CN102680369A - 一种测算水生植物单位叶面积泥沙沉积量的简便方法 - Google Patents

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付为国
汤涓
吴沿友
黄文岳
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Abstract

本发明一种测算水生植物单位叶面积泥沙沉积量的简便方法，属水土流失对水生植物和水域生态系统的影响及其评价等技术领域。首先在植株的某一高层采摘具有统计学意义的一定数量叶片，用蒸馏水清洗后，引用测量水中泥沙含量的传统方法-过滤称重法，经过滤、洗涤、烘干和称重等措施，测得所采叶片泥沙沉积总质量M（mg），然后用叶面积扫描仪测得以上所有叶片叶面积，累积求得叶面积总量S（cm2），最后根据公式D=M/S，测算单位叶面积泥沙沉积量D(mg/cm2)。本发明提供了一种简便易行、且极为精确的水生植物叶片泥沙沉积量的测算方法，为研究水土流失对水生植物和水域生态系统的影响及其评价提供了一项较为便利的支撑技术和方法。

Description

一种测算水生植物单位叶面积泥沙沉积量的简便方法
技术领域
本发明公布的方法主要用以测算位于感潮河段或海岸潮汐带的挺水植物因水位周期性涨落而致使泥沙在叶片上的沉积量，属水土流失对水生植物和水域生态系统的影响及其评价等技术领域。
背景技术
随着人类活动范围拓展和强度加剧，以及土地利用方式的剧烈变化，水土流失现象越来越明显，部分区域或流域内江、河、湖泊和海水泥沙含量显著增加，不仅堵塞河道，而且还因大量泥沙沉积于植物叶片之上，从而抑制其正常生育，而这种抑制效应在感潮河段或海岸潮汐带的水生植物上表现更为明显，进而影响该生态系统内群落结构和生态功能，甚至严重威胁到整个水域生态系统的健康和安全。然而，目前关于水土流失加剧对水生植物生长及其群落结构和功能的影响研究极少。鉴于叶片泥沙沉积量的大小直接决定其对植物生长的影响程度，因此，测算叶片泥沙沉积量便成为开展以上研究一个必要的技术环节。
由于至今尚没有直接测算叶片泥沙沉积量的仪器，本发明通过将叶片沉积的泥沙清洗到蒸馏水中后，引用测量水中泥沙含量的传统方法-过滤称重法，通过过滤、洗涤、烘干和称重等措施，求得叶片泥沙沉积量M（mg），然后利用叶面积扫描仪求得叶面积总量S（cm2），进而测算单位叶面积泥沙沉积量D=M/S（mg/cm2），从而为研究水土流失对水生植物群落的结构和功能及其生态系统的影响提供技术依据。
发明内容
本发明目的是通过引用测量水中泥沙含量的传统方法-过滤称重法和利用叶面积扫描仪，精确测算水生植物单位叶面积泥沙沉积量。
为实现以上目标，本发明主要采用以下技术步骤进行：
（1）叶片清洗：在植株的低于最大潮高的某一高层采摘具有统计学意义的一定数量n叶片，于盛有一定量蒸馏水的容器内反复清洗，确保叶片沉积泥沙全部进入水中；
（2）过滤和洗涤：取定量滤纸一张，置于105℃的烘箱内烘干至恒重，称重得质量M0（mg）。利用称重后的定量滤纸对（1）中得到的泥沙和水混和物过滤，并反复洗涤容器，确保原沉积于叶片的泥沙全部以滤渣的形式存集在滤纸中；
（3）烘干和称重：过滤后将滤纸和滤渣一起，置于105℃的烘箱内烘干至恒重，称重得质量M1（mg），其中，M=M1－M0（mg）即为以上所有叶片上的泥沙沉积量。
（4）利用叶面积扫描仪，对以上所有叶片逐一扫描后累计相加，求得所有叶片的叶面积总量S（cm2）。
（5）利用公式D=M/S，即可测算单位叶面积泥沙沉积量D(mg/cm2)。
本发明所述的具有统计学意义的一定数量n，其取值为n≥50，所采用的滤纸为慢速定量滤纸。
本发明的优点
由于关于泥沙叶片沉积对水生植物影响的研究极少，因而直接测算叶片泥沙沉积量的仪器尚为空白。本发明首先将叶片沉积的泥沙清洗至蒸馏水中，再引用测量水中泥沙含量的传统方法-过滤称重法，测算出叶片泥沙沉积量，然后根据叶面积扫描仪测得的所有叶片叶面积总量，求得出单位叶面积泥沙沉积量，从而实现对水生植物叶片泥沙沉积量的简便和精确测算，为研究水土流失对水生植物群落的结构和功能及其生态系统的影响提供技术依据。
具体实施方式
实施例1：实施地点位于福建省泉州湾红树林自然保护区，该保护区所处的泉州湾为典型的构造湾和河口湾，潮水属正规半日潮，平均高潮位4.83m，低潮位0.31m，平均潮差4.52m。湿地主要红树植物为桐花树、秋茄和白骨壤等物种，另有极少数近年引入的老鼠簕和木榄等红树植物。由于泉州地处闽东南经济发达地区，近年来人类活动的加剧致使该地区水土流失较为严重，近海水域泥沙含量以及海水浑浊度明显增加，潮涨潮落致使泥沙不同程度地沉积于红树植物的叶片之上，从而影响各红树植物的正常生长。本实施案例将利用以上提供的发明，对泉州湾河口湿地主要红树植物桐花树、秋茄和白骨壤的不同株高层叶片的泥沙含量分别进行测算。
于2011年9月中旬，将取样点设在自然保护区的洛阳江屿头段岸边滩涂处。取样点平均潮水深度1.5米，立地红树植物桐花树、秋茄和白骨壤最大株高分别约1.5米、2.2米和1.8米，因此，潮起时大部分红树植物均淹没在潮水之下。经测算，取样当天潮水表层、中层和下层泥沙含量的垂直分布分别为107mg/L、146mg/L和171mg/L。本案例对每种红树植物的0.5米和1米的株高层叶片进行取样，每个高层取叶片50片，分别进行泥沙沉积量和叶面积的累积量进行测算，进而测算出不同红树植物不同株高层单位叶面积泥沙沉积量（表1）。
表1不同红树植物不同株高层单位叶面积泥沙沉积量
Figure BDA00001627417600031
测算结果显示，0.5米株高层叶片的泥沙含量均较高，这主要是由于下层潮水泥沙含量明显高于中上部的缘故。虽然白骨壤在这一高层叶片泥沙沉积量最高，桐花树最低，但彼此间差异不大。1米株高层不同植物叶片的泥沙沉积量虽均低于0.5米株高层对应值，但不同植物间差异显著，其中，白骨壤叶片泥沙沉积量远远高于其他两种植物，且较0.5米株高层叶片泥沙沉积量降幅较小。究其原因分析，主要是由于其他两植物叶片表面具有较厚的蜡质层，且叶片较为直立。而白骨壤叶片不仅蜡质层较薄，且叶片平展，因此，沉积的泥沙较多。由于中上部叶片对植物的生长具有更为重要的意义，因此，一定程度上，泥沙叶片沉积对白骨壤的抑制更为明显，这也从又一侧面解释了近年来该保护区内白骨壤退化更为严重的事实。

