黄土区4个树种水势特征的研究

采用压力室法对晋西北黄土区柠条(Caragana korshinskii)、河北杨(Populus hopeiensis)、北京杨(Populus beijingensis)和小叶杨(Populus simonii)4 个树种的小枝水势、叶含水率及其环境因子的日变化进行了定期测定。分析了4 个树种水势日变化与光照(L)、气温(T)、相对湿度(RH)日变化及叶含水率(LWC)日变化的关系以及其水势的季节变化与土壤水分季节变化的关系。主要结果如下:整个生长期所测4 个树种小枝水势的日变化为呈抛物线型。生长期小枝水势的平均值分别为柠条(-1.569 MPa)、河北杨(-1.030 MPa)、北京杨(-0.993 MPa)和小叶杨(-0.971MPa)。小枝水势与环境单因子的相关性大小依次为:光照、气温、相对湿度。水势与光温复合因子(L*T)、光湿复合因子(L/RH)的相关性大于它与单因子的相关性。小枝水势与叶含水率的相关性较差。生长期清晨水势(Wp)季变化与土壤水分(X)季节变化的最佳关系模型为Wp=Ae^-BX型。但生长期午间水势的季节变化与土壤水分季节变化的关系均不显著。土壤水分含量对水势有较大影响。     

黄土区４个树种水势特征的研究

采用压力室法对晋西北黄土区柠条（Ｃaragana korshinskii)、河北杨（Populus hopeiensis)、北京杨（Populus beijingensis)和小叶杨（Ｐopulus simonii)4个树种的小枝水势`叶含水率及其环境因子的日变化进行了定期测定.分析了４个树种水势日变化与光照(Ｌ)、气温（Ｔ）、相对湿度（ＲＨ）日变化及叶含水率（ＬＷＣ）日变化的关系以及其水势的季节变化与土壤水分季节变化的关系,主要结果如下：整个生长期所测４个树种以水势的日变化的呈抛物线型,生长小枝水势的平均值分别为柠条（－１．５６９ＭＰa)、河北杨（－１．０３０ＭＰa）和水叶杨（－０．９７１ＭＰa）。小枝水势与环境单因子的相关性大小依次为：光照、气温、相对湿度。水势与光温复合因子（＊Ｔ）、光温复合因子（Ｌ／ＲＨ）的相关性大于它与单因子的相关性,小枝水势与叶含水率的相关性较差。生长期清晨水势（Ｗp)季变化与土壤水分（Ｘ）季节变化的最佳关系模型为Ｗp=Ae^-BX型。但生长期午间水势的季节变化与土壤水分季节变化的关系均不显。土壤水分含量对水势有较大影响。     

柠条（Caragana korshinskii）的水分生理生态学特性

 柠条的水分生理生态学研究表明,蒸腾速率为395.1±234.4mg·g-1·h-1(平均值±标准差);小枝水势为-1.588Mpa;叶含水率为60.12±3.29%;蒸腾系数为72.82±19.88gH2O·gDW-1。林地土壤水分含量与蒸腾速率、小枝水势和叶含水率的关系十分密切。响应于年生长发育节律和水分条件的变化,柠条的抗旱性在年生长期初(5月)和旺盛生长阶段(8～9月）较弱,在高温干旱阶段(6～7月)和入冬之前(10月)较强。在年生长期中间(6～9月),柠条的抗旱性与蒸腾速率、小枝水势和叶含水率之间均具有负相关性。     

北京杨水分生理生态特性研究

对北京杨水分生理生态的研究表明 ,生长期北京杨蒸腾速率的日变化呈早晚低、中午高的抛物线型。生长期北京杨蒸腾速率 ( Tr)的平均值为 598.8mg/ gld· h。蒸腾速率的日变化分别与光照强度 ( L)及光照强度 ( L)与气温 ( T)和相对湿度 ( H)的复合因子 ( L· T;L/ H)相关性极显著。生长期北京杨小枝水势 ( Wp)的平均值为 -1 .0 50 6MPa;早、晚高、午间低。小枝水势日变化与 L及复合因子 L· T、L/ H 相关性极显著。 8～ 1 0月光合速率 ( Pn)的平均值为 1 1 .94 mg/ dm2· h;光合速率日变化与 L日变化的关系显著。北京杨饱和含水时的最大渗透势 ( Ψsat)、膨压为零时的渗透势 ( Ψtlp)和质外体水相对含量 ( AWC)的变化规律表现为从生长期初到生长期末 (绝对值 )逐渐升高的趋势 ;而膨压为零时的渗透水相对含量( ROWCtlp)和膨压为零时的相对含水量 ( RWCtlp)呈波动变化 ,但仍具有生长活跃期 ( 5、6和 8月份 )较高的特点。     

