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《北京林业大学》 2010年
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北京地区杨树人工林能量平衡和水量平衡

张燕  
【摘要】: 目前,在北方水资源短缺地区的生态建设中,杨树人工林生态系统水量平衡和耗水机理成为日益关注的问题。本文目的是定量分析北京大兴地区杨树人工林(黑杨派)生态系统能量平衡和水量平衡状况,并从水量平衡角度探讨北京大兴林场现有种植密度和规模杨树人工林的可持续发展问题。利用涡度相关、树干液流和微气象综合观测系统对其进行研究,综合分析2006至2009年的连续观测数据。 能量闭合和能量分配结果如下:2006-2008年Rn-G(Rn,净辐射;G,土壤热通量)和LE+H(LE,潜热通量;H,显热通量)线性回归相关指数达0.84(半小时)和0.93(日尺度),结果表明该站点数据质量达到中上水平,该数据用于能量分配和水量分配研究具有科学依据。能量不闭合主要发生在夜间。摩擦风速、稳定度、降雨和叶面积指数影响能量闭合:摩擦风速增大和稳定度增加,能量平衡比例接近1;雨天能量不闭合程度比晴天高,随着日降雨量增大,能量平衡比例远离平衡状态;叶面积通过影响摩擦风速来间接影响能量平衡比例。2006-2009年生长季能量主要分配给潜热(LE/Rn:0.71-0.83),显热通量次之(H/Rn:0.2-0.29),分配给土壤热通量的能量最少(G/Rn:0-0.01)。在不同生态系统能量分配的对比研究中,发现人工杨树林LE/Rn与农田生态系统相差不大,远远高于其它林分系统,天然针叶林LE/Rn比天然阔叶林小。生长季和非生长季能量分配差异主要受叶面积指数和反照率的影响,在杨树同一生长期,饱和水汽压和土壤水分变化决定潜热和显热通量的变化。 水量平衡研究结果表明,2006和2009年为干旱年份,年水量平衡处于赤字状态(降雨量PPT小于实际蒸发散AET),需要灌溉;2007和2008年的全年降雨量大于多年平均降雨量(569mm),属于湿润年份,降雨供水量基本满足杨树需水量。对于月尺度的水量平衡,每年生长季5月和6月都存在蒸发散量大于降雨的状况,需要抽取地下水进行灌溉,9月份和10月根据前期的降雨状况来判断是否需要灌溉。其次从年月尺度上量化该生态系统需水量与供水量的比例关系,同时对比分析不同站点的杨树林供水量(降雨)和需水量关系。研究发现半湿润、暖温带地区的沙地杨树人工林耗水很大,供需不平衡;在不同站点对比研究中,在相同降雨量下,大兴杨树人工林蒸发散量要远高于其它站点,主要是因为大兴年平均气温较高,同时还发现成熟杨树生态系统的蒸发散量大于降雨量。最后研究环境因素对水量平衡各组分的影响,气象因素中净辐射和饱和水汽压对蒸发散、蒸腾、土壤蒸发有着显著的影响。在不同站点水量供需对比研究中,发现降雨、地下水深度、温度是影响杨树生态系统水量平衡的重要因素。在影响因素分析基础上,对杨树人工林蒸发散量进行回归分析,建立经验公式。并同其它蒸发散计算方法进行对比分析,对不同计算方法模拟所得的蒸发散结果进行验证,为干旱缺水地区杨树人工林的水资源管理提供理论方法。 总之,由于北京大兴水资源缺乏地区杨树人工林需水量很大,导致水量不平衡,会使现有种植密度和规模杨树人工林的可持续发展面临巨大挑战。如无论是干旱还是湿润年份,每年3-5月大部分时间存在水量供需矛盾,为了缓解矛盾,需要人工抽取地下水(水位,-16.5m,下降速率为0.71m year-1)进行灌溉,必然会加重地下水危机。因此,在水资源缺乏地区杨树人工林种植和管理应该充分考虑对当地环境水文效应和水资源造成的影响。
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S792.11

【引证文献】
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1 田明华;刘诚;高秋杰;;木质林产品虚拟水含量和虚拟水贸易初步测算[J];北京林业大学学报(社会科学版);2012年02期
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1 高秋杰;我国林产品虚拟水贸易理论与实证研究[D];北京林业大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱强根;张焕朝;单奇华;余健;;苏北不同杨树人工林经营模式下土壤呼吸日变化观测与测定方法比较[J];安徽农业科学;2007年30期
