不同时间尺度下华北落叶松人工林冠层蒸腾与环境因子的关系

在半干旱区连续2年监测华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)的树干液流、气象因子和土壤体积含水量,分析不同时间尺度下人工林冠层蒸腾与环境因子的关系。结果表明：不同时间尺度下,华北落叶松人工林冠层蒸腾的季节变化均呈单峰曲线,即先增大后减小的趋势;2016年、2017年日蒸腾量分别为1.58 mm/d和1.71 mm/d,生长季蒸腾总量分别为241.30 mm和260.97 mm。在日尺度下,气温、太阳辐射强度和饱和水汽压差是影响华北落叶松人工林冠层蒸腾主要环境因子;月尺度下,气温、风速、降水和土壤水分是冠层蒸腾的主要影响因子;冠层蒸腾与降水、大气相对湿度的相关关系由日尺度下的负相关到月尺度的正相关,相关性增强。总体来看,随时间尺度由小到大,气温、风速、大气相对湿度、降水、土壤水分对冠层蒸腾的影响作用增大,而太阳辐射强度、饱和水汽压差的作用减弱;在未来增温增雨趋势下,研究区生长季将延长,华北落叶松人工林冠层蒸腾量可能会加大。     

北方土石山区典型树种耗水特征及环境影响因子

研究北方土石山区植物耗水特征和环境影响因子对于构建稳定的植被生态系统具有重要意义,能够为当地植被恢复策略提供科学指导。在北京林业大学西山试验林场于2016年7月至10月利用热扩散探针的方法,结合同步观测的土壤含水率和气象因子,对刺槐和油松人工混交林进行蒸腾观测和分析。结果表明:(1)尽管刺槐和油松蒸腾的日变化规律相近,但二者蒸腾的季节变化规律不同;(2)两个树种蒸腾与VPD(饱和水汽压差)成顺时针时滞。刺槐蒸腾与太阳辐射成顺时针时滞,油松则成逆时针时滞;(3)二者与大气环境的耦合程度均较高(Ω0.1),其气孔活动能够有效地控制蒸腾;(4)影响植物蒸腾的主要环境因子为太阳辐射(P0.01)、VPD(P0.01)和风速(P0.01),其中由VPD引起的蒸腾量高于太阳辐射;(5)浅层土壤(0—50cm)的水分条件可能并不是影响植物蒸腾的重要因素。研究表明,在实际管理中可以采取调控气孔导度的手段来减少刺槐和油松人工林的耗水量,来降低水分这一人工林成活的限制因子,从而提高造林成活率。     

华南丘陵人工马占相思林下灌木湿润季节蒸腾与小气候的关系

在湿润季节测定了广东丘陵常见的人工马占相思林内６种灌木的蒸腾日变化, 描述其蒸腾日变化的规律．并分析叶片蒸腾与林内的光、气温、湿度等小气候因子及叶温、 叶片气孔扩散阻力的回归关系．所有被观测灌木的蒸腾耗水日变化格局相似,阳性种类桃 金娘在人工林的隐蔽条件下生长良好．其蒸腾速率最高,山苍子的蒸腾速率次之,其它种 类的蒸腾表现较为适中．回归分析结果表明,灌木蒸腾变化与空气相对湿度呈负相关,与 林内气温、全光照、光合有效辐射呈正相关．叶温和叶片气孔扩散阻力与灌木蒸腾变化分 别呈正、负相关．     

刺槐林水分生态研究

 本文以定位观测资料为基础,对晋西北黄土丘陵沟壑区人工刺槐林的水分生态特点进行了研究。结果表明,在年生长期中,刺槐林地水分条件严酷、土壤有效水分少。生长期刺槐的蒸腾强度为0.1140g·g-1·h-1±0.0586(平均值±标准差);蒸腾强度日变化与光照强度日变化的关系最为明显;与气温日变化的关系次之;但与相对湿度日变化的关系则不明显。生长期刺槐的水势为1.759-Mpa±0.457(平均值±标准差)。水势的日变化与气温日变化的关系最为明显,与相对湿度日变化的关系次之;而与光照强度日变化的关系最不明显。刺槐的蒸腾强度季节变化与土壤水分含量季节变化的关系不够显著;水势的季节变化与土壤水分含量季节变化的关系显著;但它们的季节变化与光照强度、气温和相对湿度季节变化的关系均不够显著。刺槐的蒸腾耗水量,林分总蒸散量分别占同期降水量的16.3%和68.0%,     

