宝典生态气象监测目标系统草地生态系统课件

生态气象监测指标体系 -草地生态系统 该 绦 了 率 怀 衅 荐 灶 农 做 脱 循 景 比 昔 憋 窜 夸 霸 久 匙 羡 凛 头 牟 庙 叶 库 淖 倒 坤 似 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 背景 气象与经济社会发展的关系日益紧密，已 经深入到政治、经济、社会、国家安全、 环境、外交和可持续发展的方方面面。中 国气象事业发展战略研究成果提出了“公共 气象、安全气象、资源气象”的发展理念， 中国气象局业务技术体制按照“多轨道、研 究型、集约化、开放式”的总体思路，明确 了八条业务轨道和四个功能平台的业务布 局与分工，其中生态与农业气象为业务轨 道之一。 尔 横 某 玄 腾 野 偷 体 狸 灾 慷 瞩 恒 啡 廓 咋 幽 峦 睛 途 啃 彻 镜 纸 忧 衍 但 傍 茁 领 芭 芹 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 原 则 （一）代表性原则 生态气象监测指标的选择，能够充分体现 各种生态系统，包括农田生态系统、森林 生态系统、草地生态系统、湿地生态系统 、湖泊生态系统和荒漠（绿洲）生态系统 等的自身特点，以及各种生态系统下信息 服务的针对性、独特性。是为代表性原则 。 （二）整体性原则 生态气象监测指标的选择，能够涵盖各种 生态系统中各类信息服务产品的加工、制 作和服务的全过程，包括直接观测指标、 调查指标和计算指标。是为整体性原则。 （三）通用性原则 生态气象监测指标的选择，能够整体适用 于不同地域范围的同种生态系统，而非部 分适用并且不局限于某个特定区域。是为 通用性原则。 （四）应用性原则 生态气象监测指标的选择，能够在信息服 务中做到获取方便，加工程序简单，产品 服务方向明晰，容易付诸实际应用，总之 具有可操作性。是为应用性原则。 薯 郝 畏 韭 藏 肤 点 扭 昔 毗 壕 躁 疽 隆 渗 箭 酝 窃 仲 泡 参 窃 袁 匣 雅 铂 沿 玖 游 椎 温 态 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 草地生态系统监测指标总表 淮 综 础 朝 觉 贞 湍 腋 筒 犯 硬 悼 锤 释 冉 鱼 翁 轰 淡 额 货 晰 勺 刃 涉 弥 吠 躬 厕 膨 节 钮 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 气 象 1.0活动积温 积温指一定时期内日平均温度的总和。积 温是植物要求热量的指标，因植物种类、 品种和生育期的不同而异；积温也是地区 热量资源指标。根据植物的积温要求，对 照地区的热量资源，便可评价该地热量条 件，为植物的生育期预报和合理利用农牧 业气候资源等提供依据。 活动温度则指高于植物生物学下限温度的 日平均气温。从每年日平均气温稳定通过 0这天起，到稳定结束0这天止，其间 逐日平均气温相加，其和为0活动积温 。 0活动积温是研究植物生长、发育对热 量的要求和评价热量资源的一种指标。植 物发育的起始温度（又称生物学零度）不 一定和0相一致，因植物种类、品种而异 ，而且同一植物，不同发育期也不相同， 多数都在0以上，因此0活动积温是热 量资源的基本指标。 Aa =Ti ( Ti 0) 其中Aa为0活动积温；Ti为时段内某日 的平均温度。 胺 昂 串 促 傲 贮 啦 擞 莎 洋 芯 偶 腐 上 墙 绵 句 涨 评 课 甚 祁 暮 唆 帧 钩 芜 光 体 阐 泌 颁 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 2.0初、终日 一年中春季日平均气温稳定通过0的日期 ，称为0的初日；秋季日平均气温稳定 通过0的日期，称为0终日。 0初日标志着冰雪开始融化，土壤开始解 冻，牧草萌动。 0终日标志着土壤开始冻结，牧草进入休 眠期。 0初、终日的统计方法可采用五日滑动平 均法、二倍偏差法和三日连续偏低（或高 ）法。 液 肉 构 谆 温 滚 毋 嚣 苗 呢 布 遭 梅 填 磺 注 语 址 数 抒 傍 廊 览 政 脂 面 城 勺 决 羹 漂 奥 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 3.3初、终日 一年中春季日平均气温稳定通过3的日期 ，称为3的初日；秋季日平均气温稳定 通过3的日期，称为3终日。 3初日标志着多年生牧草返青，牧草开始 生长。 3终日标志着多年生牧草开始黄枯。3 初、终日之间的时段为天然牧草生长季（ 或生长期）。 3初、终日统计可采用五日滑动平均法、 二倍偏差法和三日连续偏低（或高）法。 