2 鲁小珍;马尾松、栓皮栎生长盛期树干液流的研究[J];安徽农业大学学报;2001年04期
3 张小由,龚家栋,周茂先,司建华;应用热脉冲技术对胡杨和柽柳树干液流的研究[J];冰川冻土;2003年05期
4 王根绪,沈永平,钱鞠,王军德;高寒草地植被覆盖变化对土壤水分循环影响研究[J];冰川冻土;2003年06期
5 吉喜斌,康尔泗,赵文智,陈仁升,金博文,张智慧;黑河流域山前绿洲灌溉农田蒸散发模拟研究[J];冰川冻土;2004年06期
6 周剑;王根绪;李新;杨永民;潘小多;;高寒冻土地区草甸草地生态系统的能量-水分平衡分析[J];冰川冻土;2008年03期
7 孙鹏森,马李一,马履一;油松、刺槐林潜在耗水量的预测及其与造林密度的关系[J];北京林业大学学报;2001年02期
8 马李一,孙鹏森,马履一;油松、刺槐单木与林分水平耗水量的尺度转换[J];北京林业大学学报;2001年04期
9 李海涛,陈灵芝;应用热脉冲技术对棘皮桦和五角枫树干液流的研究[J];北京林业大学学报;1998年01期
10 魏天兴,朱金兆,张学培,贺康宁,高宗杰;晋西南黄土区刺槐油松林地耗水规律的研究[J];北京林业大学学报;1998年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔俊芳;张振华;谢恒星;张晓杰;;苹果树干液流与气象因子关系的定量分析[J];山东农业科学;2008年01期
2 郭慧;吕长平;郑智;刘飞;丁丁;;园林植物抗旱性研究进展[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年07期
3 罗宁,孙桂英,刘桂华;不同人工林土壤水分涵蓄量的初步研究[J];安徽农业科学;1999年04期
4 张云吉;隆惠敏;谢恒星;崔俊芳;;应用热平衡技术测量龙爪槐液流的试验研究[J];安徽农业科学;2006年17期
5 满明俊;罗剑朝;;陕西省退耕还林工程生态效益评价[J];安徽农业科学;2006年18期
6 贲越;张玉东;李彧;陈祥伟;;水曲柳林枯落物层水源涵养功能研究[J];安徽农业科学;2007年04期
7 邓东周;范志平;李平;王红;孙学凯;高俊刚;曾德慧;;干旱胁迫下树木的抗旱机理与抗旱造林技术[J];安徽农业科学;2008年03期
8 章俊霞;左长清;李小军;;土壤侵蚀的自然因素影响作用探讨[J];安徽农业科学;2008年03期
9 张耀生;黄德青;赵新全;赵双喜;;祁连山北坡草地潜在蒸散量研究[J];安徽农业科学;2008年20期
10 胡国红;彭培好;王玉宽;廖清泉;;基于GIS的长江上游森林生态系统水源涵养功能[J];安徽农业科学;2008年21期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘伟东;窦军霞;苏晨;王耀庭;;北京郊区顺义二氧化碳通量变化特征研究[A];2008年北京气象学会科技优秀论文集[C];2008年
2 杨会侠;贾云;姚荣生;张玉鹏;张景根;陶玉柱;王卫;;辽东山区退耕还林地植被恢复动态[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
3 陶建平;王永健;李宗峰;张炜银;臧润国;;岷江上游大沟流域不同恢复阶段植被枯落物的水源涵养效应[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(1)[C];2009年
4 谷勇;殷瑶;齐泮伦;吴昊;;森林碳储量研究进展[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第一卷)[C];2010年
5 高凯;秦俊;王丽勉;孙柳青;胡永红;;上海市不同植物蒸腾的降温增湿效益研究[A];2007年中国园艺学会观赏园艺专业委员会年会论文集[C];2007年
6 韩永刚;杨玉盛;;森林水文效应的研究进展[A];福建省水土保持学会2006年学术年会论文集[C];2006年
7 谷建才;;森林与人类生活环境[A];环境与健康:河北省环境科学学会环境与健康论坛暨2008年学术年会论文集[C];2008年
