權(quán)利要求

1.一種提升礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)固碳增匯能力的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

土壤改良模塊：包括有機(jī)肥投放裝置、石灰施用裝置和土壤改良劑混合器，所述土壤改良模塊用于改良土壤結(jié)構(gòu)和提升土壤肥力;

植被恢復(fù)模塊：包括自動(dòng)植物選擇系統(tǒng)、種植設(shè)備和灌溉裝置，所述植被恢復(fù)模塊用于選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的高效固碳植物并進(jìn)行種植;

水資源管理模塊：包括集雨裝置、滴灌系統(tǒng)和水土保持裝置，所述水資源管理模塊用于優(yōu)化水資源的利用，提高植物的生長(zhǎng)效率;

監(jiān)測(cè)與管理模塊：包括遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)傳感器和數(shù)據(jù)分析軟件，所述監(jiān)測(cè)與管理模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生態(tài)狀態(tài)、土壤碳含量和植被生長(zhǎng)情況，并根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)整修復(fù)措施;

智能控制中心：包括中央處理器和控制軟件，所述智能控制中心用于協(xié)調(diào)各模塊的運(yùn)行，優(yōu)化系統(tǒng)的整體性能;

經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型：用于在保證修復(fù)效果的前提下，降低系統(tǒng)的實(shí)施和維護(hù)成本。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)固碳增匯能力的系統(tǒng)，其特征在于：所述有機(jī)肥投放裝置包括可調(diào)節(jié)施肥量的控制器，用于根據(jù)土壤情況調(diào)節(jié)有機(jī)肥的投放量，所述石灰施用裝置包括石灰粉碎機(jī)和均勻施用裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)固碳增匯能力的系統(tǒng)，其特征在于：所述土壤改良劑混合器包括自動(dòng)混合系統(tǒng)，用于精確混合不同類型的改良劑，所述自動(dòng)植物選擇系統(tǒng)包括基于環(huán)境參數(shù)的植物數(shù)據(jù)庫(kù)和選擇算法。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)固碳增匯能力的系統(tǒng)，其特征在于：所述灌溉裝置包括智能灌溉控制器，所述種植設(shè)備包括自動(dòng)播種機(jī)和種植深度控制系統(tǒng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)固碳增匯能力的系統(tǒng)，其特征在于：所述遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備包括高分辨率衛(wèi)星影像和無人機(jī)遙感系統(tǒng)，用于獲取礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)的詳細(xì)圖像和數(shù)據(jù)，所述集雨裝置包括雨水收集池和過濾系統(tǒng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)固碳增匯能力的系統(tǒng)，其特征在于：所述土壤改良模塊包括土壤改良模型，所述土壤改良模型基于土壤有機(jī)質(zhì)含量和礦質(zhì)元素的模型，用于評(píng)估和優(yōu)化土壤改良效果：

Simprovement=a·OM+b·N+c·P+d·K+e·pH

其中，Simprovement為土壤改良效果指數(shù)，OM為有機(jī)質(zhì)含量，N、P、K分別為土壤中的氮、磷、鉀含量，pH為土壤酸堿度，a、b、c、d、e為相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，所述植被恢復(fù)模塊包括植被恢復(fù)模型，所述植被恢復(fù)模型包括基于光合作用效率和植物種類的模型，用于選擇和評(píng)估植物恢復(fù)效果：

Precovery=α·LA+β·SP+γ·WUE

其中，Precovery為植被恢復(fù)效果指數(shù)，LA為葉面積指數(shù)，SP為植物種類評(píng)分，WUE為水分利用效率，α、β、γ為相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。

其中，Wmanagement為水資源管理效果指數(shù)，ET為蒸散量，P為降水量，I為灌溉量，SWC為土壤含水量，δ、ε、ζ、η為相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。

其中，Coptimization為成本效益優(yōu)化結(jié)果，Becological為生態(tài)效益量化值，Cimplementation為實(shí)施成本，T為時(shí)間周期。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明涉及礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種提升礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)固碳增匯能力的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