Claims (2)

1.一种测算水生植物单位叶面积泥沙沉积量的简便方法，其特征在于按照下述步骤进行：（1）叶片清洗：在植株的低于最大潮高的某一高层采摘具有统计学意义的一定数量n叶片，于盛有一定量蒸馏水的容器内反复清洗，确保叶片沉积泥沙全部进入水中；
（2）过滤和洗涤：取定量滤纸一张，置于105℃的烘箱内烘干至恒重，称重得质量M0（mg）；
利用称重后的定量滤纸对（1）中得到的泥沙和水混和物过滤，并反复洗涤容器，确保原沉积于叶片的泥沙全部以滤渣的形式存集在滤纸中；
（3）烘干和称重：过滤后将滤纸和滤渣一起，置于105℃的烘箱内烘干至恒重，称重得质量M1（mg），其中，M=M1－M0（mg）即为以上所有叶片上的泥沙沉积量；
（4）利用叶面积扫描仪，对以上所有叶片逐一扫描后累计相加，求得所有叶片的叶面积总量S（cm2）；
（5）利用公式D=M/S，即可测算单位叶面积泥沙沉积量D(mg/cm2)。
2.根据权利要求1所述的一种测算水生植物单位叶面积泥沙沉积量的简便方法，其特征在于其中所述的具有统计学意义的一定数量n，其取值为n≥50，所采用的滤纸为慢速定量滤纸。
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