8 孙一荣;朱教君;于立忠;张金鑫;;森林枯落物的水源涵养功能[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第三卷)[C];2009年
9 杨胜天;王冰;王玉娟;;喀斯特地区水土流失遥感监测现状与发展趋势[A];全国第二届水土保持监测学术研讨会论文集[C];2005年
10 王立;黄高宝;孙飞达;;模拟降雨条件下不同降雨强度对人工油松林的流产沙试验研究[A];发展水土保持科技、实现人与自然和谐——中国水土保持学会第三次全国会员代表大会学术论文集[C];2006年
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1 赵锦梅;不同土地利用方式对高寒地区水土保持生态服务功能的影响研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 解静;黄土高原半干旱区草地生态系统碳交换的观测研究[D];兰州大学;2010年
3 穆振侠;高寒山区降水垂直分布规律及融雪径流模拟研究[D];新疆农业大学;2010年
4 王海兰;乔木体水分的测试技术及其监测系统的研究[D];北京林业大学;2011年
5 曾和平;金沙江支流龙川江流域河流输沙特征及其对气候和地表覆被变化的响应[D];昆明理工大学;2009年
6 吴敏;广州市青山绿地—城市林带林区生态功能研究[D];中南林业科技大学;2007年
7 郑元;刺槐光合生理特征与固碳能力研究[D];西北农林科技大学;2010年
8 周毅;滤食性贝类筏式养殖对浅海生态环境影响的基础研究[D];中国科学院海洋研究所;2000年
9 戴建昌;杀虫剂在木本植物体内的传导机理及应用研究[D];福建农林大学;2001年
10 宋孝玉;黄土沟壑区不同下垫面条件对农田降雨入渗及产流关系影响的研究[D];西北农林科技大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张杰;湘北桤木人工林水源涵养功能研究[D];中南林业科技大学;2009年
2 张赟齐;亚热带城乡森林水文化学特点的研究[D];安徽农业大学;2010年
3 徐纯洁;皖东低丘陵麻栎薪炭林水保水文效益研究[D];安徽农业大学;2010年
4 赵进红;泰山不同林分水源涵养功能研究[D];山东农业大学;2009年
5 王兆伟;华北地区秸秆覆盖下农田降雨转化过程模拟研究[D];山东农业大学;2010年
6 唐全;黄河三角洲刺槐白蜡混交林与纯林生长衰退差异性及成因[D];山东农业大学;2010年
7 杜强;泰山罗汉崖林场森林近自然结构与水土保持功能[D];山东农业大学;2010年
8 王德鹏;白榆优良无性系蒸腾耗水与生长量特性的关系研究[D];山东农业大学;2010年
9 张子雪;鲁中南山区不同土地利用类型水土流失规律及蓄水保土功能研究[D];山东农业大学;2010年
10 范素芳;土壤水分胁迫对黄土丘陵区3个树种叶片气体交换的影响[D];山东农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张小由,龚家栋,周茂先,司建华;应用热脉冲技术对胡杨和柽柳树干液流的研究[J];冰川冻土;2003年05期
2 龙爱华,徐中民,张志强;西北四省(区)2000年的水资源足迹[J];冰川冻土;2003年06期
3 程宝栋;宋维明;田明华;;2004年我国主要木材产品进口分析[J];北京林业大学学报(社会科学版);2006年01期
4 马李一,孙鹏森,马履一;油松、刺槐单木与林分水平耗水量的尺度转换[J];北京林业大学学报;2001年04期
5 欧阳琳;中密度纤维板生产工艺学[J];北京木材工业;1994年01期
6 邹君;胡娟;杨玉蓉;毛德华;;中国区域粮食生产与消费中的虚拟水平衡研究[J];长江流域资源与环境;2010年08期
7 胡广斌;肖小兵;;我国刨花板生产现状[J];中国人造板;2009年11期
8 李梦,李长胜,张怡春,张忠山,潘建中,姚景岐;长白落叶松人工林林分材种出材率的研究[J];东北林业大学学报;1994年04期
9 龙爱华,徐中民,张志强;虚拟水理论方法与西北4省(区)虚拟水实证研究[J];地球科学进展;2004年04期
