喀斯特林地生态效益监测指标体系设计.docx

1、资源环境监测与评价课程期末作业 学 院： 专 业： 学 号： 学生姓名： 作业名称： 喀斯特林地生态效益检测指标体系设计 年 月 日 教师评语： 喀斯特林地生态效益监测指标体系设计 摘要：森林生态效益是林地的重要功能属性, 然而要对其进行定量计算和评价相当困难。本文针对林地 建设和效益评价中的主要目标, 提出一套实用的生态效益评价指标体系,概括了森林对改善小气候、增加 枯季径流、拦蓄暴雨径流、延缓洪水过程和保持水土等作用。希望可以提高指标的综合能力和可计算性, 应用于防护林或优良林区水源涵养与水土保持效益的评价决策。 1、指标体系框架 2、二级指标细化及测定方法 2.1.1 可用指标： 主要一

2、级指标分为植被适应性、水土保持、土壤质地、生物多样性。在这之外还包含有 生物量以及固碳释氧功能单独作为一个单元进行测算。 2.1.2 植被（树种）适应性 2.1.2.1 树种及耐旱适应性二级指标及详细测定方法 在喀斯特石漠化地区主要造林树种在不同环境条件下的蒸腾耗水特性、光合和水分生理 生态特性,以及生长状况,等都不相同。运用相关的分析方法,综合评价林地内各树种的耐旱 林地生态效益 涵 养 水 源 固 持 土 壤 植 被 适 应 性 生 物 多 样 性 耐 旱 适 应 性 光 适 应 性 钙 适 应 性 林 冠 截 留 枯 落 层 截 留 土 壤 层 截 留 抗 冲 性 抗 蚀 性 抗 拉 性

3、 多 样 性 指 数 频 度 重 要 值 性和野外条件下影响树种生长的主要因子。本指标的设计主要是揭示喀斯特地区 林地内植 物树种对石漠化地区干旱的条件下的特殊的适应性能。 表 1 耐旱适应性指标及详细测定方法 Table1 Drought Adaptability indicators and detailed measurement method 耐旱适应性指标及详细测定方法 指标名称 指标级数 测定方法 蒸腾速率 三级 SY-1023 植物蒸腾速率测定仪 枝条水势 三级 用 670 便携式植物水势压力室测定 水分利用率 三级 光合率/蒸腾速率 2.1.2.2 树种光适应性二级指标及详细测

4、定方法 喀斯特地区岩石裸露较高，对光照反射较大，植物必须在这种特殊生境中形成完整的适 应机制。各种植物对这种环境的光适应能够改善光合，从而提高光合作用所产生的生物量。 表 2 光适应性指标及详细测定方法 Table2 Light Adaptability indicators and detailed measurement method 耐旱适应性指标及详细测定方法 指标名称 指标级数 测定方法 净光合速率 三级 Li 6400-02B 测定 光饱和点 LSP 三级 利用光-光合速率曲线计算 光补偿点 LCP 三级 利用光-光合速率曲线计算 2.1.2.3 树种钙适应性二级指标及详细测定方法

5、 喀斯特地区土壤由于受成土母质（碳酸盐岩）、气候、地形、生物、人为作用等因子综 合作用，使喀斯特山区土壤发育较年轻，较多保持了母质钙含量高的性质。在喀斯特地区， 植被只有适应了高钙环境后才能进行正常生长。 表 3 钙适应性指标及详细测定方法 Table3 Calcium Adaptability indicators and detailed measurement method 耐旱适应性指标及详细测定方法 指标名称 指标级数 测定方法 叶片、枝干、根 系钙含量 三级 全钙测定（调查时取叶片、土样品） 吸光光度法 根系土壤钙含量 三级 全钙和交换钙 原子吸收分光光度法 生物钙吸收系数 三级

6、实验与空白钙含量比值 2.1.3 涵养水源 2.1.3.1 植被冠层留量计算方法 通过“简易吸水法”可以确定的最大截留量 乔木层林冠持水量 对样方内 乔木进行每木检尺，测量胸径、树高、冠幅。根据标准地内所有树木的胸径、 树高的平均值选取标准木，在标准木上选取标准枝。根据标准枝可求得标准地乔木枝叶鲜 重。 标准地枝叶鲜重=标准木所包含的标准枝个数标准枝鲜重总株数 采用“浸水法”求出以鲜重为基准的最大持水量，即将标准枝称重后，浸入水中 1h，然 后轻轻捞出，待重力水滴净后称重，测定乔木层林冠的最大截留率。 把样品置于 60的烘箱中烘至恒重，求出干鲜重比，进而推算得到单位面积上乔木枝叶 生物量和最大