[0002]一種提升礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)固碳增匯能力的系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)包括以下幾個(gè)部分：土壤改良模塊：通過添加有機(jī)肥、石灰和其他改良劑來改善土壤結(jié)構(gòu)，提升土壤的肥力和碳儲(chǔ)存能力。植被恢復(fù)模塊：選擇適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境的高效固碳植物進(jìn)行種植，包括樹木、灌木和草本植物等，以提高植物的光合作用效率，增加碳吸收量。水資源管理模塊：通過建設(shè)集雨工程、滴灌系統(tǒng)和水土保持措施，保證植被的水分供應(yīng)，促進(jìn)植物生長(zhǎng)和碳匯功能的發(fā)揮。監(jiān)測(cè)與管理模塊：利用遙感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)分析軟件，對(duì)修復(fù)區(qū)的生態(tài)狀態(tài)、土壤碳含量和植被生長(zhǎng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，及時(shí)調(diào)整修復(fù)措施。系統(tǒng)的原理是通過綜合運(yùn)用土壤改良、植被恢復(fù)和水資源管理等多種措施，優(yōu)化礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境，提升土壤和植被的碳吸收和儲(chǔ)存能力，從而增強(qiáng)固碳增匯的效果。

[0003]盡管該系統(tǒng)在提升礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)固碳增匯能力方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，但仍存在一些缺陷：系統(tǒng)的實(shí)施涉及土壤改良、植被恢復(fù)和水資源管理等多方面的投入，成本較高，不同礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)的環(huán)境條件差異較大，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中需要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，通用性較差，可能導(dǎo)致修復(fù)效果的波動(dòng)，系統(tǒng)需要長(zhǎng)期的維護(hù)和管理，包括土壤的持續(xù)改良、植物的定期養(yǎng)護(hù)和監(jiān)測(cè)設(shè)備的維護(hù)，增加了管理難度和成本。

發(fā)明內(nèi)容

[0004](一)解決的技術(shù)問題

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種提升礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)固碳增匯能力的系統(tǒng)，解決了成本較高，不同礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)的環(huán)境條件差異較大，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中需要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，通用性較差的問題。

[0006](二)技術(shù)方案

[0007]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種提升礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)固碳增匯能力的系統(tǒng)，包括：

[0008]土壤改良模塊：包括有機(jī)肥投放裝置、石灰施用裝置和土壤改良劑混合器，所述土壤改良模塊用于改良土壤結(jié)構(gòu)和提升土壤肥力;

[0009]植被恢復(fù)模塊：包括自動(dòng)植物選擇系統(tǒng)、種植設(shè)備和灌溉裝置，所述植被恢復(fù)模塊用于選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的高效固碳植物并進(jìn)行種植;

[0010]水資源管理模塊：包括集雨裝置、滴灌系統(tǒng)和水土保持裝置，所述水資源管理模塊用于優(yōu)化水資源的利用，提高植物的生長(zhǎng)效率;

[0011]監(jiān)測(cè)與管理模塊：包括遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)傳感器和數(shù)據(jù)分析軟件，所述監(jiān)測(cè)與管理模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生態(tài)狀態(tài)、土壤碳含量和植被生長(zhǎng)情況，并根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)整修復(fù)措施;

[0012]智能控制中心：包括中央處理器和控制軟件，所述智能控制中心用于協(xié)調(diào)各模塊的運(yùn)行，優(yōu)化系統(tǒng)的整體性能;

[0013]經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型：用于在保證修復(fù)效果的前提下，降低系統(tǒng)的實(shí)施和維護(hù)成本。

[0014]優(yōu)選的，所述有機(jī)肥投放裝置包括可調(diào)節(jié)施肥量的控制器，用于根據(jù)土壤情況調(diào)節(jié)有機(jī)肥的投放量，所述石灰施用裝置包括石灰粉碎機(jī)和均勻施用裝置，用于提高石灰的施用效果。

