華北地區(qū)四種典型造林樹種蒸騰節(jié)律的實(shí)驗(yàn)研究.pdf_第1頁(yè)
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1、目前很多國(guó)家和地區(qū)水資源供需矛盾突出,在國(guó)土綠化與城市園林綠地建設(shè)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(fù)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(cè)定和計(jì)算方法成為目前植物生理生態(tài)學(xué)水分代謝的研究重點(diǎn),這對(duì)我國(guó)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(fù)雜的過程,是地表蒸發(fā)和植物蒸騰的總和?,F(xiàn)在測(cè)定植物蒸散量的方法越來(lái)越多,各有各的優(yōu)勢(shì)和不

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

3、根據(jù)莖熱平衡原理設(shè)計(jì)的莖流傳感器對(duì)植物莖干中的液流(莖流)進(jìn)行監(jiān)測(cè),間接反映植物的蒸騰速率,并同步監(jiān)測(cè)與植物蒸騰密切相關(guān)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(cè)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)所監(jiān)測(cè)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(zhǎng)季內(nèi)的莖流變化規(guī)律以及植物莖流對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)等內(nèi)容。為研究植株水分供需規(guī)律,驗(yàn)證節(jié)水抗旱措施,相關(guān)區(qū)域植被恢復(fù)等提供理論基礎(chǔ)。

4、研究結(jié)果表明:四種植物的莖流日變化表現(xiàn)出相對(duì)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(jìn)入快速增加期,到中午達(dá)到最大,然后進(jìn)入快速下降期,在傍晚進(jìn)入變化小的低莖流期。同時(shí)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(dòng)、達(dá)到峰值以及莖流穩(wěn)定的時(shí)間;最高速率維持的時(shí)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(dòng)時(shí)間、峰值出現(xiàn)時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)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(dòng)較早

5、,側(cè)柏相對(duì)較晚;君遷子較早達(dá)到峰值,山杏相對(duì)較晚;側(cè)柏莖流穩(wěn)定時(shí)間較早,君遷子相對(duì)較晚。在八月份君遷子最早啟動(dòng)莖流和達(dá)到峰值,山杏莖流啟動(dòng)較晚,側(cè)柏較早穩(wěn)定,山杏相對(duì)較晚穩(wěn)定。九月份山杏啟動(dòng)最早,側(cè)柏較早達(dá)到峰值,山杏莖流穩(wěn)定時(shí)間較晚。相對(duì)來(lái)說(shuō),八月份植物莖流啟動(dòng)早,九月份峰值出現(xiàn)時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間早。物種間,君遷子莖流啟動(dòng)時(shí)間和峰值出現(xiàn)時(shí)間早,側(cè)柏莖流穩(wěn)定時(shí)間早。以植物種類為分組變量,對(duì)植物莖流日變化進(jìn)行方差分析并進(jìn)行F檢驗(yàn),F(xiàn)(3,57

6、2)=58.411,P=0.0000<0.01,結(jié)果表明,植物莖流日變化存在極顯著差異。具體結(jié)果為:植物莖流日變化側(cè)柏和君遷子差異顯著,側(cè)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(gè)快速生長(zhǎng)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(zhǎng)短與波動(dòng)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(dòng)、達(dá)到峰值和穩(wěn)定的時(shí)間也有差異。以時(shí)間為

7、分組變量,10天為一組,對(duì)四種植物在快速生長(zhǎng)季內(nèi)的莖流變化進(jìn)行方差分析并進(jìn)行F檢驗(yàn),結(jié)果表明:四種植物的莖流在快速生長(zhǎng)季內(nèi)各旬之間都存在極顯著差異。監(jiān)測(cè)物種對(duì)各環(huán)境因子的敏感性不一致,風(fēng)速除了與側(cè)柏莖流顯著相關(guān)外,與其他物種均相關(guān)不顯著。空氣濕度與所有物種均表現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)。葉片溫度、空氣溫度與所有物種顯著正相關(guān)。太陽(yáng)輻射除了與刺槐和紫穗槐相關(guān)不顯著外,與其他物種均顯著正相關(guān)。土壤濕度與物種之間的相關(guān)性表現(xiàn)出較強(qiáng)的種間差異,正負(fù)相關(guān)、顯著

8、不顯著都存在。最后對(duì)監(jiān)測(cè)物種和環(huán)境因子進(jìn)行了多元線性逐步回歸分析,并建立了相應(yīng)的回歸方程:側(cè)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

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