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一种榕树研究方法及系统与流程

来源：花匠小妙招时间：2025-06-15 15:53

本发明涉及植物生态学，尤其涉及一种榕树研究方法及系统。

背景技术：

1、植物生态学技术领域专注于植物与其生存环境之间的相互作用，分析植物对环境因素的响应，包括光照、温度、水分和土壤营养，和植物对生态系统的影响，植物生态学技术领域包括从单个植物个体的生长发育到植物群落和生态系统层面的动态变化，旨在揭示植物分布模式、生物多样性维持、生态系统生产力和对全球变化的响应机制的基本生态原则。

2、其中，一种榕树研究方法旨在解析榕树生态特性、生长习性和榕树与环境的互作影响，通过综合分析榕树的生态适应性、繁殖策略和对环境变化的响应机制，推动对榕树的保护措施实施，提高榕树在林业、园艺和生态修复中的应用效率，为生态系统服务的持续提供坚实的科学支撑，促进对榕树生物学和生态学知识的积累，为生物多样性保护、生态系统管理和榕树关联的应用研究提供重要的理论基础和技术路径。

3、传统榕树研究方法缺乏对生态服务功能深入量化的能力，难以细致分析根系与土壤互作效果，在共生机制探究和生态恢复策略设计方面，传统方法难以识别关键环境因素和对榕树群落的影响，导致生态恢复措施缺乏针对性和有效性，在持续跟踪生态系统健康状况方面，传统方法缺乏高效的长期监测手段，难以为生态系统的可持续管理提供稳定的数据支撑，增加了生态管理的不确定性。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种榕树研究方法及系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种榕树研究方法，包括以下步骤：

3、s1：基于榕树群落分布的地理信息，采用核密度估计，识别榕树群落的分布范围和生态类型，结合invest模型，评估榕树群落在生态系统中的功能，通过多元回归分析，分析多种生态服务功能的贡献因素，生成榕树群落生态功能评估信息；

4、s2：基于所述榕树群落生态功能评估信息，采用hydrus模型，通过模拟土壤中水分在时间和空间上的分布变化，评估根系对水分的吸收效率，分析根系对土壤养分的吸收动态和根系结构对促进土壤保持的影响，结合克里金插值法，评估土壤质量变化和根系分布的关联性，生成根系土壤互作评估信息；

5、s3：基于所述根系土壤互作评估信息，通过最小二乘法，评估环境因素对榕树和微生物共生关系强度的影响，分析关键环境因素，利用典范对应分析，分析微生物群落结构和环境梯度间的关系，识别微生物在多种环境下对榕树生长和健康的影响，生成共生机制分析结果；

6、s4：基于所述共生机制分析结果，利用随机森林算法，分析榕树群落和微生物共生关系的影响因素，识别影响榕树群落恢复成功率的关键环境因素，应用最大熵模型，预估多种气候情景下，榕树群落和共生微生物的潜在分布区域，匹配榕树群落的空间布局设计，生成生态恢复实施方案；

7、s5：基于所述共生机制分析结果和生态恢复实施方案，采用方差分析和线性回归模型，分析榕树对多种生长环境的适应性，包括光照、水分、土壤ph值，识别榕树生长参数和环境因素间的关系，包括生长速率、叶绿素含量，生成榕树环境适应性信息；

8、s6：基于所述榕树环境适应性信息，结合土壤条件、水资源可用性、光照强度，采用遗传算法和粒子群优化，优化榕树群落的生态效益、景观价值和生物多样性，匹配科学合理、生态友好的榕树群落配置方案，生成群落配置优化策略；

9、s7：基于所述共生机制分析结果和生态恢复实施方案，使用长短期记忆网络，分析榕树生长状态和生态功能变化的趋势，应用多元回归分析，评估环境因素对榕树群落生长和微生物群落变化的影响，结合主成分分析，对土壤健康状况和榕树生理活动进行定期检测，生成长期生态监测方案。

10、作为本发明的进一步方案，所述榕树群落生态功能评估信息包括碳固定量评估信息、水源涵养能力量化信息、生物多样性支撑度分析结果，所述根系土壤互作评估信息包括土壤水分利用效率信息、根系对养分吸收能力的定量分析结果、土壤保持和改良的贡献度信息，所述共生机制分析结果包括关键环境因素影响度、微生物群落结构变化、微生物对榕树生长影响分析结果，所述生态恢复实施方案包括榕树分布区域预测、关键环境因素适应性调整措施、榕树群落空间布局设计方案，所述榕树环境适应性信息具体为光照适应性分析结果、水分利用效率评估信息、适宜土壤类型数据集，所述群落配置优化策略包括生态效益优化方案、景观价值优化方案、生物多样性保护方法，所述长期生态监测方案包括生长状态趋势分析结果、环境因素影响评估信息、土壤健康与榕树生理活动监测信息。

11、作为本发明的进一步方案，基于榕树群落分布的地理信息，采用核密度估计，识别榕树群落的分布范围和生态类型，结合invest模型，评估榕树群落在生态系统中的功能，通过多元回归分析，分析多种生态服务功能的贡献因素，生成榕树群落生态功能评估信息的步骤具体为：