[0015]優(yōu)選的，所述土壤改良劑混合器包括自動(dòng)混合系統(tǒng)，用于精確混合不同類型的改良劑，所述自動(dòng)植物選擇系統(tǒng)包括基于環(huán)境參數(shù)的植物數(shù)據(jù)庫(kù)和選擇算法，用于選擇適合特定礦山環(huán)境的植物種類。

[0016]優(yōu)選的，所述灌溉裝置包括智能灌溉控制器，用于根據(jù)土壤濕度和植物需水量調(diào)整灌溉量，所述種植設(shè)備包括自動(dòng)播種機(jī)和種植深度控制系統(tǒng)，用于確保種植的均勻性和深度的準(zhǔn)確性。

[0017]優(yōu)選的，所述遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備包括高分辨率衛(wèi)星影像和無人機(jī)遙感系統(tǒng)，用于獲取礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)的詳細(xì)圖像和數(shù)據(jù)，所述集雨裝置包括雨水收集池和過濾系統(tǒng)，用于收集和凈化雨水供灌溉使用。

[0018]優(yōu)選的，所述土壤改良模塊包括土壤改良模型，所述土壤改良模型基于土壤有機(jī)質(zhì)含量和礦質(zhì)元素的模型，用于評(píng)估和優(yōu)化土壤改良效果：

[0019]Simprovement=a·OM+b·N+c·P+d·K+e·pH

[0020]其中，Simprovement為土壤改良效果指數(shù)，0M為有機(jī)質(zhì)含量，N、P、K分別為土壤中的氮、磷、鉀含量，pH為土壤酸堿度，a、b、c、d、e為相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，所述植被恢復(fù)模塊包括植被恢復(fù)模型，所述植被恢復(fù)模型包括基于光合作用效率和植物種類的模型，用于選擇和評(píng)估植物恢復(fù)效果：

[0021]Precovery=α·LA+β·SP+γ·WUE

[0022]其中，Precovery為植被恢復(fù)效果指數(shù)，LA為葉面積指數(shù)，SP為植物種類評(píng)分，WUE為水分利用效率，α、β、γ為相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。

[0023]優(yōu)選的，所述水資源管理模塊包括水資源管理模型，所述水資源管理模型基于水分利用和植物需水量的模型，用于優(yōu)化灌溉策略：

[0024]

[0025]其中，Wmanagement為水資源管理效果指數(shù)，ET為蒸散量，P為降水量，I為灌溉量，SWC為土壤含水量，δ、ε、ζ、η為相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。

[0026]優(yōu)選的，所述經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型基于成本效益分析的模型，用于在不同修復(fù)措施之間進(jìn)行成本效益對(duì)比：

[0027]

[0028]其中，Coptimization為成本效益優(yōu)化結(jié)果，Becological為生態(tài)效益量化值，Cimplementation為實(shí)施成本，T為時(shí)間周期。

[0029](三)有益效果

[0030]本發(fā)明提供了一種提升礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)固碳增匯能力的系統(tǒng)。具備以下有益效果：

[0031]該提升礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)固碳增匯能力的系統(tǒng)，通過智能控制中心和經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型，系統(tǒng)能夠在保證修復(fù)效果的前提下，顯著降低實(shí)施和維護(hù)成本，通過自動(dòng)植物選擇系統(tǒng)和基于環(huán)境參數(shù)的模型，系統(tǒng)能夠針對(duì)不同礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)的環(huán)境條件進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，提高通用性，利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器和數(shù)據(jù)分析軟件，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)生態(tài)狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)整修復(fù)措施，減少長(zhǎng)期維護(hù)難度和成本，綜合運(yùn)用土壤改良、植被恢復(fù)和水資源管理等多種技術(shù)手段，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，提高固碳增匯能力，達(dá)到更好的修復(fù)效果。

