1 適用范圍
本標準規定了荒漠生態(tài)系統的類(lèi)型、樣地選擇與樣方設置、野外觀(guān)測指標體系、野外觀(guān)測技術(shù)方法等內容和要求。
本標準適用于全國及省級行政區域荒漠生態(tài)系統野外觀(guān)測,其他自然地理區域可參照本標準執行。
2 規范性引用文件
本標準內容引用了下列文件或其中的條款。凡是不注明日期的引用文件,其有效版本適用于本標準。
GB T 35221 地面氣象觀(guān)測規范
GB T 35226 地面氣象觀(guān)測規范 空氣溫度和濕度
GB T 35227 地面氣象觀(guān)測規范 風(fēng)向和風(fēng)速
GB/T 35230 地面氣象觀(guān)測規范 蒸發(fā)
HJ 615 土壤有機碳的測定重鉻酸鉀氧化-分光光度法
LY/T 1225 森林土壤顆粒組成(機械組成)的測定
LY/T 1698 荒漠生態(tài)系統定位觀(guān)測指標體系
LY/T 1752 荒漠生態(tài)系統定位觀(guān)測技術(shù)規范
LY/T 2936 荒漠區鹽漬化土地生態(tài)系統定位觀(guān)測指標體系
NY/T 1121.4 土壤檢測.第4部分:土壤容重的測定
3 術(shù)語(yǔ)和定義
下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標準。
3.1
荒漠生態(tài)系統 desert ecosystem
指由超旱生、旱生的小喬木、灌木、半灌木和草本植物占優(yōu)勢的生物群落以及降水稀少、蒸發(fā)強烈、干旱的非生物環(huán)境共同形成的自然生態(tài)系統,本標準中包括沙漠、沙地和鹽堿地。
3.2
沙漠 desert
指地球表面干燥氣候的產(chǎn)物,一般是年平均降雨小于250mm,植被稀疏,地表徑流少, 風(fēng)力作用明顯,產(chǎn)生獨特地貌形態(tài)的土地,如各種沙丘,風(fēng)蝕劣地等。
3.3
沙地 sandy land
指半干旱或半濕潤地區地表被沙丘覆蓋的土地,通常以固定或半固定沙丘為主。
3.4
鹽堿地 desert saline land
指土壤中含有較多的可溶性鹽分,不利于作物生長(cháng)的土地。
4 總則
4.1 原則
本標準規定的內容遵循規范性、可操作性、先進(jìn)性和經(jīng)濟與技術(shù)可行性的原則。
4.2 內容
本標準以現場(chǎng)觀(guān)測手段為主,輔以資料收集與訪(fǎng)問(wèn)調查等手段,對沙漠、沙地和鹽堿地的基本情況、生態(tài)系統的生物指標、土壤指標和氣象指標等內容開(kāi)展野外觀(guān)測,服務(wù)于全國和區域尺度生態(tài)狀況評估。
5 野外觀(guān)測總體技術(shù)流程
本標準制定了荒漠生態(tài)系統類(lèi)型識別、樣地樣方設置、觀(guān)測指標體系構建、明確野外觀(guān)測技術(shù)方法等技術(shù)流程,具體如下。
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圖 1 野外觀(guān)測總體技術(shù)流程
6 荒漠生態(tài)系統類(lèi)型
根據《全國生態(tài)狀況調查評估技術(shù)規范——生態(tài)系統遙感解譯與野外核查》中生態(tài)系統分類(lèi)體系,荒漠生態(tài)系統的類(lèi)型包括沙漠、沙地和鹽堿地。
7 野外觀(guān)測樣地選擇與樣方設置
7.1 樣地選擇
7.1.1 樣地選擇需具有代表性和典型性,避免在權屬不清、變更頻繁的地區選擇樣地。
7.1.2 外業(yè)采樣率平均每10000 km2設置1個(gè)固定樣地,在農牧交錯帶等類(lèi)型復雜的區域可適當增加樣地個(gè)數,在類(lèi)型單一的區域可適當減少樣地個(gè)數。
7.1.3 針對觀(guān)測對象,在可能的情況下,至少選擇2個(gè)能夠代表觀(guān)測對象的樣地,地表覆蓋相對均一,樣地面積為10000 m2。
7.1.4 樣地選擇應在生態(tài)系統類(lèi)型一致的平地或相對均一的緩坡坡面上。
7.2 樣方布設
7.2.1 樣方應反映各類(lèi)荒漠生態(tài)系統隨地形、土壤和人為環(huán)境等的變化特征,每個(gè)樣地須保證有不少于3個(gè)重復樣方,樣方大小為30 m×30 m。
7.2.2 對于均一地面樣地,樣方布設應在區域內進(jìn)行簡(jiǎn)單隨機抽樣代替整體分布。
7.2.3 對于非均一地面樣地,應根據樣地內空間異質(zhì)程度進(jìn)行分層抽樣,要求層內相對均一,并在層內進(jìn)行局部均勻采樣,表達各層的參數。
8 野外觀(guān)測指標體系
荒漠生態(tài)系統野外觀(guān)測主要針對沙漠、沙地和鹽堿地開(kāi)展,內容包括:基本情況、生物指標、土壤指標和氣象指標。根據不同觀(guān)測內容,設定不同野外觀(guān)測指標(表1)。
表 1 荒漠生態(tài)系統野外觀(guān)測指標
觀(guān)測內容 | 觀(guān)測指標 | 指標定義 | 觀(guān)測時(shí)間 | 觀(guān)測頻度 |
基本情況 | 荒漠類(lèi)型 | 指荒漠的二級類(lèi)型識別,包括沙漠、沙地和鹽堿地? | 7-9 月 | 一年一次 |
荒漠植被類(lèi)型 | 指荒漠中主要植被類(lèi)型,例如:小喬木或草地等 | 7-9 月 | 一年一次 | |
