不同时间尺度下刺槐蒸腾耗水与环境因子关系

探究不同时间尺度下植物蒸腾变化与环境因子的关系,对理解植物生长的驱动机制及估算林分耗水具有重要的理论意义。以晋西黄土区蔡家川人工刺槐纯林为研究对象,于2021年5—12月采用热扩散探针(TDP)测定8株样树树干液流,并同步监测太阳辐射、空气温度、降雨量、土壤温度、土壤含水量等环境因子,分析不同时间尺度(小时、日、月)下刺槐蒸腾特征及其对环境因子的响应。结果表明：(1)环境因子对刺槐蒸腾耗水的影响在不同时间尺度下存在差异,整体上随着时间尺度的变大,土壤含水量成为影响刺槐蒸腾的主要因子,并且短时间尺度是主要取决于表层土壤水分,长时间尺度不仅为表层同时也取决于较深层土壤含水量。小时尺度下,刺槐蒸腾随太阳辐射、空气温度、水汽压亏缺、土壤温度变化而变化,但蒸腾峰值与环境因子的峰值均存在时间差异性,并无完全同步,差异时长可达-180～30 min,在各环境因子中太阳辐射与空气温度对刺槐蒸腾的影响较大;日尺度下,刺槐蒸腾速率主要取决于浅层土壤含水量,并随浅层含水量的增加而增大;月尺度下刺槐蒸腾耗水则取决于浅层与深层土壤含水量的共同作用;(2)构建了不同时间尺度下环境因子与刺槐蒸腾耗水的模型,各时间尺...     

北京山区典型树种树干液流特征及其对环境因子的响应研究

2010年6—9月在妙峰山林场,运用SF-L树干液流仪分别研究分析了典型晴天和生长季侧柏、栓皮栎、油松、刺槐的树干液流速率变化特征及树干液流速率对环境因子的响应。结果表明:4种树种的树干液流速率变化规律呈单峰型,其中侧柏的平均树干液流速率最大,为0.079 3cm/min,刺槐最小,为0.048cm/min。4种树种在各个月份的平均液流速率变化较大,但均在8月份达到最大值。对环境因子影响树干液流速率的相关分析表明:气温、太阳辐射、VDP、土壤含水率和土壤水势与树干液流速率呈正相关,而相对湿度与树干液流速率呈负相关关系,风速、土壤温度与树干液流速率的相关性不明确。太阳辐射对树干液流速率的影响最大,其中对阔叶树种刺槐和栓皮栎的影响比对针叶树种油松和侧柏更大。环境因子对阔叶树影响较大,对针叶树影响较小。运用多元线性回归方法,得出了4种不同树种的树干液流速率和环境因子的多元线性回归方程。     

晋西黄土区人工刺槐林生理生态特点分析与研究

采用Li-cor 6400便携式光合仪,对山西省吉县蔡家川流域试验区内刺槐的光合速率、蒸腾速率、气孔导度及其环境因子进行了观测,并辅以不同水分梯度下的林木生理指标观测与比较,研究了生理指标与环境因子之间的相互关系.结果表明:刺槐在生长过程中没有充足水分供应时,光合速率会出现负值;蒸腾日变化曲线单峰或双峰取决于土壤水分条件;各环境因子之间呈显著相关关系,综合作用于蒸腾速率,其中光合有效辐射是蒸腾速率的主要影响因子;气孔导度与相对湿度的变化一致,它们之间显著相关,呈二次项曲线关系.     