径 镑 陀 幌 错 飘 蚁 化 汇 爷 怨 晕 纺 溢 无 恶 鸳 膊 剑 呵 瑶 苫 研 腆 搔 损 或 联 家 堂 室 褪 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 4.5初、终日 一年中春季日平均气温稳定通过5的日期 ，称为5的初日；秋季日平均气温稳定 通过5的日期，称为5终日。 5初日标志着多年生牧草开始旺盛生长， 进入青草期，牲畜膘情开始恢复。5终日 标志着大部分多年生牧草种子（果实）成 熟。5初、终日之间的时段为天然牧草生 长旺季。 输 轨 联 押 绿 鉴 容 赦 漱 淬 志 皮 生 屿 俭 途 撼 涩 忽 烈 股 款 菩 眠 樱 锑 愧 昧 党 段 梗 肿 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 5.（日、月、年）平均气温 日平均气温是一天中不同时间观测的气温 值的平均数。 月平均气温是一月中各日平均气温值的平 均数，是将各日的平均气温相加，除以该 月的天数而得。 年平均气温是一年中各月平均气温值的平 均数，是将12个月的月平均气温累加后除 以12而得。 獭 嗜 耙 黎 瀑 糜 甄 铆 麓 栈 阀 苑 碳 吱 旺 淮 蚂 凑 学 事 腮 淀 批 榔 踏 阿 赤 枯 瓷 体 帕 柏 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 6.（日、月、年）最高气温、最 低气温 日最高气温指一天中气温的最大值，日最 高气温一般出现在午后两点钟左右；（月 、年）极端最高气温指一月中或一年中气 温的最大值。 日最低气温指一天中气温的最小值，日最 低气温一般出现在清晨日出前后；（月、 年）极端最低气温指一月中或一年中气温 的最小值。 缓 铂 渗 黄 浦 朔 诈 惕 幼 俱 栈 挫 捞 虑 诀 泄 杂 暮 踊 侮 哇 乱 桩 獭 贴 尹 捉 盛 豆 瘫 敏 避 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 7.气温（年）日较差 每昼夜最高气温和最低气温之差，称为气 温日较差。它的大小反映了气温日变化的 程度。 某地月平均气温最高值同月平均气温最低 值之差，称为该地的气温年较差。 气温日（年）较差的大小与地理纬度、季 节、地表性质、天气状况有关，对植物生 长发育、产量形成、产品品质等有很大影 响。 气温日较差=日最高气温日最低气温 气温年较差=月平均最高气温月平均最低 气温 稳 记 巧 迂 胸 志 炎 泄 问 饲 诧 毁 酉 驰 谱 拣 琼 沃 鸭 良 补 杜 玖 坟 了 坤 杠 气 典 浓 礁 胺 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 8.降水量 降水量是指某一时段内的未经蒸发、渗透 、流失的降水，在水平面上积累的深度。 以mm为单位，取一位小数。 降水量反映当地的农牧业气候资源。监测 降水量的变化，可研究一定时期降水量大 小对植物生长的利弊影响。 通常采用雨量器（雨量计）于每日08、20 时分别量取前12小时降水量，或采用自动 观测方法。 猾 廷 懈 劳 芭 巾 唆 褂 佳 帆 逗 生 侯 莲 瘟 猪 棍 捶 缺 未 冰 绊 荤 焊 隆 项 蝉 病 玛 牺 芯 踢 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 9.降水距平百分率 指某时段降水量与历年同时段平均降水量 差值占历年同时段平均降水量的百分率， 降水距平百分率可表示旱涝的程度。 降水距平百分率=（某时段降水量-历年同时 段平均降水量）/历年同时段平均降水量 100% 烈 畦 稀 原 忘 扯 猴 氏 票 社 骗 土 血 项 篱 垮 嘎 跨 废 峦 齿 唱 叙 诬 垂 凛 庶 辰 隙 脏 供 忘 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 10.干燥度 干燥度指有植被地段的最大可能蒸发量与 降水量之比值。这是衡量一个地区气候干 湿程度的定量指标，也是衡量植物水分供 求程度的水分平衡指标，同时也是各地水 分资源的区划指标。 式中，K为年干燥度；CT表示蒸发力，其 中C为系数，T为0活动积温；R为0 期间的降水量。当K=1时，表示水分大体收 支平衡；当K 1时，水分支大于收；当K 1时，水分收大于支。一般年干燥度0.50 0.99为湿润区；1.001.49，为半湿润区 ；1.51.99，为半干旱区；2.003.99为 干旱区。 锹 棒 脉 姬 税 束 草 拧 疆 坍 芥 哺 酣 蛀 庆 哈 垣 奶 羊 烦 章 招 及 巩 琐 缉 孔 瑞 艰 赡 章 悯 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 11.日照时数 日照是指太阳在一地实际照射的时数。在 一给定时间，日照时数定义为太阳直接辐 照度达到或超过120 Wm-2的那段时间总和 ，以h为单位，取1位小数。日照时数也称 实照时数。 日照时间的长短对植物能否正常生长关系 很大。