拉萨河中下游流域6种典型灌木生物量模型构建及其分配研究

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灌木是生态系统的重要组成部分,在生态保护、恢复和重建中有着重要的作用。生物量不仅是反映生态系统基本特征的重要指标,也是研究生态系统物质循环和能量流动,评价生态系统生产潜力的基础数据。灌木生物量的研究是物质循环、能量转化研究的基础,也是灌木群落和生态系统研究的重要内容之一。灌木生物量分配格局是研究灌木生长、生殖策略的重要指标之一。建立的灌木生物量预测模型可以直接应用到以后灌木生物量研究工作中,可大量减少灌木生物量研究的采样对植被的破坏。当前对生物量的研究多集中于农田、草地以及森林植被的乔木部分,而对灌木生物量的研究较少。拉萨河流域是我区重要的灌木分布地区之一,对维持我区碳平衡、保护生态健康等有重要作用。目前,对该区域乃至整个青藏高原地区灌木生物量的研究尚属欠缺。  本研究选取分布于拉萨河中下游的6种典型灌木-砂生槐(Sophora moorcroftiana)、樱草杜鹃(Rhododendron primuliflorum)、绢毛蔷薇(Rosa sericea)、拉萨小檗(Berberis hemsleyana)、拉萨野丁香(Leptodermis hirsutiflora)、架棚(Ceratostigma minus)为研究对象,采用直接收获法和全根量收获法采集地上、地下生物量,开展了以下工作:  (1)采用现代数据模拟的方法利用易测指标,建立了砂生槐、樱草杜鹃、拉萨野丁香和架棚地上、地下及总生物量的预测模型。  (2)限于人力、物力和采集条件,仅对绢毛蔷薇、拉萨小檗2种灌木地上生物量的预测模型进行了构建。  (3)对不同株高砂生槐、架棚地上器官(叶、茎、新枝、老枝、花或果)和地下各级根(主根、一级根、二级根)生物量分配格局进行了研究。  (4)对不同生境砂生槐地上器官(叶、茎、新枝、老枝、果)和地下各级根(主根、一级根、二级根)生物量分配格局进行了研究。  利用数学统计软件SPSS19.0对灌木生物量数据进行处理,结果表明:  (1)选取冠幅直径C、冠幅直径和植株高度的乘积CH、冠幅面积A、冠幅体积V作为自变量,选取一次函数、二次函数、三次函数、幂函数、对数函数、指数函数为回归模型,通过模型之间的决定系数R2、F和P值大小的比较,选取出最优模型,最优模型函数形式为三次函数或幂函数。  (2)利用总相对误差(RS)和平均相对误差(RMA)对最优模型进行双重检验,最优模型的RS和 RMA范围分别为-14.07~2.00和11.47~17.15,均在适合精度范围内,可以应用到以后文中这6种典型灌木的生物量估测中。  (3)将30株砂生槐样本按植株高度(H)分为小株(H<50 cm)、中株(50≤H<100 cm)、大株(H≥100cm)3个株高等级,分析其地上各器官和地下各级根生物量分配格局,发现砂生槐不同株高地上各器官和地下各级根的生物量分配有显著差异。将36株架棚样本按植株高度(H)分为小株(H<20cm)、中株(20cm≤H<40cm)、大株(H≥40cm)3个株高等级,分析其地上各器官和地下各级根生物量分配格局,发现架棚不同株高地上各器官和地下各级根的生物量分配也有显著差异。说明不同株高(龄级)的植物生物量分配会发生变化。  (4)30株砂生槐采集于6个不同采样点,对其地上各器官和地下各级根生物量分配格局进行分析,发现砂生槐不同生境地上各器官和地下各级根的生物量分配有显著差异,说明生境对生物量分配具有一定的影响。
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