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黄土丘陵半干旱区典型人工林蒸腾耗水动态研究

作　者: 于占辉
导　师: 陈云明
学　校: 中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）
专　业: 生态学
关键词: 黄土高原刺槐侧柏树干液流热扩散式探针气象因子
分类号: S715.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 39次
引　用: 1次
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内容摘要

本研究利用热扩散技术在黄土丘陵半干旱区安塞县,对刺槐(Robinia pseucdoacacia)和侧柏(Platycladus orientalis)树干液流速率进行了连续的测量(2008年4月25日-10月28日)。结合树干直径,边材面积等指标,构建了相应的模型及参数,实现尺度的扩展。对于探明这2种林分的蒸腾耗水规律,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。通过对刺槐,侧柏典型样木蒸腾耗水与环境因子的关系研究,取得了如下结论。一.人工刺槐树干液流速率动态及耗水规律1.刺槐在展叶期分为四个时期:芽期、展叶初期、中期和全叶期。在芽期,刺槐树干液流速率低,无明显昼夜变化;在展叶初期以后表现出明显的昼夜波动状态,且树干液流速率日变化均成单峰曲线。表现为从微弱波动逐渐增大到趋于平稳波动的总趋势,呈现上升快、下降缓慢的单峰曲线。其峰值在展叶初期与光合有效辐射最大值之间存在一定时滞效应。在展叶中期以后,刺槐树干液流峰值早于各气象参数最大值1-2h出现。刺槐在盛期树干液流速率的日变化呈宽峰形曲线,既树干液流速率达到峰值后并不是不再变动,而是有较小幅度的“波动”,形成多个小峰组成的“高峰平台”,然后才开始下降,没有明显的树干液流静止状态的界限,每日7:00-8:00左右启动,11:00左右达到最大值,21:00左右迅速降到最低值。刺槐在落叶初期呈单峰形曲线,由落叶期开始的昼夜变化峰值逐渐减小在随着叶片的逐渐脱落和自身的物候节律至10月下旬树干液流达到无绪状态,且峰值明显小于盛期的树干液流速率。2.多元线性回归表明:刺槐在展叶后期的全叶期树干液流速率与光合有效辐射、大气温度、水汽压差和风速呈极显著正相关,与相对湿度呈负相关。可用光合有效辐射、大气温度和树干液流速率线性表达式来估算刺槐展叶期的全叶期树木液流速率。在盛期,刺槐树干液流速率与光合有效辐射、大气温度、水汽压差呈极显著正相关,与相对湿度呈负相关。可用光合有效辐射、大气温度和树干液流速率线性表达式来估算刺槐盛期树木液流速率。3.刺槐边材面积与胸径之间存在着高度相关的关系。刺槐日耗水量随直径的增大而增大,即大径阶树木边材较大,相应耗水量也较多。二.人工侧柏树干液流速率动态及耗水规律1.侧柏树干液流速率在不同季节的日变化均为典型的单峰曲线,春、夏季每日从8:00左右启动,10:00左右达到最大值,秋季树干液流启动时间较春、夏季延迟至11:00点左右启动,13:00-14:00左右达到最大值。但从树干液流迅速下降时间来看,春季最晚,在20:00左右迅速下降;秋季最早,为18:00;夏季为19:00。2.多元线性回归表明:侧柏在4-5月树干液流速率与光合有效辐射、水汽压差、大气温度和相对湿度呈极显著的线性相关关系,相关程度顺序为光合有效辐射>水汽压差>大气温度>相对湿度。可用这几项气象因子的简单表达式来估测侧柏树木液流。3.侧柏边材面积和地径间呈良好的幂指数关系。并计算出侧柏人工林的单位边材面积为116.18 m2.hm-2。通过样木各月的平均流速得出4-10月各月的单位林分耗水量,最终计算出被测侧柏人工林在4-10月的总耗水量为1159.64 t.hm-2。三.刺槐、侧柏树干液流速率对比分析1.在抽芽展叶时期,侧柏树干液流速率高于刺槐。在生长盛期,刺槐树干液流速率峰值高出侧柏树干液流速率峰值。在10初期刺槐树干液流峰值高出侧柏树干液流峰值,在10月中期,刺槐树干液流峰值小于侧柏树干液流峰值,在10月15-16日以后由于叶片的脱落刺槐树干液流变得紊乱。2.刺槐和侧柏单木日耗水量在整个生长季与其树干液流速率变化规律相一致,即刺槐从生长初期经过生长盛期至生长末期,单株耗水量从展叶初期的较低值随着叶片的扩展逐渐增大到生长盛期达到最大,之后随之降低;侧柏耗水量是逐渐降低。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-8
Abstract  8-13
第一章绪论  13-25
  1.1 研究目的及意义  13-15
  1.2 研究进展  15-19
    1.2.1 林木蒸腾强度的日变化与季节变化  15-16
    1.2.2 林木蒸腾强度与环境因子的关系  16-18
    1.2.3 林木蒸腾耗水尺度扩展  18-19
  1.3 乔木蒸腾耗水测算方法述评  19-24
    1.3.1 组织器官测定  19-20
    1.3.2 单木测定  20-23
    1.3.3 问题与展望  23-24
  1.4 研究内容  24-25
第二章研究区域概况与试验方法  25-33
  2.1 研究区域概况  25-26
  2.2 试验材料与样地的选择  26-27
  2.3 研究方法  27-32
    2.3.1 TDP测定树干液流的基本原理  27-28
    2.3.2 仪器安装  28-29
    2.3.3 边材面积的确定  29-30
    2.3.4 小区调查  30-31
    2.3.5 土壤水分测量  31-32
    2.3.6 气象因子测量  32
  2.4 技术路线  32-33
第三章刺槐树干液流速率及其与环境因子关系  33-48
  3.1 引言  33
  3.2 结果与分析  33-46
    3.2.1 展叶期树干液流速率及其与环境因子关系  33-38
    3.2.2 生长盛期树干液流速率及其与环境因子关系  38-41
    3.2.3 落叶期树干液流速率及其与环境因子关系  41-44
    3.2.4 刺槐各时期树干液流特征  44
    3.2.5 不同胸径日蒸腾耗水量的变化规律  44-46
  3.3 小结  46-48
第四章侧柏树干液流速率及其与环境因子关系  48-57
  4.1 引言  48
  4.2 结果与分析  48-55
    4.2.1 边材树干液流季节动态  48-50
    4.2.2 树干液流速率日变化  50-51
    4.2.3 树干液流速率与气象因子的相关关系  51-54
    4.2.4 侧柏耗水量估算  54-55
  4.3 小结  55-57
第五章刺槐、侧柏树干液流速率及日耗水量季节动态对比研究  57-63
  5.1 引言  57
  5.2 结果与讨论  57-62
    5.2.1 生长季树干液流速率对比分析  57-61
    5.2.2 生长季不同时期刺槐和侧柏单木日耗水量对比分析  61-62
  5.3 小结  62-63
第六章结论  63-66
  6.1 主要研究结论  63-65
    6.1.1 刺槐树干液流速率变化特征  63-64
    6.1.2 侧柏树干液流速率变化规律  64
    6.1.3 刺槐、侧柏树干液流速率对比  64-65
  6.2 需要进一步研究的问题  65-66
参考文献  66-72
个人简历  72

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