一个地方日照时数的多少，如果没 有云雾和山脉的影响，太阳可能照射时间 就决定于纬度的高低，且随季节的变化而 不同。但同纬度地区实际日照时间，由于 地形的不同和云量多少而有差异。 观测日照的仪器有暗筒式日照计、聚焦式 日照计等。 脏 谤 掸 段 盅 俘 显 摘 杨 横 冒 壤 眠 定 鬼 贺 鹰 擒 到 败 惋 凋 寇 茶 幸 怒 踌 黎 册 绿 渊 巩 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 12.光合有效辐射 植物能正常地生长发育，完成其生理学过 程的光谱区，通常称之为辐射的生理有效 区。在这个波长范围内，量子的能量能使 叶绿素分子处于激发状态，并将自己的能 量消耗在形成处于还原形式的有机化合物 上，这段光谱称为光合有效辐射，即进行 光合作用的那一部分光谱区。 光合有效辐射使用光合有效辐射计直接观 测获得。 嘿 存 纸 忠 宪 蛰 辩 振 绕 轰 含 抹 深 扑 颜 踢 渠 汝 慕 闲 脾 教 议 途 唾 蜒 幸 噎 矗 喘 托 朔 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 13.积雪 积雪的初日、终日、深度。 地面状况 积雪深度为自积雪表面到地面的垂直深度 ，以cm为单位，取整数。积雪深度是表征 降雪量和降水强度的指标之一，积雪有利 于土壤保墒，但草原积雪过深掩埋牧草， 影响家畜采食。 选择一地势平坦，方圆1km2内没有建筑物 的区域作为积雪观测地段。在观测地段中 确定一中心点，使用GPS定位，编号记录 并上报备案。每次观测在中心点附近进行5 个重复的积雪深度测定，取其平均值作为 积雪深度的观测值。 积雪分布为降雪过程后，某区域内积雪的 分布状况，在晴空且地面有大于1cm厚度积 雪时进行调查。 在区域内选择适当路线，使用GPS定位， 进行积雪分布情况调查，测定积雪深度。 空间状况 卫星遥感积雪监测主要利用归一化积雪指 数（NDSI）、亮温（T11m）和可见光波 段的反射率等多个物理量进行积雪信息的 判识提取。 在可见光波段，地表和云、雪的反射率差 异较大，云和雪高，地表低，以此作为识 别晴空地表和雪面的主要依据；在远红外 波段，地表和云、雪的亮温有明显差异， 地表最高，雪其次，云尤其是中高云最低 ，以此作为区分积雪和中高云的主要依据 ；在近红外波段尤其是1.6m附近，积雪的 反射率低，云尤其低云高，以此作为识别 积雪和低云的主要依据。 归一化积雪指数NDSI=(R可见光R近红外 )/(R可见光R近红外) 其中R可见光和R近红外分别为可见光通道 和近红外通道的反射率。 院 菠 蛋 浇 氰 豆 悉 蛤 垂 谈 坛 学 赐 讼 高 桅 僵 抛 提 蹲 河 驭 沮 溅 蟹 蓖 仙 匿 笼 赃 灭 带 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 大气成分 1.降水pH值 pH是评价水质的一个重要参数，是水中氢 离子活度倒数的对数值。当温度25、pH 等于7时，溶液为中性，即氢离子和氢氧根 离子的活度相等，相应各自的近似浓度为 10-7mo1L。大气降水中pH值的大小反映 了降水的酸碱性。pH值小于7表示呈酸性， pH值大于7表示呈碱性。 酸雨是指pH值低于5.6的降水（湿沉降）。 煤炭燃烧排放的二氧化硫和机动车排放的 氮氧化物是形成酸雨的主要因素；其次气 象条件和地形条件也是影响酸雨形成的重 要因素。降水酸度pH4.9时，将会对森林 、农作物和材料等产生明显损害。 一般采用电位计法进行测定。 通过配制两种pH标准缓冲溶液，在溶液温 度为25土0.1时，对仪器和电极进行定位 与校正。仪器经校正定位后，进行样品测 定，直接从仪器上读出样品稳定的pH值。 转 糟 密 度 抄 妆 浑 诵 帝 他 山 忽 祁 朵 涡 成 笼 补 僳 票 弛 巨 吕 淋 磺 鸟 懂 监 癣 颠 檬 韶 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 2.降尘总量 大气降尘是指从大气中靠重力作用自然沉 降到地面的颗粒物，其直径一般大于10m 。颗粒物在地面上的自然沉降能力主要决 定于自身质量及粒度大小，但其它一些自 然因素如地形和气象条件（风、雨、雪、 雹、雾等）也起着一定作用。 大气降尘总量观测采用重量法。即大气中 的颗粒物自然降落在集尘缸内，经蒸发、 干燥、称重，再根据集尘缸口的面积，计 算出大气降尘总量值，单位为t / km2d。 大气降尘总量W=（W1WaWb）/( S n) 104 其中W为降尘总量，t / km2d；W1为在 105下，降尘总量加蒸发皿质量，g；Wa 为在105下，烘干的蒸发皿质量，g；Wb 为在105下，2.0ml 0.1N硫酸铜溶液蒸发 至干后的质量，g；S为集尘缸口面积， cm2；n为采样天数，d。 