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

发布时间：2016-09-28 06:33

第一章 前言

拉萨河自河源到支流桑曲汇入口称为上游段（从麦地卡到林周县东北部与嘉黎县和当雄县交界处），该河段长 256 公里，位于嘉黎县境内；自桑曲汇入口到直孔为中游段（自林周县东北部与嘉黎县和当雄县交界处至墨竹工卡的尼玛江热乡），该河段长 138 公里，位于林周县和墨竹工卡县境内；自直孔以下至河口为下游段（自墨竹工卡尼玛江热乡至曲水汇入口），流经墨竹工卡县、达孜县、拉萨市区、堆龙县、于曲水县汇入雅鲁藏布江。拉萨河流域是西藏最主要的农牧业生产地区之一，特别是下游地区，是西藏经济、政治、文化中心。著名的高压古城拉萨，就坐落在该河下游河畔(中国科学院青藏高原综合科学考察队，1988)。国内学者对拉萨河流域水环境状况、土地利用变化、气候变化、植被调查等方面已经做了大量研究，但对该地区植物生态学和遗传学方面的研究尚属欠缺(蔺学东等，2007)。本研究的采样点就分布在拉萨河中下游区域，分别位于林周、墨竹工卡、达孜、曲水等地。

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第二章 研究对象、采样地概况及研究方法

2.1 研究对象

拉萨小檗（Berberis hemsleyana），小檗科小檗属植物，英文名为 HemsleyBarberry，植株高度可达 2m；嫩枝为淡红色，老化后为淡灰色，具三分叉的刺；叶倒披针形；花黄色；浆果长圆形，红色；花期 5 月，果期 7-8 月；喜光，分布于拉萨河流域的阳坡山地，耐干旱瘠薄；根、根皮、茎皮可入药；是西藏特有植物(中国科学院青藏高原综合科学考察队，1984；土艳丽，2004)。拉萨野丁香（Leptodermis hirsutiflora），茜草科野丁香属植物；叶椭圆形或长圆形，有些为卵形或披针形；花瓣蓝色至紫色，花期 7 月；生长于河谷阳坡；西藏特有植物（土艳丽，2012）.架棚（Ceratostigma minus），蓝雪科紫金标属植物，藏语音译为“xing ju ruma”，，英文名为 Creeping Ceratostigma，别名岩五姜、风湿草、东风菊等；花瓣蓝色，花期 5-11 月；全株均可入药；分布于宽谷的高阶地、洪积扇和山麓地带，是干暖河谷常见的群落类型，国内西藏、云南、四川和甘肃均有分布（李树刚，1995；中国科学院青藏高原综合科学考察队，1985）。

2.2 采样地概况

墨竹工卡县，藏语意为“墨竹色青龙王居住的中间白色地带”，位于拉萨市最东端，周边与嘉黎县、工布江达县、桑日县、乃东县、扎囊县、达孜县和林周县接壤。墨竹工卡县地处米拉山西侧、雅鲁藏布江中游，是拉萨河谷平原的一部分，境内群山连绵、河谷环绕，地势东高西低，平均海拔 4200m 左右，高寒干燥，空气稀薄，属于温带半干旱季风气候。墨竹工卡县年平均气温 6.2℃左右，冬季日平均温差最大，夏季日平均温差最小，年平均降水量 555mm 左右，近 30年降水量有上升趋势，一年中降水量最多的月份为 7、8 月份(约为年降水量的50%)，其次 6、9 月份(约为年降水量的 30%)。县内主要灌木有金露梅(Potentillafruticasa)、拉萨小檗(Berberis hemsleyana)、绢毛蔷薇(Rosa sericea)、拉萨野丁香(Leptodermis hirsutiflora)等，主要草本有嵩草(Kobresia spp.)、苔草(Carexspp.)、白草(Pennisetum flac-cidum)、劲直黄芪(Astragalus strictus)、弱小火绒草(Leontopodium pusillum)等(刘智能等，2015；拉巴等，2015)。

第二章 研究对象、采样地概况及研究方法........11

2.1 研究对象.................. 11
2.2 采样地概况............ 13
2.3 研究方法................ 19
第三章 结果分析.....................21
3.1 灌木生物量模型建立... 21
3.2 灌木生物量分配格局...... 28
第四章 讨论..........................38
4.1 灌木生物量模型建立............ 38
4.2 灌木生物量分配格局......... 39

