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黄土高原半干旱区天然辽东栎林蒸腾耗水研究

张建国  
【摘要】:本文以黄土高原半干旱地区辽东栎天然次生林为研究对象,利用Granier热扩散探针连续监测一个生长季(2009年4-10月)辽东栎、山杏、侧柏、大果榆等树种的树干液流通量密度,并同步监测环境因子(太阳辐射、空气温度、空气湿度、风速等),分析了树干液流通量密度对主要环境因子的响应特征,同时研究了不同方位、不同径向深度树干液流通量密度的变化规律,估算了2009年辽东栎天然次林生长季内林分蒸腾耗水量,旨在为半干旱地区植被恢复和重建提供理论依据。主要结论有以下几个方面: (1)辽东栎液流日变化总体上与太阳辐射和空气水气压亏缺呈相同趋势,但液流峰值出现时间较早,通常为上午10:00左右。随着生长季内物候变化,液流通量密度总体表现为前期(4-6月)较低、中后期(7-9月)较高、末期(10月)迅速下降的变化趋势。采用指数饱和曲线函数对液流通量密度和空气水气压亏缺进行拟合,有效地反映了各月份液流通量密度对空气水气压亏缺的响应特征。各月份的曲线特征和拟合参数的差异表明,蒸腾耗水过程也受到土壤水分状况等其它因素的影响。 (2)辽东栎东、西、南、北4个方位测得的液流通量密度存在显著差异,并显著相关。辽东栎生长季内(5-10月)单株日蒸腾耗水量分别与日总太阳辐射和日均白天空气水气压亏缺进行指数饱和曲线拟合,拟合效果较好。采用2个方位和1个方位树干液流通量密度测算的整株蒸腾耗水量与采用4个方位的测算值分别相差约18%和30%,说明不同方位之间的液流差异可能成为蒸腾耗水测算的重要误差来源。 (3)辽东栎、侧柏不同径向深度树干液流通量密度之间存在显著的差异。辽东栎和侧柏边材径向液流通量密度变化规律表现为从形成层到心材最大液流通量密度值减小的趋势。侧柏1-2 cm和2-3 cm的树干液流通量密度变化93%可由0-1 cm的液流通量密度来解释,三者之间具有极显著的线性关系;辽东栎不同径向深度之间的树干液流通量密度没有发现明显的线性或其它曲线关系。辽东栎、侧柏1-2 cm和2-3 cm处最大液流通量密度占0-1 cm处最大液流通量密度的比例因个体不同而呈现差异。 (4)利用指数饱和曲线模型可以拟合辽东栎天然次生林主要树种(辽东栎和山杏)的边材面积与胸径间的关系,结合林分调查的单木胸径可以推算相应树木边材面积。辽东栎天然次生林各树种林分平均边材液流通量密度均具有明显的季节动态变化特征。生长季内5-7月为林分蒸腾耗水量较高时期。未考虑径向和方位差异情况下估测的2009年生长季内林分蒸腾耗水总量为100.5 mm;日均林分蒸腾耗水量为0.53 mm。


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