專利名稱：一種大型水生植物初級生產(chǎn)力控制值的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境生態(tài)學領(lǐng)域，涉及ー種通過管理目標條件下的生物填平速率，反推大型水生植物初級生產(chǎn)力，繼而確定其在管理目標條件下的生產(chǎn)カ控制值。
背景技術(shù)：
大型水生植物初級生產(chǎn)力異 常增長導致的植物蔓延以及由此引發(fā)的植物殘體淤積效應(yīng)是導致草型湖泊沼澤化進程加快的重要原因。因此，闡明沼澤化過程與大型水生植物之間的響應(yīng)關(guān)系，對于草型淺水湖泊沼澤化趨勢的調(diào)控至關(guān)重要。目前，國內(nèi)外有關(guān)湖泊沼澤化的研究大多處于定性分析階段。公開號為CN1404708的發(fā)明專利通過清淤修堤、修建組合式精養(yǎng)魚塘和采取連片魚塘立體式集約飼養(yǎng)方式等措施，使碳酸鹽型沼澤化重度鹽堿性湖泊的水體生態(tài)環(huán)境得到明顯改善并恢復了湖泊原有的漁業(yè)價值。公開號為CN1730831的發(fā)明通過在沼澤中建立水庫并修建不同的儲水池，使沼澤中的泥土和水源都能被充分利用，水源浄化后可以飲用，泥土則用來種植花草或經(jīng)濟作物。公開號為101968874A的發(fā)明專利提供了一種確定主要水生植被湖泊沼澤化程度重要值的辨識技術(shù)，通過對建群植物分解速率和主要分布指標的研究，客觀的辨識不同水生植被對湖泊沼澤化的重要值，并確定區(qū)域的優(yōu)勢沼澤植物，從而為沼澤化的預(yù)測和治理提供參考。公開號為101957946A的發(fā)明專利提供了一種基于年淤積量的沼澤化程度評價方法，以湖泊水位、水深作為沼澤化程度的量化原則，同時考慮歷年的水深、泥沙輸入量、沉積量等主要指標進行綜合判定，該方法不僅能夠精確的反應(yīng)湖泊的歷史變化規(guī)律，而且對湖泊沼澤化的評價和預(yù)測有重要意義。就目前研究情況分析，采用工程的方式進行清淤修堤、建水庫雖然能夠在一定程度上對沼澤化有抑制效果，但是一方面工程經(jīng)濟成本過高，另ー方面修建工程對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了擾動，而且破壞了局部景觀的協(xié)調(diào)性和完整性；已有的關(guān)于沼澤化的機理研究提出了優(yōu)勢植物的確定技術(shù)和沼澤化程度的評價方法，對沼澤化的評價和預(yù)測有重要意義，并沒有涉及沼澤化治理的具體措施，而沼澤化過程與大型水生植物生產(chǎn)カ之間定量關(guān)系的研究更鮮有報道。鑒于此，開展大型水生植物生產(chǎn)カ與沼澤化趨勢之間定量關(guān)系的研究，對于草型湖泊的管理具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出ー種在管理目標條件下初級生產(chǎn)力控制值的確定方法，利用該方法可以準確、快速、方便的估算大型水生植物的初級生產(chǎn)力控制值，為草型湖泊沼澤化的防治提供科學依據(jù)。本發(fā)明的技術(shù)方案是I、計算管理目標條件下的年平均生物填平速率。設(shè)定湖泊的管理目標為N1年后完全沼澤化，根據(jù)V’ = (D-d)/N1
其中，V’ -平均沉積速率(m/a)D-湖泊現(xiàn)狀平均水深(m)d-判定湖泊沼澤化的最大水深(m)得出平均沉積速率V’，再根據(jù)植物殘體貢獻率P，得出湖泊壽命為N1條件下的平均生物填平速率V。V = V’ Xp
2、通過年平均生物填平速率反推大型水生植物年淤積量根據(jù)公式Mt = P XSXV其中，P——沉積物中植物殘體的密度；S——湖底面積；V-平均生物填平速率得出大型水生植物總的年淤積量Mt，由植物分解系數(shù)，得到不同植物的相對生物淤積系數(shù)AAi = I / (Jci X Σ1,り