第三章 结果分析

3.1 灌木生物量模型建立

生物量预测模型构建首先需要满足的条件是所选择的自变量参数与所测得的生物量数据之间具有显著的相关性（戴晓兵，1989；金晓华等，1990；吴旭东等，2012)。本试验利用 SPSS19.0 统计分析软件对选定的自变量参数冠幅直径 C、冠幅直径与植株高度的乘积 CH、冠幅面积 A 和冠幅体积 V 与绢毛蔷薇、拉萨小檗 2 种灌木地上生物量和砂生槐、樱草杜鹃、拉萨野丁香和架棚 4 种灌木的地上、地下和总生物量进行 Pearson 相关性分析，所得结果如表 5，结果表明砂生槐冠幅体积 V 与砂生槐地下生物量相关性不满足要求，其他自变量参数与生物量之间均达到显著水平（P<0.05），符合生物量预测模型构建的条件。利用 SPSS19.0 统计分析软件构建绢毛蔷薇、拉萨小檗 2 种典型灌木地上生物量的预测模型各 4 个，共 8 个；砂生槐地上、地下和总生物量的预测模型个数分别为 4，3,4，共 11 个；樱草杜鹃、拉萨野丁香和紫金标 3 种灌木地上、地下和总生物量均为 4 个，共 36 个；合计 55 个。所建模型会有三个相应的决定系数 R2、F 和 P 值，通过模型之间的决定系数 R2、F 和 P 值的比较，最终获得14 个最优模型，最优模型函数形式为三次函数或幂函数（其中三次函数 8 个，幂函数 6 个），如表 6。

3.2 灌木生物量分配格局

架棚的株高可以粗略的代表龄级，植株越高大龄级越高。不同龄级架棚地上各器官生物量的分配格局存在显著差异（如图 2）。在小株架棚中地上各器官生物量比例为叶>茎>老枝>花>新枝，在中株和大株架棚中地上各器官生物量比例为叶>茎>老枝>新枝>花。新枝、花在地上生物量中所占的比例与株高呈负相关。叶和茎占地上生物量的比例为小株最大，大株次之，中株最小；老枝在地上生物量的比例为中株最大，大株次之，小株最小。不同龄级架棚地下各级根生物量的分配格局存在显著差异（如图 3）。毋庸置疑，植物地下生物量中主根占最大比例，一级根次之，二级根所占比例最少。主根在小株地下生物量中所占比例最大，大株次之，中株最小；一级根在中株地下生物量中所占比例最大，大株次之，小株最小；二级根在地下生物量中的比例与株高呈正相关相关。

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第四章 讨论

4.1 灌木生物量模型建立

国外有些学者认为灌木生物量估测模型建立的因子选择与研究对象的形态有着十分密切的关系，灌木植株高度与基径是最早常用的灌木生物量模型构建的自变量因子，但近期国内一些学者认为冠幅与灌木生物量之间具有比基径更为密切的关系，因此冠幅逐渐被引入到灌木生物量模型建立中，张峰等通过研究证实利用冠幅相关自变量建立生物量预测模型不仅可以方便野外工作，同时也可以提高所建模型的精度（张峰等，1993；王庆锁，1994；陈遐林，2002；Paton et al.，2002；王蕾等，2004；林伟等，2006；蔡哲等，2006；曾慧卿等，2006；王俊峰等，2012)。本试验选取冠幅和植株高度作为易测因子，选取一次函数、二次函数、三次函数、幂函数、指数函数、对数函数 6 种常用函数形式为生物量回归模型。

4.2 灌木生物量分配格局

生物量作为生态系统最基本的数量特征之一，是研究生态系统结构和功能的形态指标之一（鄢燕等，2005；钟泽兵等，2014）。植物生物量是其光合作用产物积累的重要体现，其在植物不同器官和地下根部中的分配是一种生活史对策，是生态系统碳循环的基础，可以为更好的探索生态系统中碳的储存和分配提供帮助，因此，植物地上不同器官和地下各级根生物量的分配格局具有重要的生态学和进化意义（Coupland et al.，1992；Bazzaz et al.，1997；Shipley etal.，2002；Enquist et al.，2002；Litton et al.，2007；杨昊天，2013；王晨等，2014)。经过外界环境如海拔、温度、湿度等，自身生理和形态如株高、冠幅等长期、共同作用才形成了植物生物量的分配格局（****等，2014）。近几十年来，生物量的估算和分配的研究受到了国内外学者的很大关注，但多数都是关于对草原、湿地、森林等群落或生态系统的生物量估测及分配格局进行了较为详细的研究，但关于灌丛生态系统的生物量估测和分配格局的研究相对较少，尤其是对高海拔地区的灌木生物量分配格局研究较少（曹光球等，2002；杨允菲等，2003；潘辉等，2008；王娓等，2008；李红丽等，2009；雷蕾等，2011；巩合德等，2012；纪晓林等，2012)。

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参考文献（略）

本文编号：125078