熊伟[1]2003年在《六盘山北侧主要造林树种耗水特性研究》文中研究表明本文针对干旱半干旱地区需增加森林植被和水资源匮乏及容量有限的矛盾，在六盘山北侧的固原市，选择主要的造林树种及典型植被群落作为研究对象，在2001～2002年的生长季期间，利用先进仪器和设备，应用多种方法和手段，从叶片、单株和群落叁个尺度系统研究了植物蒸腾耗水的水分生理生态学特征、植物单株和群落的耗水规律以及它们与环境因子之间的影响机理，其结果不仅可为更精确地估计生态用水定额提供科学依据；而且也可为该区域耐旱节水型造林树种草种的选择及合理林分密度的设计起到科学的指导作用。本文主要开展了以下几方面的研究：* 13个主要造林树种草种的水分生理生态学特性研究* 两种密度条件下3种典型植被单株和林分尺度的蒸腾耗水* 两种密度条件下3种典型植物群落的蒸散量及分量组成比例* 13年生华北落叶松林分蒸腾耗水的模拟与预测本论文取得的主要结果：1） 在无水分胁迫盆栽试验条件下，研究和对比了树种的蒸腾耗水特性，结果表明，针叶树种的蒸腾速率和气孔导度最低，阔叶树种最高，灌木树种位于中间；苗木蒸腾速率和气孔导度由小到大的顺序依次为青杄、侧柏、油松、柠条、白蜡、山杏、臭椿、沙棘、白榆和刺槐。2） 苗木蒸腾速率与凌晨叶水势呈正相关，且随叶水势下降蒸腾速率呈指数下降。不同树种由于其耐旱机理和生物学特性的不同造成了两者关系之间的差异，按树种苗木潜在蒸腾速率的大小及其对叶水势下降的敏感度，可将10个树种划分为四类：青杄、侧柏、柠条和白蜡属低蒸腾-低水分敏感型树种；油松属低蒸腾-高水分敏感型树种；白榆、刺槐和沙棘属高蒸腾-高敏感型树种；山杏和臭椿属中蒸腾-中水分敏感型树种。3） 野外人工水分控制试验表明，华北落叶松属于低蒸腾-高水分敏感<WP=5>型树种，其蒸腾作用主要取决于气孔的调节，因此在干旱半干旱树种的选择时可以作为耐旱节水树种；山桃属于高蒸腾-低水分敏感型树种，其耐旱机理属于典型的低水势忍耐脱水耐旱树种，因此在造林时可以选择水分条件较差的阳坡；紫花苜蓿属高蒸腾-高水分敏感型类别，虽然紫花苜蓿耐旱性较强，但具有较强的蒸腾耗水速率，建议在草种选择时要慎重使用。4） 油松和落叶松树干液流日进程都呈现出较明显的昼夜变化规律。液流量在夜间非常微弱，白天持续上升并呈现出双峰或多峰曲线。华北落叶松虽然峰值较低但持续时间较长；油松恰恰相反，峰值较高但持续时间短。油松和华北落叶松整个树干径向不同位点的液流速度由外到内呈现低→高→低的态势，符合Edwards提出的模型。13年生油松和华北落叶松晴天的单株日耗水量分别为0.0058 m3.d-1和0.0074 m3.d-1，均高于阴天的平均值；油松在两种典型天气下日耗水量和耗水率的平均值分别为0.0055 m3.d-1和1.326 m3.m-2.d-1，要高于华北落叶松。以2001年8月29日至8月30日为例，用24h液流量累积值估算华北落叶松单株的蒸腾量为0.00291m3，而“截干测定”结果为0.00317 m3·d-1，比前者高8.2%，这可能与本研究中所使用热脉冲探头的灵敏程度还难以记录较弱液流有关。5）两种密度条件下单株和林分的蒸腾耗水规律不尽相同。从单株尺度看，华北落叶松间伐林分（1667株/hm2）内单株的生长季蒸腾耗水速率要显着大于未间伐林分（2500株/hm2）内的单株，这种差异是因为间伐后林分微气象和土壤水分因子的改变共同引起的；但从林分尺度看，其生长季蒸腾量由原来的192.67mm下降到145.09 mm；与此相仿，山桃和沙棘间伐林分（2500株/hm2）内单株的蒸腾耗水速率在2002年生长季中期显着大于未间伐林分（3333株/hm2），其增加的原因是由于功能叶的日平均蒸腾速率加大或单株叶面积的增加引起的，但从林分尺度讲，山桃未间伐林分的生长季蒸腾量为241.21mm，比对应间伐林分高16.81%，但沙棘未间伐林分的生长季蒸腾量为255.94mm，比对应间伐林分低13.5%。6）生理法与“多株平衡法”测定叁种植物群落蒸腾耗水量的结果基本相近。