毛乌素沙地混交灌木林蒸腾耗水与水量平衡特征

发布时间：2019-10-10 19:08

【摘要】：植物蒸腾耗水特征及林地水量供给间平衡问题在生态恢复过程中被广泛关注,由于干旱半干旱过渡地区生态系统较为脆弱,该区水量平衡量化估算存在一定的特殊性,目前不同物候期林地水分状况及其影响因子尚不明确。本文通过2012-2014年连续3年野外观测试验,对宁夏盐池杨柴-油蒿-沙柳(Hedysarum mongolicum-Artemisia ordosica-Salix psammophila)混交灌木林地三种沙生灌木不同物候期蒸腾特征及其对环境因子变化的响应进行研究,同时通过尺度上推估算灌木林地水量平衡状况。从植物蒸腾耗水特性及水量平衡角度,为干旱半干旱过渡地区生态管理提供指导。主要研究结果如下：(1)三种灌木茎流均存在明显的日动态特征,与太阳辐射日动态一致性最好,呈单峰曲线。杨柴、油蒿和沙柳茎流开始时间基本一致,约为6:00-7:00,日间茎流峰值时间分别在10:00-13:00,10:00-12:00和11:00-14:00。杨柴和沙柳有夜间茎流,油蒿无夜间茎流。(2)三种灌木茎流存在明显的季节性特征,不同物候期调控灌木茎流的主要环境因子不同。茎流在展叶期快速增长,完全展叶期达到最大值,落叶期持续降低,直至停止。2012年7月杨柴、油蒿和沙柳茎流通量最高,分别为0.74,0.66和0.54 kg cm-2 d-1。展叶期影响灌木茎流的主要因子是饱和水汽压差和空气温度；完全展叶期是土壤含水率；落叶期太阳辐射和空气温度分别是影响杨柴和沙柳茎流的主要环境因子,土壤含水率则是影响油蒿茎流的主要环境因子。(3)三种灌木中油蒿茎流通量最低,年际间变异最大。杨柴、油蒿和沙柳2012-2014年茎流通量日均值分别为0.45、0.22和0.35 kg cm-2 d-1,年际间变异系数分别为0.24、0.50和0.17。(4)混交灌木林地(杨柴：油蒿：沙柳=33%:35%:13%)蒸散发组分存在明显的年际差异,且对环境因子响应不同。2012-2014年生长季灌木灌木林蒸腾量分别为260mm,145mm和59mm,分别占林地蒸散发量的78.7%,66.9%和46.5%。林地土壤蒸发量分别为65.5、62.4和61.6mm。整个生长季冠层截留量大约占灌木林外降雨量的18%。叶面积指数是影响灌木林蒸腾量的重要因子,2014年叶面积指数显著下降导致灌木林蒸腾量显著降低。空气温度是影响蒸腾蒸散比(T/ET)的主要气象因子。30cm土壤含水率和太阳辐射是影响土壤蒸发量的主要环境因子。饱和水汽压差、10cm土壤温度和叶面积指数均显著影响林地蒸散发量。(5)降雨量是研究区水量平衡的主要收入项,林地蒸散发量是主要支出项,两者差值能够表征林地水分供需情况。2012年林地蒸散发量大于降水量,水量亏缺为38.3mm;2013年和2014年降雨量基本满足蒸散发量。除2012年完全展叶期降雨量小于蒸散发量(水量亏缺为63.7mm)外,不同物候期降雨量基本能满足蒸散发量。降雨的季节性变化是完全展叶期水量平衡较差的主要原因。展叶期土壤储水量最低,落叶期最高。研究结果表明,相同的生境条件下,油蒿耗水量更低,应对干旱环境变化的自身调节能力更强,建议在生态恢复前期或严重水分亏缺地区可选择油蒿作为主要固沙植被。从水量平衡的角度看,林地蒸散发耗水与土壤水分供给矛盾逐渐突显,该区水分条件对植被承载力有限,在生态恢复过程中应该充分考虑水分供给和水分消耗的平衡问题,做好生态恢复过程中水资源管理工作。
【图文】：

图２－１盐池县及试验站地理位置示意图逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｒｅｓｅａｒｃｈ邋ｓｔａｔｉｏｎ逡逑２．邋２．１．邋３上壤与植被状况逡逑研究区±壤＾风砂±、灰巧止为主，ｐＨ值在８．７？９．２之闻，Ｗ碱性止壤