豫西黄土区造林立地条件类型划分与适地适树研究

正确、合理地划分立地条件类型并选择适宜的树种造林,是营林工作中急需解决的关键技术问题之一。本项研究针对豫西黄土区侵蚀地貌突出、干旱贫瘠的基本特征,在充分汇集本区原有科技资料的基础上,进行了大量、系统的现场调查研究,以土壤水分为主导因子,依地形、土壤条件将豫西黄土区划分为16种立地类型,进而采用刺槐人工林立地指数对其进行了质量评价。在确认其正确、实用的基础上,又进行了各立地类型上大量树种的生长调查分析,从而确定了各立地条件类型适宜的乔、灌木树种及林种,编制了切实可行的豫西黄土区立地条件类型及适生树种表。该表推荐出适宜在本区推广应用的乔木树种22个、灌木种4个、林种4个,建议试验树种10个。     

宁夏南部主要灌木树种的合理利用与布局

本文通过宁夏南部黄土丘陵区野外调查和试验研究，提出不同灌木树种的合理利用与布局，并对大力发展和合理经营灌木林，充分发挥灌木林的多种生态经济效益提供科学依据。并根据该区立地条件和生产方式提出主要灌木树种适宜性分区。(1)南部半湿润沙棘、二色胡枝子适宜区；(2)中部半干旱柠条、山桃、刺槐适宜区；(3)北部干旱沙柳、柽柳、毛条适宜区。     

火炬树蒸腾速率及其环境因子的影响研究

利用LI-6200便携式光合作用测定仪和美制LI-1600稳态气孔仪,对黄土半干旱区造林树种火炬树蒸腾速率及其环境因子进行测定。该研究的目的是为分析该地区火炬树蒸腾作用对环境因子的响应和火炬树最适的水分生态条件提供理论依据。结果表明:①火炬树蒸腾速率日变化的平均值为4.895μg.cm-2.s-1,呈双峰变化曲线。②光合有效辐射、CO2浓度和叶水势对蒸腾速率有相应的影响,但相对湿度对蒸腾速率的影响不是很明显。③火炬树能适应干旱环境是由于叶水势降低导致气孔导度的减少,从而通过减少蒸腾耗水来达到适应干旱的目的。     

沙棘苗木蒸腾特性与影响因子研究

采用人工控制土壤水分,通过盆栽试验,在2005年生长季典型晴天的条件下,利用针叶L i-1600稳态气孔仪等仪器对黄土半干旱区沙棘苗木的蒸腾特性及其环境因子进行测定。结果表明:在不同的土壤水分条件下,沙棘蒸腾速率的日变化曲线呈“单峰型”;蒸腾速率除自身生理特性的影响外,还受土壤水分和环境因子综合影响,当土壤水分充足时,蒸腾速率与环境因子相关性高,当土壤水分产生胁迫时,蒸腾速率与环境因子相关性降低。     

陕北黄土丘陵沟壑区剌槐林水分生态条件及生产力研究

本文通过对陕北黄土丘陵沟壑区刺槐林进入中、壮龄期后,蒸腾耗水、降水和土壤贮水量的季节变化,以及刺槐在生长过程中不同时期水分条件的变化和刺槐生长反应的分析,认为本区基本适宜刺槐生长。但是本区刺槐林对水分的有效利用率铰低,据估算其年有效耗水只占年降水量的46%左右,并且土壤水分经常处于亏缺状态,这将对今后刺槐生长产生不利的影响。据此作者提出了如下建议:1.本区应以营造水土保持林为主,并把刺槐作为重点推广树种;2.加强造林整地工作,合理布设造林水保工程,加强林地管理,提高水分利用率。     

黄土丘陵区引入阔叶树种枯落叶对针叶林土壤极化防治效应

人工纯林的长期连续生长或连栽所引起的土壤性质极化是导致土壤退化和影响人工林生态系统稳定及可持续发展的重要原因,防治的根本途径是引入种间关系协调的其他树种形成针阔混交林。该研究针对陕北半湿润黄土丘陵区的针叶纯林,通过野外采集典型林地腐殖质层土壤和不同针阔树种当年枯落叶后进行室内混合培养试验结果表明,受自身枯落叶的影响,油松林地土壤会向偏碱化、土壤贫养(缺N)化和富啡酸含量减少的负向极化,最适宜引入的树种是小叶杨、辽东栎,其次为白桦,而刺槐不适宜;落叶松林地土壤会向偏碱化、土壤碱解N和速效K的缺乏及细菌、真菌数量减少的负向极化,最适宜引入的树种是小叶杨,其次为刺槐,而白桦和辽东栎不适宜;侧柏林地土壤会向土壤胡敏酸含量减少、部分酶酶活性降低和细菌数量明显减少的负向极化,最适宜引入的树种是小叶杨和辽东栎,而白桦和刺槐不适宜。     