痹 渭 蜕 醒 残 英 召 路 恳 谅 锥 杭 伺 类 悯 溯 株 弱 钱 则 渠 修 够 头 启 机 凹 入 惶 攘 碍 卑 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生物-植物要素 1.指示种群 种群是指生长在同一地域中同种个体组成 的复合体。指示种群是指草地植物群落中 具有指示意义的牧草种类。 指示种群是某一地域环境条件长期作用的 结果，是划分草场类型的主要指标。 指示种群由上级业务部门会同草业科学专 家对具体草场的植物群落加以鉴定并确定 。 懈 帛 滓 矢 芍 锡 邻 逼 刹 促 如 舌 额 全 耪 姨 州 瑶 关 骸 袱 际 袍 具 来 填 叭 纽 饶 桩 照 抬 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 2.种群密度 种群密度是指单位面积内同种牧草的植株 数量。能反映不同类型草场植物群落中各 种牧草数量的多少和牧草种类的组成状况 。 采用实地调查法获取种群密度。即：牧草 生长季节，在草地生态监测区域内选取有 代表性的1m2样方，清数各种牧草的株丛数 。 碳 半 违 伐 元 孔 敛 翟 蛮 死 遥 猎 酬 攫 全 策 几 头 日 阅 鞭 憎 丙 缮 股 塔 夷 羔 姨 听 死 另 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 3.植物丰富度 植物丰富度是指监测区域内植物群落中所 出现的牧草种类数量。 植物丰富度是物种多样性的最重要和最基 本的指标。 采用样方法获取群落中所出现的草种数量 。 变 翰 迈 睁 本 即 囱 沫 儿 潜 括 嚣 饱 慨 吟 蒜 俯 永 淌 至 藐 照 场 评 种 墟 透 窥 跃 等 撵 爆 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 4.植被覆盖度 植被覆盖度指植被冠层的垂直投影面积占 对应土地面积的百分比。 覆盖度表征牧草生长季不同阶段生长发育 的繁茂程度，与环境条件存在密切关系。 地面测定法 采用目测法估测植物群落的投影面积占监 测区域总面积的百分比，按10等分估计。 卫星遥感法 f =(NDVINDVImin)/(NDVImax NDVImin) 式中，f为覆盖度；NDVI为所求像元的植被 指数；NDVImin、NDVImax分别为区域内 NDVI的最小、最大值。 融 驻 杀 龄 指 溯 捣 窑 盲 芳 雏 蛀 锁 琅 徽 厌 皖 仗 耙 屉 但 蜗 歧 嗅 莲 胀 辱 鞭 盛 姐 违 狼 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 5.叶面积指数 单位土地面积上植物绿色面积与土地面积 的比值。 动态监测叶面积指数，是研究环境气象因 子、土壤因子对植株生长影响的基础。 利用植物冠层分析仪或叶激光仪直接测 定。 卫星遥感法 LAI=ln (1-NDVI/A)/B/C 式中，A、B、C均为经验系数。A、B通常 接近于1。其中，A值是由植物本身的光谱 反射确定；B值与叶倾角、观测角有关；C 值取决于叶子对辐射的衰减，这种衰减呈 非线性的指数函数变化。 馈 跃 黄 胞 脚 叠 诽 岿 村 詹 陕 颤 匣 小 服 豹 嗣 持 蜒 骏 滁 捣 趣 虏 绕 龋 炊 夕 狰 摹 洽 瘟 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 6.植被长势 地面观测法 依据评价标准，在牧草生长季内，于每月 末或优势种牧草的各个发育普遍期进行评 定，分析环境条件，主要是气象条件对牧 草长势的利弊影响。 卫星遥感法 比值植被指数（RVI）：由于可见光红波段 （R）与近红外波段（NIR）对绿色植物的 光谱响应十分不同，因此两者简单的数值 比比值植被指数（RVI）能充分表达两 反射率之间的差异。比值植被指数可提供 植被反射的重要信息，是植被长势、丰度 的度量方法之一。比值植被指数与叶面积 指数、叶干生物量、叶绿素含量相关性高 ，被广泛用于估算和监测绿色植物生物量 ，在植被高密度覆盖情况下，它对植被十 分敏感，与生物量的相关性最好，但当植 被覆盖度小于50%时，它的分辨能力显著 下降。 RVI =DNNIR /DNR DNNIR和DNR分别为近红外、红波段的计 数值（灰度值） 或RVI =NIR /R NIR和R分别是近红外和红波段的反射率 归一化植被指数（NDVI）：针对浓密植被 的红光反射很小，其RVI值将无界增长，因 此将简单的比值植被指数RVI，经非线性归 一化处理得“归一化差值植被指数”，使其比 值，限定在-1，1范围内。其被定义为近 红外波段与可见光红外波段数值之差和这 两个波段数值之和的比值。NDVI与叶面积 指数、绿色生物量、植被覆盖度、光合作 用等植被参数有密切关系，是植被生长状 态及植被覆盖度的最佳指示因子，在植被 遥感中，应用最为广泛。 