[发明专利]基于结构动力学的草地生态承载力定量方法

摘要

本发明涉及一种基于结构动力学的草地生态承载力定量方法，其主要利用结构动力学原理开展草地生态承载力研究，将结构动力方程的质量、阻尼、刚度和载荷进行物理含义类推，分别表达草地质量、草地潜力、草地恢复力和草地压力，进而解决草地生态承载力的量化问题；在指标体系构建、标准化处理、外在压力作用位移计算和草地荷载能力计算等过程的基础上，将草地生态承载力定量表达为草地荷载能力与外在压力作用位移的比值，即单位位移的荷载能力。本发明应用于草地生态承载力测度、动态过程监控、情景预估和影响因素辨识，也可应用于资源、环境及社会经济系统承载力的定量测度，为承载力提升和可持续发展决策提供指导。

主权项

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，求得矩阵和的平均特征值，平均特征值与矩阵和之积作为草地荷载能力；(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。