毛乌素沙地南缘两种林分林木耗水规律及适宜密度研究

发布时间：2017-08-03 23:00

  本文关键词：毛乌素沙地南缘两种林分林木耗水规律及适宜密度研究

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【摘要】：本研究以毛乌素沙地南缘现有林分结构为基础,在当地生境条件下,以林木蒸腾耗水研究为主,结合林下枯落物与土壤层水文效应、林分结构和降雨分配功能研究。探求樟子松和花棒的适宜林分密度,为该地区植被造林提供科学依据。主要研究结果如下：1.2011年生长季内应用热平衡技术法,对盐池研究站樟子松和花棒植株的液流速率进行测定,结果表明：植物茎、树干液流受植物生理活动及环境变化影响,在不同生长阶段,呈现日进程和季节性过渡变化规律。2种树种夜间液流量较高,夜间水分补充的时间段主要在前半夜(18：00～22：00 pm),用于补充白天树体蒸腾所造成的水分亏缺。2.RDA冗余性和Kendall's tau相关性分析表明：樟子松日液流量与环境因子之间的关系不紧密,受0.2～0.8 m的土壤层深度水分变化影响较大。太阳总辐射和光合有效辐射是花棒日液流量的主导因素,大气温度和水汽压亏缺是影响花棒夜间液流的主要因素。且较小径阶的花棒植株,对环境因子响应更加明显。3.应用Jarvis模型对两者冠层气孔导度建立模型,得出环境因子对模型影响程度为：土壤相对有效含水率、水汽压亏缺和光合有效辐射(樟子松)；水汽压亏缺、太阳总辐射和大气温度(花棒)。4.2012年生长季内应用快速称重法,对2种典型林木的蒸腾耗水进行测定,得出蒸腾速率依林木方向和部位的不同,差异明显。各树种的蒸腾速率受太阳辐射和土壤性质的影响较大,且较小的植株对大气因子变化敏感度较高。5.根据已测的年内有效降雨量、土壤蒸发量和植物耗水量,推算花棒(25 mm、16mm、13mm和9 mm径阶)的最小水分营养面积分别为：5.2 m2、2.0 m2、1.60 m2和0.85m2。樟子松的最小水分营养面积为12.0m2。花棒的水分环境容量为1250株·hm-2,樟子松的水分环境容量为833株·hm-2。6.基于沙地樟子松林分结构和林地降雨分配功能考量,筛选出榆林珍稀沙生植物保护基地内沙地樟子松1号样地(925株·hm-2)为最优林分密度。上述研究结论得出,毛乌素沙地南缘樟子松的造林密度范围在833～1000株·hm-2,其水分适应性和林内结构及降雨分配功能均达到最好。
【关键词】：毛乌素沙地南缘 樟子松 花棒 耗水特性 适宜密度分析
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S718.5
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-21
• 1.1 研究背景、目的及意义12-13
• 1.2 国内外研究进展13-21
• 1.2.1 林木耗水规律研究13-15
• 1.2.2 林冠层降雨分配、林分结构与环境功能研究15-19
• 1.2.3 枯落物降水截持19
• 1.2.4 土壤持水与入渗19-20
• 1.2.5 关于樟子松、花棒水分研究现状20-21
• 2 研究区概况21-23
• 3 研究方法与技术路线23-31
• 3.1 观测样地及对象23-24
• 3.2 茎、树干液流和叶片蒸腾测定24-25
• 3.2.1 茎流计的安装使用24
• 3.2.2 快速称重法测定过程24
• 3.2.3 全树木叶面积计算24-25
• 3.3 环境因子测定25
• 3.4 穿透雨、树干茎流和郁闭度的测定25-26
• 3.5 林分空间结构26-28
• 3.5.1 角尺度计算26-27
• 3.5.2 林木生长量测定27
• 3.5.3 林下物种多样性调查27-28
• 3.6 林下枯落物和土壤性质调查28-30
• 3.6.1 枯落物性质调查28
• 3.6.2 土壤性质调查28-30
• 3.7 数据处理30
• 3.8 技术路线30-31
• 4 樟子松耗水规律31-59
• 4.1 研究区实验期内环境因子特征31-36
• 4.2 树干液流及冠层气孔导度分析36-53
• 4.2.1 树干液流的日变化36-39
• 4.2.2 树干液流的夜变化39-41
• 4.2.3 树干液流的季节变化41
• 4.2.4 环境因子对树干液流的影响41-45
• 4.2.5 冠层气孔导度的估算和模拟45-53
• 4.3 叶片蒸腾作用分析53-56
• 4.3.1 蒸腾速率的日变化53-55
• 4.3.2 蒸腾速率的月变化55
• 4.3.3 环境因子对蒸腾速率的影响55-56
• 4.4 小结56-59
• 5 花棒耗水规律59-83
• 5.1 茎干液流及冠层气孔导度分析59-76
• 5.1.1 茎干液流的日变化59-61
• 5.1.2 茎干液流的夜变化61-64
• 5.1.3 茎干液流的季节变化64-65
• 5.1.4 环境因子对茎干液流的影响65-71
• 5.1.5 冠层气孔导度的估算和模型模拟71-76
• 5.2 叶片蒸腾作用分析76-81
• 5.2.1 蒸腾速率的日变化76-80
• 5.2.2 蒸腾速率的月变化80-81
• 5.2.3 环境因子对蒸腾速率的影响81
• 5.3 小结81-83
• 6 樟子松和花棒林分适宜密度分析83-129
• 6.1 基于林木耗水研究的林分适宜密度分析83-94
• 6.1.1 枯落物层与土壤层的水文效应分析83-88
• 6.1.2 林分耗水估算88-89
• 6.1.3 林木最小水分营养面积及水分环境容量分析89-94
• 6.2 基于林分结构与降雨分配功能的林分适宜密度分析94-126
• 6.2.1 林分结构与降雨分配耦合94-113
• 6.2.2 降雨分配与林地结构变量耦合113-117
• 6.2.3 修正Gash模型对模型样地模拟降雨分配117-126
• 6.3 小结126-129
• 7 结论、创新点与展望129-133
• 7.1 结论129-132
• 7.2 创新点132
• 7.3 展望132-133
• 参考文献133-143
• 个人简介143-144
• 导师简介144-147
• 获得成果目录清单147-148
• 致谢14

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