本文為2013年環(huán)境影響評(píng)價(jià)師考試《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)方法》教材第三章的水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與監(jiān)測(cè)詳細(xì)闡述，希望本文能夠幫助您更好的全面學(xué)習(xí)2013年環(huán)境影響評(píng)價(jià)師考試的重點(diǎn)知識(shí)!

7. 陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)能力估測(cè)與生物量測(cè)定

生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力、生物量是其環(huán)境功能的綜合體現(xiàn)。

生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的本底值，或理論生產(chǎn)力，理論的凈第一性生產(chǎn)力，可以作為 生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的類比標(biāo)準(zhǔn)。而生態(tài)系統(tǒng)的生物量，又稱“現(xiàn)存量”，是指一定地段面積內(nèi)(單位面積或體積內(nèi))某個(gè)時(shí)期生存著的活有機(jī)體的數(shù)量。生長(zhǎng)量或生產(chǎn)量則用來表示“生產(chǎn)速度”。

生物量是衡量環(huán)境質(zhì)量變化的主要標(biāo)志。生物量的測(cè)定，采用樣地調(diào)查收割法。

地球上生態(tài)系統(tǒng)的凈生產(chǎn)力和植物生物量見表3-30。

表3-30地球上生態(tài)系統(tǒng)的凈生產(chǎn)力和植物生物量(按生產(chǎn)力次序排列)

資料來源：自Smith，1976。

奧德姆(Odum,1959)根據(jù)地球上各種生態(tài)系統(tǒng)總生產(chǎn)力的高低將生態(tài)系統(tǒng)劃分為下列四個(gè)等級(jí);

I .最低：荒漠和深海，生產(chǎn)力最低，通常為0.1 g/ ( m2 • d)或少于0.5 g/ (m2 • d);

II. 較低：山地森林、熱帶稀樹草原、某些農(nóng)耕地、半干旱草原、深湖和大陸架，平均生產(chǎn)力為 0.5 ~ 3.0 g/ ( m2 • d );

III. 較高：熱帶雨林、農(nóng)耕地和淺湖，平均生產(chǎn)力為3?10 g/ (m、d);

IV. 最高：少數(shù)特殊的生態(tài)系統(tǒng)(農(nóng)業(yè)高產(chǎn)田、河漫灘、三角洲、珊瑚礁、紅樹林)，生產(chǎn)力 為 10 ~ 20 g/ ( m2 • d )，最高可以達(dá)到 25 g/ ( m2 • d )。

(1)陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)能力估測(cè)。生產(chǎn)能力估測(cè)是通過對(duì)自然植被凈第一性生產(chǎn)力的估測(cè)來完成的。凈第一性生產(chǎn)力估測(cè)方法很多，但還沒有公認(rèn)的模式，本文介紹二種方法：

①地方已有成果應(yīng)用法。我國(guó)一些科研人員對(duì)一些省區(qū)做過凈第一性生產(chǎn)力

研究，如甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)針對(duì)甘肅省不同生境類型，釆用典型植被調(diào)查方法計(jì)算出凈 第一性生產(chǎn)力的空間分布數(shù)據(jù);中科院熱帶所董漢飛等人做過海南省不同生境植被的凈第一性生產(chǎn)力計(jì)算。上述成果可為生產(chǎn)能力本底值的估測(cè)提供支持。

②參考權(quán)威著作提供的數(shù)據(jù)。

③區(qū)域蒸散模式。模型的推導(dǎo)和數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

NPP = RDI2. r'(l + RDI + RDI ) xexp「一79.87 + 6.25廈] (3-47) (1 + 歷).(1 + 篇2) L 」

(3-48)

(3-49)

(3-50)

RDI= (0.629+0.237尸現(xiàn)—0.00313尸現(xiàn)2) 2

PER =PET/r=BTX 58.93/r

57=1：//365 或1：7712

式中：RDI——輻射干燥度;

r ---- 年降水量，mm;

NPP ----- 自然植被凈第一性生產(chǎn)力，t/ (hm2 • a);

PER——可能蒸散率;

PET——年可能蒸散量，mm;

BT——年平均生物溫度，°C; t——小于30°C與大于0°C的日均值，V;

T——小于30°C與大于0°C的月均值，V;

表3-31中的數(shù)字顯示了三類不同生態(tài)系統(tǒng)均處在荒漠[71 g/ (m2 • a)]和沙 漠[3.3 g/ (m2 • a)]的背景值之間。

表3-31自然植被凈第一性生產(chǎn)力的測(cè)算結(jié)果(青藏鐵路格望段)

(2)生物量實(shí)測(cè)：樣地調(diào)查收割法。 ♦樣地面積：森林選用1 000 m2; ♦疏林及灌木林選用500 m2;

