太行山石灰岩区侧柏人工林蒸腾耗水及其与环境因子的关系

为阐明太行山石灰岩区干旱瘠薄立地侧柏人工林的蒸腾变异及其与环境因子的关系,采用自动观测技术对边材液流速率、气象与土壤因子进行高时间分辨率的同步测定,经统计分析与模型模拟,表明:1)不同月份,蒸腾速率的昼夜变化均为单峰曲线,昼夜均值为0.025～0.041 mm/h,峰值为0.078～0.150 mm/h。2)除风速(vw)(P>0.05)外,相对湿度(Hr)、气温(ta)、光合有效辐射(Par)、土壤体积含水量(Wv)均对蒸腾速率昼夜变化有显著影响(P<0.05),可共同解释其变异的87.7%,相关程度从大到小依次为Par、Hr、ta与Wv;林分日蒸腾量为0.2～1.6 mm,平均为0.7 mm,除日降雨量(R)与vw外,Par、Hrt、a与Wv均对日蒸腾量有显著影响(P<0.05),可共同解释其季节性变异的64.3%,相关程度大小依次为Par、Hr、Wv与ta;观测期多数时段,日蒸腾量受Par的影响最为强烈,其次为ta,仅在干湿交替比较剧烈时段,Hr与Wv才明显发挥作用;林分月蒸腾量为18.3～28.8 mm,平均为21.8 mm,变化趋势为单峰曲线,6月最高,仅与Par月(月均值)有显著的相关关系(P<0.05)。3)观测期林分总蒸腾量为130.5 mm,占同期降雨量(306.8 mm)的42.5%。     

山地枣林蒸腾主要影响因子的时间尺度效应

为揭示时间尺度效应对蒸腾规律的影响,对黄土丘陵区山地枣林蒸腾及其影响因子进行同步监测,并在不同时间尺度上分析蒸腾的主要影响因子。结果表明:不论逐月蒸腾还是全年蒸腾,其主要影响因子均存在明显的时间变异性和时间尺度效应。逐月蒸腾在生育期内时、日和旬尺度上主要影响因子分别是光合有效辐射(R2峰值,Rmax2=0.79),风速(Rmax2=0.81)和相对湿度(Rmax2=0.78),叶面积(Rmax2=0.73)和叶面积指数(Rmax2=0.82)。全年蒸腾在较小时间尺度(时和日尺度)上和除风速外的其他气象因子均呈极显著相关(p0.01),而在较大尺度(旬和月尺度)上仅和叶面积、叶面积指数以及土壤水分呈极显著相关(p0.01)。随着研究尺度的提升,气象因子对蒸腾的影响逐渐减弱,作物自身生长状况和土壤水分状况对蒸腾的影响逐渐增强。该研究对于进一步揭示枣树的蒸腾规律,制定科学合理的节水措施具有重要的指导意义。     

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。     

柠条蒸腾特征及影响因子的研究

试验研究柠条蒸腾特征及影响因子结果表明,柠条蒸腾日变化呈明显双峰型,峰值分别出现在11:00和15:00,其日平均蒸腾速率为4.51mmol/m2.s;影响柠条蒸腾强度的主要因子为气温、空气相对湿度和土壤含水量。     

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。     

臭椿苗木蒸腾速率及其对环境因子的响应

2006年5—10月在山西方山北京林业大学试验基地,采用LI-1600稳态气孔仪,对不同土壤水分条件下盆栽臭椿的生理指标进行了观测,比较分析了不同水势梯度下、不同时间段臭椿蒸腾耗水速率的变化规律。结果表明：蒸腾速率与生理辐射光量子强度成幂函数关系;蒸腾速率、气孔阻力和土壤体积含水量之间存在着密切的关系;蒸腾速率一般随光强的增强和土壤水分的提高而增大,臭椿蒸腾速率与土壤水分含量的决定系数平均可达0．8917。通过研究不同土壤水分条件下臭椿蒸腾速率的差异,得出臭椿水分利用效率的合理供水范围为15％～20％,为干旱半干旱地区提高林木的水分利用效率提供了理论依据。     

半干旱黄土区地上生物量对立地因子的响应

半干旱黄土区地形破碎、沟壑纵横、生态环境脆弱,其生态恢复过程受到全世界生态学者的普遍关注.生物量是生态系统获取能量的表现形式.以位于黄土丘陵沟壑区的植被自然恢复10a的合沟流域地上生物量为研究对象,分析不同立地因子对地上生物量的影响规律.结果表明:1)不同立地类型地上生物量从大到小依次为沟底、阴向沟坡、阴向梁坡、阳向沟坡、梁顶、阳向梁坡;2)梁坡和沟坡的地上生物量随坡度升高均呈现反S形态,梁坡的地上生物量最大值出现在20°～25°处,最小值出现在35°～40°处,沟坡的地上生物量的最小值出现在30°～35°处,最大值出现在40°～45°处;3)坡向对地上生物量的影响是显著的(P=0.049),其余因素的影响不显著.可知,该区地上生物量的分布规律是植被对不同立地类型水分、光照等自然条件综合利用的结果.     

