专利名称：一种大型水生植物初级生产力控制值的确定方法
技术领域：
本发明属于环境生态学领域，涉及ー种通过管理目标条件下的生物填平速率，反推大型水生植物初级生产力，继而确定其在管理目标条件下的生产カ控制值。
背景技术：
大型水生植物初级生产力异 常增长导致的植物蔓延以及由此引发的植物残体淤积效应是导致草型湖泊沼泽化进程加快的重要原因。因此，阐明沼泽化过程与大型水生植物之间的响应关系，对于草型浅水湖泊沼泽化趋势的调控至关重要。目前，国内外有关湖泊沼泽化的研究大多处于定性分析阶段。公开号为CN1404708的发明专利通过清淤修堤、修建组合式精养鱼塘和采取连片鱼塘立体式集约饲养方式等措施，使碳酸盐型沼泽化重度盐碱性湖泊的水体生态环境得到明显改善并恢复了湖泊原有的渔业价值。公开号为CN1730831的发明通过在沼泽中建立水库并修建不同的储水池，使沼泽中的泥土和水源都能被充分利用，水源浄化后可以饮用，泥土则用来种植花草或经济作物。公开号为101968874A的发明专利提供了一种确定主要水生植被湖泊沼泽化程度重要值的辨识技术，通过对建群植物分解速率和主要分布指标的研究，客观的辨识不同水生植被对湖泊沼泽化的重要值，并确定区域的优势沼泽植物，从而为沼泽化的预测和治理提供参考。公开号为101957946A的发明专利提供了一种基于年淤积量的沼泽化程度评价方法，以湖泊水位、水深作为沼泽化程度的量化原则，同时考虑历年的水深、泥沙输入量、沉积量等主要指标进行综合判定，该方法不仅能够精确的反应湖泊的历史变化规律，而且对湖泊沼泽化的评价和预测有重要意义。就目前研究情况分析，采用工程的方式进行清淤修堤、建水库虽然能够在一定程度上对沼泽化有抑制效果，但是一方面工程经济成本过高，另ー方面修建工程对生态系统产生了扰动，而且破坏了局部景观的协调性和完整性；已有的关于沼泽化的机理研究提出了优势植物的确定技术和沼泽化程度的评价方法，对沼泽化的评价和预测有重要意义，并没有涉及沼泽化治理的具体措施，而沼泽化过程与大型水生植物生产カ之间定量关系的研究更鲜有报道。鉴于此，开展大型水生植物生产カ与沼泽化趋势之间定量关系的研究，对于草型湖泊的管理具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提出ー种在管理目标条件下初级生产力控制值的确定方法，利用该方法可以准确、快速、方便的估算大型水生植物的初级生产力控制值，为草型湖泊沼泽化的防治提供科学依据。本发明的技术方案是I、计算管理目标条件下的年平均生物填平速率。设定湖泊的管理目标为N1年后完全沼泽化，根据V’ = (D-d)/N1
其中，V’ -平均沉积速率(m/a)D-湖泊现状平均水深(m)d-判定湖泊沼泽化的最大水深(m)得出平均沉积速率V’，再根据植物残体贡献率P，得出湖泊寿命为N1条件下的平均生物填平速率V。V = V’ Xp
2、通过年平均生物填平速率反推大型水生植物年淤积量根据公式Mt = P XSXV其中，P——沉积物中植物残体的密度；S——湖底面积；V-平均生物填平速率得出大型水生植物总的年淤积量Mt，由植物分解系数，得到不同植物的相对生物淤积系数AAi = I / (Jci X Σ1,り
