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龍圖騰網(wǎng)恭喜清華大學(xué)申請的專利一種河流生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)構(gòu)建及結(jié)構(gòu)功能分析方法和平臺獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN114819533B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-30發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202210348197.2，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06Q10/063；該發(fā)明授權(quán)一種河流生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)構(gòu)建及結(jié)構(gòu)功能分析方法和平臺是由徐夢珍;周雄冬;王聰聰;張家豪;羅雅祺設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-04-01向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種河流生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)構(gòu)建及結(jié)構(gòu)功能分析方法和平臺在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種河流生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)構(gòu)建及結(jié)構(gòu)功能分析方法和平臺，其中方法包括：自動獲取河流生態(tài)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和生物量的實(shí)測結(jié)果；構(gòu)建淡水生態(tài)系統(tǒng)中以底棲動物為主體的捕食矩陣；確定食物網(wǎng)系統(tǒng)中的食物鏈表清單；計(jì)算食物網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)及各營養(yǎng)類群的營養(yǎng)級，構(gòu)造食物網(wǎng)分析系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)，構(gòu)建生物量通量矩陣，構(gòu)造食物網(wǎng)系統(tǒng)矩陣，求解預(yù)設(shè)條件的食物網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標(biāo)；選取單一營養(yǎng)類群，并計(jì)算食物網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化情況，量化單一營養(yǎng)類群對于食物網(wǎng)系統(tǒng)的重要程度。本發(fā)明可以快速地構(gòu)建樣點(diǎn)的食物網(wǎng)系統(tǒng)，并對該食物網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征、功能特征、穩(wěn)定性和關(guān)鍵物種進(jìn)行系統(tǒng)分析、計(jì)算和可視化。

本發(fā)明授權(quán)一種河流生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)構(gòu)建及結(jié)構(gòu)功能分析方法和平臺在權(quán)利要求書中公布了：1.一種河流生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)構(gòu)建及結(jié)構(gòu)功能分析方法，其特征在于，包括以下步驟：S1，獲取河流生態(tài)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和生物量的實(shí)測結(jié)果；其中，所述河流生態(tài)系統(tǒng)包括初級生產(chǎn)力、有機(jī)碎屑和不同種類底棲動物中的多種；S2，基于營養(yǎng)類群的分類庫和關(guān)系庫構(gòu)建淡水生態(tài)系統(tǒng)中以所述底棲動物為主體的捕食矩陣；其中，所述捕食矩陣為第一捕食矩陣；其中，所述營養(yǎng)類群分類庫包括：對底棲動物屬級名錄的各屬級類群進(jìn)行以目級分類和功能攝食類群為基礎(chǔ)的營養(yǎng)類群劃分；所述營養(yǎng)類群關(guān)系庫包括：所述營養(yǎng)類群分類庫中全部營養(yǎng)類群的兩兩捕食關(guān)系，以0-1矩陣形式儲存；在具有所述多種測量分析法的實(shí