侵蚀红壤恢复区植被垂直结构对土壤恢复特征的影响

通过获取典型的侵蚀红壤恢复区植被垂直结构参数及林下土壤属性值,构建归一化土壤恢复指数,研究了植被垂直结构对林下侵蚀土壤恢复特征的影响。结果显示:研究区植被垂直结构与土壤属性特征较侵蚀期均有所恢复,植被垂直结构对侵蚀土壤的恢复影响显著,土壤重组有机碳、全氮和黏粒含量的恢复水平均呈现出纯林林草林灌草的趋势,体积质量顺序相应为林灌草林草纯林。植被投影叶面积指数与归一化土壤恢复指数呈显著正相关(r=0.332*,P0.05)。在投影叶面积指数大于0.2的情形下,土壤恢复特征随植被垂直层次的增多呈正向演变,不同植被结构投影叶面积指数的增大有利于侵蚀区退化土壤质量的恢复,灌草层是侵蚀红壤恢复的重要影响因素。     

华北落叶松人工林蒸腾特征及其与土壤水势的关系

 利用野外定位观测技术,于2008年5—10月在宁夏六盘山叠叠沟小流域对华北落叶松林整个生长季土壤水势的变化规律进行研究。结果显示:1)降雨量是影响土壤水势变化的主要因素,土壤水势在不同深度变化趋势基本一致,但变化幅度有较大差异,020、2040、4060cm土层的土壤水势梯度在6—9月份最大,8月份水势梯度最低;2)华北落叶松5—10月各月的耗水速率排序为6月>5月>7月>8月>9月>10月,耗水量分别占生长季的20.3%、25.4%、20.1%、18.6%、15.1%、10.7%,耗水月主要分布在6月;3)在华北落叶松生长季前期土壤水分短缺,生长后期水分充足,2个不同土壤水分条件的树干液流速率表现明显差异,充足条件下蒸腾耗水明显高于短缺条件,且水分亏缺时期20cm和60 cm土壤水势与树干液流变化相关性极显著。研究表明土壤水分亏缺与否是华北落叶松蒸腾耗水差异的主要原因,生长季中前期土壤水分对华北落叶松生长至关重要。     

不同密度刺槐林在蒸腾旺季的蒸腾特征

在蒸腾旺盛的7,8月份,选择典型晴天,对5种不同密度(1 400,1 600,1 800,2 000,2 200株/hm2)刺槐(Robinia Pseudoacacia L.)林的叶片含水量、蒸腾速率、叶水势、根水势日变化进行了观察,并测定了林地0-60 cm土层的土壤含水量.结果表明,(1)各密度林分叶片含水量的日均值在7,8月份均为ρ2200>ρ2000>ρ1400>ρ1600>ρ1800,8月低于7月;(2)不同密度刺槐林蒸腾速率日变化趋势在7,8月份呈现相似的变化规律,即随着林分密度的增大,蒸腾速率日变化曲线由"双峰型"趋于"单峰型",最大值均出现在下午13:00-14:00,日平均蒸腾速率在7,8月份为:ρ1800>ρ1600>ρ1400>ρ2000>ρ2200;(3)不同密度刺槐林叶水势的日均值在7,8月份均为ρ1800<ρ1600<ρ1400<ρ2000<ρ2200,但8月份明显低于7月份,其日变幅则明显高于7月份;(4)根水势高于叶水势,日变幅小于叶水势日变幅,日均值大小在7,8月份均为:ρ1800>ρ1600>ρ1400>ρ2000>ρ2200,且8月份低于7月份,而日变幅则是8月份大于7月份;(5)不同密度刺槐林一天中根、叶水势之差(Δψ)与蒸腾速率(Tr)的关系可以用对数曲线来拟合;(6)刺槐的叶水势随着叶片含水量的增大而升高,二者的关系可以用对数曲线来拟合;(7)不同密度林地7月份土壤含水量随土层深度的增加变幅较小,而8月份变幅较大,0-60 cm土层的土壤平均含水量随林地密度的增大而减小.从土壤水分的有效利用以及达到最佳生长状况的角度出发,建议试验区15年生刺槐林分密度为1 800株/hm2.     