其中，应用生理法估计华北落叶松未间伐和间伐林分的生长季蒸腾<WP=6>量为204.28 mm和168.08 mm，稍高于“多株平衡法”的相应估计值（分别高出5.68%和13.68%），可能与后者过高地估计了枯落物的截持耗水量和观测误差有关；生理法计算未间伐、间伐山桃林分的生长季蒸腾量分别为235.35mm和219.18mm，与“多株平衡法”的估计值很接近，甚至略低于后者；用生理法估计未间伐和间伐沙棘林分的生长季蒸腾量分别为160.2mm和232.77 mm，均小于多株平衡法，这可能与“多株平衡法”中忽略了山桃和沙棘林的枯落物和林下草本植物的截留耗水有关。7）由于间伐引起的林分密度下降不同程度地导致了典型植物群落总蒸散量及其分量组成比例的改变。华北落叶松间伐林分（1667株/hm2）生长季总蒸散量为413.07mm，比未间伐林分（2500株/hm2）低8.02%，其中林分蒸腾量占总蒸散的比例由未间伐的42.9%下降到35.13%而位居第二，林冠层截持耗水比例由未间伐的15.21%下降到11.29%而位居第四；相反，林下植被的蒸散量比例由未间伐的30.48%提高到37.13%而位居第一，枯落物截持耗水比例由未间伐的11.4%提高到16.46%而位居第叁。山桃间伐林分（
沈振西[2]2005年在《宁夏南部柠条、沙棘和华北落叶松的液流与蒸腾耗水特性》文中提出为了解我国西北干旱半干旱地区植被生态用水与水资源的相互关系,我们在宁夏六盘山北侧固原地区,选择了沙棘(Hippophae,rharnnoides)、柠条(CaraganaKorshinskii)和华北落叶松(Larix principi-rupprechti)叁种当地主要的水土保持或水源涵养林树种为研究对象,在2003-2004年生长季内采用先进的液流测定技术,测定了这叁种植物的液流特征,并根据液流估算了单木和群落的蒸腾耗水量。结合土壤水分、林分结构特征以及微气象因子的观测,分析了单木和群落水平蒸腾耗水的变化规律以及不同植被对水分的利用特征。主要结果如下: 1.沙棘 2004年6-9月,在宁夏固原六盘山水源涵养林区迭迭沟小流域内,选择12年生天然沙棘群落林样地,采用热平衡原理的包裹式茎流计测定了沙棘植株液流通量(单株单位时间液流量,g·h~-1)的时空变化规律,并由此计算了基于叶面积的蒸腾速率(下称蒸腾速率),估算了沙棘群落的蒸腾耗水量。结果表明,液流通量和蒸腾速率的日变化曲线在晴天表现出明显的“单峰”型,在夜间仍有液流运动,沙棘液流速率在夜间约为白天的17.78%,夜间液流量占总全天总液流量的12.87-13.84%。 沙棘液流通量的变化主要受局地微气候因子的驱动和影响,其中太阳总辐射是主要影响因子,其次是空气饱和差(VPD)、气温和相对湿度。蒸腾速率与环境因子的相关性大小依次为:VPD>太阳总辐射>相对湿度>气温>风速>地温。 从6到9月份,沙棘蒸腾速率呈明显的降低趋势,蒸腾速率与沙棘叶面积的增加呈明显的负相关(P<0.0001),发现蒸腾速率的变化存在着气孔调节补偿作用,这种补偿作用在叶面积指数(LAI)高的群落表现会更明显。沙棘群落的蒸腾耗水量随群落叶面积指数的增加而增大,当5-10月分蒸腾耗水量超过年降水量的82%以上(一般在8-9龄)时,沙棘群落的生长开始受到水分不足的限制,种群内部的调节作用增强,进入波动起伏阶段,沙棘群落的蒸腾量也随之变化。 2.柠条 采用包裹式茎流测定系统,2003年7月在宁夏固原上黄水土保持试验区对1986年栽植的人工柠条群落液流蒸腾和环境因子进行了昼夜连续观测,建立了柠条蒸腾的回归模型,并分析比较了柠条林地的耗水动态。结果表明:昼间枝条液流通量与枝条的粗细呈正相关,枝条间的液流通量差异在昼间大,夜间小;在晴天观测到较粗枝条的蒸腾耗水率日变化曲线出现午间降低现象,午间降低时间在12:10至13:20之间。 柠条在夜间存在液流上升和微弱蒸腾作用,枝条平均夜间蒸腾耗水量占全天蒸腾耗水量的5.84%。柠条蒸腾耗水率与太阳辐射、气温、空气饱和差和空气相对湿度具有显着的相关性,得到了蒸腾耗水率与环境因子的的回归方程。 通过建立蒸腾速率回归模型和对气象因子、土壤水分含量等的估算,比较两个
参考文献：
[1]. 六盘山北侧主要造林树种耗水特性研究[D]. 熊伟. 中国林业科学研究院. 2003
[2]. 宁夏南部柠条、沙棘和华北落叶松的液流与蒸腾耗水特性[D]. 沈振西. 中国林业科学研究院. 2005