部门的森林生态数据库获取经济数据，其中，经济数据就为第二静态数据，第二静态数据可以包括不同类型林木/木制产品的面积、不同类型林木蓄积量、不同类型林木/木制产品/干鲜果品/木本油料/药材的市价、不同木制产品的方量、不同类型干鲜果品/木本油料/药材的质量等等。

计算社会价值步骤如下：

计算游憩数据：

示例性的，根据公式

游憩数据是森林生态系统为人类提供休闲和娱乐场所产生的价值。其中，V

计算就业数据：

示例性的，根据公式V

社会价值y

对应的，社会价值评估过程中的数据采集为静态采集装置101从当地旅游部门和当地人力资源部门获取社会数据，其中，社会数据就是第三静态数据，第三静态数据可以包括问卷调查前年游客数量、年游客数量、其他项目经营收入、其他项目经营费用、经营项目的投资、年度社会平均投资利润率、本金转化率、森林景观资产经营期限、年度游客支付意愿、当地不同类型部门人员数量、当地不同类型部门人员的年度薪金收入等等。

评估装置200对应设置有经济数据处理单元和社会数据处理单元，其中，经济数据处理单元接收经济数据，根据经济数据计算得到经济价值。社会处理单元接收社会数据，根据社会数据计算得到社会价值。

进一步的，计算经济价值、生态价值和社会价值的综合价值评估步骤如下：生态价值y

根据K＝∑w

需要说明的是，各评价因子的权重由当地的实际情况决定，例如，当地森林区域的木材适合用于向外销售，则对应木材的评价因子的权重比其他两项评价因子的权重大。

通过本实施例方式，考虑到森林的生态价值、经济价值和社会价值，可以对森林区域的综合价值形成一个更为精确的评估。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行本发明实施例所述的数据存储方法。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。