生物指標 | 植被覆蓋度 | 植被(包括葉、莖、枝)在地面的垂直投影面積占統計區總面積的百分比 | 7-9 月 | 一年一次 |
葉面積指數 | 單位土地面積上植物葉片總面積與土地面積的比值 | 7-9 月 | 一年一次 | |
木本生物量 | 某一時(shí)刻木本植物單位面積內實(shí)存生活的有機物質(zhì)總量 | 7-9 月 | 一年一次 | |
草本生物量 | 某一時(shí)刻草本植物單位面積內實(shí)存生活的有機物質(zhì)總量 | 7-9 月 | 一年一次 | |
優(yōu)勢種 | 荒漠生態(tài)系統中數量(株數或蓄積量)占優(yōu)勢地位的植物種 | 7-9 月 | 一年一次 | |
土壤指標 | 土壤有機質(zhì)含量 | 單位體積土壤中含有的各種動(dòng)植物殘體與微生物及其分解合成的有機物質(zhì)的數量 | - | 一年一次 |
土壤 PH | 土壤酸堿度 | - | 一年一次 | |
土壤容重 | 指自然狀態(tài)下,單位體積土壤(包括孔隙)的烘干重量 | - | 一年一次 | |
土壤機械組成 | 土壤中土粒的大小及其比例狀況 | - | 一年一次 | |
氣象指標 | 風(fēng)速/風(fēng)向 | 風(fēng)的速度和方向 | 1-12 月 | 連續 |
氣溫 | 近地面空氣的溫度 | 1-12 月 | 連續 | |
降水量 | 從天空降落到地面上的雨水,未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失而在水面上積聚的水層深度 | 1-12 月 | 連續 | |
蒸發(fā)量 | 在一定時(shí)段內,一定容量的水由液態(tài)或固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的量 | 1-12 月 | 連續 |
9 野外觀(guān)測技術(shù)方法
9.1 荒漠類(lèi)型
根據調查范圍大小,利用現場(chǎng)調查的方法,確定荒漠類(lèi)型。
9.2 荒漠植被類(lèi)型
利用樣方法,對不同樣方植被類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)和計數統計,對同一荒漠類(lèi)型區域多個(gè)樣方分類(lèi)和統計結果取平均,確定所在荒漠的植被類(lèi)型。
9.3 植被覆蓋度
荒漠生態(tài)系統的植被覆蓋度采用目測法和照相法相結合的方式觀(guān)測。利用相機獲取植被覆蓋的數碼照片,重復拍攝2-3次,最后分別計算每張相片植被覆蓋度,取其平均值作為樣方植被覆蓋度。對于相機不易識別的區域,采用目測法觀(guān)測植被覆蓋度。
9.4 葉面積指數
荒漠植被的葉面積指數采用葉面積儀或冠層分析儀測定。
對于較高的草類(lèi)和喬木采用葉面積指數儀器進(jìn)行測量,然后計算樣方平均葉面積指數。采樣點(diǎn)沿樣地的兩條斜對角線(xiàn)等間距分布,兩點(diǎn)之間間隔不超過(guò)5 m,每條對角線(xiàn)上觀(guān)測至少8次。
對于大量矮草、稀疏、低矮草地采用冠層分析儀測定。將冠層分析儀置于草地群落草本層下的地面上,對整個(gè)群落進(jìn)行掃描,可得出群落的總葉面積指數。
9.5 木本生物量
對荒漠中的森林群落,生物量觀(guān)測內容主要為地上生物量,包括立木和冠層下部觀(guān)測, 立木與冠層下部生物量之和即為樣方生物量。
立木的地上生物量觀(guān)測:是通過(guò)樣方內所有林木進(jìn)行測量,獲取其樹(shù)高、胸徑等地面觀(guān)測數據,依據相對生長(cháng)方程計算,對所有立木生物量求取平均值并除以樣方面積,獲取1m2 面積的立木生物量。
冠層下部生物量觀(guān)測:在樣方內,隨機選擇不小于3個(gè)區域,分別收集其中全部地上植被,稱(chēng)量鮮重,并從中抽取不少于5%的樣品,105℃下烘干稱(chēng)干重,獲取植株含水量,進(jìn)而獲得實(shí)測的地上生物量,計算多個(gè)區域平均值并除以樣方面積,作為冠層下部單位面積的生物量。
9.6 草本生物量
針對荒漠草地群落,生物量野外觀(guān)測應選擇植物生長(cháng)高峰期時(shí)進(jìn)行,主要方法是將不少于3個(gè)樣方內植物地面以上所有綠色部分用剪刀齊地面剪下,不分物種分別裝進(jìn)信封袋,做好標記。對采集的樣本進(jìn)行稱(chēng)量鮮重后,65oC 烘干稱(chēng)量干重,將多個(gè)樣方內干重值求平均, 得到單位面積的生物量。
根據根冠比來(lái)計算地下生物量。
9.7 優(yōu)勢種
主要采用照相法進(jìn)行植被優(yōu)勢種的測量。在荒漠生態(tài)系統觀(guān)測區內對植物群落的組成進(jìn)行調查,利用相機獲取優(yōu)勢種的數碼照片,并記錄。
9.8 土壤有機質(zhì)含量
采用重鉻酸鉀氧化法測量。土壤有機質(zhì)含量的采樣方法和測定步驟具體依據 HJ 615的相關(guān)要求執行。
9.9 土壤 pH
采用電位法觀(guān)測。土壤 pH 的采樣方法和測定步驟具體依據 HJ/T 166的相關(guān)要求執行。
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