翅荚木蒸腾耗水特性研究

论文摘要

我国是水资源严重匮乏的国家,但是长期以来,由于对植物的内在耗水规律缺乏系统了解,现有的水分管理存在很大的盲目性,管理水平粗放,以致每年林木的养护都需要消耗大量的水资源,造成水资源的浪费。本文以翅荚木为研究对象,以选择合理种植密度、提高水资源利用效率为目标,通过对不同密度区幼林、不同苗龄的盆栽苗木和环境影响因子的长期定位观测,弄清了翅荚木耗水的时空变异规律,揭示了不同密度区、不同苗龄的翅荚木耗水能力的差异,建立了林木耗水与主要环境因子的关系模型,并进行尺度扩展。本研究取得的主要成果有：比较了不同密度、不同苗龄翅荚木之间的耗水差异。幼林试验：蒸腾速率3×3m密度区最大,1.5×1.5m处次之,1×0.3m处最低；水分利用效率1.5×1.5m密度区最高,1×0.3m处次之,3×3m处最低。盆栽试验：日耗水量当年生苗木大于留床苗,水分利用效率留床苗大于当年生苗。分析了环境因子对盆栽苗木蒸腾耗水的影响,在充分供水条件下,各苗木蒸腾速率与气孔导度和太阳辐射为显著相关,与相对湿度、气温的相关性稍弱。不同月份各苗木日耗水量差异显著,在水分充足条件下,当年生苗6月>8月>11月>10月,留床苗8月>6月>11月>10月；控水条件下,当年生苗和留床苗均为6月>8月>11月>10月。建立了幼林和盆栽苗木蒸腾速率与主要环境因子的5个优化模型。根据不同水分梯度下各苗木的生理及外貌特征,可确定本次试验土壤的田间含水量当年生苗为17.12%（水势-0.265Mpa）,留床苗为22.30%（水势-0.096Mpa）,水分有效性临界值当年生苗为14.80%（水势-0.331Mpa）,留床苗为16.79%（水势-0.325Mpa）,旱害临界值当年生苗为8.39%（水势-0.449Mpa）,留床苗为10.41%（水势-1.343Mpa）,永久萎蔫系数当年生苗为7.83%（水势-0.456Mpa）,留床苗为5.95%（水势-3.619Mpa）。据此,将土壤水分供应等级分为三级,即水分充足、轻度缺水、中度缺水。在半年的观测试验中,采用了Li-6400便携式光合测定系统、SEC广域压力膜仪等先进的仪器设备。对每一个试验项目都设计了3-5个重复,且进行了长时间、多时段观测。本课题选定翅荚木为研究对象,并首次对不同密度、不同苗龄的翅荚木进行耗水特性研究,将林木耗水与造林密度选择、水分合理灌溉相结合,因而在研究对象的选择、研究的系统性和理论与生产实践的结合等方面具有新颖性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 翅荚木资源概况
• 1.1.1 树种特性
• 1.1.1.1 形态特征
• 1.1.1.2 分布及生境
• 1.1.1.3 生理特性
• 1.1.2 开发利用
• 1.1.3 育苗造林技术
• 1.1.3.1 育苗技术
• 1.1.3.2 造林技术
• 1.2 林木耗水研究的目的和意义
• 1.2.1 我国森林资源及水资源现状
• 1.2.2 林木耗水研究的意义
• 1.3 国内外研究现状及不足
• 1.4 林木耗水研究的相关内容及方法
• 1.4.1 林木耗水性的概念
• 1.4.2 蒸腾速率与耗水量
• 1.4.3 林木耗水的影响因素
• 1.4.4 林木耗水性的评价和比较
• 1.4.5 林木耗水的测定方法及应用条件
• 1.4.6 耗水尺度扩展理论与方法的研究
• 1.5 课题来源
• 1.6 技术路线
• 2 试验设计
• 2.1 试验地点概况
• 2.2 试验材料的选择
• 2.3 试验设计和试验方法
• 2.3.1 幼林试验
• 2.3.1.1 试验布置
• 2.3.1.2 苗木主要生理指标和环境因子测定方法
• 2.3.2 盆栽试验
• 2.3.2.1 试验布置
• 2.3.2.2 苗木主要生理指标和环境因子测定方法
• 2.3.2.3 叶面积测定
• 2.3.3 林下土壤蒸发量的测定
• 2.3.4 土壤水分特征曲线
• 3 翅荚木幼林耗水特性研究
• 3.1 各密度区林木蒸腾、光合和水分利用效率的日变化规律
• 3.2 各密度区林木蒸腾速率比较
• 3.3 气孔导度和环境因子对林木蒸腾耗水的影响
• 3.3.1 气孔导度的影响
• 3.3.2 蒸腾速率与环境因子的相关性分析
• 3.3.3 蒸腾速率与环境因子的优化模型
• 3.4 小结
• 4 盆栽苗木耗水性研究
• 4.1 水分充足条件下苗木的耗水规律
• 4.1.1 各苗木蒸腾、光合和水分利用效率的日变化规律
• 4.1.2 各苗木不同月份的耗水量
• 4.1.2.1 各苗木不同月份的日耗水进程
• 4.1.2.2 苗木日耗水量月变化
• 4.1.3 气孔导度和环境因子对苗木蒸腾耗水的影响
• 4.1.3.1 气孔导度的影响
• 4.1.3.2 蒸腾速率与环境因子的相关性分析
• 4.1.3.3 蒸腾速率与环境因子的优化模型
• 4.1.3.4 天气状况对耗水量的影响
• 4.2 控水条件下苗木的耗水规律
• 4.2.1 天气状况对耗水量的影响
• 4.2.2 耗水量日变化与控水时间的关系
• 4.2.3 土壤含水量下降对蒸腾的影响
• 4.2.4 土壤水分梯度的确定
• 4.2.5 控水条件下不同月份各苗木的日耗水进程
• 4.2.6 苗木日耗水量月变化
• 4.3 林下土壤的蒸发量
• 4.4 小结
• 5 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.2 讨论
• 6 本论文的创新之处
• 参考文献
• 附录
• 致谢