黄土丘陵区几种林木茎干径向生长的日变化及其对环境因素的响应

利用树木径向生长仪研究了黄土丘陵区6年生油松(Pinus tabulaef ormis)、山杨(Populus davidiana)和辽东栎(Quercus liaotungensis)及林下灌木胡颓子(Elaegnus umbellata)4种林木整个生长季茎干的径向变化,发现4种林木的径向变化表现为膨胀收缩旋回增长的模式。在整个生长季中,山杨从5月到10月径向持续增长,增长时间最长;而油松和胡颓子的径向生长主要发生在7月份,从8月份开始其增长速率变缓;辽东栎在整个生长季节的径向生长最小。在整个生长季内,山杨径向增长了2.63 mm,胡颓子为0.64 mm,油松和辽东栎则分别为0.40 mm和0.26 mm。辽东栎日收缩量与膨胀量明显大于其他树种。通过对影响林木径向生长的15种环境因子进行主成分分析后,将主要环境因子归结为温度影响因子、湿度影响因子和降水影响因子3个主成分,并提取了影响该区几种林木生长的主要环境因子:日大于0℃的积温、最低6 h相对湿度和日降雨量。采用线性逐步回归方法,建立了日膨胀量与日收缩量与3个主要环境因子之间的关系。发现日收缩量与日大于0℃的积温成正相关,而与最低6 h相对湿度和日降雨量均呈负相关关系;而日膨胀量亦与日大于0℃的积温成正相关,而与其他环境因子的关系随着树种的不同而不同,表现出较大的变异性。     

东北半干旱区主要农田防护林树种蒸腾速率研究

以黑龙江省西部半干旱地区主要农田防护林树种为研究对象,采用快速称重法对樟子松、落叶松、小黑杨和银中杨的蒸腾速率进行了研究。结果表明,各树种月蒸腾速率的变化不同,樟子松的蒸腾速率始终最小。樟子松蒸腾速率的月变化差异最小,各防护林树种的蒸腾速率均呈现抛物线变化趋势。农田防护林在多种环境因子的综合作用下,其蒸腾速率受大气温度和太阳总辐射的影响较大,并且蒸腾速率与大气温度、太阳总辐射和土壤水含量均表现出正相关,与相对湿度和风速均表现出负相关。     

晋西黄土丘陵区坡面刺槐林地土壤水分研究

 为研究晋西黄土丘陵区刺槐林分土壤水分状况,通过2年的定位观测,标定了该地区刺槐林分土壤水分特征曲线,探讨了刺槐林分土壤水分的空间变化规律及其影响因子。结果表明:刺槐林分利用土壤水分范围较广,其林分可以栽植在峁顶、阳坡及半阳坡等处;12年刺槐林分密度低于2250株/hm²时,林地土壤水分可以在生长季末得到补充,而超过2250株/hm²时,林地土壤水分得不到补充,林分在翌年的部分月份处于水分亏缺状况,限制了林木的生长;月降水量、蒸发量是影响林地土壤水分的主要气象因子,郁闭度、胸径、林分生产量等因子是影响刺槐林分土壤水分的植被因素。     

不同灌木树种蒸腾速率时空变异特征及其影响因子的研究

在测定4个水土保持灌木树种不同时期蒸腾速率及其影响因子的基础上,对不同树种蒸腾速率的时空变异特征进行了研究,并对蒸腾速率与其影响因子的关系进行了相关分析和多元回归分析。研究结果表明,4种灌木蒸腾速率日变化总趋势为清晨较小,在中午12:00左右基本达到峰值,至18:00左右降至低谷,不同树种日变化有一定差异;旱季4种灌木蒸腾速率的大小顺序为黄荆>黄栌>连翘>绣线菊;雨季4种灌木蒸腾速率的大小顺序为黄荆>绣线菊>连翘>黄栌。4种灌木蒸腾速率的季节变化趋势基本相同,均在5月份呈降低趋势,从6月初又逐渐回升,在7月中旬达到最大值后回落。蒸腾速率在空间上的变化特征是上部最大,中部次之,下部最小。4种灌木的蒸腾速率均与光合有效辐射、气温、空气相对湿度以及气孔导度4个因子呈极显著相关。     