♦草本群落選用100 m2。

由于生產(chǎn)的發(fā)展和對(duì)自然資源開發(fā)利用的需要，在森林群落中測(cè)定生產(chǎn)力的方 法，仍舊釆用過去測(cè)樹學(xué)和群落學(xué)的方法已不能滿足當(dāng)前的需要。目前雖然測(cè)定方法很多，但按照生態(tài)系統(tǒng)的要求，仍然是比較粗放的。測(cè)定生產(chǎn)力的理想方法，最 好是測(cè)定通過生態(tài)系統(tǒng)的能量流，但迄今為止，使用這種作法仍然存在困難。下面 介紹幾種當(dāng)前通用的辦法。

①皆伐實(shí)測(cè)法。為了精確測(cè)定生物量，或用做標(biāo)準(zhǔn)來檢查其他測(cè)定方法的精 確程度，釆用皆伐法。林木伐倒之后，測(cè)定其各部分的材積，并根據(jù)比重或烘干重 換算成干重。各株林木干重之和，即為林木的植物生物量。

②平均木法。釆伐并測(cè)定具有林分平均斷面積的樹木的生物量，再乘以總株數(shù)。為了保證測(cè)定的精度，可釆伐多株具平均斷面積的樣木，測(cè)定其生物量，再計(jì) 算單位面積的干重。

③將研究地段的林木按其大小分級(jí)，在各級(jí)內(nèi)再取平均木，然后再換算成單 位面積的干重。

④隨機(jī)抽樣法。研究地段上隨機(jī)選多株樣木，伐倒并測(cè)定其生物量。將樣木生物量之和(SF)乘以研究地段總胸高斷面積(G)與樣木胸高斷面積之和(Sg) 之比，即得全林的生物量(#):

W=XW—

Tg

測(cè)定森林生物量時(shí)，除應(yīng)計(jì)算樹干的質(zhì)量外，還包括對(duì)林木的枝量、葉量和根 量的測(cè)定。由于過去對(duì)這方面的研究較少，且測(cè)定的手續(xù)煩瑣，成為森林生物測(cè)定中最困難的環(huán)節(jié)。過去研究森林的生產(chǎn)量不測(cè)定地下部分的根系，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的 誤差，因?yàn)闃淠镜母的苷既可锪康?7%?23%。

上述測(cè)得的生物量表示為單位面積、單位時(shí)間的質(zhì)量如g/ (m2* a),即為林分 的生產(chǎn)力。假如所測(cè)定的有機(jī)物質(zhì)知道其準(zhǔn)確熱量，生產(chǎn)力可以轉(zhuǎn)換為熱量，用能 量cal/ (cm2 • a)表示。森林里取得的收獲物，不僅是木材，通常是很多種類的混 合物(如花、果、種子、樹皮以及灌木等)，能量的粗略估算，可以根據(jù)陸生植物 每克干重含能量約為4.5 kcal。

收割法最大的局限性是不能計(jì)算因草食性動(dòng)物所吃掉的物質(zhì)，更無法計(jì)算綠色 植物用于自身代謝、生長(zhǎng)和發(fā)育所耗費(fèi)的物質(zhì)。實(shí)際上所測(cè)量的部分是現(xiàn)在生物量，即測(cè)定當(dāng)時(shí)綠色植物有機(jī)物質(zhì)的數(shù)量。假如把呼吸的損失量和其他方面的損失(如 草食動(dòng)物吃掉的量)加進(jìn)去修正收獲量，才可估測(cè)出總生產(chǎn)量或總生產(chǎn)力。生產(chǎn)力 的測(cè)定，主要是通過測(cè)定森林生態(tài)系統(tǒng)的光合作用來計(jì)算生物量。這種方法既能測(cè)定總生產(chǎn)力，又能求測(cè)凈生產(chǎn)力，是收獲法的補(bǔ)充。測(cè)定光合成對(duì)能量固定的數(shù)量 和速率，可以根據(jù)光合成方程式加以求算(略)。

【例】草本測(cè)定方法

草地生產(chǎn)力的測(cè)定多采用樣地調(diào)查收割法，主要內(nèi)容包括：

♦地上部分生產(chǎn)量;

♦地下部分生產(chǎn)量;

♦枯死凋落量;

♦被動(dòng)物采食量。

可以在100 m2樣地里選取1 mXl m樣方8?10個(gè)，每個(gè)樣方全部挖掘取樣, 如果測(cè)生物量，可以在草最大生長(zhǎng)量時(shí)期取樣干燥后稱重，如測(cè)凈第一性生產(chǎn)力則 要去除老葉、老莖、老根，只求算當(dāng)年凈生產(chǎn)量。可以按

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