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《北京林业大学》 2006年
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黄土半干旱区主要树种光合生理与耗水特性研究

张卫强  
【摘要】: 本文针对黄土半干旱区植被建设中水资源短缺的问题,以土壤-植物-大气连续系统理论为基础,在山西省方山县北京林业大学径流林业试验地,选择白榆(Ulmus pumila)、油松(Pinus tabulaeformis)、柠条(Caragana microphylla)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、侧柏(Platycladus orientalis)、山杏(Prunus armeniaca)、元宝枫(Acer truncatum)和沙棘(Hippophae rhamnoides)主要造林树种作为研究对象,在2004年和2005年两个生长季,利用Li-1600稳定气孔计和Li-6400光合测定系统仪等仪器,系统地分析了主要造林树种抗旱性能与适宜的土壤水分条件,测定并计算了不同密度油松、白榆和柠条林分实际蒸散量与林木需水量。旨在为该地区耐旱性树种的选择、林地土壤水分适宜性评价、森林植被生态用水量提供科学依据。 本文主要开展了以下几方面的研究: (1)黄土半干旱区降水资源动态分析 (2)主要造林树种光合生理特性 (3)林地土壤水分适宜性分析 (4)林地土壤蒸发耗水规律 (5)林分蒸腾耗水量模拟与预测 (6)林分蒸散特性 (7)林木需水量和林木植物系数 主要研究结果如下: 研究区近50年多年平均年降水量504mm,近20年呈下降趋势;降水集中于盛夏,春末夏初降水偏少,秋冬土壤补墒不足,28%变率的降水年际变化是造成该地区防护林林分不稳定的重要因素之一。 在分析土壤水分对林木生理影响机制中,利用盆栽试验,确定了以提高光合速率与水分利用效率为核心的适宜土壤水分条件和土壤水合补偿点(接近于凋萎系数)。白榆、刺槐、油松、侧柏、山杏、元宝枫、柠条和沙棘生长适宜的土壤水分范围分别为10.8%~13.7%、11.2%~12.7%、10.1%~14.7%、9.9%~13.2%、10.2%~13.2%、9.8%~13.3%、10.3%~15.2%和11.6%~13.1%,土壤水合补偿点分别为4.5%、4.7%、3.7%、3.9%、4.4%、3.9%、4.0%和4.7%。 在林木适宜土壤水分分析基础上,对生长季不同密度白榆、油松和柠条林地土壤水分有效性进行了评价。2004年7、8月和2005年8月林地土壤水分基本满足林木正常生长的要求,其余月份,林木生长均处于土壤水分胁迫与严重胁迫状态。利用Micro-lysimeter微型土壤蒸发器,人为设定土壤水分,在不同土壤水分(SWC)条件下,依据林地土壤蒸发量(E1)、裸地土壤蒸发量(E2)与水面蒸发量
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