河北省平山縣石質山區(qū)主要造林樹種耗水特征研究.pdf

1、水分是河北省平山縣石質山區(qū)植被恢復的限制性因子。因此,研究并掌握該區(qū)主要造林樹種蒸騰耗水特性,具有極其重要的意義。本研究采用熱擴散式液流探針(TDP)配合氣象站的方法,對河北省平山縣主要造林樹種黃連木(Pistaciachinensis)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、山杏(Prunus sibirica)、雪花梨(Perusbretschneideri Rehd.)、山桃(Prunus davidiana)、酸棗(

2、Zizyphus jujuba)、荊條(Vitexnegundo var.heterophylla)的樹干液流進行了連續(xù)監(jiān)測,從樹干液流變化特征,及其與環(huán)境因子和土壤含水量的關系三個角度,分析比較它們的耗水特征,以期為該區(qū)造林樹種的選擇及配置提供科學依據(jù)。研究結果表明：
　　 ⑴在的4個連續(xù)典型晴天條件下,黃連木樹干液流日變化呈現(xiàn)“寬峰”型,于6:10～6:40啟動,8:40～12:00達到峰值,21:20～次日1:10進入低谷

3、；刺槐呈現(xiàn)“雙峰”型,于6:10～6:50啟動,15:40～16:00達到峰值,21:20～23:50進入低谷；山杏、雪花梨樹干液流變化呈現(xiàn)“單峰”型,山杏于5:50～6:10啟動,9:50～10:40或17:00～17:10達到峰值,次日1:40～2:20進入低谷；雪花梨于6:10～6:50啟動,14:20:15:40達到峰峰值,次日3:30～4:40進入低谷；山桃呈現(xiàn)“雙峰”型,山桃于6:40～7:10啟動,9:50～13:00達到

4、高峰,22:40～23:20進入低谷；灌木樹種酸棗、荊條的樹干液流變化呈現(xiàn)“單峰”型,且具有波動性,酸棗于6:20～7:20啟動,15:00～16:20達到峰值,19:50～21:10進入低谷。荊條于6:00～6:40啟動,11:00～13:50到達峰值,20:40～23:10進入低谷。各樹種相比,樹干液流峰值速度大小順序為:雪花梨>山桃>山杏>黃連木>刺槐>酸棗>荊條,日平均液流速度大小順序為:雪花梨>山桃>山杏>荊條>酸棗>黃連木>

5、刺槐。各樹種耗水量的日變化與各自液流速度同變化基本一致,各自耗水高峰期及所占比例分別為黃連木:8:00～17:00,75.11％；刺槐:8:00～19:00,84.43％:山桃:9:00～17:00,77.69％:雪花梨:10:00～17:00,63.20％；山杏:8:00～18:00,77.87％。酸棗:于8:00～18:00,89.98％:荊條:8:00～17:00,91.80％。各樹種的日均耗水量依次為:黃連木:13.33L,刺槐

6、:2.06L,山杏:12.20L,雪花梨22.60L,山桃11.88L,酸棗0.54L,荊條0.61L。大小順序為:雪花梨>黃連木>山杏>山桃>刺槐>荊條>酸棗。
　　 ⑵不同天氣條件下,各樹種樹干液流同變化不同。晴天和陰天均呈現(xiàn)出明顯的“幾”字型,但陰天較晴天時具有“窄峰”雨天的樹干液流變化隨樹種不同而不同。雨天時,黃連木的液流全天都很小,呈現(xiàn)直線狀,刺槐略顯“雙峰”,灌木樹種酸棗荊條則呈現(xiàn)呈現(xiàn)明顯的“雙峰”。而經(jīng)濟林喬木樹種

7、山杏、雪花梨、山桃呈現(xiàn)“單峰”。就液流日進程時間而言,各樹種均表現(xiàn)出晴天比陰天液流啟動早,進入低谷晚,而達到峰值時間沒有明顯規(guī)律,而雨天變化不規(guī)律。就液流峰值大小順序而言,各樹種均為晴天>陰天>雨天；就日均液流速度和耗水量大小順序而言,喬木樹種表現(xiàn)為晴天>陰天>雨天,且差異明顯；酸棗和荊條表現(xiàn)為晴天>陰天>雨天,但其陰天和雨天相差不大。
　　 ⑶黃連木5月份呈“單峰”型,6、7、8月份表現(xiàn)為“寬峰”型,而9、10月份則呈現(xiàn)“雙峰