华北落叶松夜间树干液流特征及生长季补水格局

在宁夏六盘山北侧半干旱区的叠叠沟小流域,采用热扩散探针法在2011年生长季监测了华北落叶松(Larix principisrupprechtii)人工林的树干液流速率,分析了夜间树干液流和补水量的变化特征及与气象、土壤水分等环境因子的关系.结果表明:树干液流速率日变化表现为典型的单峰宽峰曲线,且整个生长季均存在微弱的夜间液流,一般表现为逐渐减小,特别是在晴天,且晴天的变幅显著大于雨天.除生长季中期雨天夜间液流平均速率显著高于晴天,生长季初期及末期雨天与晴天的差异并不显著.生长季内,夜间树干补水总量为11.03 mm,占总蒸腾量的7.22％;5月份的树干补水量最大(4.19mm),其他月份的树干补水量明显减小,在0.9-1.7mm的范围波动.但不同月份间的补水贡献率存在明显差异,表现为生长季末期(9、10月)＞初期(5月)＞中期(6-8月).相关分析表明,日补水量与各气象因子关系不大,仅与降水量显著正相关(P＜0.05),与土壤含水率、日间蒸腾量、日蒸腾总量极显著正相关(P＜0.01).夜间补水的月蒸腾贡献率与月均土壤含水率、月均气温、月均日间蒸腾量、月总蒸腾量等显著相关(P＜0.05);而夜间补水的日蒸腾贡献率与日最高气温、日均气温、日间蒸腾量、日均饱和水汽压差、日总蒸腾量、日均太阳辐射强度、日最低气温、日均空气相对湿度、日降水量、土壤含水率等极显著相关(P＜0.01),经逐步回归分析建立了日补水量蒸腾贡献率与环境因子的多元线性模型.     

皇甫川流域几种主要植物水分生态特征

通过在丰水年 (1998年 )和欠水年 (1999年 )连续两个生长季对皇甫川流域几种主要植物 :沙棘 (H ippophae rhamnoides)、沙柳 (Salix psammophyla)、中间锦鸡儿 (Caragana intermedia)、杨树 (Populus simonii)、油松 (Pinus tabulaeformis)、沙打旺(Astragalus adsurgens cv.)、羊柴 (H edysarum leave)、玉米 (Zea mays)和百里香 (Thymus serpyllum)等植物生物学特性、蒸腾特征及土壤水分含量的测定及分析 ,得出以下结果 :几种主要植物蒸腾强度平均值由大到小的排列顺序是 :杨树 >沙柳 >沙打旺>羊柴 >中间锦鸡儿 >玉米 >百里香 >沙棘 >油松 ;在 1998年和 1999年 ,皇甫川流域主要植物蒸腾强度的季节动态基本相同 ,油松、沙棘、中间锦鸡儿以及百里香等植物年平均蒸腾强度较低。无论丰水年还是欠水年 ,生长季内皇甫川流域主要植物蒸腾系数均较高 ,表明了植物的生长是以消耗大量水分为代价 ,水分是其生长的主要限制因子 ;百里香蒸腾系数最小 ,其次是中间锦鸡儿 ,这反映了百里香和中间锦鸡儿能更有效地利用水分进行干物质积累 ;皇甫川流域乔木适宜种为油松、灌木种为中间锦鸡儿和沙棘、半灌木植物为百里香。主要植物群落地段的蒸散量与降雨量的比值在 1左右。但从土壤水分变化角度看 ,皇甫川流域主要植物群     

晋西北小叶杨林水分生态的研究

１９９３年生长季（５～１０月）小叶杨的平均蒸腾强度为０．０７６８ｇ·ｇ－１·ｈ－１。蒸腾强度日进程呈现早、晚低,中午高的单峰曲线。并与光照、气温和用对湿度间均具有二次抛物线关系。蒸腾强度季节变化与土壤含水量、光照、气温和相对湿度间的关系则均不明显。小叶杨在生长季的蒸腾耗水量为４０．７ｍｍ,其林分总蒸散量为２９６．１ｍｍ,各占同期降水量２３４．８ｍｍ的１７．３％和１２６％。在生长季降水量仅为多年同期平均量５９．７％的情况下,林地土壤水分收支亏缺量达１０７．６ｍｍ。     