10 辛颖,赵雨森;水源涵养林水文生态效应研究进展[J];防护林科技;2004年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 刘文国;杨树人工林蒸腾耗水特性及其与环境因子关系的研究[D];河北农业大学;2007年
2 高洪亮;落叶松人工林主伐年龄的研究[D];东北林业大学;2009年
3 文洋;虚拟水在我国农作物产品对外贸易中的应用[D];外交学院;2009年
4 曹恭祥;宁夏六盘山华北落叶松人工林与华山松天然次生林蒸散特征对比研究[D];内蒙古农业大学;2010年
5 李良;塞罕坝地区华北落叶松人工林水分特征的研究[D];内蒙古农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高扬帆;秦学峰;王建华;赵合青;;美地那活化剂对土壤微生物呼吸作用的影响[J];安徽农业科学;2006年10期
2 魏国;何俊仕;武立强;;生态环境需水计算方法研究[J];安徽农业科学;2006年17期
3 吴泽民,何云核,孙启祥;安徽长江滩地农林复合系统草本植物群落特征研究[J];安徽农业大学学报;2001年01期
4 鲁小珍;马尾松、栓皮栎生长盛期树干液流的研究[J];安徽农业大学学报;2001年04期
5 彭镇华,孙启祥,康忠铭,姚永康;有螺滩地林农复合生态系统的建立及其效果分析[J];安徽农业大学学报;1994年S1期
6 孙启祥,彭镇华,康忠铭,於凤安;滩地立地条件造林树种选择研究[J];安徽农业大学学报;1998年01期
7 王根绪,沈永平,程国栋;黄河源区生态环境变化与成因分析[J];冰川冻土;2000年03期
8 王根绪,李琪,程国栋,沈永平;40a来江河源区的气候变化特征及其生态环境效应[J];冰川冻土;2001年04期
9 龚家栋,李小雁;黑河流域不同下垫面区域的气候变化特征[J];冰川冻土;2001年04期
10 赵文智,程国栋;生态水文学——揭示生态格局和生态过程水文学机制的科学[J];冰川冻土;2001年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王妍;长江中下游滩地抑螺防病林生态系统碳水通量及碳贮量研究[D];中国林业科学研究院;2006年
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1 沈芳;黄土半干旱区刺槐林地实际蒸散量测算方法对比研究[D];北京林业大学;2003年
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1 李贻铨;杨树施肥的理论与实践[J];林业资源管理;1983年06期
2 程鹏飞;发展人工林加速培育后备森林资源[J];吉林林业科技;1986年03期
3 孙启祥,於凤安,彭镇华;长江滩地杨树人工林生物量的研究[J];林业科技通讯;1998年03期
4 刘世荣;沙棘对中国亚湿润干旱区杨树人工林生长与生产力的影响(英文)[J];植物生态学报;2000年02期
5 朱春全,雷静品,刘晓东,王富国,成桂珍;不同经营方式下杨树人工林叶面积分布与动态研究[J];林业科学;2001年01期
6 ;国外造林技术资料[J];陕西林业科技;1973年10期
7 杨春新;;关于提高白城地区杨树人工林质量的技术措施[J];吉林林业科技;1984年06期
8 赵经周;魏侠;张铁军;李英杰;;山区杨树人工林干部病害的发生原因[J];林业科技;1989年05期
9 周林生;潘存德;赵祥林;;新疆平原杨树人工林地位指数表的编制[J];新疆农业大学学报;1990年03期
10 杨军;于国辉;徐君;;杨树人工林鼠害防治试验[J];吉林林业科技;1993年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 金志农;;长江中游平原地区杨树人工林生态系统立地因子分析[A];青年生态学者论丛(一)[C];1991年
2 祁诚进;王筱宁;邢殿菊;;杨树人工林内赤眼蜂对杨扇舟蛾自然控制作用的调查[A];走向21世纪的中国昆虫学——中国昆虫学会2000年学术年会论文集[C];2000年
3 王华田;姜岳忠;刘福德;孔令刚;;连作对杨树人工林土壤微生态环境及林木生长的影响[A];中国林学会2004年年会论文集[C];2004年
4 张建;;工业用水水量平衡问题探讨[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
