基于简易测量板对草地群落地上生物量估测的应用研究

摘要

地上生物量是草地群落的一个重要指标，而直接收割法对生态系统较脆弱的地区有极大的破坏。为了更有效地估测草地群落地上生物量而又不破坏植被，采用自制测量板对陕西省杨凌示范区周边几种类型的草地群落高度和地上生物量进行了调查研究，包括白三叶（Trifolium repens）草地群落、节节麦(Aegilops tauschii)占优势的禾本科草地群落和狗尾草（Setaria viridis）占优势的草地群落，自制测量板选择了铝塑板（厚度0.3cm，密度1.24g/cm2）和高分子板（厚度0.3cm，密度0.94g/cm2）两种材质，分别有圆形和正方形两种形状，圆形设置了直径10cm、20cm、30cm、35cm、40cm五种规格，正方形设置了边长10cm、20cm、30cm、40cm四种规格。建立了草地群落高度和地上生物量之间多种类型的回归方程，通过对地上生物量变异系数、所建立数学模型的决定系数(R2)、F-检验等进行综合相关性分析，得出较优模型，通过分析比较总相对误差(RS)、平均相对误差绝对值（RMA）以及预测精度对模型进行验证，从中筛选出适合这几种类型草地群落的最优测量板规格和最佳地上生物量估测模型。
　　调查样地选择地面较为平缓的地段，采取随机取样法，将测量板放置于植被上方，直至自然停稳，测量并记录测量板下方植被群落的高度，每一规格的测量板重复测量20次，然后齐地面刈割测量板下方对应面积内的所有植物地上部分，标记装样袋，称鲜重，带回实验室，在65℃恒温干燥箱烘干至恒重，称重得到每种测量板规格下的地上生物量数据，建立数学模型，进行相关性分析验证，得到如下主要结论:
　　1.以测量板下方群落高度为自变量，对应面积内群落地上生物量为因变量，建立多种回归方程，群落高度和地上生物量之间呈正相关关系，R2值在0.29～0.94范围内;
　　2.白三叶草地群落4～5月份开花期最佳测量板为直径35cm的圆形铝塑板，其最优估测模型为y=1.6460x-3.3462，R2=0.76，预测精度达到92.1％。
　　3.节节麦占优势的禾本科草地群落4～5月份拔节期地上生物量估测的最优测量板为直径35cm的高分子板，其最优回归方程为y=0.8645x+6.5262，R2=0.81，预测精度可达93.3％。
　　4.狗尾草占优势的草地群落8～9月份结实期地上生物量估测的最优测量板为直径40cm的铝塑板，其最优回归方程y=4.8564x-23.134，R2=0.83，预测精度可达94.2％。

目录

论文说明

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 国外地上生物量及估测方法研究进展

1．2．2 国内地上生物量及估测方法研究进展

1．3 草地地上生物量的相关研究

1．3．1 地上生物量季节动态的一般规律

1．3．2 种群地上生物量占群落比例的季节动态

1．3．3 地上生物量与环境生态因子的关系

1．3．4 地上部分生长动态

1．3．5 地上生物量与营养成分动态的关系

1．4 草地地上生物量的估算方法

1．4．1 直接收获法

1．4．2 遥感监测法

1．4．3 模型模拟法

1．5 研究目的

第二章 研究内容与方法

2．1 研究区概况

2．2 草地调查时间与方法

2．3 测量板样方设计方案

2．4 数据分析

2．4．1 初步建立地上生物量估测模型

2．4．2 估测模型的筛选与检验

2．4．3 确定最佳测量板的最优模型

2．4．4 数据处理

第三章 结果与分析

3．1 白三叶草地群落地上生物量测定

3．1．1 高分子板的测定结果

3．1．2 铝塑板的测定结果

3．1．3 高分子板与铝塑板比较

3．1．4 最优测量板规格的确定

3．1．5 地上生物量模型的验证

3．2 节节麦占优势的禾本科草地群落地上生物量测定

3．2．1 铝塑板的测定结果

3．2．2 高分子板的测定结果

3．2．3 高分子板与铝塑板比较

3．2．4 高分子板最优规格的确定

3．2．5 地上生物量模}型的验证

3．3 狗尾草占优势的草地群落地上生物量测定

3．3．1 铝塑板的测定结果

3．3．2 铝塑板的测定结果

3．3．3 铝塑板与高分子板比较

3．3．4 最优测量板规格的确定

3．3．5 地上生物量模型的验证

第四章 讨论与结论

4．1 讨论

4．1．1 测量板的形状与规格

4．1．2 简易测量板的应用

4．2 结论

4．3 创新点

参考文献

致谢

作者简介