桥山林区油松人工林蒸腾作用的研究

本文探讨了桥山林区油松蒸腾强度的日变化过程以及影响油松蒸腾强度的因子,并计算了生长季节油松人工林的蒸腾量。结果表明:油松蒸腾强度日变化主要随气温及空气相对湿度而异,呈单峰和双峰曲线两种类型。气温是影响油松蒸腾强度的主导因子。生长季节油松人工林的蒸腾量占当地同期降雨的86.2%。是土壤水分的主要输出项目。     

黄土高原半干旱区刺槐生长盛期树干液流动态

通过研究树干液流速率与气象因子的关系,可以定量地分析树木生长与群落蒸腾耗水的相互关系,揭示黄土高原半干旱区刺槐水分利用动态及其适应环境因子的内在机理,为当地生态环境建设提供理论依据。应用热扩散式树干茎流计(TDP)于2008年7月1日至7月26日,在黄土高原半干旱区安塞县对刺槐(Robinia pseudoacacia)人工林生长盛期树干液流速率进行了连续测定,并对周围气象、土壤水分等指标进行了同步测定。刺槐生长盛期树干液流速率晴天日变化呈宽峰形曲线,在测量时期液流速率日平均值为0.00133cm·s–1;刺槐树干单位边材面积的液流速率与光合有效辐射、大气温度、水汽压差呈极显著正相关关系,与相对湿度呈负相关关系。其相关程度绝对值顺序为光合有效辐射大气温度水汽压差相对湿度风速;刺槐边材面积与胸径之间存在着显著的线性相关关系,相关系数为0.878,单位边材面积的液流速率随树干胸径的增大而减小。     

黄土高原陕北丘陵沟壑区不同立地条件下刺槐水分生理生态特性研究

对黄土高原丘陵沟壑区不同立地条件下刺槐水分生理生态特性进行了初步研究.结果表明,不同立地刺槐林地0～500cm土壤平均含水量(2003年)分别为阳坡6.96%、半阳坡7.62%、半阴坡8.06%、阴坡8.87%,阴坡、半阴坡与阳坡差异达极显著,与半阳坡达显著水平,半阳坡与阳坡差异显著,而阴坡与半阴坡差异不显著.不同立地条件下刺槐叶片相对含水量和饱和亏与各立地土壤含水量关系密切,阳坡刺槐叶片相对含水量和叶水势始终维持在较低水平,而半阴坡和阴坡尤其是阴坡维持在较高水平.刺槐日蒸腾平均值大小顺序为阴坡(4.07μg·cm^-2·s^-1)＞半阴坡(3.89μg·cm^-2·s^-1)＞半阳坡(3.05 μg·cm^-2·s^-1)＞阳坡(2.70μg·cm^-2·s^-1),各立地刺槐蒸腾出现较大差异的时间在11:00和13:00.不同立地条件除阳坡外其刺槐蒸腾速率均与光照强度显著相关,各立地均与大气相对湿度显著相关,与土壤水分密切相关.阴坡生物量最高(8.50gk·株^-1),高于其他3种立地,阳坡最低(5.79kg·株^-1).     

不同供水条件下侧柏和刺槐幼树的蒸腾耗水与土壤水分应力订正

采用旱棚人工控水,对侧柏、刺槐不同水量全生长期均衡供水条件下,2～3年生幼树的生理需水规律、蒸腾耗水与土壤水分的关系进行了研究.结果表明,刺槐蒸腾耗水量随土壤供水能力的增大而增加.其中以生长前期和生长盛期耗水为主,约占年蒸腾耗水量的80.5%;刺槐年均生理需水量是侧柏的5.13倍.侧柏蒸腾耗水量在土壤相对含水率为40%～100%有一峰值.当土壤相对含水率≤87.84%时,蒸腾耗水量随土壤相对含水率增加而增大;反之则减小.侧柏蒸腾耗水量以生长盛期最大,约占年蒸腾量的46.27%,生长后期次之,生长前期较小.并求出了两树种蒸腾耗水的土壤水分应力订正函数及在非充分供水条件下实际蒸腾耗水的时间-水分函数.     