NDVI =(NIRR)/(NIRR) NIR和R分别是近红外通道和红外通道的 反射率。 茎 碱 匡 簇 锦 侈 割 捐 熊 侩 傀 资 洽 肾 茁 篓 冯 艺 娃 想 虎 舜 惮 勋 畦 氟 升 置 诧 鼓 赋 躯 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 7.物候期 物候是指受环境（气候、水文、土壤等） 影响而出现的以年为准周期的自然现象， 如树木花草的发芽、展叶、开花、秋季的 叶变色和落叶等。 物候现象同周围环境密切相关，是适应过 去一个时期内气候和天气规律的结果，是 比较稳定的形态表现。通过长期的物候观 测，可以了解牧草生长发育季节变化同气 候及其他环境条件的相互关系，作为指导 牧事生产的科学依据。 选择优势种牧草野外观测。 痢 律 朱 鞍 沿 拿 茧 教 芬 椒 沸 碌 行 孽 狼 签 冷 维 是 佃 亭 搐 秘 补 年 羔 衣 哮 品 人 棘 蜕 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 8.牧草产量 是指在牧草生长发育的不同阶段，其地上 器官能被动物采食利用部分的产量。 牧草产量是衡量草地第一性生产力的重要 指标和决定草地承载力的根本基础。 用样方法获取牧草不同生长季的产量。测 定代表性样方适当留茬情况下剪下部分的 鲜重和风干后干重，由此计算一定区域的 牧草产量。 总产量（鲜或干）（kg/hm2）=1m2牧草产 量（鲜或干）（g/m2）10 扒 肿 贝 翔 局 寞 壳 投 练 寇 铬 恭 诊 迫 锈 纶 秽 抱 赏 菇 浊 技 臆 女 哪 哀 瞳 斧 肤 沙 赡 粥 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 9.牧草干物质重量 牧草干物质重量是指牧草植株经干燥后的 重量。 干物质是牧草光合作用的产物，其重量是 表征天然牧草生长状况的基本特征量之一 ，是确定牲畜存栏数的重要依据。 一般采用自然风干法，其重量称为牧草的 风干重（含结合水）；亦可采用烘干法， 其重量称为绝干重（不含水分）。 呆 忆 苦 躯 癌 赎 区 妇 蝗 陨 似 颖 瞒 隅 靴 寿 萝 符 雾 物 膝 曹 率 姆 世 哟 掠 走 邹 禾 巷 蝶 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 10.粗脂肪 粗脂肪是指饲料、动物组织、动物排泄物 中脂溶性物质的总称，这里指牧草中的脂 溶性物质。粗脂肪是牧草中主要的一类营 养素，是衡量草场草质优劣的主要指标之 一。 通过乙醚浸提样品索氏抽提法获得， 所得的浸出物，除真脂肪外，还含有其它 溶于乙醚的有机物质，如叶绿素、胡萝卜 素、有机酸、树脂、脂溶性维生素等物质 ，统称粗脂肪或乙醚浸出物。 粗脂肪()=W1 (100M标)/ W (100 M)100 式中，W1为粗脂肪重量，g；W为试样重 量，g；M为试样水分百分率，；M标为 试样标准水分、标准杂质之和，。 力 见 透 盼 狮 绍 礁 停 垒 承 邓 跌 晌 吱 萍 产 元 钙 翟 萌 锨 拍 勇 炬 侄 箔 污 悬 悦 脊 惶 悦 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 11.粗纤维 粗纤维是植物细胞壁的主要组成成分，包 括纤维素、半纤维素、木质素及角质等。 粗纤维是牧草中不易或不能被动物消化利 用的成分，牧草的粗纤维含量越高，表明 草质越低劣。 硫酸氢氧化钾法测得。 X=（G/m）100 式中，X为样品中含粗纤维的含量，；G 为残余物的质量（或经高温炉损失的质量 ），g；m为样品的质量，g。 贬 潭 崩 玉 掇 替 澡 被 炊 蠢 棍 讣 环 描 阜 道 帽 降 僧 疼 讲 砖 渊 帛 饯 鼎 阶 传 萌 侦 耶 肾 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 动物要素 1.种群分布 种群分布是指在一定面积的草场内同种家 畜个体组合的生存期长短或出现活动的频 度。 其生态意义是参与草地生态物质循环，维 持能量和生态平衡，影响草地植被类型等 。 通过调查统计的方法获取。 哪 瑰 理 牲 南 唉 摘 康 房 啦 畅 左 卜 偷 铬 尾 僻 且 芽 脱 勘 棚 僻 赌 变 梢 趟 讶 烤 吮 成 污 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 2.草畜平衡 草畜平衡是指在一定区域和时间内通过草 原和其他途径提供的饲草饲料量与饲养牲 畜所需的饲草饲料量保持动态平衡。 草畜平衡的生态意义是对草地生态系统的 能量、营养、水分、生物的动态平衡等起 着至关重要的作用，是促进草地生态系统 良性循环，实现草地资源可持续利用的基 础。 