宁夏头道湖沙地主要植物群落水分状况的研究

本文研究了宁夏阿拉善头道湖荒漠地区沙地植物群落的水分状况。通过对三个植物群落中十三种植物的蒸腾强度、绿色部分产量与环境因子关系的定位研究,得出下列结论: 1.植物蒸腾强度的大小和日进程的规律与植物的形态、生态特征有密切关系。典型旱生植物蒸腾强度很大,日进程变化剧烈,多构成双峰或多峰曲线;肉质旱生植物蒸腾强度最小,日进程变化平缓,多构成单峰曲线;中生植物蒸腾强度中等,日进程变化不甚急剧,多构成单峰或双峰曲线;广中生植物蒸腾强度最大,日进程与中生植物相类似。蒸腾强度的季节变化还受植物物候期的影响。 2.各植物群落和各种植物的蒸腾耗水量不同,这与植物的蒸腾量和绿色部分产量的多寡有关,但主要决定于绿色部分产量的大小。蒸腾耗水量还受土壤湿度、降雨量的影响。 3.从半固定沙地上植物的水分状况看,蒸腾耗水量所支出的水分与土壤湿度所能供给植物利用的水分是平衡的。     

杉木蒸腾强度与若干因子的相关分析

本项实验是在湖南省会同县广坪林区高车头进行的。根据四年的观测的资料,应用数量化方法对杉木蒸腾强度与气温、相对湿度、土壤水分和叶子含水量等因子进行了相关分析,发现气温是影响杉木蒸腾的主要因子。并应用多因子观测资料建立了预测杉木蒸腾强度的回归方程。     

星星草光合蒸腾季节变化与气候因子的关系

本项研究工作在测定天然星星草和人工种植生长一至三年星星草光合蒸腾特性季节变化的同时,测定了日照量、气温、地温、相对湿度,降雨量和蒸发量等气候因子的季节变化,并采用相关系数和通径系数分析方法分析了星星草光合蒸腾特性季节变休与气候因子的关系。     

半干旱区城市环境下油松林分蒸腾特征及其影响因子

在城市环境下,由于不透水地面面积的增加,土壤-植物-大气之间水汽循环减弱,水汽调节能力差,因而研究城市树木蒸腾对环境因子的响应对于城市进行合理的水汽调节具有重要意义。于2017年生长季,在内蒙古呼和浩特市区树木园内选择58年生油松(Pinus tabulaeformis Carr.)作为研究树种,采用热扩散法测定其树干液流,并同步监测气象因子和土壤含水量变化,利用彭曼公式计算冠层气孔导度。结果表明:(1)生长季内,油松林分蒸腾存在明显日、月变化,晴天天气下林分蒸腾日变化呈单峰曲线,月林分蒸腾量5月最大,其次是7月、8月、6月和9月,分别为20.96、19.89、18.09、17.25 mm和7.49 mm。(2)油松林分蒸腾与饱和水汽压差、太阳总辐射、土壤含水量和风速均存在极显著相关关系(P0.01),太阳总辐射、饱和水汽压差和土壤含水量是影响林分蒸腾的主要环境因子(R~2=0.47、R~2=0.31和R~2=0.16),风速对林分蒸腾的影响程度最小(R~2=0.12);不同降雨量对林分蒸腾的影响作用不同,10 mm以上的日降雨量对油松林分蒸腾作用明显。(3)除环境因子外,油松叶片气孔通过响应环境变化控制蒸腾作用,当饱和水汽压差1.5 kPa时,叶片气孔对饱和水汽压差的响应更敏感;当太阳总辐射250 W/m~2时,叶片气孔对蒸腾起促进作用,超过该阈值,叶片气孔关闭从而抑制树木蒸腾。     

不同时间尺度北京蟒山油松树干液流对环境因子的响应

探究不同时间尺度蒸腾与环境因子的关系并明确其主控因子,对于理解蒸腾对环境响应规律和驱动机制具有重要的理论意义。以北京蟒山国家森林公园的油松为例,开展树干液流及气象指标、土壤温湿度等环境因子的长期定位观测,并分析不同时间尺度油松液流速率与环境因子的关系。研究结果表明,在日尺度上,土壤温度、大气相对湿度、土壤湿度与液流速率呈极显著正相关,这3个因子对液流速率变化的贡献量分别占28.3%、11.7%和10.1%;在月尺度上,土壤温度对液流速率的影响最大,贡献量占比49.7%,土壤湿度和相对湿度的贡献量分别为7.3%和6.4%;在年尺度上,相对湿度对液流速率的年际变化的贡献量高达93.3%,是关键控制因子。随着时间尺度的扩展,环境因子对油松液流速率的控制作用逐渐增强。本研究的结果可以为植物蒸腾的时间尺度转换、未来全球气候变化背景下植物蒸腾耗水特征的预测提供理论依据。     