7、持水量。 灌草层 截留量计算方法 设置 55m2 和 11m2 样方 测算面积内鲜重 最大截留率 取一定重 沉入水中 5min 跌掉重力水 计算差值 烘烤箱 烘干 计算生物量 （105 至恒重） 枯枝落叶层容水量 截留量计算方法 选择代表性样方 11m2 测量厚度带回 称重 （单位面积现存量） 通过浸泡、 称重、烘干 测定其含水率和饱和吸水率 最后测定最大 容水量 土壤持水量 截留量计算方法 1、土壤贮水方式可分为毛管孔隙的吸持贮存和非毛管孔隙的滞留贮存 2 种，二者持水 量之和即为土壤饱和贮水量 (Sampson Pc、Pn 分别为毛管孔隙度(%)、非毛管孔隙度(%)；H 为土层深度(m)

8、2、 选择代表样地 挖土壤剖面 ？ （每隔 20cm 分层取样） 测定土壤密度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度，并根据总孔隙度计算土壤最大持 水量 S=10h 灌木:绝对优势度二该种的平均冠幅 x 该种的株数 p S:持水量(mm), h:土层厚度(cm), P 总孔隙度(%) 2.1.4 土壤质地分析 2.1.4.1 林木对土壤质地影响 物理性质： 在标准地内选择具有代表的地段,挖 3 个土壤剖面,记录剖面形态特征,用环刀每隔 20cm 分层取样。 用常规方法测定： 土壤容重反映了土壤的疏松程度与通气性，该值的大小可以说明土壤涵蓄水分以及供应 树木生长所需水分的能力 （可见土壤学 实验指

9、导书） 土壤容重 反映了土壤的疏松程度与通气性，该值的大小可以说明土壤涵蓄水分以及供应树木生 长所需水分的能力 孔隙度 土壤孔隙度是反映土壤通透性的重要指标，直接影响着土壤的通气透水性及根系穿插 的难易程度，对土壤中水、肥、气、热以及生物活性等发挥着不同的作用。毛管孔隙度反 映了土壤的保水能力，土壤毛管孔隙度越大，土壤持蓄水能力越强；而非毛管孔隙是土壤 重力水移动的主要通道，非毛管孔隙度反映了上壤拦蓄降水的能力. 持水状况 土壤水分是土壤肥力的重要促动因素，直接影响植被恢复的进程。 用环刀取土,带回实验室后在环刀下垫一张滤纸,用皮筋固定在环刀上-目的是防止土粒 散出。 之后将环刀放在一个盘子里

10、,给盘中倒水,没过滤纸即可,隔天将环刀中的土壤取出,放在 已知重量的铝盒中称重-得到最大持水量时的土壤质量 W1. 之后将铝盒(注意盒盖打开)放在烘箱中 105 摄氏度烘干 10 小时以上,至恒重.之后称重即 可-得到干土质量 W2. W1-W2/W2=最大持水量(质量含水量) 化学性质： 土壤酸碱度 PH 值 目视比色法（比较粗糙） 或 电位法 视试验室 情况而定 在标准地内选择具有代表的地段, 挖 3 个土壤剖面, 按不同土层 0 - 20cm、 20 - 4Ocm、40 - 60cm 分层取样。 pH 值和有机质含量： 有机质:重铬酸钾氧化法;阳离子代换量:盐酸 醋酸钙 容量法 全 N、

11、全 P 和全 K 含量： 全氮：硒粉- 硫酸铜 硫酸消化法 全磷:氢氧化钠碱熔 钼锑抗比色法 全钾:氢氧化钠碱熔 火焰光度法 水解 N、速效 P 和速效 K 含量： 水解氮:扩散吸收法 速效磷:碳酸氢钠 浸提 钼锑抗比色法法 速效钾:1N 醋酸铵浸提 火焰光度法 碳氮比： 见 6、碳储量测定 算定比值 2.1.4.2 固持土壤能力 抗冲、抗侵蚀性： 20 世纪 50 年代朱显漠院士提出了土壤抗冲性的概念。他根据黄土区的土壤侵蚀特征将 土壤抵抗径流破坏作用的能力区分为抗冲性和抗蚀性两种性能。 原状土冲刷法 野外实地放水冲刷法 人工模拟冲刷试验 通过根系穿插、缠绕、固结使土壤牢固。区分植物根系物理

12、串连作用、根土粘结作用和 生物化学作用强化土壤抗 冲性的贡献 表 4 李强 黄土丘陵区植物根系强化土壤抗冲性机理及固土效应 选取用干筛法筛好的 6 10 mm 的土粒 50 粒,均匀放在孔径为 5 mm 的筛子上,置于静水 中浸泡。以 1 min 为间隔,分别记录分散的土壤颗粒数量,连续观测 10 min,计算水稳性指 数。 总的来说：根系的密度、长度、生物量、根径大小以及不同植物种类根系性状是未来研 究根系抗冲刷性能的主要着眼点。 因此，这些指标在实验过程中也应进行测定。 2.1.5 生物多样性 2.1.5.1 灌木层调查 设置 5x5m2的样方, 记录每个样方内的灌木的种类、株数、高度、冠