基于稳定同位素和热扩散技术的张北杨树水分关系差异

利用稳定氢同位素和热扩散技术研究张北防护林杨树的水分来源和蒸腾耗水,分析确定未退化与退化杨树的水分关系差异.结果表明:在生长季节中退化杨树主要利用0～30 cm土壤水分,未退化杨树主要利用30～80 cm土壤水分,两者的水分来源不同.旱季时,未退化杨树利用深层土壤水分和地下水的比例明显高于退化杨树.雨季中,杨树对0～30 cm土壤水分的利用比例增加,退化杨树增加幅度明显高于未退化杨树,对30～180 cm土壤水分的利用比例均减少.未退化杨树的液流速率大于退化杨树,不同天气中液流速率表现出相似的变化趋势,但未退化杨树液流的启动时间比退化杨树早.相关分析表明,未退化和退化杨树液流速率与土壤温度、风速、太阳辐射、相对湿度、空气温度均呈极显著的相关关系.退化杨树液流速率与土壤温度和空气相对湿度呈极显著负相关,与其他因素呈显著正相关,而未退化杨树仅与空气相对湿度呈极显著负相关,与其他因素均呈显著正相关关系,表明退化和未退化杨树蒸腾耗水易受环境条件的影响.退化杨树液流日累计量明显小于未退化杨树,表明其蒸腾耗水量较少;退化杨树水分来源浅,蒸腾耗水的减少并不能阻止林分退化.     

大棚甜瓜蒸腾规律及其影响因子

研究大棚甜瓜的蒸腾规律和影响因子,可以为大棚甜瓜水分优化管理提供理论依据。利用大棚盆栽试验,设定了4个水分梯度,定量分析了大棚甜瓜蒸腾规律及蒸腾量与植株生理特性、气象环境因子、土壤水分含量的关系。结果表明:(1)各水分处理条件下甜瓜蒸腾强度日变化曲线均呈"双峰型",有明显的"午休"现象。(2)甜瓜生理需水系数与叶面积指数、有效积温关系显著,分别呈线性和抛物线函数关系。(3)甜瓜全生育期累计蒸腾量呈现出"慢—快—慢"的变化规律,可以用Logistic函数进行模拟。(4)甜瓜叶面积指数、日平均空气温度、日平均空气相对湿度、日太阳辐射累积、土壤相对含水量均与单株日蒸腾量呈显著性相关关系;甜瓜叶面积指数对蒸腾的综合作用最大,是决策变量;土壤水分含量是限制变量,主要通过对其他因子的影响间接作用于蒸腾。(5)气象环境因子对甜瓜蒸腾量的影响力很大程度上取决于土壤水分含量;气象环境因子与蒸腾量的相关性随土壤水分含量的增大而增大,在土壤相对含水量为70%—80%范围内达到最高值,当土壤含水量接近田间持水量时,与各因子的相关系数逐渐下降。(6)甜瓜水分胁迫指数与土壤相对有效含水量关系显著,二者呈现线性关系。     

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。     

不同海拔高度高寒草甸光能利用效率的遥感模拟

利用植被光合模型模拟了藏北高原3个海拔高度(4300,4500 m和4700 m)的高寒草甸生态系统的光能利用效率.海拔4500 m的光能利用效率均值(0.47 g C/MJ)显著高于海拔4300 m(0.38 g C/MJ)和4700 m(0.35 g C/MJ),而海拔4300 m和4700 m两者间差异不显著.相关分析和多重逐步回归分析表明,影响每个海拔光能利用效率季节变化的主要因子为空气温度,相对湿度以及地表水分指数,这3个因子共同解释了99％以上的光能利用效率的季节变化,其中空气温度的贡献最大,相对湿度的贡献次之,地表水分指数的贡献最小,这说明在3个海拔的任何一个海拔高度,温度对光能利用效率季节变化的胁迫作用大于水分对光能利用效率季节变化的胁迫作用.多重逐步线性回归分析表明,生长季节均土壤含水量是决定生长季节均光能利用效率沿海拔高度分布的主导因子.单因子线性回归分析表明,地表水分指数可以定量化高寒嵩草草甸生态系统水分状况,它同时可以反应土壤水分、近地表空气湿度以及生态系统植被含水量状态.因此,在高寒嵩草草甸生态系统,用地表水分指数反应生态系统尺度水分对光能利用效率的胁迫作用是可行的.     

松嫩草原碱化草地角碱蓬群落水分生态的研究

 本文采用自行设汁的蒸散仪和加拿大Campbe 11科学仪器公司生产的自动气象设备测定了松嫩草原碱化草地角碱蓬群落的蒸散、蒸腾量、太阳辐射及空气温度等环境因子。分析结果表明生长季的睛天条件下,角碱蓬群落的蒸散、蒸腾速率的日进程均为单峰曲线,且各月份间差异很大。群落蒸腾速率与太阳辐射强度、空气温度、相对湿度、风速等环境因子紧密相关,其中与太阳辐射强度呈极显著正相关关系。生长季降雨量和土壤含水量在角碱蓬群落水分循环与平衡的过程中起重要调节作用。1992年6～8月的生长季中,角碱蓬群落总的水分亏缺较少(6.3mm),但各月份间差异很大,其中6月份水分亏缺最高(30.1mm)。     

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.     

