樟子松固沙林林水关系研究进展及对营林实践的指导

中国有着世界上最大面积的人工林, 如何维持人工林的可持续性已成为气候变化背景下需要面对的重大挑战。樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)以其抗旱、抗寒、耐贫瘠等优良特性成为中国北方生态治理中最主要的常绿针叶树种之一, 近70年来发挥了巨大的防风固沙与生态固碳功能。然而, 随着林分的生长与气候变化, 樟子松人工固沙林正经历着越来越严峻的环境胁迫, 部分地区出现了林分“早衰”或死亡的现象, 引起了人们对樟子松固沙林适应与应对气候变化能力的担忧。该文在回溯樟子松基本生物学特征与引种推广历史, 系统总结近年来樟子松林林水关系研究新成果的基础上, 全面分析了樟子松固沙林林水关系存在的主要矛盾, 并提出了基于林水关系相协调的林分经营措施的调整: 由倡导防护功能为主的单一目标向包含林分稳定性、生态固碳功能、可持续发展等多目标平衡方向调整; 由以沙地森林景观培育为主向以良好土壤生境培育为主的方向调整; 由倡导天然更新为主向以人工造林与天然更新相结合的世代更新方向调整。在立足于北方沙地脆弱生境与气候变化客观现实的基础背景下, 应坚持樟子松在固沙林生态系统演化过程中的先锋种与建群种地位, 基于“以水定绿”原则, 采取“隔行带伐+再造林”等方式开展林分密度动态调控, 促进林分向异龄林结构演化, 促进樟子松固沙林生态服务的优质化和生态固碳功能的最大化。     

黄土高原苹果园蒸腾导度大气驱动规律比较

植物蒸腾导度是表征土壤-植物-大气连续体（SPAC）中植物-大气间水汽传导过程、反映植物水分调控能力的一类重要变量，常见有冠层导度（G_c）、冠层气孔导度（G_s）与叶片气孔导度（g_s），明确三者在反映冠层蒸腾过程时的异同或关联性对于理解植物水分利用机制具有重要意义。本研究基于对黄土高原果园苹果树生长季内树干液流（J_s）及环境因子的连续观测，计算了G_c、G_s及脱耦联系数（Ω）等变量，并与短期连续观测的叶片气孔导度（g_s）比较，分析了G_c、G_s和g_s在反映冠层蒸腾特征方面的异同及其关系。结果表明，日变化过程中G_s、g_s呈"单峰"型曲线，而G_c则呈"先增后减，午后抬升"的"双峰"型曲线。g_s与G_s存在较紧密的线性关系（R²=0.80），但与G_c的线性关系较弱（R²=0.02）。G_c、G_s均随大气水汽压亏缺（VPD）的变化呈现确定的规律，其中，上边界函数呈递减的对数函数关系，平均值则符合先增后减的Log-Normal函数关系（R²>0.95），拐点对应的VPD值分别为1.33和1.16 kPa。在一日内，G_s对VPD变化的响应过程与g_s对VPDL （基于叶片温度计算的水汽压亏缺）变化的响应过程总体一致，其一致性高于G_c对VPD变化的响应。整个生长季（4-10月）中果树的Ω平均值为0.12，随着Ω递减，G_c与G_s的线性相关性愈趋紧密，其斜率呈递增趋势，G_c越来越趋近于G_s。研究结果表明，在北方地区，基于树干液流的监测能较准确的推导整株并估算林分的冠层蒸腾导度。与实测g_s的变化过程比较，G_s比G_c具有更高的一致性，G_s可以作为描述苹果树水分利用过程响应大气驱动的更为恰当的变量。     

不同起源樟子松林水分利用的差异及机制

明确同一树种不同起源林分(天然林与人工引种林)间水分利用特征的差异，对于指导林分的可持续经营具有重要意义。本研究以樟子松这一“三北”工程中重要的造林树种为例，选择2种起源的林分为试验林，利用热扩散技术监测了试验林生长季树干边材液流速率(J_s),分析樟子松水分传输过程及其与环境因子间的关系。结果表明：在整个生长季的典型晴天下，樟子松人工林的日液流速率(J_s-daily)显著高于樟子松天然林，二者J_s-daily平均值分别为132.98和114.86 cm·d^-1,樟子松人工林表现出了更高的水分传输潜力。在樟子松天然林中，大气水分亏缺(VPD)对树木水分利用过程主要表现为驱动效应，而在樟子松人工林中出现了明显的阈值效应，VPD拐点约在1.91 kPa,此时液流速率(J_s-hour)边界函数值接近最大值17.88 cm·h^-1。观测期间，2种起源樟子松林受大气驱动的蒸腾潜力(J_s-hour/VPD)随土壤干旱的加剧而下降，但樟子松人工林对干...