青海大通高寒区典型林地耗水特征研究
发布时间：2021-06-25 12:14
为了给青海高寒区造林树种的选择提供依据,本研究以青海大通高寒区青海云杉（Picea crasslia）、华北落叶松（Larix principis-rupprechtii）、青杨（Populus cathayana）、白桦（Betula platyphylla）四种典型人工林为研究对象,采用Sapflow-32植物茎流观测系统和Davids便携式自动气象站进行各林地2019年生长季（5～10月）长期连续性观测,并结合定位通量法对比分析研究区内几种典型树种的耗水特性及其林地的耗水量。结果表明:（1）确定了不同林分冠层净辐射、冠层消光系数、冠层整体气孔阻力计算的经验模型,结合Penman-Monteith方程模型推求试验区2019年生长季几种典型林分的蒸腾量,并以青海云杉实测蒸腾数据为例,模拟验证了其计算值与实测值,结果表明二者的相对误差在12%以内,说明其计算结果较为可靠。（2）从各林地月蒸腾量季节变化来看,6～8月是一年中林木蒸腾量最大时期,达生长季蒸腾量的60%以上。（3）15～30年青海云杉生长季蒸腾量为337.70～370.69 mm;20～30年华北落叶松蒸腾量为373.27～...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各流域Fig3-1Aerialphotographsofex
青海大通高寒区典型林地耗水特征研究10坡向、坡位等地形因子。采用收获法调查林下地被层，并估测林木的郁闭度和灌草盖度。安门滩、塔尔沟、杨家寨试验区的航拍图分别如图3-1所示。图3-1各流域试验区航拍图Fig3-1Aerialphotographsofexperimentalareasineachriverbasin3.5.2试验地基本情况表3-1标准地林分基本情况Tab3-1Thebasicconditionofsampleplots流域树种类型林龄海拔坡度坡位坡向立木密度平均树高平均胸径郁闭度枯落物量灌草盖度am（°）（°）株hm-2mcm%kg.hm-1%安门滩青海云杉15251915中坡NW30°16503.75.25062270华北落叶松20254210中坡NW18°17756.910.46185360青杨30255018中坡NE90°165010.512.18298845白桦20252325上坡NE10°15208.48.868115150塔尔沟青海云杉30291014中坡NE77°170012.614.385142045华北落叶松30286013中坡NE82°170511.612.782210348青杨30284915中坡NE72°182511.011.781186855白桦20286325下NW11°13757.89.271215050
5Penman-Monteith法确定生长季林地耗水量17日出及日落时较高，中午较低，但在整个生长季内，各典型林地的日均反射率变化趋势较为一致，其中生长季中期的林冠反射率达到最大值。青杨青海云杉华北落叶松图5-1生长季各林地反射率变化过程Fig5-1Changesofreflectanceineachforestlandduringgrowingseason（3）冠层可利用净辐射nlR植物林冠结构（包括林冠孔隙的大孝形状及分布等）对太阳辐射在林冠间的传输有着较为复杂的影响，太阳辐射在传输过程当中会因植物冠层枝叶的层层吸收及反射而逐渐减弱。nln林冠对于太阳辐射冠层所截获的净辐射R等于冠层上方的净辐射R与透过冠层到达林下地表的净辐射nsR之差（康绍忠等，1994）。即1kLAInlnnsnRRRRe（5-7）由公式可知，计算冠层截留净辐射的关键在于精确的确定k值。消光系数k是指太阳辐射因在冠层内部被吸收和散射而降低的程度，能真正反映冠层中枝叶本身受光状况和其光学性质，及其在冠层中的传输状况（R&P，1972；S，1985；康绍忠等，1994）。由Beer-Lambert的方程：ln/nsnRRkLAI（5-8）相关研究表明（王莉等，2019），叶面积指数与林内光辐射（直射辐射、散射辐射、总辐射）均呈显著负相关关系，说明不同时期内，林冠上方冠层上方的净辐射与穿透林冠到达冠下的净辐射Rns会随叶面积指数的变化而变化。图5-2为各林分生长季月平均叶面积指数变化过程，由图可以看出，在生长季，林木的叶面积指数始终都是变化的，华北落叶松、青杨、白桦的叶面积指数在生长季内呈现相同的变化趋势，5月份最小，9月份达到顶峰后开始下降；但青海云杉作为常绿树种，其叶面积指数变化相对较小，呈平缓上升的趋势，且各月增长速率变化不大。在青海大通县，雨热同期时段
【参考文献】：
期刊论文
[1]重庆缙云山不同林分耗水动态特征及其环境影响因素[J]. 杨易昆. 水土保持研究. 2020(01)
[2]白榆冠层蒸腾及其对环境因子响应的边界线[J]. 韩磊,黄晓宇,韩永贵,高阳,展秀丽. 东北林业大学学报. 2019(12)