)測結(jié)果的情況下，根據(jù)所述實(shí)測結(jié)果進(jìn)行第二捕食矩陣的構(gòu)建；其中，所述第一捕食矩陣和所述二捕食矩陣均為n階方陣，表示n類營養(yǎng)類群間的兩兩捕食關(guān)系；S3，基于所述捕食矩陣，對食物網(wǎng)系統(tǒng)中的食物鏈進(jìn)行枚舉得到食物鏈表清單，并對所述食物網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；S4，結(jié)合所述生物量的實(shí)測結(jié)果和所述營養(yǎng)類群的特性參數(shù)，計(jì)算各營養(yǎng)類群的營養(yǎng)級，以構(gòu)造食物網(wǎng)分析系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)；S5，基于所述輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)環(huán)境對所述營養(yǎng)類群的承載力求解所述各營養(yǎng)類群的生物量通量，以構(gòu)建生物量通量矩陣；其中，所述生物量通量矩陣至少包括有機(jī)碎屑的通量；S6，基于所述生物量通量矩陣，構(gòu)造食物網(wǎng)系統(tǒng)矩陣；其中，所述食物網(wǎng)系統(tǒng)矩陣至少包括有機(jī)碎屑；S7，基于所述食物網(wǎng)系統(tǒng)矩陣，求解預(yù)設(shè)條件的食物網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標(biāo)；S8，選取單一營養(yǎng)類群，調(diào)整所述單一營養(yǎng)類群的生物量占比，并逐次計(jì)算所述食物網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化情況，以量化所述單一營養(yǎng)類群對于所述食物網(wǎng)系統(tǒng)的重要程度；所述S5，還包括：S51，對于各營養(yǎng)類群，建立生物量守恒微分方程，對于初級生產(chǎn)力P而言： 其中，XP為初級生產(chǎn)力的生物量，t為時間，rP為初級生產(chǎn)力的固有增長率，KP為環(huán)境對初級生產(chǎn)力的最大承載力，假定為實(shí)測XP值的2倍，fnXP為消費(fèi)類群n對初級生產(chǎn)力的捕食函數(shù)，Xn為消費(fèi)類群n的生物量；對于有機(jī)碎屑D而言： 其中，XD為有機(jī)碎屑的生物量，t為時間，RD為固有的外源性輸入量，di為消費(fèi)類群i的非捕食性死亡率，Xi為消費(fèi)類群i的生物量，Ki為環(huán)境對消費(fèi)類群i的最大承載力，假定為實(shí)測Xi值的2倍，為消費(fèi)類群j對食物的同化率，fjXi為消費(fèi)類群j對消費(fèi)類群i的捕食函數(shù)，Xj為消費(fèi)類群j的生物量，fnXD為消費(fèi)類群n對有機(jī)碎屑的捕食函數(shù)，Xn為消費(fèi)類群n的生物量；對于消費(fèi)類群j而言： 其中，Xj為消費(fèi)類群j的生物量，t為時間，為消費(fèi)類群j對食物的同化率，pj為消費(fèi)類群j對同化食物的生產(chǎn)利用率，fjXm為消費(fèi)類群j對消費(fèi)類群m的捕食函數(shù)，Xm為消費(fèi)類群m的生物量，dj為消費(fèi)類群j的非捕食性死亡率，Kj為環(huán)境對消費(fèi)類群j的最大承載力，假定為實(shí)測Xj值的2倍，fnXj為消費(fèi)類群n對消費(fèi)類群j的捕食函數(shù)，Xn為消費(fèi)類群n的生物量；S52，基于預(yù)設(shè)的系統(tǒng)平衡，將S51中的三個微分方程式變?yōu)槠胀ǚ匠蹋簩τ诔跫壣a(chǎn)力P而言： 對于有機(jī)碎屑D而言： 對于消費(fèi)類群j而言： S53，基于單向捕食假定，認(rèn)為兩個營養(yǎng)類群間只能存在單一方向的捕食關(guān)系且同一營養(yǎng)類群不能捕食自身，則按照S2中構(gòu)建出的捕食矩陣的自上而下順序，沿營養(yǎng)級別由高至低的梯度順序計(jì)算各營養(yǎng)類群的生物量通量；S54，依照S53的方法，沿營養(yǎng)級別從高到低的順序計(jì)算出各營養(yǎng)類群對其它類群的總捕食量，記為數(shù)組F，以及各營養(yǎng)類群對某特定類群的捕食量，記為矩陣P；其中，數(shù)組元素Fj表示營養(yǎng)類群j對于其它類群的總捕食量，矩陣元素Pij表示營養(yǎng)類群j對于類群i的捕食量，矩陣P亦稱作生物量通量矩陣；所述S6，還包括：S61，構(gòu)造食物網(wǎng)系統(tǒng)Jacobian矩陣El，其中元素Elij表示類群j對類群i的作用強(qiáng)度： 其中，Xi為消費(fèi)類群i的生物量，t為時間，Xj為消費(fèi)類群j的生物量。

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