12、s101：基于榕树群落分布的地理信息，采用核密度估计算法，对榕树群落分布点进行空间分析，识别高密度榕树群落区域和榕树群落空间分布模式，通过计算榕树密度的平均值，生成榕树群落分布信息；

13、s102：基于所述榕树群落分布信息，运用invest模型，评估榕树群落提供的生态系统服务，包括碳储存、水源涵养能力，结合榕树群落对本地生态系统的影响，评估榕树密度和生态系统间的关系，生成榕树群落影响信息；

14、s103：基于所述榕树群落影响信息，应用多元回归分析，分析多种环境变量对榕树群落提供的生态服务功能的影响，包括土壤类型、气候条件，分析多种变量对生态服务功能的影响，生成榕树群落生态功能评估信息。

15、作为本发明的进一步方案，基于所述榕树群落生态功能评估信息，采用hydrus模型，通过模拟土壤中水分在时间和空间上的分布变化，评估根系对水分的吸收效率，分析根系对土壤养分的吸收动态和根系结构对促进土壤保持的影响，结合克里金插值法，评估土壤质量变化和根系分布的关联性，生成根系土壤互作评估信息的步骤具体为：

16、s201：基于所述榕树群落生态功能评估信息，利用hydrus模型，通过设置模型参数，包括土壤层结构、初始水分条件、边界条件，模拟根系影响土壤水分的垂直和水平运动，分析土壤水分在多种深度和时间中的分布信息，生成土壤水分动态模拟结果；

17、s202：基于所述土壤水分动态模拟结果，运用feddes模型，对根系吸收水分和养分的过程进行分析，参照根系生长对土壤水分利用率和养分吸收能力的影响，评估根系结构对改善土壤养分循环的作用，生成根系吸收效率分析结果；

18、s203：基于所述根系吸收效率分析结果，采用克里金插值法，对土壤养分含量和根系分布的空间关系进行分析，结合土壤样本点的养分含量，预估研究区域内的土壤养分分布状况，生成根系土壤互作评估信息。

19、作为本发明的进一步方案，基于所述根系土壤互作评估信息，通过最小二乘法，评估环境因素对榕树和微生物共生关系强度的影响，分析关键环境因素，利用典范对应分析，分析微生物群落结构和环境梯度间的关系，识别微生物在多种环境下对榕树生长和健康的影响，生成共生机制分析结果的步骤具体为：

20、s301：基于所述根系土壤互作评估信息，采用主成分分析，分析环境因素数据集，包括温度、湿度、土壤类型、地形类型，识别影响榕树和微生物共生关系的环境因素，生成关键环境因素识别结果；

21、s302：基于所述关键环境因素识别结果，运用rda分析，分析关键环境因素和微生物群落结构间的关系，识别微生物群落结构在多种环境梯度下的变化规律，生成环境依赖性分析结果；

22、s303：基于所述环境依赖性分析结果，利用结构方程模型，通过构建变量间的因果关系，评估环境因素对微生物群落结构和榕树生长状况的影响，生成共生机制分析结果。

23、作为本发明的进一步方案，基于所述共生机制分析结果，利用随机森林算法，分析榕树群落和微生物共生关系的影响因素，识别影响榕树群落恢复成功率的关键环境因素，应用最大熵模型，预估多种气候情景下，榕树群落和共生微生物的潜在分布区域，匹配榕树群落的空间布局设计，生成生态恢复实施方案的步骤具体为：

24、s401：基于所述共生机制分析结果，应用最大熵模型，分析多种气候情景下榕树群落和共生微生物的分布情况，评估气候变化对榕树群落的影响，生成生态区域预估信息；

25、s402：基于所述生态区域预估信息，采用地理加权回归，参照地理位置、地形、土壤和气候地理因素的空间异质性，调整榕树群落的空间布局设计，生成空间布局优化方案；

26、s403：基于所述空间布局优化方案，利用多目标进化算法，结合生态效益、景观价值和生物多样性维护，通过模拟自然选择和遗传进化机制，匹配多种气候情景，优化恢复方案的有效性和可持续性，生成生态恢复实施方案。

27、作为本发明的进一步方案，基于所述共生机制分析结果和生态恢复实施方案，采用方差分析和线性回归模型，分析榕树对多种生长环境的适应性，包括光照、水分、土壤ph值，识别榕树生长参数和环境因素间的关系，包括生长速率、叶绿素含量，生成榕树环境适应性信息的步骤具体为：

28、s501：基于所述共生机制分析结果和生态恢复实施方案，采用方差分析，评估多种生长环境因素对榕树生长的影响，包括光照、水分、土壤ph值，识别影响榕树生长的关键环境变量，生成环境因素影响评估信息；

29、s502：基于所述环境因素影响评估信息，应用多元线性回归模型，通过构建生长参数与环境变量之间的线性关系，对榕树生长参数和关键环境因素间的关系进行分析，识别环境因素对榕树生长的影响，生成榕树与环境关系分析结果；