农林复合系统中南酸枣蒸腾特征及影响因子

用热平衡法(Granier法)确定了南酸枣蒸腾量,研究了低丘红壤农林复合系统中南酸枣(Choerospondias axillaries)蒸腾的日变化特征、对复合利用方式及截枝处理的响应,并利用相关分析和多元逐步回归分析方法,探讨了影响蒸腾的因素.结果表明,蒸腾速率具有明显的早晚低、中午高的日变化特征,但在不同日期蒸腾速率日变化曲线存在一定差异,且在旱季晚间23:30后仍有茎流现象.南酸枣蒸腾主要受深层土壤水分的影响,与100 cm土壤深处的水势呈极显著正相关(R=0.737^**).农林复合,通过树木对深层水分的利用及微区域环境的改变,提高了植物蒸腾量40%～10%,为实现水分高效利用提供了可能.在影响蒸腾作用的气象因子中,光辐射强度、气温、地温是主要因子,而空气饱和水汽压差和风速次之.最后给出了依据气象因子估算茎流流速的统计模型.     

矮嵩草草甸植物蒸腾强度的初步研究

 此项研究工作于1986年5—9月植物生长季节内,在海北高寒草甸生态系统定位站进行。用钴纸法测定了矮嵩草等10种植物的蒸腾强度、垂穗披碱草等3种植物的蒸腾日进程和不同植被覆盖地段的蒸腾—蒸发量,在测定时记录了气温、湿度等有关气象资料,以便分析。研究结果表明：1．矮嵩草等10种植物的蒸腾强度随植物种和所处的物候期而变化,植物生长早期蒸腾强度较低,进入生殖阶段,蒸腾强度明显提高。2．垂穗披碱草等3种植物蒸腾强度日进程呈明显的单峰型曲线,在中午或午后出现峰值,没有午休现象。这同气孔一直开着有关,是矮嵩草草甸植物蒸腾的特征之一。 3．不同植被覆盖地段的蒸腾—蒸发表明,有植被覆盖的地段的蒸腾—蒸发量较裸地的蒸发量为高。     

北京山区侧柏林冠层-大气蒸腾导度模拟及环境因子响应

蒸腾导度模型是衡量冠层-大气界面水汽输出的重要阻力模型,研究其特征及对环境因子的响应,为揭示森林冠层-大气界面水汽输出阻力机制提供理论依据。以首都圈森林生态系统定位观测研究站侧柏林为研究对象,采用TDP热探针法测定侧柏林树干液流密度,同步监测光合有效辐射、饱和水汽压差、气温、风速等主要环境因子,分析冠层导度和空气动力学导度的动态变化,构建冠层-大气蒸腾导度模型并模拟,明确冠层-大气蒸腾导度对各环境因子的响应关系。结果表明:蒸腾导度季节变化表现为非生长季与冠层导度趋势一致,生长季与空气动力学导度趋势一致,全年均为单峰趋势。冬季蒸腾导度与冠层导度保持较稳定差值(45 mol m^(-2 )s^-1左右),其他季节蒸腾导度与冠层导度、空气动力学导度的最大差值,均在各季节冠层导度、空气动力学导度的峰值水平。全年日均蒸腾导度冬季最大(86.92 mol m^(-2 )s^-1),其他季节较小且稳定(40—50 mol m^(-2 )s^-1之间)。在非生长季各环境因子对蒸腾导度的影响与对冠层导度的影响基本一致,温度为主要影响因子(r=-0.198),其他环境因子影响较小(r<0.1);在生长季中风速为主要影响因子(r=0.488),光合有效辐射(r=0.228)和饱和水汽压差(r=-0.299)的影响明显升高,温度的影响降低(r=0.114)。蒸腾导度模型较好的模拟了冠层-大气界面侧柏蒸腾不同季节的变化规律,阐明了各环境因子和冠层导度、空气动力学导度对蒸腾导度的影响机制,证实在生长季应重视空气动力学导度对蒸腾的影响。     