黄土丘陵区不同土壤地类造林树种选择与配置技术研究

通过 5年实验研究 ,观测了杨树、沙棘、柏树、刺槐、元宝枫纯林和沙棘与杨树、沙棘与柏树、刺槐与柠条的混交林在风化岩沫土土壤、红胶泥土壤、黄绵土土壤上的成活率、年枝条生长量、5 a林冠面积、5 a郁闭度 ,分析得出了黄土丘陵区不同土壤类型造林树种选择和配置的模式。结果表明 :黄土丘陵区造林常见树种及其混交形式在不同土壤类型上呈现不同结果 ,风化岩沫土适合柏树纯林和沙棘与杨树混交、沙棘与柏树混交 ,红胶泥土壤最佳树种为沙棘、刺槐纯林及沙棘与杨树混交 (阴坡 )、沙棘与柏树混交、刺槐与柠条混交 ,而刺槐、柠条纯林和沙棘与杨树混交、沙棘与柏树混交、刺槐与柠条混交适合于黄绵土土壤。此外 ,在各种土壤类型上混交林都优于纯林 ,建议黄土丘陵区造林应乔灌混交为主。该项研究技术在延安市山川秀美工程中推广 ,效果明显 ,建议在黄土丘陵区推广该技术。     

黄土丘陵区几种林木茎干径向生长的日变化及其对环境因素的响应

利用树木径向生长仪研究了黄土丘陵区6年生油松（Pinus tabulaef ormis）、山杨（Populus davidiana）和辽东栎（Quercus liaotungensis）及林下灌木胡颓子（Elaegnus umbellata）4种林木整个生长季茎干的径向变化,发现4种林木的径向变化表现为膨胀收缩旋回增长的模式。在整个生长季中,山杨从5月到10月径向持续增长,增长时间最长;而油松和胡颓子的径向生长主要发生在7月份,从8月份开始其增长速率变缓;辽东栎在整个生长季节的径向生长最小。在整个生长季内,山杨径向增长了2.63 mm,胡颓子为0.64 mm,油松和辽东栎则分别为0.40 mm和0.26 mm。辽东栎日收缩量与膨胀量明显大于其他树种。通过对影响林木径向生长的15种环境因子进行主成分分析后,将主要环境因子归结为温度影响因子、湿度影响因子和降水影响因子3个主成分,并提取了影响该区几种林木生长的主要环境因子：日大于0℃的积温、最低6 h相对湿度和日降雨量。采用线性逐步回归方法,建立了日膨胀量与日收缩量与3个主要环境因子之间的关系。发现日收缩量与日大于0℃的积温成正相关,而与最低6 h相对湿度和日降雨量均呈负相关关系;而日膨胀量亦与日大于0℃的积温成正相关,而与其他环境因子的关系随着树种的不同而不同,表现出较大的变异性。     

农田防护林混交对林木蒸腾速率的影响

以黑龙江省西部地区主要农田防护林树种为研究对象,采用快速称重法对樟子松、落叶松和小黑杨纯林,小黑杨和樟子松混交林,小黑杨和落叶松混交林中的各树种蒸腾速率进行了比较研究.结果表明:(1)与小黑杨混交的樟子松和樟子松纯林蒸腾速率日变化差别不大,蒸腾速率的月变化差异最小,各结构防护林树种的蒸腾速率均呈现抛物线变化趋势.(2)与小黑杨混交的落叶松在整个生长季的月平均蒸腾速率为落叶松纯林的76.96%,与落叶松混交的小黑杨的蒸腾速率比小黑杨纯林低17.43%,小黑杨与落叶松混交林能够有效地降低这两个树种的蒸腾速率.(3)农田防护林在多种环境因子的综合作用下,其蒸腾速率受大气温度和太阳总辐射的影响较大,并且蒸腾速率与大气温度、太阳总辐射和土壤水含量均表现出正相关,与相对湿度和风速均表现出负相关.     