附圖說明

[0032]圖1為本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

[0033]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

[0034]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種提升礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)固碳增匯能力的系統(tǒng)，包括，土壤改良模塊：包括有機(jī)肥投放裝置、石灰施用裝置和土壤改良劑混合器，土壤改良模塊用于改良土壤結(jié)構(gòu)和提升土壤肥力，有機(jī)肥投放裝置包括可調(diào)節(jié)施肥量的控制器，用于根據(jù)土壤情況調(diào)節(jié)有機(jī)肥的投放量，石灰施用裝置包括石灰粉碎機(jī)和均勻施用裝置，用于提高石灰的施用效果，土壤改良劑混合器包括自動(dòng)混合系統(tǒng)，用于精確混合不同類型的改良劑，自動(dòng)植物選擇系統(tǒng)包括基于環(huán)境參數(shù)的植物數(shù)據(jù)庫(kù)和選擇算法，用于選擇適合特定礦山環(huán)境的植物種類，土壤改良模塊包括土壤改良模型，土壤改良模型基于土壤有機(jī)質(zhì)含量和礦質(zhì)元素的模型，用于評(píng)估和優(yōu)化土壤改良效果：

[0035]Simprovement=a·OM+b·N+c·P+d·K+e·pH

[0036]其中，Simprovement為土壤改良效果指數(shù)，OM為有機(jī)質(zhì)含量，N、P、K分別為土壤中的氮、磷、鉀含量，pH為土壤酸堿度，a、b、c、d、e為相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。

[0037]植被恢復(fù)模塊：包括自動(dòng)植物選擇系統(tǒng)、種植設(shè)備和灌溉裝置，植被恢復(fù)模塊用于選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的高效固碳植物并進(jìn)行種植，灌溉裝置包括智能灌溉控制器，用于根據(jù)土壤濕度和植物需水量調(diào)整灌溉量，種植設(shè)備包括自動(dòng)播種機(jī)和種植深度控制系統(tǒng)，用于確保種植的均勻性和深度的準(zhǔn)確性，植被恢復(fù)模塊包括植被恢復(fù)模型，植被恢復(fù)模型包括基于光合作用效率和植物種類的模型，用于選擇和評(píng)估植物恢復(fù)效果：

[0038]Precovery=α·LA+β·SP+γ·WUE

[0039]其中，Precovery為植被恢復(fù)效果指數(shù)，LA為葉面積指數(shù)，SP為植物種類評(píng)分，WUE為水分利用效率，α、β、γ為相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。

[0040]水資源管理模塊：包括集雨裝置、滴灌系統(tǒng)和水土保持裝置，水資源管理模塊用于優(yōu)化水資源的利用，提高植物的生長(zhǎng)效率，水資源管理模塊包括水資源管理模型，水資源管理模型基于水分利用和植物需水量的模型，用于優(yōu)化灌溉策略：

[0041]

[0042]其中，Wmanagement為水資源管理效果指數(shù)，ET為蒸散量，P為降水量，l為灌溉量，SWC為土壤含水量，δ、ε、ζ、η為相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。

[0043]監(jiān)測(cè)與管理模塊：包括遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)傳感器和數(shù)據(jù)分析軟件，監(jiān)測(cè)與管理模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生態(tài)狀態(tài)、土壤碳含量和植被生長(zhǎng)情況，并根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)整修復(fù)措施，遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備包括高分辨率衛(wèi)星影像和無人機(jī)遙感系統(tǒng)，用于獲取礦山生態(tài)修復(fù)區(qū)的詳細(xì)圖像和數(shù)據(jù)，集雨裝置包括雨水收集池和過濾系統(tǒng)，用于收集和凈化雨水供灌溉使用。

[0044]智能控制中心：包括中央處理器和控制軟件，智能控制中心用于協(xié)調(diào)各模塊的運(yùn)行，優(yōu)化系統(tǒng)的整體性能。

[0045]經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型：用于在保證修復(fù)效果的前提下，降低系統(tǒng)的實(shí)施和維護(hù)成本，經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型基于成本效益分析的模型，用于在不同修復(fù)措施之間進(jìn)行成本效益對(duì)比：

[0046]

[0047]其中，Coptimization為成本效益優(yōu)化結(jié)果，Becological為生態(tài)效益量化值，Cimplementation為實(shí)施成本，T為時(shí)間周期。

[0048]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。

說明書附圖(1)