北京山区刺槐、栓皮栎生长旺季液流特性及影响因子

利用热扩散式树干液流探针于2008年5—9月对北京西山地区刺槐、栓皮栎树干液流进行系统观测,同时结合环境因子的观测数据。分析结果表明,刺槐、栓皮栎树干液流速率的日变化规律在晴天为宽峰或双峰型曲线,阴雨天为多峰型曲线。5,6月,刺槐月平均树干液流速率小于栓皮栎,后者分别是前者的1.58和1.08倍;7—9月,刺槐月平均液流速率大于栓皮栎,前者分别是后者的1.391,1.408和1.450倍。栓皮栎不同高度处树干液流差异明显,5,6月典型晴天树干上位液流速率大于中位和下位,7—9月典型晴天树干下位液流速率大于上位和中位。生长旺季刺槐、栓皮栎树干液流速率均与太阳辐射强度、大气水势和空气水汽压亏缺呈正相关,与土壤水势呈负相关,建立了生长旺季观测期间的树干液流速率与环境因子多元线性回归方程,经F值检验,均达到极显著水平。     

黄土高原主要树种树干液流研究进展

为了明晰黄土高原主要树种树干液流的动态特征,该文通过对已发表相关文献搜集与整理(19篇涉及11个树种),采用meta分析手段归纳黄土高原主要树种树干液流动态、耗水规律及其影响因素。研究发现:(1)该区主要树种树干液流存在明显的昼夜变化规律;(2)太阳辐射、水汽压亏缺、土壤含水率是影响树干液流的主要环境因素;(3)树干液流测量手段、树木生长阶段以及测量时的天气条件会给树木蒸腾耗水估算带来不确定性;(4)11个树种的蒸腾耗水量大小的顺序为:针叶树种(侧柏、油松)乡土阔叶树种(白榆、辽东栎、旱柳、柠条、河北杨、小叶杨、山杏)外来阔叶树种(刺槐、苹果)。本研究为黄土高原地区造林树种的合理选择及树种耗水评价提供参考。     

晋西黄土丘陵沟壑区油松刺槐混交林蒸腾耗水

 为了研究黄土丘陵沟壑区主要造林树种和林分蒸腾耗水规律,以位于山西省吉县蔡家川流域内密度为2 450株/hm2的16a油松刺槐混交林为对象,在2008年7—10月,应用热扩散探针技术(TDP)对油松和刺槐4个径阶共17株样木进行蒸腾液流野外实地定位连续观测,同时对环境因子进行同步连续动态观测。结果表明:典型晴天条件下,油松和刺槐树干液流速率在液流启动时间、达到峰值时间、开始快速下降时间和峰值波动范围上有较为显著的差异;2树种不同径阶单木日均蒸腾量的大小排序为油松12 cm>10 cm>6 cm>8 cm,刺槐12 cm>8 cm>6cm,呈现出日蒸腾量随胸径增加而增加的趋势;太阳辐射和水汽压差是影响油松和刺槐树木冠层蒸腾的主要因子;2008年7—10月油松刺槐混交林月蒸腾耗水量分别为30.8、24.1、26.3和18.4mm,总蒸腾量小于同期降雨量。     

晋西黄土区刺槐和油松树干液流比较

应用TDP(Thermal Dissipation Probe)热扩散探针技术,通过对晋西黄土区刺槐和油松进行一个生长季(2010-04-10)的野外实地定位观测,结合同步测定的大气相对湿度、大气温度、太阳总辐射等气象因子,研究刺槐、油松树干液流的日变化及季节变化规律.结果表明:1)刺槐在5月上旬仅产生微弱液流,日均液流速率小于油松,无明显昼夜变化规律,到5月下旬,日均液流速率超过油松,并与油松呈现相同的昼夜变化规律,2树种夜间存在一定的树干液流,液流速率均于09:00开始快速上升,到12:00左右达到峰值;2)8月刺槐日均液流速率均大于油松,2树种液流速率连日变化规律基本相同,液流速率开始快速上升和达到峰值的时间与5月基本一致,峰值分别为5月的1.79和1.49倍,月平均值分别为5月的3.01和1.48倍;3)剌槐、油松树干液流和月耗水量呈现明显的季节性变化规律,耗水旺季集中在6-9月,4月达到最小值,7月达到最大值,在整个生长季(4-10月),油松林的总耗水量是刺槐林的1.63倍.经回归分析可知,影响刺槐、油松液流速率的主要因子均为太阳总辐射.     

春季侧柏树干边材液流的滞后效应分析

研究林木耗水规律及其影响机制对干旱半干旱地区林业建设战略规划、林种布局、树种选择、林分结构配置及林地水分管理等具有重要的指导意义.利用热扩散式边材液流测定系统和自动气象站对春季侧柏边材液流速率和太阳辐射、空气温湿度等气象因子进行了为期一年的同步测定.结果表明:侧柏边材液流和太阳辐射的日变化表现出明显的峰型特征,空气温湿度的峰型特征相对不明显.侧柏边材液流速率相对于太阳辐射、空气温度和空气湿度存在明显的"滞后"效应,滞后时间分别为110 min,-70 min,-60 min.在树干液流的数值模拟中,考虑液流相对于气象因子的滞后效应可以提高模型的拟合精度,而且仅用太阳辐射一个变量模拟侧柏边材液流就能达到理想的效果.     