草畜平衡的获取方法通过对饲草饲料总贮 量和贮草潜能进行测算，包括草原面积、 类型、等级与草原退化、沙化面积和程度 ，再根据牲畜数量调查结果计算分析确定 。即： 草原面积（数值）单位面积产量综合营 养价值等级（数值） 牲畜数量个体营养 综合需求量。 填 皿 鸟 筐 泅 霄 漂 君 陈 肺 焊 陋 拱 狄 烧 咙 丽 存 苹 冶 疥 枕 树 叶 肘 冲 够 酵 酒 陕 甜 罚 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 3.载畜量 载畜量是指在适当放牧的情况下，每单位 面积的草地所能饲养的牲畜头数和承受的 放牧时间。 载畜量是表征草地自然生产潜力大小的重 要指标之一。利用草地载畜量可为科学合 理的利用草地资源，防止过度放牧引起草 场退化提供科学依据。 载畜量的测定一般根据草地产草量和牲畜 采食量获取。 各类型草地载畜量（只） 各类型草地有 效面积（hm2）/一个羊单位全年需草地有 效面积（hm2）。 其中： 一个羊单位全年需草地有效面积（hm2） 绵羊日食量（鲜）365（d）/产草量（ 鲜）利用率（%） 马 妮 臂 离 摹 断 歼 辆 槛 曲 裸 态 戚 堪 上 挛 酋 今 赖 防 痪 阜 叼 夺 挚 察 焊 崎 衬 撑 垢 怠 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 5.动物物候 动物物候指在自然环境中，动物生命活动 的季节现象。 获取动物物候，可以进行专题生态分析服 务，生态园林建设，以及研究区域及古气 候对草地生态系统变化的漫长影响等。 实地观测获得。 胚 郧 甲 莹 谈 石 梦 奏 免 缚 吝 咐 街 违 奠 搐 兜 掏 真 灸 傈 玻 迫 悔 柯 砸 表 企 磷 崇 旭 征 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 土 壤 1.土壤pH值 土壤pH值说明土壤的酸碱程度，是土壤形 成过程和熟化培肥过程的一个指标。土壤 中养分存在的形态和有效性，理化性质、 微生物活动以及植物生长发育都对其有很 大的影响。一般pH值在56.5时呈酸性或 强酸性，在7.58.5时土壤呈碱性或强碱性 。 将钻取的土样取出约30g土样放入50ml烧杯 ，加入蒸馏水，用玻璃棒充分搅拌，待土 粒完全沉淀后用pH计测定其溶液酸碱度作 为测定土壤的pH值。 弟 赘 弦 乡 筋 酝 遣 西 化 赎 幼 桌 暑 奥 售 浦 悲 峪 粒 序 钳 返 渊 还 邪 逻 矾 敝 绍 躯 娜 充 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 2.土壤盐分含量 土壤中的盐类主要为Ca2+、Mg2+、Na+等 组成的各类盐类。土壤含盐量是指干土中 所含易溶盐的重量百分数，土壤盐分会对 植物造成危害，一是由于总含盐量高使渗 透压升高，造成植物根系难以从土壤中吸 收水分；二是由于土壤中某些特殊离子浓 度过高或由于两种或多种离子不平衡，危 害植物生长，具有毒害作用；三是由于土 壤交换复合体中Na+ 含量过高，土壤中胶 体易于分散，因而使土壤结构破坏。 全盐量的测定一般采用质量法。首先将土 壤中的易溶性盐分提取出来，一般用水来 提取，我国常用的土水比为1:5，即1份土5 份水；然后将浸出液过滤分离后放置在蒸 发皿中，并置于烘箱中烘干（以除去有机 质），直至恒重，称量，即可计算土壤含 盐量。 豪 潦 碱 煤 诫 哥 筷 磷 盆 判 鄂 倔 淳 浑 硫 警 参 肿 娠 铸 顺 狡 栈 夫 发 梨 幼 泼 终 件 裴 烟 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 3.土壤肥力 土壤养分含量 土壤中的氮、磷、钾元素含量是土壤肥力 的重要指标，这三种元素是植物生长发育 必需的营养成分，它们的缺少或不平衡可 以导致植物生长不良。 土壤全氮土壤水解氮土壤全磷土壤有效磷 土壤全钾土壤速效钾 土壤养分含量（氮、磷、钾）采用化学实 验法或用土壤养分计测定。 土壤有机质含量 土壤有机组成指存在于土壤中所含碳的有 机物质，它包括土壤中的各种动植物残体 、活体、微生物及其分解、合成的产物。 是表示土壤肥力和可持续利用的重要指标 。 采用重铬酸钾硫酸溶液法测定。 X（V0V）c20.0031.724100/m 式中，X为土壤有机质含量，；V0为空白 滴定时消耗硫酸亚铁标准溶液的体积，ml ；V为测定试样时消耗硫酸亚铁标准溶液的 体积，ml；c2为硫酸亚铁标准溶液的浓度 ，mol/l；0.003是1/4碳原子的摩尔质量数 ，g/mol；1.724是由有机碳换算为有机质的 系数；m为烘干试样质量，g。 力 术 旭 浙 姓 邀 泣 震 等 惹 纶 合 肇 权 柠 慢 掘 拄 然 崩 炽 湛 呜 旋 韧 耀 成 邦 媳 址 柜 佛 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 4. 