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塔里木河下游乔灌草地上生物量量化研究

白玉锋  
【摘要】:以胡杨和柽柳为主要建群种的荒漠河岸林在塔里木河下游生态环境保护、恢复和重建中具有重要意义,其生物量大小和空间分布特征反映了荒漠植被和环境因子之间的关系。本研究以塔里木河下游各监测断面和地下水埋深监测井为依托,在监测井附近布设标准样地并获取荒漠植被地上生物量,以测树因子(基径、胸径、树高、冠幅等)为自变量,运用数理统计方法建立荒漠植被地上生物量预测模型,并结合地下水埋深分析生物量空间分布特征及二者之间的关系。通过研究得出以下主要结果:(1)以枝基径d为自变量建立的胡杨单枝叶生物量幂函数模型最优,引入枝长h不会增加模型预测效果,叶生物量最优模型为W叶=0.051d2.224(R2=0.753,RSS=7.092),单枝生物量最优幂函数预测模型为W枝=0.429(d2h)0.584(R2=0.913,RSS=2.833);以胸径D和树高H为自变量建立的最优地上部分生物量模型为W地上部分=0.298(D2H)0.775(R2=0.966,RSS=1.565)。(2)以柽柳灌丛枝基径和枝长复合因子d2h为自变量建立的柽柳灌丛单枝生物量最佳幂函数预测模型为Ma=0.652(d2h)1.24(R2=0.844),预测精度为75.29%;分别以冠幅面积和丛高(SH)、冠幅面积(S)为自变量建立的柽柳地上生物量最优预测模型为Mb=1.335(SH)0.806(R2=0.788)、Mc=0.924S1.289(R2=0.771),预测精度分别为76.04%、72.83%。卡方检验表明三个模型的预测值和实测值之间差异不显著,因此三个模型均可用于柽柳灌丛地上生物量的预测。(3)地下水埋深是影响荒漠草本植物地上生物量的主要因素,以地下水埋深为自变量建立的草本净初级生产力(NPP)最优预测模型为:NPP=-3.7205x2+22.122x+53.105(R2=0.9012,F=123.14)。NPP模型灵敏度分析表明当地下水埋深7m后对草本生物量影响很大。因此,要保证塔里木河下游草本植物的生存和正常生长,地下水位应在7m以上。(4)塔里木河下游荒漠植被地上生物量与离开河道垂直距离和地下水埋深均呈显著负相关(P0.05),总地上生物量、乔木层和灌木层地上生物量均随离河距离增大而减少,草本地上生物量则呈“先小幅度增加后持续减少”的单峰型变化趋势。样带内乔灌草总地上生物量主要分布在地下水埋深4m、离开河道300m范围内,地上生物量可达855.06g/m2;当地下水埋深在4-5.5m、离开河道300-1000m时,地上生物量为321.08g/m2,减少62.45%;当地下水持续降到5.5m、离开河道1000-2000m时,地上生物量只有110.19 g/m2,比离开河道0-300m范围内减少了87.11%。


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