冀北山地油松树干液流特征及其对环境因子的响应

依据组织热平衡原理,运用热扩散探针法,于2015年3月1日—2016年3月1日对冀北山地小五台山自然保护区油松的树干液流速率进行连续监测,并同步观测气温、相对湿度、净辐射、总辐射、风速等环境因子的变化,研究油松树干液流对环境因子的响应。结果表明:(1)小五台地区,油松树干液流启动于4月下旬,结束于10月下旬,前后历时184d。晴天条件下,油松不同月份树干液流速率日变化均呈典型的单峰曲线。不同月份油松树干液流的启动、到达峰值、结束时间以及液流升降速率存在差异。(2)油松树干液流速率日均值变化,除4月和10月较低外,其余各月都达到0.02kg/(h·cm)以上,尤以5月和8月最高,分别达到0.028,0.027kg/(h·cm)。各月峰值变化与日均值变化基本一致。(3)油松树干液流速率与空气温度、净辐射、总辐射、水汽压亏缺、风速呈极显著正相关,与空气湿度呈极显著负相关。各环境因子对油松树干液流速率影响大小顺序为空气温度净辐射总辐射空气湿度风速。(4)油松整个生长季单株总耗水量为(2679.58±579.83)kg,以5月、8月耗水量最大,分别为(585.14±110.92)kg和(510.08±87.96)kg。     

大青山油松人工林树干液流特征及其与主要气象因子的关系

应用TDP技术在干旱少雨的6月与雨季9月,对大青山奎素试验区30 a生油松人工林树干液流变化特征及其与主要气象因子的关系进行了研究.结果表明:(1)液流量日变化呈现"昼高夜低"典型的液流波形特征.(2)油松单株液流量日平均值9月大于6月,表现出雨季液流量大于干旱季节的特征.(3)油松整株树干径向不同位点的液流速率变化趋势基本相同,平均液流速率由外向内呈现"低-高-低"的态势.(4)树干液流量与主要气象因子相关分析表明,对于林分密度较小的林地,6月、9月液流量与太阳辐射有极显著的正相关关系,与20 cm土壤温度有极显著的负相关关系,与气温和相对湿度相关性不高;而对于林分密度较大的林地,在较干旱的6月,太阳辐射已不是影响液流量的主要因子,只有9月液流量与太阳辐射有极显著的正相关关系,与20 cm土壤温度有极显著的负相关关系.     

树干径向变化对茎液流以及气象因子的响应

应用改进的SF-L型热扩散式树液流测定装置和DC型植物生长测量仪,结合北京2007年6-10月的气象数据,探讨了北京山区油松、侧柏树干茎周长动态因素与液流速率和气象因子之间的相关关系,并运用树木径向变化周期分段法将树木径向生长量从径向变化过程中分离开,结果表明:(1)油松、侧柏茎周长变化与液流速率的关系显著(P<0.01),油松为正相关,侧柏为负相关.(2)空气水汽压亏缺、日温差、空气湿度和日照时数与油松、侧柏茎周长变化关系显著,但在回归拟合过程中侧柏的解释因子只有空气水汽压亏缺和日平均风速,且解释程度比较低(0.356).(3)油松、侧柏茎周长生长量的拟合水平较高,且影响气象因子相同,侧柏的液流速率也成为解释因子之一.水汽压亏缺、空气温湿度、日照时数、土壤水势和风速对树木的生长起到决定性的作用.     

杉木幼树树干液流影响因子及其对杉木林蒸腾量的贡献

2012年9月至2013年8月,利用包裹式树干液流仪、插针式树干液流仪和小气象站对南京市东善桥林场的杉木幼树树干液流速率、杉木树干液流速率及环境因子进行了连续观测,研究了杉木幼树树干液流影响因子及其对杉木林蒸腾的贡献。结果表明:(1)杉木幼树液流速率的日变化具有季节差异性,均表现为单峰曲线并且日间液流速率大于夜间;(2)春、夏、秋、冬季液流速率峰值分别为:79.97,105.22,70.30,33.19g/h;(3)太阳辐射是影响杉木幼树树干液流速率的主导因子,其次是饱和水汽压差,日液流量与太阳辐射、空气温度、饱和水汽压差、各层次土壤温度呈极显著的正相关关系;(4)分别建立了液流速率、日液流量与环境因子的模型,可以较好地解释液流速率与日液流量的变化;(5)杉木幼树全年液流量对杉木林蒸腾量的贡献率为6.12%,夏季的贡献率最大。     