8、”型；刺槐各月份均呈現(xiàn)“雙峰”型；山杏除6月份呈現(xiàn)“雙峰”外,其他月份都呈現(xiàn)“單峰”型；雪花梨和山桃各月呈現(xiàn)“單峰”型。酸棗5、10月份呈現(xiàn)“雙峰”,波動性較大,6～9月份呈現(xiàn)“單峰”,波動性較?。磺G條5、9、10月份呈現(xiàn)“雙峰”,波動性較大,6～8月份呈現(xiàn)“單峰”,波動性較小。就液流日進程時間而言,各樹種液流啟動均表現(xiàn)出“晚-早-晚”的趨勢,其中6月份液流啟動最早。各樹種各月耗水量變化趨勢有所差異,除黃連木與荊條表現(xiàn)為“高-低-高-低

9、”趨勢,其余樹種均表現(xiàn)為“低-高-低”的趨勢。黃連木耗水主要集中于5、7～9月份,占全年耗水量的73.09％:刺槐則集中于7～9月份,占55.24％。山杏集中于4～7月份,占77.41％；雪花梨集中于4～6月份,占51.48％；山桃集中于4～6月份,占60.52％。酸棗集中于5、7、8月份,占59.59％；荊條集中于7～9月份,占全年耗水量的60.56％。
　　 ⑷相關分析結果表明,在晴天和陰天條件下,影響各樹種樹干液流的環(huán)境因

10、子主要是太陽輻射、大氣溫度、空氣濕度。而雨天時,影響各樹種的各環(huán)境因子有所不同,對于黃連木、刺槐、酸棗、荊條,影響其樹干液流的主要因子為大氣溫度、空氣相對濕度、土壤溫度和土壤含水量,而山杏、雪花梨、山桃為太陽輻射、大氣溫度、空氣濕度和土壤溫度。整個生長季中,影響各樹種樹干液流的環(huán)境因子主要是太陽輻射、大氣溫度、空氣相對濕度,其他環(huán)境因子對樹干液流的影響作用一般較小,但也有例外。
　　 ⑸采用人工供水的方法,分別對雪花梨進行1.5

11、倍(W1)、1.0倍(W2)、0.5倍(W3)、0倍(W4)降水量灌水處理和干旱(W5)的處理,形成一定的土壤含水量梯度,研究土壤含水量對樹干液流的影響作用。結果表明,0倍灌水處理與干旱處理后期,樹干液流呈現(xiàn)“雙峰”,除此之外各處理樹干液流均呈現(xiàn)“單峰”,各處理液流速度大小順序為W1>W2>W3>W4>W5。經(jīng)過相關分析,各處理樹干液流與土壤含水量的相關系數(shù)分別為W1:0.183；’W2:0.041；W3:0.008；W4:0.032；

12、W5:0.0324,除W1外均達到顯著水平,大小順序為W3>W2>W4>W5>W1。
　　 ⑹通過對刺槐、酸棗、荊條邊材解剖構造的觀察,結合其液流速度,表明三者水分輸導的有效性、安全性和抗旱性大小均為:刺槐>荊條>酸棗。相對輸導效率與脆性指數(shù)比值大小為:荊條>酸棗>刺槐,而平均液流速度大小數(shù)序為荊條>酸棗>刺槐,二者變化趨勢相同,說明樹木的耗水速率取決于相對輸導率與脆性指數(shù)的比值,取決于二者的綜合表現(xiàn)。
　　 ⑺本研究以

13、環(huán)境因子作自變量,以各樹種液流速度為因變量,經(jīng)過逐步回歸,建立了48個多元線性模型,回歸方程均顯著,調整R2均達到0.8以上。經(jīng)驗證,除酸棗5、10月份和荊條的5、9月份外,各回歸模型誤差率均低于10％,均有實用價值。從入選變量來看,在模擬的48個模型中,大氣溫度全部入選；土壤含水量43次,空氣相對濕度42次,太陽輻射40次,土壤溫度39次；風速入選次數(shù)最小,僅有10次。各環(huán)境因子對各樹種各月份樹干液流的影響的普遍性大小為:大氣溫度>土