环境因子对民勤绿洲荒漠过渡带梭梭人工林蒸散的影响

利用涡度相关系统、土壤水分TDR传感器,于2014年7月—2015年6月连续测定了民勤绿洲荒漠过渡带退化梭梭人工林蒸散量,研究不同天气条件下梭梭人工林的蒸散对外界环境因子的响应.结果表明: 梭梭人工林晴天蒸散量日变化具有明显的季节变化规律.梭梭人工林蒸散量日变化幅度在生长季初期逐渐增大,在生长旺盛期达到最大峰值(0.07 mm·h^-1), 而后逐渐减小,至12月达到最低峰值(0.01 mm·h^-1).不同天气条件下梭梭人工林蒸散日变化波动幅度差异较大,阴天蒸散日变化波动幅度最小,降水后蒸散波动明显增高,强降水(>9 mm·d^-1)后日蒸散量显著增加至雨前的28倍,然后逐渐减少,并持续4个晴朗日后恢复至雨前蒸散量.在整个观测年,梭梭人工林蒸散总量为108 mm,占降水总量的98%,土壤水是梭梭人工林蒸散的水源,为主导因子.净辐射、光合有效辐射、空气温度、水汽压饱和差是决定植被用水和大气边界层水传输的气象动力,为显著影响梭梭人工林蒸散的主要因子.利用日蒸散量与环境因子数据建立了蒸散与土壤含水量和小气候因子的多元回归方程,拟合度(R²)高达0.80.     

星星草光合蒸腾日变化与气候因子的关系

在测定天然星星草和人工种植生长一至三年星星草抽穗期的光合蒸腾特性日变化的同时,测定了光强、气温、地温、ＣＯ２浓度和相对湿度等气候因子的日变化,并采用相关系数和通径系数分析方法分析了星星草光合蒸腾特性日变化与这些气候因子的关系。对抽穗期星星草光合蒸腾特性即光合速率、蒸腾速率和水分利用效率日变化直接影响最大的是空气的相对湿度,其次是地表温度和ＣＯ２浓度,光强和气温主要是通过影响空气的相对湿度而间接影响星星草光合蒸腾特性的日变化     

杭州几种常绿阔叶树蒸腾强度测定的尝试

1.一年中季节的变化是影响叶蒸腾强度,叶含水量与土壤含水率变化的主要因素。蒸腾量在一年中以夏季为最大,冬季最小,但不同树种,不同年龄,不同生态条件其蒸腾量均有差异。2.土壤与叶含水量与叶蒸腾作用有密切关系,叶与土壤含水量越高,其蒸腾强度也越大,相反则反之。     

暖干化加剧东北半干旱地区油松人工林径向生长的水分限制

相较天然林,人工林生态系统对全球性气候变化更敏感。本文利用树木年代学方法,以东北半干旱地区油松人工林为对象建立油松年轮宽度年表,研究油松生长的动态变化及其径向生长与气象因子的相关关系,探讨升温对油松生长及分布的影响。结果表明: 研究区油松年轮宽度主要与生长季5—7月的平均温度呈显著负相关,与生长季早期4月和生长季5—7月的平均降水量和PDSI呈显著正相关,水分可利用性是限制研究区油松径向生长的主要因子。自西南向东北随着年降水量增加,各样点油松径向生长对年均温的敏感性增强,与年降水量的相关关系由显著正相关转变为负相关,说明偏干旱的西南部地区油松生长受水分限制更严重。气候变暖导致的干旱胁迫使得研究区西南部的部分人工林油松生长呈衰退状态。随着暖干化的持续,研究区油松分布边界将发生局地收缩,适宜生长的边界将向北移动。     

永定河沿河沙地杨树人工林蒸腾耗水特征及其环境响应

杨树是我国北方最常见的人工造林树种之一。一直以来在干旱、半干旱地区,速生杨树用材林和生态防护林的耗水问题备受关注。研究不同生长发育阶段杨树人工林蒸腾耗水及其对各环境因子的响应对于实现杨树人工林可持续经营具有重要价值。采用树干液流法结合微气象观测系统和土壤水分观测,在2010—2011年对位于北京南郊大兴林场、林龄为13a的杨树人工林林分蒸腾耗水和环境因子进行了同步观测,以期能够探究该林分的蒸腾耗水及其对环境因子的响应。结果表明,树干液流密度(Js)日变化呈明显的单峰曲线,单株样木耗水量随着胸径的增加而增大。在半小时尺度上,单株树木Js与浄辐射(Rn)、饱和水气压差(VPD)存在时滞,这种时滞现象随土壤水分条件不同而变化。林分蒸腾耗水总量在2010和2011年生长季内分别为113.7 mm和174.8 mm,占同期降雨的30.2%和36.9%,与该杨树人工林前期研究相比,随着林龄的增长2010—2011年的蒸腾量呈减小趋势。日尺度上,该人工林蒸腾耗水与净辐射(Rn)、饱和水汽压差(VPD)和土壤体积含水率(SWC)显著相关,在不同土壤水分条件下Rn与林分蒸腾的相关关系发生变化,而VPD过高会对林分蒸腾产生抑制。林分月蒸腾和年总蒸腾主要取决于同期降雨量,因此,降雨年际差异较大时,蒸腾的年际变化也相应较大。