Ｄｅｖｉｃｅｓ邋Ｉｎｃ．，Ｐｕｌｌｍａｎ，ＷＡ，邋ＵＳＡ）测定。降雨通过翻斗式雨量筒（ＴＥ５２５Ｍ，邋Ｃａｍｐｂｅｌｌ逡逑Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，邋ＵＳＡ）测定，地下水位通过水位计测定，，由ＣＲ２００Ｘ数据采集器（Ｃａｍｐｂｅｌｌ逡逑Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ邋Ｉｎｃ．，邋ＵＳＡ）记录每ＳＯｍｉｎ降水总量。试验观现喊布设见图２－２。逡逑２．邋２．邋１．邋２物候期观测逡逑在２０口－２０１４年生长季（４－１０月），通过对灌木生长状况进行观察及拍照，每隔逡逑３－５天进行一次物候调查，并记录杨柴、油嵩和沙柳的物候期。己有的观测结果表明，逡逑Ｈ种灌木展叶开始时间基本一致为４月中旬，杨柴和油嵩５月末完全展叶即进入完全逡逑展叶期，沙柳５月中旬完全展叶，落叶开始时间为８月末至９月初（李思静，２０１４），逡逑本研究Ｗ此为灌木物候期的划分标准，Ｈ种灌木展叶期（Ｌｅａｆ邋ｅｘｐａｎｄｉｎｇ邋ｓｔａｇｅ）为４－５逡逑月，具体开始时间Ｗ观测到灌木茎流为准，完全展叶期（Ｌｅａｆ邋ｅｘｐａｎｄｅｄ邋ｓｔａｇｅ）为６－８逡逑月，具体开始和结束时间Ｗ观测到灌木叶片完全展开和变色为准；落叶期为９－１０月，逡逑落叶期（Ｌｅａｆ邋ｄｅｆｏｌｉａｔｉｏｎ邋ｓｔａｇｅ）结束时间Ｗ灌木茎流停止为准。灌木林地水量平衡估逡逑算中物候期Ｗ主要物种（杨柴和油嵩）的物候期进行划分。逡逑２．邋２．邋１．邋３生物因子监测逡逑沙柳叶面积使用ＹＭＪ－Ｃ叶面积测定仪（浙江托普仪器有限公司
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S715.5

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 罗中岭;热量法茎流测定技术的发展及应用[J];中国农业气象;1997年03期

2 高强;孙守家;;玉兰蒸腾规律及移植过程中茎流变化研究[J];西南林学院学报;2007年05期

3 魏晓华,周晓峰;三种阔叶次生林的茎流研究[J];生态学报;1989年04期

4 周光益，吴仲民，李意德，陈步峰;热带林茎流收集及计算方法探索[J];生态学杂志;1994年05期

5 汤英;周宏飞;徐利岗;;农林生态系统中茎流的水文及生物化学特性研究综述[J];水资源与水工程学报;2007年06期

6 郭映;董阳;周振方;党慧慧;魏国孝;;半干旱区玉米茎流规律及其对气象因子的响应[J];干旱区资源与环境;2014年09期

7 张蓓蓓;甘卓亭;周旗;刘文兆;;黄土塬区小麦茎流速率变化及其与环境的关系[J];水土保持通报;2014年03期

8 赵永玲;刘钰;蔡甲冰;;夏玉米茎流和茎直径变化规律及其关系分析[J];灌溉排水学报;2010年03期

9 李国臣,于海业,马成林,王蕊;作物茎流变化规律的分析及其在作物水分亏缺诊断中的应用[J];吉林大学学报(工学版);2004年04期

10 胡雅杰;闫业庆;张旭f;魏国孝;;应用热平衡法对黄土高原玉米茎流变化规律的研究[J];安徽农业科学;2010年22期

相关会议论文 前5条

1 古润泽;孙守家;丛日晨;车少臣;张宝鑫;;玉兰蒸腾规律及移植过程中茎流变化研究[A];抓住2008年奥运会机遇进一步提升北京城市园林绿化水平论文集[C];2005年

2 李瑞娟;刘文兆;;茎流计在春小麦蒸腾测定中的标定及其应用[A];发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集（下册）[C];2011年

3 刘安;刘旭;黄岚;文星;师玉玲;王忠义;王成;侯瑞锋;;基于热平衡法检测植物茎流传感器标定实验的研究[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年

4 李就好;陈海波;何晓晖;邓爱明;黄飞剑;;不同水分处理下甘蔗植株茎流变化规律研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年

5 刘彦飞;王成;余成波;乔晓军;潘大宇;;基于ZigBee的无线茎流传感器的研究与设计[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年

相关博士学位论文 前2条

1 钱多;毛乌素沙地混交灌木林蒸腾耗水与水量平衡特征[D];北京林业大学;2016年

2 员玉良;基于茎直径与茎流复合测量的植物水分生理调节观测方法研究[D];中国农业大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘丹;基于温度激励的植物茎流采集系统的研究[D];湖南工业大学;2015年

2 宋凯;成年富士苹果树茎流特征及需水规律的研究[D];山东农业大学;2011年

3 马灿;半干旱区玉米茎流特征及能量平衡研究[D];兰州大学;2013年

4 王淑庆;黄土塬区玉米茎流特征及其影响因子的研究[D];西北农林科技大学;2013年

5 李思静;三种典型沙生灌木茎流动态及其环境调控机制[D];北京林业大学;2014年

6 田清远;基于热平衡方式的植物茎流检测系统研究[D];昆明理工大学;2013年

7 魏敏;暖温带四种木本植物茎流规律及其对环境因子的响应研究[D];山东大学;2011年

8 王振庆;华北地区四种典型造林树种蒸腾节律的实验研究[D];山东大学;2008年

9 李栋;北方地区四种典型树种中长期蒸腾节律研究[D];山东大学;2010年

10 张梦;基于作物茎流的灌溉决策支持系统[D];天津理工大学;2014年

本文编号：2547286