北京山区主要树种光合蒸腾与耗水特性研究

论文摘要

本文主要研究北京山区密云水库流域常见树种的光合特性和蒸腾耗水特性,揭示不同树种的耗水特征,在此基础上结合抗旱造林技术,得出适宜北京山区的低耗水树种和最佳造林密度。针对密云水库流域现有的植被分布特点,选择22种乔灌木和2个典型林分（油松林和侧柏栎类混交林）作为研究对象,通过盆栽法和典型林分耗水试验,应用数学统计方法,分析了光合蒸腾耗水特征,得出如下结论:不同树种由于其本身的生物学特性,形成不同的生态适应性。在水分充足条件下,供试22个试验树种光合速率、蒸腾速率与水分利用率日变化曲线呈相似的变化趋势。乔木树种中,阔叶树种的光合、蒸腾速率高于针叶树种,平均水分利用率针叶树种大于阔叶树种。灌木树种中,阳性的蒸腾速率高于阴性树种;平均水分利用率是阴性灌木大于阳性灌木树种。乔灌木树种的蒸腾速率、光合速率和气孔导度日变化曲线呈相似的单峰或双峰曲线,阔叶乔木树种日最大蒸腾速率从大到小的顺序依次:臭椿>麻栎>槲树>刺槐>栓皮栎。日平均水分利用率从大到小的顺序依次:栓皮栎>麻栎>槲树>刺槐>臭椿。槲树水分利用率最高,臭椿的水分利用率最低。灌木树种日最大蒸腾速率从大到小的顺序依次:鼠李>黄栌>酸枣>孩儿拳头>荆条>火炬>花木蓝>雀儿舌头。分析了与环境因子的相关分析表明,侧柏和油松与气孔导度和光照强度为显著相关,建立多元线性回归分析模型:Y=a+bX1+cX2+dX3+eX4+fX5,相关系数很高。从树种间的耗水量比较发现,刺槐的蒸腾耗水量最大,其次是油松,侧柏、槲树、麻栎和栓皮栎的耗水量差距不大,耗水量排序为刺槐>麻栎>槲树>油松>栓皮栎>侧柏。本文正是在试验研究的基础上,通过对北京山区人工林优势树种光合蒸腾作用,耗水变化规律的研究,为密云水库集水区水源保护林的高效空间配置和稳定林分结构设计提供理论基础,也为相邻相近或同类地区的林业工程建设提供技术支撑。为在水分承载量的基础上,维持林地的土壤水分平衡,可以达到恢复森林植被、扩大森林资源、改善生态环境的目的。本文研究得出,年降水量660mm的北京密云水源保护林中油松、刺槐的造林密度宜在6590株/亩。30年内基本上能够保证林木成活和成林的用水需要。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 1 林木光合与蒸腾耗水研究现状与展望
• 1.1 林木光合作用研究
• 1.1.1 林木光合作用的测定方法
• 1.1.2 环境因子对林木光合作用影响
• 1.1.3 林木光合作用研究展望
• 1.2 林木蒸腾耗水研究
• 1.2.1 林木蒸腾耗水的研究现状
• 1.2.2 不同尺度蒸腾耗水的研究方法
• 1.2.3 林木蒸腾耗水研究问题与展望
• 2 研究地区和试验区概况
• 2.1 研究地区自然概况
• 2.1.1 地形地貌
• 2.1.2 地质土壤
• 2.1.3 气候条件
• 2.1.4 水文条件
• 2.1.5 植被类型
• 2.2 试验区基本概况
• 3 研究途径
• 3.1 研究内容
• 3.2 关键的问题
• 3.3 技术路线
• 3.4 研究方法
• 4 林木光合特性研究
• 4.1 针叶树种光合特性的分析
• 4.1.1 针叶树种净光合速率日变化
• 4.1.2 针叶树种光合特征与影响因子的相关分析
• 4.2 阔叶树种光合特性的分析
• 4.2.1 阔叶树种净光合速率日变化
• 4.2.2 阔叶树种光合特性与影响因子的相关分析
• 4.3 灌木树种光合特性的分析
• 4.3.1 灌木树种净光合速率日变化
• 4.3.2 灌木树种光合特性与影响因子的相关分析
• 4.4 乔灌木树种光合特性比较分析
• 4.5 小结
• 5 林木蒸腾特性研究
• 5.1 针叶树种蒸腾特性
• 5.1.1 针叶树种蒸腾速率日变化
• 5.1.2 针叶树种蒸腾特性与影响因子的相关分析
• 5.2 阔叶树种蒸腾特性研究
• 5.2.1 阔叶树种蒸腾速率日变化
• 5.2.2 阔叶树种蒸腾特性与影响因子的相关分析
• 5.3 灌木树种蒸腾特性研究
• 5.3.1 灌木树种蒸腾速率日变化
• 5.3.2 灌木树种蒸腾特征与影响因子的相关分析
• 5.4 乔灌木树种蒸腾特征比较分析
• 5.5 小结
• 6 林木耗水特性研究
• 6.1 苗木耗水特性分析分析
• 6.1.1 针叶树种耗水特性
• 6.1.2 阔叶树种耗水特性
• 6.1.3 灌木树种耗水特性
• 6.1.4 乔灌木树种苗木耗水特性比较
• 6.2 林木耗水特性分析
• 6.2.1 针叶乔木树种耗水特性
• 6.2.2 阔叶乔木树种耗水特性
• 6.2.3 灌木树种耗水特性
• 6.2.4 乔灌木树种林木耗水特性比较
• 6.3 小结
• 7 促进林木高效光合和低耗水的技术途径
• 7.1 乔灌主要树种耗水量比较，选择低耗水树种
• 7.2 林分适宜密度的探讨
• 8 结论与讨论
• 8.1 结论
• 8.2 讨论
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