n-\再根據(jù)植物淤積系數(shù)A和總的年淤積量，得出每種大型水生植物每年沉入湖底的生物量Mtit5Mti=MtXA3、通過大型水生植物年淤積量推出其初級生產(chǎn)力植物殘體的分解率符合簡單自然対數(shù)方程Ln (Mt/M0) = _kt其中Mt和Mtl分別為在t天時的植物重量和植物初始重量，k為分解系數(shù)。根據(jù)已知的Mti和實驗所得的k，得出每種大型水生植物的初始生物量Mtli (N1)。4、確定管理目標條件下大型水生植物初級生產(chǎn)力控制值設(shè)湖泊的管理目標為N1 N2年后完全沼澤化，同理算出壽命年限為N2時每種大型水生植物的初始生物量Mtli’ (N2)，已知研究區(qū)面積，可得単位面積的年初級生物量即初級生產(chǎn)カP和P’，則該大型水生植物的生產(chǎn)カ控制閾值為P P’。本發(fā)明的有益效果是本方法能夠準確、快速、簡便地估算草型湖泊中大型水生植物的初級生產(chǎn)力，涉及數(shù)據(jù)量不大，能夠較為清晰、直觀的反應(yīng)大型水生初級生產(chǎn)力、生物填平速率與沼澤化趨勢之間的定量關(guān)系，可為草型湖泊中大型水生植物生產(chǎn)カ的調(diào)控及其群落的優(yōu)化配置提供科學依據(jù)。
具體實施例方式研究區(qū)為華北平原某草型淺水湖泊，該研究區(qū)面積約為12800m2，優(yōu)勢植物為蘆葦、荷花、蓖齒眼子菜，該研究點泥沙沉積較少，淤積效應(yīng)可視為全部來自植物殘體貢獻，平均水深約I. 3m，規(guī)定湖區(qū)區(qū)域水深小于O. 3m時已屬于沼澤地帯。I、計算管理目標條件下的年平均生物填平速率。若研究區(qū)壽命目標為100年，則平均生物填平速率為O. 01m/a。
2、通過年平均生物填平速率反推大型水生植物年淤積量每年進入湖底的總的植物殘體質(zhì)量Mt = P XSXV，為3494. 4kg/a。由實驗分別得出荷花、蘆葦和篦齒眼子菜的相對生物淤積系數(shù)，則三者毎年的淤積量為594. Okg/a、2026. 8kg/a 和 873. 6kg/a。3、通過大型水生植物年淤積量推出其初級生物量由實驗所得荷花、蘆葦和篦齒眼子菜的分解系數(shù)，根據(jù)公式Ln(Mt/MQ) = _kt，其中t取值365d，三者的初始生物量分別為2969. 6kg/a、5790. 7kg/a和5824kg/a。
4、確定管理目標條件下大型水生植物初級生產(chǎn)力控制值研究區(qū)面積為12800m2，根據(jù)3中得到的初始生物量求得荷花、蘆葦和篦齒眼子菜在湖泊壽命為100年時的初級生產(chǎn)カ控制值為232g/m2/a、452. 4g/m2/a、455g/m2/a。同理可得，當湖泊壽命設(shè)為120年時三種大型水生植物的初級生產(chǎn)カ控制值。由此可得，若該研究區(qū)的管理目標為100 120年，則三種植物的生產(chǎn)カ控制閾值分別為荷花192. 6 232 (g/m2/a);蘆華375. 5 452. 4 (g/m2/a);篤齒眼子菜377. 7 455 (g/m2/a)。
權(quán)利要求
1.一種基于湖泊平均生物填平速率確定大型水生植物初級生產(chǎn)力控制值方法，其特征在于利用湖泊生態(tài)系統(tǒng)大型水生植物優(yōu)勢種的年淤積量反推目標年限下的初級生產(chǎn)カ控制閾值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于湖泊平均生物填平速率確定大型水生植物初級生產(chǎn)力控制值方法，其特征在于采用合理假設(shè)的方法，設(shè)定湖泊完全沼澤化的時間，依次推算出在設(shè)定條件下的生物填平速率及總的大型水生植物年淤積量，由此得出初級生產(chǎn)力控制閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于湖泊平均生物填平速率確定大型水生植物初級生產(chǎn)力控制值方法，其特征在于該方法涉及的重要數(shù)據(jù)為優(yōu)勢植物種的分解系數(shù)、相對淤積系數(shù)及湖泊平均生物填平速率。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)境生態(tài)學領(lǐng)域，可為草型湖泊沼澤化的防治提供理論依據(jù)。本方法提出了目標壽命條件下大型水生植物初級生產(chǎn)力控制值的確定方法，采用該方法可以較為快速、方便的估算出在不同管理目標條件下草型湖泊中大型水生植物初級生產(chǎn)力控制值，對于延緩草型湖泊沼澤化趨勢具有重要意義。
文檔編號G06Q10/00GK102646215SQ20121011120
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者劉佩佩, 崔保山, 王婷婷, 白軍紅, 韓禎 申請人:北京師范大學