13、幅 2.1.5.2 草本层调查 设置 5 个 1x1m2样方,记录每个样方内的草本植物的种类、株数、高度、盖度 2.1.5.2 群落物种多样性 反映群落组成中物种的丰富程度,也能够反映不同自然地理条件与群落的相互关系,分析 群落层片及其结构和动态,进而可以反映群落自身的稳定性与动态趋势 多样性指数：Shannon Weiner 多样性指数 1LnsiiDP i= ni /N, ni 是样方中第 i 种的个体数,N 为样方所有种的个体总数。P 重要值： 重要值=相对密度+相对频度+相对优势度 10%种 的 个 体 数相 对 密 度 所 有 种 个 体 的 总 数种 的 优 势 度相 对 优 势

14、度 所 有 种 的 优 势 度 10种 的 频 度相 对 频 度 所 有 种 的 总 频 度 频度： 指任一个样方中出现某物种的可能性;密度是指单位面积内植物个 体数量 10%含 有 某 种 的 样 方种 的 频 度 总 的 样 方 优势度： 灌木:绝对优势度=该种的平均冠幅该种的株数 草本:绝对优势度=该种的平均盖度该种的株数 丰富度： 物种丰富度指一个群落物种数目的多少,是研究群落首先应当了解的问题可直接用群 落的物种数表示,也可用群落物种数与群落个体数的比值来表示 均匀度： 全部物种个体数目的分配状况 DElnS D 为 Shannon - Weiner 多样性指数,S 为群落的物种数

15、优势度(C)： 优势度指数反映指群落内优势种集中的程度,一般用 Simpson 优势度指数2s1iinNC ni为每一种的重要值,N 为全部种的重要值 2.1.5 生物量测定 需要弄清物种组成结构和林地类型 生物量与生产力关系的确定 （测定生物量还需要对 不同树种选用相应模型） 灌木： 地上部分：采用全部收获法在标准地内按对角线设置 4 个 5x5m2 的样方,将每个样方内 的灌木全部砍倒,分别称其鲜重,计算样方灌木鲜生物量平均值可 Wav,计算 1hm2 的灌木鲜 生物量 W 地下部分：设置 1 个 1x1m2 的小样方,分层挖取 0-20cm，20-40cm,40-60cm, 60-80c

16、m，80-100cm 的土层,仔细挑出各土层中的根系,分别称其鲜重,计算小样方 根系鲜生物量平均值 wav2,得出 1hm,灌木根系鲜生物量 (80 24h 烘烤) 干生物量=鲜生物量 x 样品干重样品鲜重 同理测得草本 2.1.6 碳储量测定 标准地内设 3 块 20m20m 乔木样方，每个乔木样方内沿对角线布设 3 个 5m5m 灌木 样方，每个灌木样方内布设 1 个 1m1m 草本样方，每个草本样方内布设 1 个 0.25 m0.25m 枯落物样方。在枯落物样方内采集土壤样品。 2.1.6.1 乔木碳储量 计算单木的生物量，乔木层生物量乘以 0.5 的碳转化率(Fang J et al.

17、，2001)，得 到乔木层碳储量。 2.1.6.1 灌木碳储量 林下灌、草层生物量的测定采用全部收获法。称量鲜重后，将一定量样品带回，在 60下烘干称量得干重，根据干重/鲜重比计算得到单位面积内灌、草层生物量。 林下灌 草层采用 0.45 为碳转化率(IPCC，2006)，碳储量是根据单位面积灌草层生物量乘以其碳 含量而求得。 2.1.6.2 枯落物碳储量 采用全部收获法对枯落物样方内的枯落物进行收集，将全部样品带回实验室，在 60 下烘干，称量得干重，计算单位面积内枯落物量。不同植被恢复模式枯落物含碳率测定采 用重铬酸钾加热法，枯落物干重再乘以相应含碳率得到枯落物碳储量。 2.1.6.2 土

18、壤碳储量 在实验室将土壤样品风干，研磨过 0.149mm 土壤筛，采用重铬酸钾氧化法测定不同植被 模式土壤有机碳含量 C 土壤有机碳储量 SOC(t.hm-2)的计算式公式为： SOC= 10 -1D C(1 - ) 总碳储量=植被碳储量+枯落物碳储量+土壤有机碳储量 如何使指标具有合理性？ 目前我就查到了这些可用指标及测定方法。但是具体哪些指标能测，能够实地操作还 不是很确定，需要查阅更多资料。 另外，这些指标需要进一步整理，建立详细指标体系。另外，指标的合理性和权重也 需要进一步明确。 在设计这些指标时，已经充分考虑了科学性、实用性原则。前人研究提出了这些指标，我 把这些指标简单的进行了归