乌兰察布市植被叶面积指数时空变化及对气候因子的响应

[目的]研究乌兰察布市植被叶面积指数(LAI)动态变化及对气候因子的响应,为该地区资源合理分配和生态保护提供科学依据。[方法]基于2000—2019年7—8月哥白尼气候变化服务项目PROBA-V LAI数据,结合气象数据,利用趋势分析、变异系数法、相关性分析方法等探讨了乌兰察布市LAI时空变化及与气温、降水、土壤湿度的关系。[结果](1) 2000—2019年7—8月乌兰察布市LAI整体呈波动上升趋势,速度为0.01/a, LAI空间分布差异明显,呈东南高西北低的特征。(2)LAI增加的区域占88.3%,兴和县大部、丰镇市东部、凉城县西部、四子王旗西南部及察哈尔右翼中旗中北部等地显著增加,阴山以北的后山大部分地区LAI上升速度较缓慢或出现下降,研究期内植被LAI变化相对不稳定。(3)LAI与同期气温呈显著负相关,与降水和土壤湿度呈极显著正相关,且与土壤湿度的相关性高于降水和气温。(4)LAI与气温、降水、土壤湿度的相关系数空间分布差异不显著,大部分区域植被LAI与气温呈负相关,45.4%的区域相关性显著;与降水和土壤湿度呈显著正相关,呈极显著正相关的区域土壤湿度大于降水。[结论] 20...     

单株油蒿蒸腾耗水特征及其与环境因素的关系

[目的]探究油蒿的蒸腾耗水规律及其对环境因子的响应,旨在为固沙植被建设提供科学依据。[方法]利用野外大型称重式蒸渗仪于2014年6—9月底对单株油蒿的蒸腾过程进行连续观测,并同步监测了土壤含水量及相关气象因子。[结果]油蒿单日蒸腾强度曲线在晴天表现为双峰曲线,而在阴雨天双峰曲线不明显;研究期间,单株油蒿蒸腾耗水量为101.66mm,日平均蒸腾强度为0.83mm/d。蒸渗仪内土壤蒸发量106.05mm,日平均土壤蒸发强度为0.87mm/d,试验期间蒸散量占降雨量的82.98%。降雨可以维持油蒿正常生长,并对土壤水分进行一定补充;油蒿蒸腾强度与空气相对湿度(p0.01)、空气温度(p0.01)、太阳净辐射(p0.01)和20cm深度土壤体积含水量(p0.05)具有很好的相关性,且相关性依次减小。[结论]油蒿蒸腾耗水日变化明显,其蒸腾速率受土壤水分状况、气象条件及自身生理特征等因素的影响。     

长江三角洲地区麻栎和栓皮栎蒸腾规律及其对气候因子的响应

森林蒸腾在维系森林生态系统水量平衡上起着重要作用,研究麻栎和栓皮栎的蒸腾耗水规律,有助于了解栎林的水文过程和水量平衡.采用热扩散探针法,对江苏省句容市麻栎和栓皮栎林蒸腾速率进行连续观测,研究蒸腾速率在晴天、阴天和雨天的日变化特征,以及不同天气下气候因子对蒸腾速率的影响机制.结果表明,麻栎和栓皮栎蒸腾速率日变化在晴天、阴...     

喀斯特峰丛洼地4种典型植物蒸腾作用及其影响因素

[目的]对广西壮族自治区喀斯特峰丛洼地4种典型植物(甘蔗、五节芒、灰毛浆果楝和青冈)蒸腾作用及其影响因素进行研究,为进一步开展区域植被生态需水研究提供科学依据。[方法]于2015年4月至2016年1月对4种主要植物群落不同季节蒸腾速率(Tr)、叶面积指数(LAI)和相关环境因子开展现场观测。[结果]4种植物Tr夏季与春、秋、冬3季呈极显著差异(p0.01),不同植物类型其Tr也存在差异,其中,甘蔗Tr的季节变化为96.55~197.42g/(m2·h),五节芒为95.26~169.13g/(m2·h),灰毛浆果楝为97.20~239.11g/(m2·h),青冈四季Tr为81.65~124.42g/(m2·h)。4种植物Tr均与空气温度(Ta)呈极显著(p0.01)或显著正相关关系(p0.05),与土壤含水率(SWC),LAI,土壤容重(ρb),空气相对湿度(RH)呈显著或极显著相关关系。SWC和Ta对甘蔗Tr起主导作用,是主要决策变量;Ta是五节芒Tr的主要决策变量;SWC和ρb是灰毛浆果楝Tr的主要影响因子;LAI,SWC和Ta是青冈Tr的主要影响因子。[结论]研究区域4种典型植物蒸腾作用存在差异,且均呈季节性变化趋势,不同植物Tr影响因素不同,可通过人工诱导水、光、热等环境因子进而合理调控植被生态需水。     