基于热扩散技术的梭梭树干液流特征研究

利用TDP热扩散式茎流计,结合自动气象站,对古尔班通古特沙漠南缘原生梭梭的树干液流及环境因子进行连续监测,分析了梭梭树干液流对环境要素的响应,建立了生长季梭梭树干液流与环境因子的关系,估算出梭梭群落的日、季耗水量。结果表明:(1)液流速率日变化主要为单峰曲线,夏季偶有出现双峰曲线,不同季节间的液流速率大小差异显著,夏季树干液流启动早,峰值出现早,夜间持续有微弱的液流;(2)梭梭树干瞬时液流速率与风速、净辐射、空气温度、饱和水汽压亏缺值等因素呈显著正相关,与实际水汽压和空气湿度呈极显著负相关,影响梭梭树干瞬时液流速率变化的关键因子是净辐射和饱和水汽压亏缺值是导致树干液流速率瞬时变化的关键因子;(3)梭梭树干日均液流速率与净辐射、空气温度、实际水汽压、土壤含水率和土壤温度等呈极显著正相关,与空气湿度等呈极显著负相关,与风速相关性不显著,影响梭梭日均液流速率变化的关键因子是净辐射、饱和水汽压亏缺和空气温度。     

松嫩平原西部林网生态场中玉米光合生态研究

东北松嫩平原林网生态场(Ecofield)中主要气候因子对玉米(Zea mays)光合作用影响的研究表明：在整个生长季中,玉米的瞬时光合速率与气温、光强正相关;日光合量则与空气温、湿度正相关。林网中部和东部(10—20H,H为1树高)玉米的光合日进程基本无午休现象,仅两侧主林带附近(1H、5H、25H)仍有午休;与此相应,日光合量也以中、东部高于两侧,这是由于林网中部的气温和湿度高于两侧。通过综合分析,发现午间空气湿度低是造成光合午休的主要原因,在东北松嫩平原,空气温、湿度是制约玉米光合作用主要的气候因子,其中气温是主导因子;光照不是限制因子。防护林可提高林网中的空气温、湿度,从而提高玉米的生产力。     

小叶榕气生根气体交换特征及影响因子研究

用LI-6400XT便携式光合仪测定了小叶榕(Ficus microcarpa L. f.)气生根的气体交换特征。结果表明气生根具有呼吸、蒸腾作用和空气吸湿作用。影响气生根呼吸作用的因素为年龄>空气温度>光强>相对湿度;影响蒸腾作用的因素为年龄>相对湿度>空气温度>光照。年龄小的气生根的呼吸和蒸腾作用较强,年龄大的尤其是木质化程度较高的气生根的呼吸作用较小,水分的释放(蒸腾作用)转变为水分的吸收(吸湿作用)。年龄小的气生根的CO2交换率与温度呈线性关系,温度越高,CO2交换率越大,呼吸越强;H2O交换率与相对湿度呈线性关系,相对湿度越大,H2O交换率越小,蒸腾越弱;年龄大的成熟气生根的H2O交换率与空气相对湿度呈线性关系,相对湿度越大,H2O交换率越小,蒸腾越小。     

黄土高原半干旱区侧柏(Platycladus orientalis)树干液流动态

应用热扩散式树干茎流计(TDP)于2008年4～10月对黄土高原安塞县侧柏人工林树干液流速率进行了连续测定,并对周围气象、土壤水分等多个环境因子进行了同步测定.结果表明:侧柏在不同月份晴天树干液流速率变化具有明显的昼夜节律性,呈单峰曲线;且各月液流速率日均值受土壤供水水平限制总体上呈下降趋势,即4月份最大,为0.00135 cm · s-1;10月份最小为0.00011cm · s-1;树干液流速率与光合有效辐射、大气温度、水汽压差呈极显著正相关,与相对湿度呈负相关,其相关程度:光合有效辐射＞水汽压差＞大气温度＞相对湿度,并可用线性表达式来估算;侧柏边材面积和地径呈幂指数关系,并以此结合密度估算出样地侧柏人工林的边材面积为4.65m2,最终估算出侧柏人工林生长季总耗水量为1159.6 t · hm-2.