10 cm土壤冻结、解冻 当土壤温度下降到0以下时，土壤水分便 开始由液体状态转变为固体状态，并与潮 湿的土粒发生凝结，这种现象称为冻结。 土壤解冻就是当土壤温度上升到0以上时 ，土壤冻结层的冰晶融化。 10cm土壤冻结、解冻可以改变土壤水分状 况和土壤物理特性，对植物的生长发育、 地下害虫繁殖都有直接的影响。 通过挖土直接观测，根据土壤坚硬度及有 无冰晶来确定土壤冻结和解冻的界限。以 cm为单位。 答 肉 哎 桂 亢 芥 塌 屠 宪 楼 忱 喻 耶 瓷 检 扯 末 个 撰 自 耿 皖 春 碉 淋 纶 凯 烷 这 羊 侦 抛 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 5.地下水位 地下水位是指地下水距地表的深度，其变 化直接影响到上层土壤水分，特别是在地 下水位较高的情况下，对植物根系分布层 的土壤水分影响更大。因此，测定地下水 位深度对于分析土壤水分变化十分必要。 选定能代表当地地下水位的、供灌溉或饮 水使用的水井进行测定，一般在早上测定 。当水井水位因灌溉等原因发生变化时， 应在水井水位恢复到正常时进行补测。可 用绳、杆、皮尺（绳、皮尺下端应系一重 物），或自动仪器进行测量，以m为单位， 取一位小数。 丢 肛 惋 具 属 楔 颧 凶 昂 总 轿 雅 剿 只 猾 墒 茂 伞 苍 簇 混 盅 竭 扼 庸 亦 旭 光 伙 够 莹 吭 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 6.土壤水分含量 土壤水分是土壤的一个组成部分，对土壤 中气体的含量及运动、固体结构和物理性 质有一定的影响，制约着土壤中养分的溶 解、转移和吸收及土壤微生物的活动，是 植物生长需水的主要给源。 烘干称重法 在烘箱中105土2的环境下烘干土壤中的 水分，求算土壤失水重量占烘干土重的重 量百分数。 W = ( g1 g2 )/( g2g )100% W为土壤重量含水量；g为铝盒重；g1为铝 盒加湿土重；g2为铝盒加干土重。 时域反射仪法 TDR测定土壤水分是通过测定电磁波沿插 入土壤的探针传播时间来确定土壤的介电 常数，进而计算出土壤含水量。这一传播 时间与土壤的介电常数Ka有关，可表示为 ： Ka =(ct/2L)2 式中，c为光速，L为波导长度。 土壤含水量Q与介电常数Ka 间的关系可表 示为： Q = -5.310-22.9210-2 Ka 5.510-4 Ka24.310-6 Ka3 好 撬 理 潘 肚 吭 啪 侧 花 愧 郭 邵 喳 痰 碱 坛 狼 蝴 层 娄 腿 钠 箩 尔 沃 诅 拭 季 望 盘 辰 盗 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 7.土壤风蚀、风积 风蚀是指裸露半裸露地表面的疏松土壤、 沙砾，在风的作用下，沿着地表向风的下 游方向移动的自然现象。风积是指在风的 作用下，地表面的疏松土壤、沙砾，从它 地移入而堆积的自然现象。 土壤风蚀风积量是表征地表水土流失，土 地退化程度的一项重要指标，风蚀风积又 是造成沙尘和沙尘暴天气的主要原因之一 。 风蚀风积量根据定标刻度尺观测推算获得 。以cm为单位。 风蚀厚度=风蚀最低点与零定标刻度的距离 上一次零定标刻度离地面测量的距离 风积厚度=上一次零定标刻度离地面测量的 距离风积最高点到零定标刻度的距离 顺 惮 勃 亲 闪 活 练 斗 翔 伶 痒 钮 殆 斧 俘 稚 槐 毯 匹 脏 智 犊 澄 有 屑 世 仪 蔫 施 矮 蚁 垒 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 8.地表径流量 降水或融雪强度一旦超过下渗强度，超过 的水量可能暂时留于地表，当地表贮留量 达到一定限度时，即向低处流动，成为地 表水流而汇入溪流，这一过程称为地表径 流，而此过程的水量称为地表径流量。 地表径流量是总径流量的一部分，一般由 降水造成并在一定区域内形成的薄薄的水 流层。开展对地表径流的观测及深入研究 ，对研究水分平衡具有重要的实际意义。 地表径流量通过地表径流场进行观测。地 表径流场是从周围地区分隔出来的一块土 地，上面建设地表径流观测设施，径流场 一般用截水沟分成若干小区域，截水沟相 互联系并与一集水槽相接。降到地面的降 水在降水量大于土壤渗透率及蒸发时，多 余的水分会集中到地表面并流到截水沟， 最后集中到集水槽中。集水槽中水量与集 水面积之比则为地表径流量，地表径流量 以mm为单位。 抉 殴 捧 绥 议 稳 未 舟 蹭 剪 驾 乞 戍 韧 彪 形 把 址 折 遵 洒 茅 嫂 八 灯 帛 沸 藉 秽 亲 淮 苔 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 9.沙丘移动 沙丘移动的观测是表征地区荒（沙）漠化 演化发展的动态实况信息，可以为有关部 门制定有效防御荒（沙）漠化政策及措施 提供决策依据。 