一种熊猫城市栖息地的觅食区构建方法

技术领域

本发明属于动物生态环境重建技术领域，具体为一种熊猫城市栖息地的觅食区构建方法。

背景技术

现有的大熊猫城市栖息地均为各类大小不一的动物园。动物园由于其各方面的考量及制约因素，其作为栖息地内的地形地貌、水源和食物结构上均比较单一，使得熊猫的生存环境不够自然；此外，动物园作为城市栖息地，还易频繁遭受各类干扰，如游客噪音、光纤和垃圾污染等，这些因素都不利于熊猫的身体健康，难以满足熊猫栖息、觅食和繁殖的多样化生境需求。

因此，本领域技术人员已开始对熊猫在城市中的栖息地及觅食区的构建工作进行研究，以期取代现有的动物园式城市栖息地，使大部分熊猫种群得以在更加自然的环境下健康成长；而如今面临的第一个难题便是，如何在城市中构建针对大熊猫栖息及觅食的区域。

发明内容

针对背景技术中的情况，本发明提出一种熊猫城市栖息地的觅食区构建方法，该方法尽可能的使大熊猫栖息地具备了满足熊猫们栖息、饮水饮食和生长繁殖的条件，同时所受的外部干扰最小，由此顺利的保障了大熊猫栖息地的生态环境，对保护熊猫的相关工作具有重要意义。

本发明采用了以下技术方案来实现目的：

一种熊猫城市栖息地的觅食区构建方法，所述方法包括如下步骤：

S1、依据城市条件因素和熊猫种群数量，确定栖息地的选址与面积；

S2、依据栖息地的选址，进行栖息地的地形营造；地形营造过程中，通过建立并优化场地信息模型的方式，确定地形坡度，形成地形设计图纸后指导现场地形施工；

S3、现场地形施工完成后，使用天然材料或未经人工加工的材料，建设水体作为栖息地的水源；

S4、在场地信息模型的基础上，建立竹类植物信息模型；依据栖息地选址处的日照辐射分析数据，以可视化方式配置竹类植物信息模型，并优化配置密度和配置地点，形成竹类植物配置图纸后指导现场竹类植物建设。

具体的，步骤S1中，城市条件因素包括：城市所在地区的地形落差、坡度、道路和水系条件；其中，栖息地的选址所在的地形落差小、坡度平缓；栖息地的面积依据熊猫种群数量进行确定。

优选的，步骤S1中，栖息地的选址与面积确定后，沿栖息地外围边界构筑防护措施，以使栖息地形成封闭区域；防护措施包括防护林带和环绕水体，使栖息地的外部干扰尽可能的减少。

进一步的，步骤S2中，场地信息模型的建立过程为：获取城市地形图，经数据预处理，保留地形图中描述地形构造的三维信息图形元素，导入建模软件，生成栖息地选址处的场地信息模型；对场地信息模型中的地形坡度进行修改，令整个栖息地的最大坡度值小于20°；同时在场地信息模型中确定出建设水体的位置，令建设水体位置的特定范围内的最大坡度值小于5°，完成场地信息模型的优化。

优选的，场地信息模型的优化过程中，令坡度确定后的向阳坡区域朝向范围为东南向至西南向，并使向阳坡一面的坡长大于背阳坡一面的坡长。

进一步的，建设水体的位置处于栖息地选址中的低洼地区；步骤S3中，建设的水体类型包括人工溪流和人工湖泊；其中，人工溪流的宽度范围为3-8米，并沿溪流流向设置条石挡水坝，溪流深度最大值为1米，水底铺设中粗砂或卵石；人工湖泊的驳岸材料采用卵石和沙土，湖泊深度最大值为1.5米，并在湖底种植水草类植物。

进一步的，步骤S4中，依据优化修改地形坡度后的场地信息模型，进行日照辐射分析操作，具体为：将场地信息模型导入分析软件中，建立区域分析网格，并载入栖息地选址处对应地区的气象信息数据；通过对应分析功能，得到以辐射强度图谱方式呈现的日照辐射分析数据。

具体的，获得栖息地选址处的日照辐射分析数据后，在建模软件中建立竹类植物信息模型；依据日照辐射分析数据和竹类植物生存属性数据，将竹类植物信息模型配置于场地信息模型上，形成竹类植物配置图纸。