n-\再根据植物淤积系数A和总的年淤积量，得出每种大型水生植物每年沉入湖底的生物量Mtit5Mti=MtXA3、通过大型水生植物年淤积量推出其初级生产力植物残体的分解率符合简单自然対数方程Ln (Mt/M0) = _kt其中Mt和Mtl分别为在t天时的植物重量和植物初始重量，k为分解系数。根据已知的Mti和实验所得的k，得出每种大型水生植物的初始生物量Mtli (N1)。4、确定管理目标条件下大型水生植物初级生产力控制值设湖泊的管理目标为N1 N2年后完全沼泽化，同理算出寿命年限为N2时每种大型水生植物的初始生物量Mtli’ (N2)，已知研究区面积，可得単位面积的年初级生物量即初级生产カP和P’，则该大型水生植物的生产カ控制阈值为P P’。本发明的有益效果是本方法能够准确、快速、简便地估算草型湖泊中大型水生植物的初级生产力，涉及数据量不大，能够较为清晰、直观的反应大型水生初级生产力、生物填平速率与沼泽化趋势之间的定量关系，可为草型湖泊中大型水生植物生产カ的调控及其群落的优化配置提供科学依据。
具体实施例方式研究区为华北平原某草型浅水湖泊，该研究区面积约为12800m2，优势植物为芦苇、荷花、蓖齿眼子菜，该研究点泥沙沉积较少，淤积效应可视为全部来自植物残体贡献，平均水深约I. 3m，规定湖区区域水深小于O. 3m时已属于沼泽地帯。I、计算管理目标条件下的年平均生物填平速率。若研究区寿命目标为100年，则平均生物填平速率为O. 01m/a。
2、通过年平均生物填平速率反推大型水生植物年淤积量每年进入湖底的总的植物残体质量Mt = P XSXV，为3494. 4kg/a。由实验分别得出荷花、芦苇和篦齿眼子菜的相对生物淤积系数，则三者毎年的淤积量为594. Okg/a、2026. 8kg/a 和 873. 6kg/a。3、通过大型水生植物年淤积量推出其初级生物量由实验所得荷花、芦苇和篦齿眼子菜的分解系数，根据公式Ln(Mt/MQ) = _kt，其中t取值365d，三者的初始生物量分别为2969. 6kg/a、5790. 7kg/a和5824kg/a。
4、确定管理目标条件下大型水生植物初级生产力控制值研究区面积为12800m2，根据3中得到的初始生物量求得荷花、芦苇和篦齿眼子菜在湖泊寿命为100年时的初级生产カ控制值为232g/m2/a、452. 4g/m2/a、455g/m2/a。同理可得，当湖泊寿命设为120年时三种大型水生植物的初级生产カ控制值。由此可得，若该研究区的管理目标为100 120年，则三种植物的生产カ控制阈值分别为荷花192. 6 232 (g/m2/a);芦華375. 5 452. 4 (g/m2/a);篤齿眼子菜377. 7 455 (g/m2/a)。
权利要求
1.一种基于湖泊平均生物填平速率确定大型水生植物初级生产力控制值方法，其特征在于利用湖泊生态系统大型水生植物优势种的年淤积量反推目标年限下的初级生产カ控制阈值。
2.根据权利要求I所述的基于湖泊平均生物填平速率确定大型水生植物初级生产力控制值方法，其特征在于采用合理假设的方法，设定湖泊完全沼泽化的时间，依次推算出在设定条件下的生物填平速率及总的大型水生植物年淤积量，由此得出初级生产力控制阈值。
3.根据权利要求I所述的基于湖泊平均生物填平速率确定大型水生植物初级生产力控制值方法，其特征在于该方法涉及的重要数据为优势植物种的分解系数、相对淤积系数及湖泊平均生物填平速率。
全文摘要
本发明属于环境生态学领域，可为草型湖泊沼泽化的防治提供理论依据。本方法提出了目标寿命条件下大型水生植物初级生产力控制值的确定方法，采用该方法可以较为快速、方便的估算出在不同管理目标条件下草型湖泊中大型水生植物初级生产力控制值，对于延缓草型湖泊沼泽化趋势具有重要意义。
文档编号G06Q10/00GK102646215SQ20121011120
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日
发明者刘佩佩, 崔保山, 王婷婷, 白军红, 韩祯 申请人:北京师范大学