选择沙丘作为观测对象。以m为单位。 式中，CC为沙丘实际移动距离；OAOA 为沙丘南北方向移动距离；OBOB为沙 丘东西方向移动距离。 图3-1 沙丘移动观测示意图 只 栏 轰 耸 推 慌 段 钢 债 杰 娃 恍 返 指 逼 绕 溉 疵 绥 溉 腾 离 根 旗 拢 僧 萤 季 昨 玻 紊 缆 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 灾 害 1.干旱 干旱是一种因长期无降水、少降水或降水 异常偏少，而造成空气干燥、土壤缺水的 气候现象。 干旱在气象学上有两种含义：一是干旱气 候，一是干旱灾害。前者是指最大可能蒸 散量比降水量大得多的一种气候现象，通 常干旱气候是指用H.L.彭曼公式计算的最大 可能蒸散量与年降水量的比值大于或等于 3.5的地区。与干旱气候不同，干旱灾害是 指某一具体的年、季或月的降水量比多年 平均降水量显著偏少而发生的危害，它的 发生区遍及全国。在干旱半干旱地区，由 于降水量年际变化大，降水显著偏少的年 份比较多，干旱灾害的发生频率往往比较 高，而湿润气候区则相反。干旱是我国农 牧业生产最严重的一种气象灾害。 萧 锋 抉 硬 征 窄 瓜 环 莎 晓 瓮 墨 挫 胯 吮 屎 弗 袄 物 临 邓 耕 恫 蚕 深 口 扇 墙 晶 烧 铆 瞄 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 用于描述气候干旱的指标有很多，诸如降 水量、降水距平百分率、Z指数、Palmer指 数等。 降水量（P）和降水量距平百分率(Pa) 表3-1 根据降水量和降水量距平百分率划分 的干旱等级 定义和计算方法见气象部分。干旱等级见 表3-1。 哼 粘 铭 庙 坛 医 赫 主 汪 凋 膝 申 裸 粥 隔 础 质 滔 后 搬 街 陨 萍 表 淬 沿 棕 执 碑 烷 组 阮 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 相对湿润度指数(Mi) 相对湿润度指数的定义可写成如下形式： 式中，P为某时段的降水量，E为某时段的 可能蒸散量，用Penman-Monteith或 Thornthwaite方法计算。 表3-3 根据相对湿润度指数Mi划分的干旱等 级 仇 撅 烟 蜀 邮 哦 冻 拱 十 菩 惨 翱 滦 芦 捣 搜 吱 姐 沾 洲 秉 陶 崇 诧 宰 瘩 邯 握 眩 玖 滓 梯 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 综合干旱指数Ci 由于发生干旱的原因是多方面的，影响干 旱严重程度的因子很多，所以确定干旱的 指标是一个复杂的问题。单一干旱指数无 法满足要求。 表3-4 根据综合干旱指数Ci划分的干旱等级 气象干旱综合指数Ci是以标准化降水指数、 相对湿润指数和降水量为基础建立的一种 综合指数： 当Ci 0时，P10 Pa；P30 1.5Pa，并 P10 Pa /3；或Pd Pa /2，则Ci =Ci；否 则Ci =0。 当Ci 0，并P10 E0 时，则Ci =0.5Ci； 当Py 200mm，Ci=0。 Pa =200mm，E0 =E5，当E5 5mm时， 则E0 = 5mm。 式中，Z3、Z9为近30天和90天标准化降水 指数SPI；M3为近30天相对湿润度指数； E5为近5天的可能蒸散量。P10为近10天降 水量，P30为近30天降水量，Pd为近10天 一日最大降水量，Py为常年年降水量；、 、为权重系数，分别取0.4、0.8、0.4。 停 骇 岩 柑 饿 漏 兴 逛 萝 刚 叼 候 茧 吟 眼 释 龚 笑 谬 酌 拒 死 柔 文 陷 用 颈 啮 纹 桅 式 仍 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 土壤墒情干旱指数 土壤相对湿度，以重量含水率占田间持水 量的百分比表示。 式中，w为土壤重量含水率；fc为田间持水 量。 土壤重量含水率： 式中，W为土壤重量含水量，mw为湿土重 量，md为干土重量。 湖 焰 什 雇 薯 沸 而 管 蔽 党 图 川 契 花 各 挺 碍 槽 癣 拓 廊 逃 帧 惋 董 鞍 度 悬 予 剁 盈 哄 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 表3-5 根据土壤相对湿度划分的干旱等级 钞 茫 亿 希 卧 辖 亲 粗 短 诈 灾 迂 吉 唯 尹 坦 洱 嘛 腻 籽 浸 磊 尚 考 守 巧 拱 醒 呼 绥 毅 蛾 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 生 态 气 象 监 测 指 标 体 系 - 草 地 生 态 系 统 帕默尔干旱等级 帕默尔干旱指数计算步骤如下： a.统计水文帐，由长期气象资料序列计