本文為2013年環境影響評價師考試《環境影響評價技術方法》教材第三章的水環境現狀調查與監測詳細闡述，希望本文能夠幫助您更好的全面學習2013年環境影響評價師考試的重點知識!

7. 陸地生態系統生產能力估測與生物量測定

生態系統生產力、生物量是其環境功能的綜合體現。

生態系統生產力的本底值，或理論生產力，理論的凈第一性生產力，可以作為 生態系統現狀評價的類比標準。而生態系統的生物量，又稱“現存量”，是指一定地段面積內(單位面積或體積內)某個時期生存著的活有機體的數量。生長量或生產量則用來表示“生產速度”。

生物量是衡量環境質量變化的主要標志。生物量的測定，采用樣地調查收割法。

地球上生態系統的凈生產力和植物生物量見表3-30。

表3-30地球上生態系統的凈生產力和植物生物量(按生產力次序排列)

資料來源：自Smith，1976。

奧德姆(Odum,1959)根據地球上各種生態系統總生產力的高低將生態系統劃分為下列四個等級;

I .最低：荒漠和深海，生產力最低，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、某些農耕地、半干旱草原、深湖和大陸架，平均生產力為 0.5 ~ 3.0 g/ ( m2 • d );

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

IV. 最高：少數特殊的生態系統(農業高產田、河漫灘、三角洲、珊瑚礁、紅樹林)，生產力 為 10 ~ 20 g/ ( m2 • d )，最高可以達到 25 g/ ( m2 • d )。

(1)陸地生態系統生產能力估測。生產能力估測是通過對自然植被凈第一性生產力的估測來完成的。凈第一性生產力估測方法很多，但還沒有公認的模式，本文介紹二種方法：

①地方已有成果應用法。我國一些科研人員對一些省區做過凈第一性生產力

研究，如甘肅農業大學針對甘肅省不同生境類型，釆用典型植被調查方法計算出凈 第一性生產力的空間分布數據;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力計算。上述成果可為生產能力本底值的估測提供支持。

②參考權威著作提供的數據。

③區域蒸散模式。模型的推導和數學表達式如下：

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—0.00313尸現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中的數字顯示了三類不同生態系統均處在荒漠[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力的測算結果(青藏鐵路格望段)

(2)生物量實測：樣地調查收割法。 ♦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。

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

①皆伐實測法。為了精確測定生物量，或用做標準來檢查其他測定方法的精 確程度，釆用皆伐法。林木伐倒之后，測定其各部分的材積，并根據比重或烘干重 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。釆伐并測定具有林分平均斷面積的樹木的生物量，再乘以總株數。為了保證測定的精度，可釆伐多株具平均斷面積的樣木，測定其生物量，再計 算單位面積的干重。

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

④隨機抽樣法。研究地段上隨機選多株樣木，伐倒并測定其生物量。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

測定森林生物量時，除應計算樹干的質量外，還包括對林木的枝量、葉量和根 量的測定。由于過去對這方面的研究較少，且測定的手續煩瑣，成為森林生物測定中最困難的環節。過去研究森林的生產量不測定地下部分的根系，會產生相當大的 誤差，因為樹木的根系能占全部生物量的17%?23%。

上述測得的生物量表示為單位面積、單位時間的質量如g/ (m2* a),即為林分 的生產力。假如所測定的有機物質知道其準確熱量，生產力可以轉換為熱量，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算因草食性動物所吃掉的物質，更無法計算綠色 植物用于自身代謝、生長和發育所耗費的物質。實際上所測量的部分是現在生物量，即測定當時綠色植物有機物質的數量。假如把呼吸的損失量和其他方面的損失(如 草食動物吃掉的量)加進去修正收獲量，才可估測出總生產量或總生產力。生產力 的測定，主要是通過測定森林生態系統的光合作用來計算生物量。這種方法既能測定總生產力，又能求測凈生產力，是收獲法的補充。測定光合成對能量固定的數量 和速率，可以根據光合成方程式加以求算(略)。

【例】草本測定方法

草地生產力的測定多采用樣地調查收割法，主要內容包括：

♦地上部分生產量;

♦地下部分生產量;

♦枯死凋落量;

♦被動物采食量。

可以在100 m2樣地里選取1 mXl m樣方8?10個，每個樣方全部挖掘取樣, 如果測生物量，可以在草最大生長量時期取樣干燥后稱重，如測凈第一性生產力則 要去除老葉、老莖、老根，只求算當年凈生產量。可以按

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（責任編輯：中大編輯）

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