[3]青海大通不同林地类型林下植被与土壤水分的关系[J]. 王莉,林莎,李远航,陈梦飞,贺康宁,童国艳. 中国水土保持科学. 2019(05)
[4]基于Penman-Monteith模型分时段模拟华北落叶松日蒸腾过程[J]. 陈琪,李远航,王琼琳,王莉,林莎,贺康宁. 中国水土保持科学. 2019(05)
[5]北京市典型经济林树种耗水特性研究[J]. 王伟娜,李少宁,鲁绍伟,赵娜. 北方园艺. 2019(19)
[6]极端干旱区不同水分条件下胡杨林生态耗水特征[J]. 张瑞文,赵成义,王丹丹,施枫芝,郑金强. 水土保持学报. 2019(04)
[7]青藏高原东北缘黄土区典型立地人工林分土壤水分特性研究[J]. 林莎,王莉,李远航,陈梦飞,贺康宁. 生态学报. 2019(18)
[8]青海大通典型林分冠层结构与林下植被物种多样性关系研究[J]. 王莉,林莎,李远航,陈梦飞,贺康宁. 西北植物学报. 2019(03)
[9]不同胸径日本柳杉树干液流及其蒸腾耗水差异[J]. 郭锦荣,白天军,邓文平,陈琦,邹芹,张志坚,张毅,刘苑秋. 西南林业大学学报(自然科学). 2019(02)
[10]六盘山半干旱区华北落叶松林土壤水分时空变化与影响因素[J]. 韩新生,王彦辉,于澎涛,熊伟,李振华,蔡进军,许浩. 水土保持学报. 2019(01)
博士论文
[1]黄土高原人工刺槐林地生态水文过程研究[D]. 马昌坤.西北农林科技大学 2018
[2]基于遥感方法的黑河中游荒漠绿洲区生长季蒸散量估算[D]. 连晋姣.西北农林科技大学 2016
[3]黄土丘陵区两典型森林群落蒸腾耗水特性研究[D]. 张建国.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2014
[4]华北土石山区典型人工林优势树种及群落耗水规律研究[D]. 杨新兵.北京林业大学 2007
[5]黄土半干旱区主要树种光合生理与耗水特性研究[D]. 张卫强.北京林业大学 2006
[6]黄土半干旱区集水造林的水分生产潜力研究[D]. 贺康宁.北京林业大学 2000
硕士论文
[1]重庆缙云山针阔混交林蒸发散及其影响因素研究[D]. 赵兴龙.北京林业大学 2018
[2]六盘山华北落叶松液流特征的坡位差异研究[D]. 刘宇.北京林业大学 2017
[3]桉树幼树蒸腾和林地土壤蒸发及入渗研究[D]. 于婧睿.广西大学 2016
[4]黄土高原样带尺度实际蒸散量时空变化研究[D]. 李杏鲜.西北农林科技大学 2015
[5]六盘山叠叠沟华北落叶松林和草地的水分动态及水量平衡研究[D]. 童鸿强.北京林业大学 2011
[6]Penman-Monteith方程计算林木蒸腾量的方法研究[D]. 芦新建.北京林业大学 2008
[7]杨树人工林树干液流动态变化与林分蒸腾[D]. 申李华.北京林业大学 2007
[8]降雨入渗补给地下水研究[D]. 张志才.河海大学 2006
[9]黄土半干旱区刺槐林地实际蒸散量测算方法对比研究[D]. 沈芳.北京林业大学 2003
本文编号：3249192
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各流域Fig3-1Aerialphotographsofex
青海大通高寒区典型林地耗水特征研究10坡向、坡位等地形因子。采用收获法调查林下地被层，并估测林木的郁闭度和灌草盖度。安门滩、塔尔沟、杨家寨试验区的航拍图分别如图3-1所示。图3-1各流域试验区航拍图Fig3-1Aerialphotographsofexperimentalareasineachriverbasin3.5.2试验地基本情况表3-1标准地林分基本情况Tab3-1Thebasicconditionofsampleplots流域树种类型林龄海拔坡度坡位坡向立木密度平均树高平均胸径郁闭度枯落物量灌草盖度am（°）（°）株hm-2mcm%kg.hm-1%安门滩青海云杉15251915中坡NW30°16503.75.25062270华北落叶松20254210中坡NW18°17756.910.46185360青杨30255018中坡NE90°165010.512.18298845白桦20252325上坡NE10°15208.48.868115150塔尔沟青海云杉30291014中坡NE77°170012.614.385142045华北落叶松30286013中坡NE82°170511.612.782210348青杨30284915中坡NE72°182511.011.781186855白桦20286325下NW11°13757.89.271215050
