華北地區(qū)四種典型造林樹種蒸騰節(jié)律的實驗研究.pdf

1、目前很多國家和地區(qū)水資源供需矛盾突出，在國土綠化與城市園林綠地建設中使用水資源利用效率高的植物資源，是解決水資源供需矛盾和植被恢復中水資源缺乏的根本途徑之一。因此，植物的蒸騰與蒸發(fā)(合稱蒸散)速率的測定和計算方法成為目前植物生理生態(tài)學水分代謝的研究重點，這對我國干旱、半干旱地區(qū)的農(nóng)、林、果業(yè)發(fā)展更具有特殊重要意義。 蒸散是地表水分循環(huán)重要而復雜的過程，是地表蒸發(fā)和植物蒸騰的總和?，F(xiàn)在測定植物蒸散量的方法越來越多，各有各的優(yōu)勢和不

2、足，每一種方法的建立都是依據(jù)一定的對象或一定的測定目的而發(fā)展起來的，各種方法不能進行直接的比較。目前尚沒有一種方法能夠適用于所有的測定要求。因此，在選擇測定方法的時候需要從空間與時間尺度大小、所需的計算精度、測定所需費用、技術條件等多方面進行綜合考慮。目前國內外測定植物蒸散量的主要方法包括：水文學法、微氣象學法、植物生理學法、遙感法、熱技術方法和SPAC綜合模擬法。對比各種方法的主要理論原理、優(yōu)缺點、適用性及局限性我們采用熱技術方法中的

3、根據(jù)莖熱平衡原理設計的莖流傳感器對植物莖干中的液流(莖流)進行監(jiān)測，間接反映植物的蒸騰速率，并同步監(jiān)測與植物蒸騰密切相關的六種環(huán)境因子。使用以色列Phytech公司生產(chǎn)的Phytalk植物生理監(jiān)測系統(tǒng)。實驗所監(jiān)測的植株是由林科院提供的山東省常用的造林樹種，主要研究了植物莖流的日變化規(guī)律、植物在快速生長季內的莖流變化規(guī)律以及植物莖流對環(huán)境因子的響應等內容。為研究植株水分供需規(guī)律，驗證節(jié)水抗旱措施，相關區(qū)域植被恢復等提供理論基礎。

4、研究結果表明：四種植物的莖流日變化表現(xiàn)出相對一致的晝夜節(jié)律，夜間莖流保持在較低水平，黎明后莖流速率開始進入快速增加期，到中午達到最大，然后進入快速下降期，在傍晚進入變化小的低莖流期。同時植物莖流也表現(xiàn)出種的特異性，主要表現(xiàn)在低莖流期的速率；莖流啟動、達到峰值以及莖流穩(wěn)定的時間；最高速率維持的時間，在不同的物種間存在較大差異。同一物種在不同月份，平均莖流啟動時間、峰值出現(xiàn)時間和穩(wěn)定時間也存在差異。具體表現(xiàn)為：七月份君遷子和皂角莖流啟動較早

5、，側柏相對較晚；君遷子較早達到峰值，山杏相對較晚；側柏莖流穩(wěn)定時間較早，君遷子相對較晚。在八月份君遷子最早啟動莖流和達到峰值，山杏莖流啟動較晚，側柏較早穩(wěn)定，山杏相對較晚穩(wěn)定。九月份山杏啟動最早，側柏較早達到峰值，山杏莖流穩(wěn)定時間較晚。相對來說，八月份植物莖流啟動早，九月份峰值出現(xiàn)時間和穩(wěn)定時間早。物種間，君遷子莖流啟動時間和峰值出現(xiàn)時間早，側柏莖流穩(wěn)定時間早。以植物種類為分組變量，對植物莖流日變化進行方差分析并進行F檢驗，F(xiàn)(3,57

6、2)=58.411，P=0.0000<0.01，結果表明，植物莖流日變化存在極顯著差異。具體結果為：植物莖流日變化側柏和君遷子差異顯著，側柏和山杏、皂角之間以及君遷子和山杏、皂角之間差異極顯著，山杏和皂角差異不明顯。在整個快速生長季，四種植物莖流的變化表現(xiàn)出較大的種間差異，突出表現(xiàn)在周期的長短與波動幅度上，各旬之間莖流變化均差異極顯著。植物莖流連日變化曲線各日峰形基本相同，但峰值差異很大。莖流啟動、達到峰值和穩(wěn)定的時間也有差異。以時間為

7、分組變量，10天為一組，對四種植物在快速生長季內的莖流變化進行方差分析并進行F檢驗，結果表明：四種植物的莖流在快速生長季內各旬之間都存在極顯著差異。監(jiān)測物種對各環(huán)境因子的敏感性不一致，風速除了與側柏莖流顯著相關外，與其他物種均相關不顯著。空氣濕度與所有物種均表現(xiàn)顯著負相關。葉片溫度、空氣溫度與所有物種顯著正相關。太陽輻射除了與刺槐和紫穗槐相關不顯著外，與其他物種均顯著正相關。土壤濕度與物種之間的相關性表現(xiàn)出較強的種間差異，正負相關、顯著

8、不顯著都存在。最后對監(jiān)測物種和環(huán)境因子進行了多元線性逐步回歸分析，并建立了相應的回歸方程：側柏：Sf=0.765+0.00089*Sr-0.0059*Ah-0.033*Lt+0.0052*Sm+O.016*At山杏：Sf=-0.202+0.0013*Sr-0.0107*Ah+0.028*Sm-0.051*Lt+0.0339*At皂角：Sf=-0.815+0.00091*Sr+0.0152*Sm-0.0025*Ah+0.0247*At-0