生物资源量的测定

5.1.3　生物资源量的测定

生物资源量是一个综合性的概念，其大小由该生物的分布区面积、种群密度、分布格局和生物量、生产力等指标来确定。

1）生物资源的分布区面积

分布区面积表示生物资源分布的大致范围和实际覆盖面积。它一方面通过显示该生物在全球或一定区域出现频率的大小来区分资源是广布种、特有种还是稀有种。不同的分布区类型具有不同的资源价值特征，广布种具有较大的现实或潜在资源量，有利于大规模地开发；特有种构成地方特产生物资源的主题，有重要的开发价值；稀有种应为主要的资源保护对象，开发应在保护的前提下进行。另一方面，实际覆盖面积是估算资源蕴藏量的重要参数，它影响人类对资源的开发规模。

生物资源的实际分布面积是在分析分布区图的基础上，在各分布点进行地面样方调查而获得的。此外，也可以在深入研究该资源的生态条件的基础上，以气候、地貌等的适宜性来间接推测资源分布量。现代遥感技术更为测算资源覆盖面积提供了快捷和高精度的手段。

由于工作量太大以及其他一些原因，实际分布面积的调查极少在全球范围内进行。而在大多数情况下，调查是在较小的区域内进行的。无论是对于种群还是群落，都可以通过地图学方法在图上量算出资源的实际分布面积。

2）种群密度

统计种群密度最直接的方法是计算种群中每一个个体，如一个岛屿上所有的棕榈树、湖泊中所有的鲤鱼等等，但这种方法工作量太大，也很难保证能统计到所有的个体。航空遥感方法可以用来调查大型哺乳动物和疏林中乔木的密度，但应用范围有限。最常用的方法是样地法，这种方法对所有植物和部分移动范围较小的动物适用。调查时在若干样方中计算种群的全部个体，然后以其平均数推广估计整个种群的密度。样方的选择必须有代表性，并通过随机采样来保证结果的可靠性，这种可靠性由数理统计中的方差和显著性来检验。

对于不断移动的动物，直接统计个体数比较困难，可以应用标志重捕法。在调查样地上，捕获一部分个体进行标志，经一定期限进行重捕。根据重捕中标志比例与样地总数中标志比例相等的假设，来估计样地中被调查动物的总数。对于许多动物，由于获得绝对密度十分困难，相对密度指标往往成为有用的资料，诸如捕获率、遇见率、洞口率、粪堆数等等。

3）生物量与生产力

全球生态系统的生物量受温度、降水等气候因素的制约，表现出一定的地带性，热带雨林的植物量高于400t/hm²，而在干旱荒漠地区则不足10t/hm²。

在一定时间内单位面积上活植物体所产生的有机物质总量称为总第一性生产力，如果减去自身呼吸消耗的物质，剩余数量则是净第一性生产力。在此时间初末所测生物量的差值是表面生长量，实际生长量还应加上这段时间由于死亡、凋落损失部分和被其他生物摄食部分。

对于多数草本植物群落，生物量的测定是采用采样称重法，即随机选取一定数量的样方（多采用1.0cm×1.0cm），在样方中将不同种的个体分别连根取出，直接称重即得鲜重，如果烘干后再称重得到的便是干重。严格地讲，生物量是指其干重，鲜重可以用干鲜比来换算。将各个植物种的单个生物量累加，就得到群落的生物量。

对于多数木本植物，生物量的测定是通过对标准木的分析，建立生物量估算模型，进而推广到整个同类型森林群落。具体做法是，先根据立木径阶或断面积分布，选择并收获一定数量的成组标准木，获得其各部分器官的干重，然后建立标准木的测树因子（胸径、基径等）与标准木各部分器官干重两组变量之间的回归模型，从而计算出森林群落上层乔木的生物量。

由于有季节变化，尤其是短期生植物的生长量会是任一时刻生物量的好几倍，这样测定的数据与实际年生产力会有很大的差别。为了减少这些误差，也为了在国际上建立标准化的测算方法，人与生物圈计划中设立了一个项目——生物生产力及其与人类福利的关系，项目已在20世纪70年代中期完成。这个计划对世界上主要生物群落都作了研究，目的在于提供有关生物生产力的可比较信息（见表5-3）。

表5-3　生物圈中的净第一性生产力及有关特征

如果说测算第一性生产力都有很多困难的话，那么测定第二性生产力的困难就更多了。所以通常采用的测算方法是用所谓净生长效率（净生长效率＝用于生长的能量/消耗掉的能量）。例如牧场上的菜牛，其净生长效率为4%；猪、鸡和鱼的效率大致相等，可达20%左右。这显然只适用于现代集约饲养方法，在天然系统中，效率要低得多。例如坦桑尼亚草原地上部分的净第一性生产为747kcal/（m²·a），而食草动物的生产率仅为3.1kcal/（m²·a），净生长率仅为4.1‰，实际上要略高，因为并非全部植物都被动物消耗掉。英国北部落叶疏林地的净第一性生产为6 247kcal/（m²·a），其中只有14kcal/（m²·a）被食草动物消耗，净生长效率仅为0.22%。可见，第二性生产不仅受第一性生产限制，还受第一性生产被食草动物利用的程度以及它们转化为动物组织的效率限制。

生物生产力的全部讨论对于资源过程的意义可用极限二字来概括。它包括到达地球的太阳辐射总量的极限，以及由于入射能量中一般仅有0.1%～0.3%转换为净第一性生产出现的光合潜力局限。在无机养分方面也存在极限，无论就其供给量的相对短缺，还是就其循环周期之漫长而言，都是如此。此外，由于食物网上的每一环节都有能量损失，第二性生产及后续各级生产的局限就更为严重。同时，我们还应看到，通过分解者链的有机物质流也是大量的，其资源价值还未得到应有重视。