[发明专利]基于结构动力学的草地生态承载力定量方法

权利要求书

1.一种基于结构动力学的草地生态承载力定量方法，其特征在于，所述定量方法具体包括：

(1)指标体系构建及标准化处理

从草地质量、阻尼、刚度和荷载这四个方面选取指标加以分析，并利用极差标准化方法对原始数据进行标准化处理，以消除数据量纲和指标变化变异造成的影响，使数据具有可比性；

(2)外在压力作用位移计算

根据质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵和荷载矩阵构建结构动力方程，并将结构动力方程转换为状态空间方程，利用各矩阵指标数据，借助Matlab软件时域分析lsim函数求解状态空间方程，得到草地在外在压力作用下的位移并将位移视为草地生态系统对荷载作用的响应；

(3)草地荷载能力计算

将质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵求和，再计算矩阵和的平均特征值，根据特征值的物理含义，将其视为草地生态系统的荷载能力；

(4)利用草地荷载能力和作用位移结果，将草地生态承载力表达为荷载能力与作用位移的比值，即草地生态承载力定义为单位位移的荷载能力。

2.如权利要求1所述的基于结构动力学的草地生态承载力定量方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述指标包括正向指标和负向指标；

所述正向指标的标准化式为：

$x_i^{+}=\frac{x_i-x_{\min }}{x_{max}-x_{\min }}---\left(1\right);$

所述负向指标的标准化式为：

$x_i^{-}=\frac{x_{max}-x_i}{x_{\max }-x_{\min }}---\left(2\right)$

上式(1)、(2)中，x_i为指标的实际值；x_min、x_max分别为指标的最大值和最小值(为估计值)；分别表示正向指标和负向指标的标准化值。