优选的，在配置过程中，场地信息模型上以50％-74％的密度范围来配置对应的竹类植物信息模型。

优选的，在将竹类植物信息模型配置于场地信息模型后，通过渲染软件实现与建模软件的可视化视口联动操作；在视口联动状态下，优化竹类植物的配置密度，并依据日照辐射分析数据优化配置地点，输出竹类植物配置图纸；当现场施工建设过程完成对竹类植物的建设后，即完成了整个熊猫栖息地的觅食区构建工作，得到城市中适用于熊猫栖息生活的自然态栖息地。

综上所述，由于采用了本技术方案，本发明的有益效果如下：

本发明的构建方法，规定了于城市周边诸如山地、丘陵地区的大熊猫城市栖息地构建过程中的环境选择、地形塑造、水源和植物群落建设等技术方案，其适用于城市周边丘陵地区。

本发明的构建方法填补了国内外相关领域的技术空白：其营造地形地貌、模拟自然水源和重建植物群落等方式，能对大熊猫适应城市的生态环境有着引领及示范作用。

本发明的技术方案解决了人们一直渴望解决但未能取得良好的成效的技术难题：结合熊猫偏好生境条件，如何以大熊猫城市栖息地的觅食去营造为着眼点，以提高熊猫活力为目的，正向积极干预的恢复栖息地环境。本发明正是通过技术方案的重建和营造过程，解决其中关键的诸如地形地貌、水源和竹林食物问题。本发明方法由此能够最大程度地在城市中重建野生大熊猫栖息地，能满足游客对大熊猫的热爱，更能进一步的保护熊猫种群本身。

附图说明

图1为本发明构建方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以按各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示，一种熊猫城市栖息地的觅食区构建方法，该方法包括四个主要步骤，分别如下：

S1、依据城市条件因素和熊猫种群数量，确定栖息地的选址与面积；

S2、依据栖息地的选址，进行栖息地的地形营造；地形营造过程中，通过建立并优化场地信息模型的方式，确定地形坡度，形成地形设计图纸后指导现场地形施工；

S3、现场地形施工完成后，使用天然材料或未经人工加工的材料，建设水体作为栖息地的水源；

S4、在场地信息模型的基础上，建立竹类植物信息模型；依据栖息地选址处的日照辐射分析数据，以可视化方式配置竹类植物信息模型，并优化配置密度和配置地点，形成竹类植物配置图纸后指导现场竹类植物建设。

本实施例将详解每一个步骤的具体内容及优选方式。

一、地点选择部分。

首先分析城市条件因素，涉及城市所在地区的地形落差、坡度、道路和水系条件；最优选择为城市中现有的丘陵、坡地等落差较小、坡度平缓和外来干扰较少的位置。实际应用过程中，若城市中难以直接选取合适的位置作为栖息地，也可通过后续地形营造的工作进行弥补。

本实施例中，栖息地的面积则依据拟保护及容纳的熊猫种群数量，辅以地形道路水系条件来进行确定；并且，将栖息地位置优选在城市近郊的独立地区，沿栖息地外围边界构筑防护措施，以形成封闭区域，屏蔽外来干扰；防护措施包括防护林带和环绕水体。

二、地形营造部分。

对于拟建的熊猫城市栖息地，当选址及面积等信息确定后，对于地形中不满足要求的部分，进行地形营造设计及施工过程。此过程通过建立并优化场地信息模型的方式来确定出地形坡度，指导现场施工。

场地信息模型的建立方式具体如下：在CAD软件中打开对应城市的地形图，进行数据预处理，将图中未包含高程信息的点、线和冗余标记删除，仅保留三维信息完整且准确描述地形构造的图形元素；随后将数据预处理后的城市地形图链接至Revit建模软件中，针对栖息地的选址处，通过场地建模工具生成三维景观地形模型，实现场地信息模型的建立。

本实施例中，需对原有匹配于城市地形的场地信息模型进行修改，令整个栖息地的最大坡度值小于20°；同时在场地信息模型中确定出建设水体的位置，令建设水体位置的特定范围内的最大坡度值小于5°，这两类坡度特征值最适应熊猫的栖息觅食等生活场景；模型修改后完成优化过程，出图并指导现场施工队伍对实际选址位置的地形坡度及地貌进行修改。

