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黄土丘陵区山杨树干液流动态分析

胡伟  
【摘要】: 本研究利用热扩散技术在黄土丘陵区延安市燕沟流域,对山杨(Populus davidiana)树干及相关枝条的液流流速进行了连续的测量(2009年4月14日—10月10日),并同步监测相应的环境因子(土壤水分、光合有效辐射强度、空气温度、空气相对湿度和风速),对于探明这山杨的蒸腾耗水规律,水土保持林区水分管理、林地水文效益分析等具有重要参考价值。本文着重分析了不同季节树干枝条液流的变化特征,及液流变化与环境因子的关系研究,取得了如下结论: (1)山杨树干液流流速变化特征 在整个监测阶段,无论是晴天还是阴天,山杨的树干液流均表现出明显的昼夜变化规律,呈现上升快、下降缓慢的单峰曲线。液流启动以后到达最大值之前液流流速会发生强烈的波动,形成许多由小峰组成的“高峰平台”,然后才开始下降,夜间仍有微弱的液流存在,没有明显的树干液流静止状态的界限。虽然,整个监测阶段液流变化都是呈单峰曲线,但不同季节峰型曲线亦有差异。 在春季,每日液流的启动时间为6:00—7:30,并于13:30—15:30达到最大值,然后迅速下降,18:00以后下降直到日出前后到达低谷。在夏季,每日液流的启动时间为5:00 - 7:00;但液流达到峰值的时间却有很大差异:6月1日—6月19日,液流达到峰值的时间为14:00– 16:00;6月20日—7月7日,由于长期的干旱无雨,导致液流流速逐日下降,与此同时,液流流速达到峰值的时间也提前至9:00—11:00;7月8日—8月31日,液流达到峰值的时间为12:00—14:00。然后迅速下降,18:00以后下降直到日出前后到达低谷。在秋季,液流的启动时间和液流达到峰值的时间均逐渐的向后延迟,每日液流的启动时间为6:30—10:00,并于12:30—17:00达到最大值,然后迅速下降。 (2)山杨树干液流流速与土壤因子的变化关系 在春季,土壤水分能充分保证树木的蒸腾耗水。在夏季,液流流速的变化与土壤湿度变化趋势基本一致,6月—7月中旬,土壤湿度逐渐减小,液流流速也逐渐下降;7月中旬—8月中旬,由于降雨量的增加,土壤湿度增大,液流流速有所回升,保持在一个较大的水平。在秋季,土壤湿度增大,液流流速逐渐变小。在整个监测期,研究发现土壤温度并不是影响液流活动主要的因子。 (3)山杨树干液流流速与气象因子的变化关系 在春季,液流流速主要受空气温度、VPD的影响,在此阶段虽然土壤水分逐渐下降,但不足以影响液流。在晴天,树干上部枝条边材液流流速明显大于树干下部边材液流流速;在阴雨天,下部边材液流流速反而比上部液流流速大。另外,在干旱胁迫下,液流流速会明显下降,且峰值出现的时间都会提前。 在夏季,在降雨较少阶段,枝条液流主要受光合有效辐射强度、空气温度的影响;在雨水相对充足的阶段,树木上部枝条液流主要受空气温度与光合辐射强度的影响;树木下部枝条液流主要受空气温度与VPD。在晴天,树干上部枝条液流流速大于树干下部液流流速;而在阴雨天,不同的枝条边材液流流速无明显差异。在夏季,树干液流速率与气象因子的Pearson相关系数均小于春秋两季。 在秋季,液流流速主要受空气温度、VPD的影响,与春季的结论相同。在晴天,树干上部枝条边材液流流速大于树干下部边材液流流速;而在阴雨天下部液流流速仍小于上部液流流速。


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