移栽自不同緯度的興安落葉松蒸騰耗水特征.pdf

1、北方森林地處氣候變化敏感的中高緯度地區(qū)，認(rèn)識其蒸騰耗水過程的時(shí)空動(dòng)態(tài)及其控制因子是評價(jià)和預(yù)測森林在氣候系統(tǒng)中作用的基礎(chǔ)。興安落葉松(Larix gmeliniiRupr.)是我國北方森林的優(yōu)勢樹種，研究其水分生理變化規(guī)律，對于評價(jià)和預(yù)測這一重要樹種在氣候變化條件下的分布格局和功能過程的變化動(dòng)態(tài)具有重要的實(shí)踐價(jià)值和理論意義。
　　本研究中，將4個(gè)緯度上(大興安嶺塔河TH、大興安嶺松嶺SL、黑河孫吳SW、伊春帶嶺DL)的興安落葉松人工

2、林生態(tài)系統(tǒng)（樹木+枯落物+土壤A層和B層）移栽到其分布區(qū)的南緣構(gòu)成4個(gè)實(shí)驗(yàn)處理，以探索樹木蒸騰耗水特性的時(shí)空變化格局及其影響因子。實(shí)驗(yàn)樹木移栽時(shí)5年生，測定時(shí)為9年生，在針葉和個(gè)體2個(gè)尺度上對其蒸騰耗水參數(shù)及同期相關(guān)因子的進(jìn)行測定和分析，發(fā)現(xiàn)移栽自不同緯度的興安落葉松蒸騰耗水特性在針葉和個(gè)體尺度上都存在顯著不同。
　　針葉尺度上，SL、SW和DL的興安落葉松蒸騰速率(E)在0.47～8.31 mmol m-2s-1之間波動(dòng)，生長季

3、平均值為3.11 mmol m-2s-1，與北方和溫帶森林闊葉樹E接近。E處理間差異極顯著，SL(3.95 mmol m-2s-1)＞DL(2.97 mmol m-2s-1)≈SW(2.73 mmolm-2s-1);生長季月份間差異極顯著，8月(6.08 mmol m-2s-1)＞9月(2.99 mmol m-2s-1)＞7月(1.65 mmol m-2s-1)≈6月(1.50 mmol m-2s-1)。生長季E的波動(dòng)來源于測定時(shí)期空氣

4、蒸汽壓虧缺(VPD)、土壤容積含水率(VWC)等環(huán)境因子和比葉面積(SLA)、氣孔導(dǎo)度(gs)、清晨小枝水勢和水力導(dǎo)度等生理學(xué)參數(shù)的變異，其中環(huán)境因子主要引起月份間差異，而生物因子是種源間差異的來源。
　　個(gè)體尺度上，4個(gè)處理的單位邊材面積液流通量（Js）日進(jìn)程一般為單峰曲線，因生長階段不同而有所不同。不同生長階段的差異表現(xiàn)在峰值高低和持續(xù)時(shí)間長短上。4個(gè)處理落葉松生長季Js日平均值在0.67-19.32 g cm-2h-1之間波

5、動(dòng)，與北方和溫帶森林闊葉樹種相近。每個(gè)階段4個(gè)處理的Js日均值不同，大小關(guān)系因階段而異，但處理間差異不顯著，主要由處理內(nèi)變異巨大（變異系數(shù)高達(dá)70％）造成。以不同測定日為重復(fù)時(shí)處理間配對T檢驗(yàn)表明:處理間差異顯著，整個(gè)生長季Js平均值SL(11.19 g cm-2h-1)≈DL(10.82g cm-2h-1)＞TH(9.60g cm-2h-1)＞SW(8.86 g cm-2h-1)。生長季耗水量和生長量的處理間差異與移栽地緯度和個(gè)體大小

6、有關(guān)，處理間差異顯著，從大到小依次為:SW≈DL＞SL≈TH。非生長季仍存在可測液流，但熱平衡技術(shù)在低溫時(shí)的應(yīng)用需要進(jìn)一步研究。
　　影響Js的環(huán)境因子因處理和生長階段而異，主導(dǎo)影響因子是PAR，而VPD和Wind在不同的樹木生長階段和實(shí)驗(yàn)處理中起的作用不等。隨著時(shí)間尺度的增大，氣象因子的決定作用變小，生長季晴天Js變化和VWC顯著相關(guān)。另外，VWC還會影響Js與氣象因子的敏感性，VWC較低時(shí)，Js與氣象因子的相關(guān)關(guān)系減弱。

7、>　　兩個(gè)尺度上水分利用效率(WUE)處理間差異格局存在差別。葉片尺度上，生長季W(wǎng)UEleaf處理間差異不顯著，從大到小依次為SW（1.29μmolCO2/mmolH2O）、DL（1.28μmolCO2/mmolH2O）、SL（1.19μmolCO2/mmolH2O），WUEleaf在整個(gè)生長季是波動(dòng)的，在0.24-1.89μmolCO2/mmolH2O之間變化，在6月份極端干旱時(shí)最低，7、9月份中度干旱時(shí)最高，8月處在中間。而個(gè)體尺度

8、上WUEtree處理間差異極顯著(P＜0.001)，隨移栽地緯度升高WUEtree遞減，4個(gè)處理依次為DL＞SW≈SL≈TH。WUEtree平均值為2.403 g kg-1。
　　葉片和個(gè)體尺度的對比研究發(fā)現(xiàn):個(gè)體尺度蒸騰耗水速率（Js）啟動(dòng)和峰值滯后于葉片尺度測定值(E)，9年生興安落葉松樹冠存在水容，夜間存在補(bǔ)充水容的液流。
　　樹木中葉片到個(gè)體的尺度轉(zhuǎn)換過程復(fù)雜，用長枝頂端針葉的E經(jīng)過空間尺度轉(zhuǎn)換和時(shí)間尺度整合后推算的