30、s503：基于所述榕树与环境关系分析结果，采用协方差结构分析，通过环境变量间的直接和间接效应，评估榕树群落对多种生长环境的适应性，识别榕树群落的关键生长条件，生成榕树环境适应性信息。

31、作为本发明的进一步方案，基于所述榕树环境适应性信息，结合土壤条件、水资源可用性、光照强度，采用遗传算法和粒子群优化，优化榕树群落的生态效益、景观价值和生物多样性，匹配科学合理、生态友好的榕树群落配置方案，生成群落配置优化策略的步骤具体为：

32、s601：基于所述榕树环境适应性信息，使用遗传算法，对土壤条件、水资源可用性、光照强度因素进行分析，识别影响榕树群落恢复和增长的环境条件，生成环境条件优化分析结果；

33、s602：基于所述环境条件优化分析结果，利用粒子群优化算法，分析榕树群落在多种生态环境下的生态效益和景观价值，优化榕树群落的配置方案，生成配置方案优化结果；

34、s603：基于所述配置方案优化结果，采用模拟退火算法，分析榕树群落配置方案对生物多样性和生态效益的影响，结合生态友好的设计原则，调整配置方案，生成群落配置优化策略。

35、作为本发明的进一步方案，基于所述共生机制分析结果和生态恢复实施方案，使用长短期记忆网络，分析榕树生长状态和生态功能变化的趋势，应用多元回归分析，评估环境因素对榕树群落生长和微生物群落变化的影响，结合主成分分析，对土壤健康状况和榕树生理活动进行定期检测，生成长期生态监测方案的步骤具体为：

36、s701：基于所述共生机制分析结果和生态恢复实施方案，使用长短期记忆网络，结合历史榕树生长和生态功能数据，分析序列数据中的时间依赖关系，识别榕树生长状态和生态功能趋势，生成生态功能趋势分析结果；

37、s702：基于所述生态功能趋势分析结果，运用广义线性模型，分析榕树生长与微生物群落结构变化和多个环境因素间的关系，评估环境因素对生态变化的影响，生成环境因素与生态变化关系分析结果；

38、s703：基于所述环境因素与生态变化关系分析结果，采用主成分分析，分析土壤健康状况和榕树生理活动，识别影响土壤和榕树健康的关键因素，结合土壤质量和榕树生理指标，生成长期生态监测方案。

39、一种榕树研究系统，所述榕树研究系统用于执行上述榕树研究方法，所述系统包括：

40、群落分布分析模块基于榕树群落分布的地理信息，采用核密度估计算法，分析榕树群落生态分布区域信息，识别密集分布区域，生成榕树群落分布信息；

41、生态功能评价模块基于所述榕树群落分布信息，利用invest模型，评估榕树群落对生态系统的影响，结合多元回归分析，分析生态服务功能的关键因素，生成生态服务功能评估结果；

42、土壤互作分析模块基于所述生态服务功能评估结果，应用hydrus模型，模拟土壤中的水分分布情况，结合克里金插值法，评估土壤质量变化和根系分布的关联性，生成根系土壤互作分析结果；

43、共生机制分析模块基于所述根系土壤互作分析结果，采用典范对应分析，分析微生物群落和环境因素间的相互作用，结合最小二乘法，评估关键环境因素对榕树生长和健康的影响，生成共生机制洞察信息；

44、恢复方案设计模块基于所述共生机制洞察信息，采用随机森林算法，分析共生关系的关键因素，结合最大熵模型，分析榕树群落的潜在分布，匹配榕树群落的空间布局设计，生成生态恢复策略；

45、适应性评估模块基于所述生态恢复策略，使用方差分析和线性回归模型，分析榕树群落对环境变量的适应性，包括光照、水分和土壤ph值，生成适应性评估信息；

46、群落配置优化模块基于所述适应性评估信息，利用遗传算法和粒子群优化，调整榕树群落配置方案，优化生态效益、景观价值和生物多样性，生成榕树群落配置优化方案；

47、长期监测规划模块基于所述榕树群落配置优化方案，应用长短期记忆网络，分析榕树群落生长趋势，结合主成分分析，对土壤和榕树生理指标进行周期性监测，生成长期生态监测方案。

48、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

49、本发明中，通过核密度估计和invest模型，精确识别榕树群落分布并评估群落在生态系统中的功能，利用hydrus模型，对土壤中水分的分布进行模拟，结合克里金插值法，评估土壤质量，分析根系与土壤的互作关系，通过最小二乘法和典范对应分析，分析榕树与微生物的共生机制，识别环境因素对共生关系的影响，应用随机森林算法和最大熵模型，优化对榕树群落恢复成功率的预测精度，为榕树群落的空间布局提供科学的设计方案，结合方差分析和线性回归模型，评估榕树对多种生长环境的适应性，采用长短期记忆网络，结合多元回归分析和主成分分析，制定对榕树生长和榕树群落的监测方案。