民勤绿洲荒漠过渡带梭梭人工林蒸散研究

发布时间：2019-11-30 01:45

【摘要】：绿洲荒漠过渡带是绿洲生态系统与荒漠生态系统之间物质循环、能量交换及信息传递的重要场所,不仅对维系绿洲内部的生态安全具有重要作用,也对当地人民的生产生活具有保障支撑作用。蒸散是绿洲荒漠过渡带最重要的水文过程和生态过程之一,在土壤-植被-大气连续体(SPAC)中,蒸散的动态变化与土壤、大气以及植被中热量息息相关,共同维持过渡带的水热动态平衡。位于甘肃石羊河流域下游巴丹吉林和腾格里沙漠之间的民勤地区,由于气候变化和人类活动与干扰的加剧,导致植被退化,荒漠化程度加剧。梭梭(Haloxylon ammodendron)是民勤绿洲荒漠过渡带主要的防风固沙造林树种,开展梭梭人工林蒸散耗水特征研究,有助于增强对梭梭人工林水文过程的了解,为绿洲荒漠过渡带修复提供科学依据。本研究以甘肃民勤绿洲荒漠过渡带典型梭梭人工林为研究对象,于2014年6月至2015年12月采用涡度相关(EC)、植物树干液流热扩散(TDPs)和土壤水分时域反射(TDR)等技术手段,系统研究了梭梭人工林蒸散、蒸腾特征及其主要影响因子,揭示梭梭人工林水分供需关系。本研究主要结果如下:(1)2014—2015年梭梭人工林能量平衡闭合度为0.88,说明利用涡度相关法观测的民勤绿洲荒漠过渡带梭梭人工林数据可靠。(2)梭梭人工林能量平衡各分量日、季变化规律明显,且能量输出以显热通量(H)为主,潜热通量(LE)为辅,分别占净辐射通量(Rn)的62.31%,21.19%。降水对梭梭人工林能量分配影响较大。降水后,LE先急剧增高,2~3天后再迅速降低;而H先缓慢降低,3~4天后再缓慢上升;土壤热通量(G)略有减小。结果表明,梭梭人工林以水汽热交换LE形式的能量支出较少,能量贡献率较低。(3)通过分析2014—2015年梭梭人工林晴、阴、雨后蒸散(ET)日内变化及蒸散季节变化,发现梭梭人工林实际蒸散总量为191.31 mm,相同时期降水总量(P)199.9 mm,ET/P达到96%;同时,土壤水分是影响梭梭人工林ET的主导因子,Rn是影响ET的最主要气象因子。结果表明,年际间梭梭人工林水分收支近似平衡,而梭梭人工林蒸散过程受气象因子、土壤水分(降水尤甚)干扰程度较高,生态系统较为敏感。(4)通过分析2014—2015年梭梭晴、阴、雨天树干液流通量(Js)日、季变化及单株梭梭蒸腾特征变化,发现晴、阴、雨天梭梭Js日变化曲线差异明显;2014年6—12月、2015年,单株梭梭蒸腾量分别为126.74 mm、166.01 mm,分别是降水总量的1.38、1.36倍;空气温度是影响梭梭蒸腾的主要气象因子;降水效应期内,降水后梭梭蒸腾增幅明显低于梭梭人工林蒸散增幅强度。梭梭根区土壤水分与蒸腾响应程度近似于空气温度、水汽压饱和差和净辐射与蒸腾的响应程度。
【图文】：

图 2-1 研究区基本概况Fig. 2-1 The map of the research region1960 1970 1980 1990 2000 201005101520均年表地温/℃度aLndusrfaectepmertarue年均空气温度Averageairtemperature年代 Time均年气温度空℃/verageAirarempetature05101520(A)年均地表 温度Landsurfacetemperature6080/d-freesesaon相对湿度 Relativehumidity/%umhidtiy200250300无霜期Frost-freeseason

表 2-2 小气候传感器基本信息Tab. 2-2 Micrometeorological sensors设备名称Equipments name型号Product type架高/mHeight生产商Manufacturer空气温湿度仪 temperature and relative humidityHMP155A 3 Campbell Scientific Inc四分量辐射仪our-component net radiometerCNR 4 5 Kipp and Zonen. Crop., H光合辐射仪Photosynthetic active radiationLI-190SB 3 Campbell Scientific Inc风杯式风速仪Cup anemometer010c 5Met One InstrumentsUSA土壤三参数仪WET sensorCS655 0.05 Campbell Scientific Inc壤热通量板 Soil heat flux plate HFP01 0.05 HuskerFlux Inc., Nethe量筒 Tipping bucket rain gauge TE525MM 0.5 Texas electronics， U
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S715

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本文编号：2567706