黄土丘陵区刺槐生长及林地土壤水分动态规律研究

通过分析长历时黄土丘陵区人工刺槐林的单木生长和土壤水分动态变化,研究了黄土丘陵区刺槐生长和林地土壤水分动态规律。结果表明：在黄土丘陵区人工刺槐总体上可分为三个阶段,其生长量具有慢一快一慢的生长节律,而在其生长的第三阶段又有生长量的小幅波动回升。而随着刺槐生长状况的变化,刺槐林深层(5～8m)土壤水分含量也出现相应的上下波动,表明刺槐生长状况由刺槐林下的土壤水分状况所决定。此外还探讨了黄土丘陵区人工林土壤水分低湿层恢复的可能性。     

黄土高原主要造林树种需水定额计算与分析

根据气象资料,运用彭曼公式（Penman’s formula）和桑斯维特公式（Thornthwaitfomular）计算并分析晋西黄土区主要造林树种刺槐、油松和苹果林地的潜在蒸散量,结合林种不同林龄的耗水特性系数,计算得出刺槐、油松和苹果生长季（5-10月）的需水定额,并对其年内及不同龄级需水量的变化趋势作了分析。结果显示,刺槐5个龄级的年耗水量:2a生刺槐年耗水量为390.65mm、3a生398.85mm、5a生411.4mm、7a生529.7mm、13a生633.95mm;油松3个龄级段的年耗水量,17～19a生为653.5mm、19～20a生658.7mm、25～28a生655.6mm;苹果2个龄级的年耗水量,4a生为319.9mm、8a生为526.35mm。同时,确定出各龄级树种的月需水量和耗水量的年内变化趋势,为黄土高原抗旱造林提供参考依据。     

新型抗蒸腾叶面肥对叶片蒸腾速率的影响

在干旱的条件下,蒸腾作用会引起植物大量丢失水分,常常会引起水分亏缺和脱水的伤害.我国黄土半干旱地区是退耕还林、林业生态工程建设的重点地区.由于当地降水相对不足但潜在蒸散力大的特殊气候条件,使人工造林遇到了极大的困难,此时叶面喷施抗蒸腾叶面肥不仅能提供植物生长所需养分,而且还能抑制植物蒸腾作用,提高植物水势,减少植物水分的蒸发量,一定程度上提高植物生存能力.以黄土高原干旱半干旱地区造林主要树种刺槐、白榆、火炬树为主要研究对象,以自制的2种抗蒸腾叶面肥及市场上已推广施用的叶面肥肥效为主要依据,探讨自制肥料在降低植物蒸腾作用方面的效果.并最终得出自制A或自制B、白榆、稀释300～1200倍、土壤绝对含水量为10%～25%时对降低植物蒸腾速率效果最明显.     

黄土高原主要造林树种需水定额计算与分析

根据气象资料,运用彭曼公式（Penman＇s formula）和桑斯维特公式（Thornthwait fomular）计算并分析了晋西黄土区主要造林树种刺槐、油松和苹果林地的潜在蒸散量,结合林种不同林龄的耗水特性系数,计算得出刺槐、油松和苹果生长季（5～10月）的需水定额,并对其年内及不同龄级需水量的变化趋势作了分析。结果显示,刺槐5个龄级的年耗水量,2年生刺槐年耗水量为390.65 mm、3年生398.85 mm、5年生411.4 mm、7年生529.7 mm、13年生633.95 mm;油松3个龄级段的年耗水量,17～19年生为653.5 mm、19～20年生658.7 mm、25～28年生655.6 mm;苹果2个龄级的年耗水量,4年生为319.9 mm、8年生为526.35 mm。同时,确定出各龄级树种的月需水量和耗水量的年内变化趋势,为黄土高原抗旱造林提供参考依据。