三种水保树种枯落物保水功能

通过对八达岭林场油松、侧柏和刺槐枯落物储量调查分析和持水特性的研究,得到三种树种最大持水量、吸水速率和有效拦蓄量等水文特征参数。结果表明,枯落物储量为油松（29.2 t/hm²） > 刺槐（10.3 t/hm²） > 侧柏（4.7 t/hm²）,最大持水量为油松（61.4 t/hm²） > 侧柏（57.9 t/hm²） > 刺槐（43.2 t/hm²）,最大持水率为侧柏（471%） > 油松（344%） > 刺槐（196%）,平均吸水速率为侧柏≥刺槐 > 油松,有效拦蓄量为刺槐 > 油松 > 侧柏。总的来说,侧柏、刺槐枯落物层保水功能相对要比油松好,侧柏枯落物层保水效果发挥最好。     

太行山低山丘陵区7种典型植物水分利用特征

 为准确评价植物对环境的适应性,以太行山低山丘陵区的7种典型植物为对象,通过测定植物蒸腾速率、光合速率以及水分利用效率等指标,研究不同植物的水分利用特征。结果表明:1)在所研究的7种植物中,火炬树、侧柏、刺槐、荆条和酸枣5种植物的蒸腾速率日变化都属于单峰型;栓皮栎和黄连木为双峰型,双峰型主要与植物的"午休"现象有关,是植物对高温、干旱环境胁迫的主动适应;2)植物之间的水分利用效率有较大的差异,刺槐具有最高的水分利用效率;水分利用效率日均值排序为刺槐>酸枣>栓皮栎>黄连木>荆条>火炬树>侧柏,蒸腾耗水量排序为栓皮栎>火炬树>侧柏>黄连木>刺槐>荆条>酸枣;3)根据蒸腾耗水量和水分利用效率,测试植物可以分为3种类型,栓皮栎和酸枣属于高蒸腾耗水量和高水分利用效率类型,侧柏属于低蒸腾耗水量和低水分利用效率类型,刺槐则属于低蒸腾耗水量和高水分利用效率类型,具有最大的水分竞争优势。     

泰山典型林分的林冠截留特征

 应用相关分析方法对泰山罗汉崖林场9个典型林分类型的林冠截留特征进行研究。结果表明:林内降雨量与林外降雨量呈很好的线性关系,林冠截留量与林外降雨量呈较好的对数关系;9个典型林分类型对降雨的截留能力为五角枫>麻栎+黑松>15 a麻栎>刺槐>50 a麻栎>黄连木>黄连木+刺槐>侧柏>黑松;7个典型林分类型形成树干径流的能力为15 a麻栎>50 a麻栎>黄连木>五角枫>黑松>刺槐>侧柏;各林分类型总体产生林内降雨的林外降雨量临界值为6.28 mm。     

北京山区主要人工林枯落物水文效应

为探究北京山区主要人工林枯落物水文效应,以北京市怀柔区汤河口镇庄户沟小流域油松、刺槐、侧柏3种林分为研究对象,利用枯落物现存量样地调查、浸泡实验和抗冲槽法,建立枯落物持水量、吸水速率和浸水时间相关关系,定量研究枯落物层水文效应,结果表明:1)3种林分枯落物现存量和总厚度表现为油松最大,分别为6.37t/hm2和4.0c...     

北京山区4种优势林分生态用水实验研究

为研究较小尺度上不同林分的生态用水,采用实验方法对2010年生长季北京山区4种主要优势林分的生态用水量进行了测定。结果显示,4种林分的生态用水量分别为侧柏376.15mm,油松335.28mm,刺槐258.90mm,栓皮栎374.94mm。生态用水的各组分中林分蒸腾用水占据主导性地位;4种林分中,刺槐林地的有效降水能够满足全部的林地蒸散甚至补充少量土壤贮水,而其他3种林分均只能满足约75%的林地蒸散量和约55%的生态用水量。建议在降水贫乏的干旱山区造林时,适当增加刺槐林分的比例。     

黄土高原幼树对坡面流水力学特性及泥沙颗粒组成的影响

选择黄土高原典型树种侧柏、油松、元宝枫和刺槐的一年生树苗,将其栽植于土槽中生长3 a。采用人工模拟降雨的方法,并与裸地进行对照,研究了森林幼树冠层及根系层对坡面流水力学特性及流失泥沙颗粒组成的影响。研究结果表明:(1)各试验坡面小区径流流量均较大,坡面流的平均水深均<1 mm。裸地坡面坡面流的流态为急流,其它各小区均为缓流。去除植被地上部分和表层易扰动土后,刺槐和元宝枫坡面的坡面流已接近临界流,而且两坡面的减流减沙作用明显变弱,侧柏和油松坡面的坡面流流态仍为缓流,减流减沙作用增强。(2)流失的泥沙中,有林冠覆盖的坡面流失的黏粒(<0.001 mm)所占的比例比裸地坡面的高出1.40%~2.00%,>0.05 mm粒径的泥沙颗粒所占比例比裸地坡面的小1.04%~1.26%。试验结束后,只有裸地坡面有明显的粗化层。(3)去除植被地上部分和表层易扰动土后,坡面流失泥沙颗粒的平均粒径大于有林冠覆盖的坡面,但小于裸地坡面。黏粒的百分含量随试验时间不断波动,说明森林植被的根系增加了林地的抗蚀力。