19、类处理，希望可以更好的用于林地生态效益监测。 人与人之间的距离虽然摸不着，看不见，但的的确确是一杆实实在在的秤。真与假，善与恶，美与丑，尽在秤杆上可以看出；人心的大小，胸怀的宽窄，拨一拨秤砣全然知晓。 人与人之间的距离，不可太近。 与人太近了，常常看人不清。一个人既有优点，也有缺点，所谓人无完人，金无赤足是也。初识时，走得太近就会模糊了不足，宠之；时间久了，原本的美丽之处也成了瑕疵，嫌之。 与人太近了，便随手可得，有时得物，据为己有，太过贪财；有时得人，为己所用，也许贪色。贪财也好，贪色亦罢，都是一种贪心。 与人太近了，最可悲的就是会把自己丢在别人身上，找不到自己的影子，忘了回家的路。 这世上

20、，根本没有零距离的人际关系，因为人总是有一份自私的，人与人之间太近的距离，易滋生事端，恩怨相随。所以，人与人相处的太近了，便渐渐相远。 人与人之间的距离也不可太远。 太远了，就像放飞的风筝，过高断线。 太远了，就像南徙的大雁，失群哀鸣。 太远了，就像失联的旅人，形单影只。 人与人之间的距离，有时，先远后近；有时，先近后远。这每次的变化之中，总是有一个难以忘记的故事或者一段难以割舍的情。 有时候，人与人之间的距离，忽然间近了，其实还是远；忽然间远了，肯定是伤了谁。 人与人之间的距离，如果是一份信笺，那是思念；如果是一个微笑，那是宽容；如果是一句问候，那是友谊；如果是一次付出，那是责任。这样的距离

21、，即便是远，但也很近。 最怕的，人与人之间的距离就是一句失真的谗言，一个不屑的眼神，一叠诱人的纸币，或者是一条无法逾越的深谷。这样的距离，即便是近，但也很远。 人与人之间最美的距离，就是不远不近，远中有近，近中有远，远而不离开，近而不相丢。 太远的距离，只需要一份宽容，就不会走得太远而行同陌人；太近的距离，只需要一份自尊，就不会走得太近而丢了自己。不远不近的距离，多像一朵艳丽的花，一首悦耳的歌，一首优 美的诗。 人生路上，每个人的相遇、相识，都是一份缘，我们都是相互之间不可或缺的伴。 人与人之间的距离虽然摸不着，看不见，但的的确确是一杆实实在在的秤。真与假，善与恶，美与丑，尽在秤杆上可以看出；

22、人心的大小，胸怀的宽窄，拨一拨秤砣全然知晓。 人与人之间的距离，不可太近。 与人太近了，常常看人不清。一个人既有优点，也有缺点，所谓人无完人，金无赤足是也。初识时，走得太近就会模糊了不足，宠之；时间久了，原本的美丽之处也成了瑕疵，嫌之。 与人太近了，便随手可得，有时得物，据为己有，太过贪财；有时得人，为己所用，也许贪色。贪财也好，贪色亦罢，都是一种贪心。 与人太近了，最可悲的就是会把自己丢在别人身上，找不到自己的影子，忘了回家的路。 这世上，根本没有零距离的人际关系，因为人总是有一份自私的，人与人之间太近的距离，易滋生事端，恩怨相随。所以，人与人相处的太近了，便渐渐相远。 人与人之间的距离也不

23、可太远。 太远了，就像放飞的风筝，过高断线。 太远了，就像南徙的大雁，失群哀鸣。 太远了，就像失联的旅人，形单影只。 人与人之间的距离，有时，先远后近；有时，先近后远。这每次的变化之中，总是有一个难以忘记的故事或者一段难以割舍的情。 有时候，人与人之间的距离，忽然间近了，其实还是远；忽然间远了，肯定是伤了谁。 人与人之间的距离，如果是一份信笺，那是思念；如果是一个微笑，那是宽容；如果是一句问候，那是友谊；如果是一次付出，那是责任。这样的距离，即便是远，但也很近。 最怕的，人与人之间的距离就是一句失真的谗言，一个不屑的眼神，一叠诱人的纸币，或者是一条无法逾越的深谷。这样的距离，即便是近，但也很远。 人与人之间最美的距离，就是不远不近，远中有近，近中有远，远而不离开，近而不相丢。 太远的距离，只需要一份宽容，就不会走得太远而行同陌人；太近的距离，只需要一份自尊，就不会走得太近而丢了自己。不远不近的距离，多像一朵艳丽的花，一首悦耳的歌，一首优 美的诗。 人生路上，每个人的相遇、相识，都是一份缘，我们都是相互之间不可或缺的伴。