亚高寒草甸不同退化程度冠层截留容量及其与冠层特征的关系

【摘要】：植被冠层截留容量(S)不仅是冠层截留模型中很重要的参数,它还影响污染物沉积、植物疾病的传播、气体交换和光合作用等其它过程。以往的S研究多集中在森林冠层而忽视了草地冠层。亚高寒草甸退化减少地上生物量、叶面积指数(LAI)和改变物种组成,因而改变S。本论文用水浸泡法和水量平衡法研究青藏高原亚高寒草甸三个不同退化程度下(未退化、轻度退化、中度退化)的S变化规律并探讨其生态水文意义,用快速聚类分析阐明物种组成改变影响S的机理,比较水浸泡法和水量平衡法,分析S与冠层特征的关系并探索优化S与LAI线性关系的途径。 研究结果表明： 1.亚高寒草甸退化显著减少S(P0.05)。在未退化、轻度退化、中度退化的亚高寒草甸,水浸泡法观测的S分别为0.612±0.08mm,0.289±0.04mm和0.217±0.01mm；水量平衡法观测的S分别为0.979±0.32mm,0.493±0.13mm和0.419±0.09mm。在评价S显著减小的生态水文效应时,需特别考虑降雨期间蒸发(E)的影响。 2.物种组成改变对S的影响表现为：随着亚高寒草甸的退化,S减少的幅度先大于后小于LAI减少的幅度。原因是：(1)鹅绒委陵菜(Potentilla arserins)的单位叶面积截留量(SLM,0.268mm)是禾本科植物(Graminoid,0.106mm)的大约2.5倍。(2)在未退化的亚高寒草甸,.鹅绒委陵菜的叶面积占显著优势,占总叶面积的31.18%；在轻度退化的亚高寒草甸,禾本科植物的叶面积占显著优势,占总叶面积的44.41%,而鹅绒委陵菜是稀有种,仅占总叶面积的3.76%；在中度退化的亚高寒草甸,鹅绒委陵菜的叶面积占显著优势,占总叶面积的19.91%。因此,我们总结：物种间SLM的差异大小和SLM差异大的物种占总叶面积比例的变化幅度共同决定了物种组成改变对S的影响,物种间SLM的差异越大和SLM差异大的物种占总叶面积比例的变化幅度越大,物种组成改变对S的影响越大 3.水浸泡法观测的S显著低于水量平衡法观测的S(P0.05)。 4.相比植被盖度,LAI是表征S差异更好的指标。亚高寒草甸的茎截留量很小,其对S与LAI的线性关系干扰也很小,因而将单位茎鲜重转换为该物种叶面积时并未显著优化S与LAI的线性关系。根据物种间SLM的差异引入叶面积系数(c)显著地优化了S与LAI的线性关系。