本实施例中，考虑熊猫栖息时对光照的需求及生活习性，在场地信息模型的优化过程中，令坡度确定后的向阳坡区域朝向范围为东南向至西南向，并使向阳坡一面的坡长大于背阳坡一面的坡长，可尽量延长阳坡一边的长度；这是因为生物上的研究表明，熊猫偏向于在有阳光的坡面上栖息。

三、水源建设部分。

在第二部分的坡度优化修改时，可确定出栖息地中建设水体的位置为选址中的低洼地区。熊猫日常栖息生活需要充足的水源，且不应是现有动物园中的单一饮水槽或饮水池。因此，本实施例中，为模拟自然环境，建设的水体类型包括人工溪流和人工湖泊；建设材料尽量不适用水泥、混凝土等工业材料，而是使用天然材料或未经人工加工的材料。

本实施例中，人工溪流的宽度范围为3-8米，并沿溪流流向设置条石挡水坝，溪流深度最大值为1米，水底铺设中粗砂或卵石；人工湖泊的驳岸材料采用卵石和沙土，湖泊深度最大值为1.5米，并在湖底种植芦苇、菖蒲等水草类植物。由此建设的水体作为栖息地的水源，不仅可为熊猫提供饮水，也可为栖息地中的鸟类、鱼类等其他野生动物提供生活条件。

四、竹类植物建设部分。

熊猫以竹子作为主食，因此在熊猫城市栖息地中也需要大面积种植竹类，以满足熊猫的食物需求；但竹林太密也不利于熊猫的采食活动。熊猫主食竹有团竹、箭竹和白夹竹等品种可供选择，通常可依据当地气候和土壤条件选择合适的竹品种，进行布局管理后可确保竹林的生长和更新。

在本实施例所提供的竹类植物建设过程中，为了保证栖息地中竹类植物的最优方案，首先应依据优化修改地形坡度后的场地信息模型，进行日照辐射分析操作。

完成优化的场地信息模型仍在Revit建模软件中，将其导出保存后，再导入至Ecotect Analysis分析软件中；使用太阳辐射分析板块，建立模型对应的全区域3D分析网格，并载入栖息地选址处对应地区的气象信息数据；该气象信息数据包括对应地区在一年中不同季节下所吸收的太阳辐射量值。

随后，使用Ecotect Analysis分析软件，对全区域3D分析网格中各个地块在不同季节下每天累计吸收的日照辐射量值进行分析，形成辐射强度图谱；本实施例中的辐射强度图谱的辐射强度以颜色形式呈现，并由蓝色过渡至红色的形式表示辐射强度由低至高；当针对每个单元网格对应地块标注了单元日照辐射量值后，即可作为日照辐射分析数据。

紧接着，在Revit建模软件中建立竹类植物信息模型，作为一种优选方式，本实施例以概念族的形式替代真实植株模型。依据日照辐射分析数据和单独获取的竹类植物生存属性数据，就可将竹类植物信息模型配置于场地信息模型上，确定出各个点位最合适的种植位置和种植密度，可导出形成竹类植物配置图纸。

本实施例的竹类植物配置过程中，作为最优方案的方式为：场地信息模型上以50％-74％的密度范围来配置对应的竹类植物信息模型；这一密度区间能同时保证熊猫的食物需求和采食活动空间。

为了便于竹类植物配置过程中的优化，本实施例在将竹类植物信息模型配置于场地信息模型后，将软件视图模式切换至三维视图，并通过Revit建模软件中的Lumion启动插件，打开Lumion渲染软件，实现Revit建模软件与Lumion渲染软件的视口联动；在视口联动后直观的可视化效果下，对竹类植物在栖息地场景中的配置进行优化调整，搭配出最优的配置密度，同时依据日照辐射分析数据优化配置地点位置。

竹类植物配置完成后，输出对应图纸并指导现场施工建设过程，完成对竹类植物的建设后，即完成了整个熊猫栖息地的觅食区构建工作，得到城市中适用于熊猫栖息生活的自然态栖息地。