5 席桂平;;太湖水量平衡模型浅析[A];太湖高级论坛交流文集[C];2004年
6 李海静;王兵;崔相慧;;江西大岗山常绿阔叶林生态系统水量平衡研究[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年
7 金彦兆;;塑料大棚雨水高效利用技术[A];中国水利学会2003学术年会论文集[C];2003年
8 程伍群;郑连生;白永兵;安秀荣;;平原区土壤水资源量计算模型的研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
9 黄亮;彭小燕;丁爱萍;刘爱兵;黄新时;;南通地区土壤湿度预报模型初步试验[A];第26届中国气象学会年会农业气象防灾减灾与粮食安全分会场论文集[C];2009年
10 杨翠平;;循环水逆向串级利用的探索和实践[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(下)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 谷筝;满腔热忱系林业[N];四平日报;2011年
2 本报记者 张红;引进+选育+推广[N];人民日报海外版;2003年
3 ;欧黑抗虫杨12号(世纪杨)[N];中国绿色时报;2002年
4 记者 杨木林 李宁波;芮城陌南成功选育出中华红叶杨[N];山西日报;2009年
5 陈健;杨树纸浆材新品种定向选育获重大进展[N];科技日报;2003年
6 王永强;杨树产业步入“黄金时期”[N];江苏农业科技报;2005年
7 本报记者 刘娜微;意杨树下寻求最优致富模式[N];中国绿色时报;2011年
8 ;中国近期木材市场发展战略[N];中国绿色时报;2001年
9 姜广国 潘玉兴 杜宪臣 孙爱宗;当前杨树发展中存在的问题及对策[N];中国绿色时报;2003年
10 本报记者 肖意 实习生 吴扬莉;完善节水措施建立科学用水制度[N];深圳特区报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张燕;北京地区杨树人工林能量平衡和水量平衡[D];北京林业大学;2010年
2 方显瑞;杨树人工林生态系统碳交换及其环境响应[D];北京林业大学;2011年
3 刘晨峰;北京地区杨树人工林能量和水量平衡研究[D];北京林业大学;2007年
4 查同刚;北京大兴杨树人工林生态系统碳平衡的研究[D];北京林业大学;2007年
5 唐万鹏;江汉平原杨树人工林密度调控技术与连栽效应研究[D];北京林业大学;2009年
6 白保勋;城镇生活污水杨树林地慢速渗滤生态处理研究[D];南京农业大学;2010年
7 陈家宙;红壤农田水量平衡和水分转换及作物的生产力[D];华中农业大学;2001年
8 朱首军;渭北旱塬农林复合系统水量平衡要素变化规律的试验研究[D];西北农林科技大学;2001年
9 姜娜;陕北黄土高原典型小流域生态需水研究[D];中国农业大学;2005年
10 孟春红;土壤水资源评价的理论与方法研究[D];武汉大学;2005年
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1 贠超;不同林龄杨树人工林对土壤微生态环境影响研究[D];河南农业大学;2010年
2 袁润;杨树人工林土壤氮素矿质化特征及其影响因素[D];南京林业大学;2011年
3 耿绍波;河南西平杨树人工林生态系统碳通量及其环境响应研究[D];北京林业大学;2011年
4 韦庆翠;杨树人工林土壤微生物量氮、磷和酶活性研究[D];南京林业大学;2010年
5 吴落霞;杨树人工林不同措施的保水效应及对林木生长量影响研究[D];山东农业大学;2011年
6 高东;淮北平原三种土地利用类型土壤CO_2通量研究[D];北京林业大学;2011年
7 司婧;北方几种杨树人工林固碳增汇技术研究[D];北京林业大学;2012年
8 徐枫;杨树人工林生长季树干液流的动态研究[D];北京林业大学;2010年
9 蔡洁;洞庭湖区杨树人工林生物生产力与碳储量研究[D];中南林业科技大学;2010年
10 巨关升;辽西地区杨树人工林生长规律和树冠结构的研究[D];中国林业科学研究院;2001年
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