5Penman-Monteith法确定生长季林地耗水量17日出及日落时较高，中午较低，但在整个生长季内，各典型林地的日均反射率变化趋势较为一致，其中生长季中期的林冠反射率达到最大值。青杨青海云杉华北落叶松图5-1生长季各林地反射率变化过程Fig5-1Changesofreflectanceineachforestlandduringgrowingseason（3）冠层可利用净辐射nlR植物林冠结构（包括林冠孔隙的大孝形状及分布等）对太阳辐射在林冠间的传输有着较为复杂的影响，太阳辐射在传输过程当中会因植物冠层枝叶的层层吸收及反射而逐渐减弱。nln林冠对于太阳辐射冠层所截获的净辐射R等于冠层上方的净辐射R与透过冠层到达林下地表的净辐射nsR之差（康绍忠等，1994）。即1kLAInlnnsnRRRRe（5-7）由公式可知，计算冠层截留净辐射的关键在于精确的确定k值。消光系数k是指太阳辐射因在冠层内部被吸收和散射而降低的程度，能真正反映冠层中枝叶本身受光状况和其光学性质，及其在冠层中的传输状况（R&P，1972；S，1985；康绍忠等，1994）。由Beer-Lambert的方程：ln/nsnRRkLAI（5-8）相关研究表明（王莉等，2019），叶面积指数与林内光辐射（直射辐射、散射辐射、总辐射）均呈显著负相关关系，说明不同时期内，林冠上方冠层上方的净辐射与穿透林冠到达冠下的净辐射Rns会随叶面积指数的变化而变化。图5-2为各林分生长季月平均叶面积指数变化过程，由图可以看出，在生长季，林木的叶面积指数始终都是变化的，华北落叶松、青杨、白桦的叶面积指数在生长季内呈现相同的变化趋势，5月份最小，9月份达到顶峰后开始下降；但青海云杉作为常绿树种，其叶面积指数变化相对较小，呈平缓上升的趋势，且各月增长速率变化不大。在青海大通县，雨热同期时段
【参考文献】：
期刊论文
[1]重庆缙云山不同林分耗水动态特征及其环境影响因素[J]. 杨易昆. 水土保持研究. 2020(01)
[2]白榆冠层蒸腾及其对环境因子响应的边界线[J]. 韩磊,黄晓宇,韩永贵,高阳,展秀丽. 东北林业大学学报. 2019(12)
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[5]北京市典型经济林树种耗水特性研究[J]. 王伟娜,李少宁,鲁绍伟,赵娜. 北方园艺. 2019(19)
[6]极端干旱区不同水分条件下胡杨林生态耗水特征[J]. 张瑞文,赵成义,王丹丹,施枫芝,郑金强. 水土保持学报. 2019(04)
[7]青藏高原东北缘黄土区典型立地人工林分土壤水分特性研究[J]. 林莎,王莉,李远航,陈梦飞,贺康宁. 生态学报. 2019(18)
[8]青海大通典型林分冠层结构与林下植被物种多样性关系研究[J]. 王莉,林莎,李远航,陈梦飞,贺康宁. 西北植物学报. 2019(03)
[9]不同胸径日本柳杉树干液流及其蒸腾耗水差异[J]. 郭锦荣,白天军,邓文平,陈琦,邹芹,张志坚,张毅,刘苑秋. 西南林业大学学报(自然科学). 2019(02)
[10]六盘山半干旱区华北落叶松林土壤水分时空变化与影响因素[J]. 韩新生,王彦辉,于澎涛,熊伟,李振华,蔡进军,许浩. 水土保持学报. 2019(01)
博士论文
[1]黄土高原人工刺槐林地生态水文过程研究[D]. 马昌坤.西北农林科技大学 2018
[2]基于遥感方法的黑河中游荒漠绿洲区生长季蒸散量估算[D]. 连晋姣.西北农林科技大学 2016
[3]黄土丘陵区两典型森林群落蒸腾耗水特性研究[D]. 张建国.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2014
[4]华北土石山区典型人工林优势树种及群落耗水规律研究[D]. 杨新兵.北京林业大学 2007
[5]黄土半干旱区主要树种光合生理与耗水特性研究[D]. 张卫强.北京林业大学 2006
[6]黄土半干旱区集水造林的水分生产潜力研究[D]. 贺康宁.北京林业大学 2000
硕士论文
[1]重庆缙云山针阔混交林蒸发散及其影响因素研究[D]. 赵兴龙.北京林业大学 2018
[2]六盘山华北落叶松液流特征的坡位差异研究[D]. 刘宇.北京林业大学 2017
[3]桉树幼树蒸腾和林地土壤蒸发及入渗研究[D]. 于婧睿.广西大学 2016
[4]黄土高原样带尺度实际蒸散量时空变化研究[D]. 李杏鲜.西北农林科技大学 2015
[5]六盘山叠叠沟华北落叶松林和草地的水分动态及水量平衡研究[D]. 童鸿强.北京林业大学 2011
[6]Penman-Monteith方程计算林木蒸腾量的方法研究[D]. 芦新建.北京林业大学 2008
[7]杨树人工林树干液流动态变化与林分蒸腾[D]. 申李华.北京林业大学 2007
[8]降雨入渗补给地下水研究[D]. 张志才.河海大学 2006
[9]黄土半干旱区刺槐林地实际蒸散量测算方法对比研究[D]. 沈芳.北京林业大学 2003
本文编号：3249192
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