不同降雨等级下杉木林土壤含水率和侧向流变化特征

为了探究不同降雨等级对林下不同深度土壤含水率和侧向流变化的影响,探究南京城郊杉木林各层土壤含水率、侧向流变化对降雨事件的响应,分析土壤含水率变化量与累计降雨量和侧向流的关系,初步探讨杉木林的水源涵养机制。选取南京市铜山林场46年生杉木林,在大、中、小3种降雨等级下,采用ECH₂O土壤水分监测系统对土壤剖面0—5,5—15,15—30,30—60 cm的土壤水分含量进行了实时连续监测。结果表明:（1）0—5,5—15 cm土层土壤含水率变化曲线和降雨量变化曲线具有同步性,15—30,30—60 cm土层含水率达到峰值时间滞后1～1.5 h;（2）小雨条件下,只有0—5,5—15 cm土层变化趋势较明显,侧向流主要发生在5—15 cm土层;（3）中雨条件下,雨强在8 mm/h和15.2 mm/h时,土层含水率出现2次明显的响应,侧向流主要发生在15—30 cm土层;（4）大雨条件下,累计降雨量22.8 mm时,5—15,15—30,30—60 cm土层出现峰值,侧向流主要发生在30—60 cm土层;（5）小雨、中雨、大雨过程中产生的最大侧向流分别为1.55,13.88,94.77 mm,随着降雨量的增加,侧向流有增加的趋势。土壤水分入渗为非饱和入渗,随着土层深度的增加,含水率峰值逐渐增大,侧向流增加较明显。土壤含水率变化和降雨量有较好的线性关系且相关性较强,随着降雨量的增加,土壤含水率和降雨量的相关性越来越差。土壤含水率变化量与累计降雨量和侧向流三者间互有显著相关性,最大侧向流与累计降雨量呈指数关系,y=0.7614e^0.2238x。     

季节性干旱区紫色土坡耕地土壤水分对降雨的响应

以金沙江下游季节性干旱区紫色土坡耕地为研究对象,使用PR2/6土壤剖面水分测定仪和翻斗式雨量计对雨季0—100 cm土层的土壤含水量和降雨量进行连续观测,分析雨季紫色土土壤水分对降雨的响应。结果表明：每月平均土壤含水量之间存在显著差异,0—20 cm土壤含水率表现为9月 > 8月≈7月 > 6月,在整个雨季呈累加上升趋势。降雨量大小是影响土壤水分补给深度的决定因素。小雨（6.4 mm）只对10 cm土层土壤水分产生影响,平均提高12.35%;中雨（23 mm）对30 cm以上土层土壤水分产生影响,10,20,30 cm分别提高21.16%,17.77%,8.22%;大雨（49 mm）和暴雨（112 mm）均可影响60 cm以上土层土壤水分,49 mm提高7.18%~31.12%,112 mm提高34.12%~49.18%。0—40 cm土壤含水量增加量与降雨量和降雨历时在0.01水平上显著相关;0—20 cm土层土壤含水量增加量与前期干旱天数在0.05水平上显著负相关;30—40 cm土层土壤含水量增加量与3天前期累积降雨量呈显著相关。紫色土超过70%的土壤水分存储在60,100 cm土层中,分别占土壤总储水量的15.82%和58.39%。不同土层土壤储水量对降雨的响应规律不同,雨季初期6月0—30 cm表层土壤储水量变化最大,此时60—100 cm深层土壤储水量较为稳定,而7—9月深层土壤储水量变化幅度大于表层土壤。     

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...     

陇东地区油松人工林碳密度及其影响因素

[目的]分析陇东地区人工林碳密度及其影响因素,为黄土丘陵区生态环境评价提供理论依据。[方法]采用样地调查与生物量实测方法,对陇东地区油松人工林碳密度进行了估算,并分析生态因素对油松人工林生态系统碳密度的影响。[结果]油松林各器官碳含量变化范围为48.58%~53.54%,各器官碳密度按从高到低的大小顺序依次为:树干树枝树根树叶树皮果实;灌木层叶、茎、根的碳含量分别为43.93%,45.62%,42.38%;草本层地上部分和地下部分碳含量为43.04%,39.77%;枯落物层未分解和半分解层碳含量为43.79%,38.83%;植被层碳密度按从高到底的大小顺序为:乔木层草本层灌木层。土壤层(0—100cm)碳含量随着土壤深度的增加而降低,且不同土壤层碳密度存在显著差异,以50—100cm碳密度最高。油松林生态系统平均碳密度为52.86t/hm2,其空间分布排序为土壤层(75.15%)植被层(24.14%)枯落物层(0.71%)。[结论]油松人工林生态因子中,林分平均树高、平均胸径、郁闭度均与各层碳密度呈现极显著正相关性,林分枯落物未分解干质量与各层碳密度呈现显著正相关性。平均树高、平均胸径、郁闭度、枯落物未分解干质量是油松人工林生态系统碳密度的主要生态因子。