论文题目: 宁夏南部柠条、沙棘和华北落叶松的液流与蒸腾耗水特性
论文类型: 博士论文
论文专业: 生态学
作者: 沈振西
导师: 王彦辉
关键词: 半干旱地区,宁夏,六盘山,柠条,沙棘,华北落叶松,液流,蒸腾,蒸散,气孔导度,土壤含水量
文献来源: 中国林业科学研究院
发表年度: 2005
论文摘要: 为了解我国西北干旱半干旱地区植被生态用水与水资源的相互关系,我们在宁夏六盘山北侧固原地区,选择了沙棘(Hippophae,rharnnoides)、柠条(CaraganaKorshinskii)和华北落叶松(Larix principi-rupprechti)三种当地主要的水土保持或水源涵养林树种为研究对象,在2003-2004年生长季内采用先进的液流测定技术,测定了这三种植物的液流特征,并根据液流估算了单木和群落的蒸腾耗水量。结合土壤水分、林分结构特征以及微气象因子的观测,分析了单木和群落水平蒸腾耗水的变化规律以及不同植被对水分的利用特征。主要结果如下: 1.沙棘 2004年6-9月,在宁夏固原六盘山水源涵养林区叠叠沟小流域内,选择12年生天然沙棘群落林样地,采用热平衡原理的包裹式茎流计测定了沙棘植株液流通量(单株单位时间液流量,g·h~-1)的时空变化规律,并由此计算了基于叶面积的蒸腾速率(下称蒸腾速率),估算了沙棘群落的蒸腾耗水量。结果表明,液流通量和蒸腾速率的日变化曲线在晴天表现出明显的“单峰”型,在夜间仍有液流运动,沙棘液流速率在夜间约为白天的17.78%,夜间液流量占总全天总液流量的12.87-13.84%。 沙棘液流通量的变化主要受局地微气候因子的驱动和影响,其中太阳总辐射是主要影响因子,其次是空气饱和差(VPD)、气温和相对湿度。蒸腾速率与环境因子的相关性大小依次为:VPD>太阳总辐射>相对湿度>气温>风速>地温。 从6到9月份,沙棘蒸腾速率呈明显的降低趋势,蒸腾速率与沙棘叶面积的增加呈明显的负相关(P<0.0001),发现蒸腾速率的变化存在着气孔调节补偿作用,这种补偿作用在叶面积指数(LAI)高的群落表现会更明显。沙棘群落的蒸腾耗水量随群落叶面积指数的增加而增大,当5-10月分蒸腾耗水量超过年降水量的82%以上(一般在8-9龄)时,沙棘群落的生长开始受到水分不足的限制,种群内部的调节作用增强,进入波动起伏阶段,沙棘群落的蒸腾量也随之变化。 2.柠条 采用包裹式茎流测定系统,2003年7月在宁夏固原上黄水土保持试验区对1986年栽植的人工柠条群落液流蒸腾和环境因子进行了昼夜连续观测,建立了柠条蒸腾的回归模型,并分析比较了柠条林地的耗水动态。结果表明:昼间枝条液流通量与枝条的粗细呈正相关,枝条间的液流通量差异在昼间大,夜间小;在晴天观测到较粗枝条的蒸腾耗水率日变化曲线出现午间降低现象,午间降低时间在12:10至13:20之间。 柠条在夜间存在液流上升和微弱蒸腾作用,枝条平均夜间蒸腾耗水量占全天蒸腾耗水量的5.84%。柠条蒸腾耗水率与太阳辐射、气温、空气饱和差和空气相对湿度具有显著的相关性,得到了蒸腾耗水率与环境因子的的回归方程。 通过建立蒸腾速率回归模型和对气象因子、土壤水分含量等的估算,比较两个
论文目录:
ABSTRACT
前言
第1章 研究综述
1 植被蒸散研究方法
1．1 微气象法
1．2 红外遥感法
1．3 水量平衡法
1．4 蒸渗仪(Lysimeter)法
1．5 生理生态学方法
1．6 研究尺度与尺度转换
1．7 国内蒸散研究
2 土壤水分与植被的水分利用
2．1 气孔调节与土壤水分
2．2 土壤-植物-大气水分关系的模拟研究
2．3 土壤水分控制实验
3 生态水的研究进展
3．1 生态用水概念和定义
3．2 天然植被生态水研究
3．3 人工植被生态水研究
3．4 研究方向展望
参考文献
第2章 沙棘的液流变化及群落水分利用特性
1 引言
2 研究地区概况和方法
2．1 自然概况
2．2 研究方法
3 结果与分析
3．1 沙棘液流
3．2 蒸腾速率
3．3 沙棘群落的水分蒸散消耗
4 讨论
4．1 沙棘蒸腾日变化问题
4．2 夜间液流和蒸腾问题
4．3 沙棘单位叶面积蒸腾的气孔调节
4．4 沙棘群落水分利用特点
参考文献
第3章 半干早地区柠条人工群落的枝条液流特征和群落耗水
1 引言
2 研究地区自然概况
3 研究材料和方法
3．1 液流测定
3．2 微气候测定
3．3 蒸腾耗水率计算
3．4 群落蒸散量计算
3．5 群落蒸腾量和林间蒸散量估算
4 结果与分析
4．1 液流通量变化
4．2 不同枝条蒸腾耗水率比较
4．3 蒸腾耗水率与环境因子关系
4．4 人工柠条群落的水分散失动态估算
5 讨论
5．1 蒸腾的午间降低现象和夜间蒸腾问题
5．2 人工柠条林水分散失和补充
参考文献
第4章 华北落叶松林树干液流、树体贮水以及冠层导度研究
1 引言
2 材料和方法
2．1 研究地区的自然概况(略)
2．2 样地描述
2．3 液流测定
2．4 树干径向和纵向变化测定
2．5 土壤水分及其他样地特征测定
3 结果与分析
3．1 华北落叶松单木液流变化特征
3．2 单木蒸腾和林分蒸腾估算
3．3 树体贮水量变化与蒸腾耗水
3．4 平均冠层气孔导度(Gs)的估算和模型模拟
4 小结
参考文献
第5章 不同土地覆被下土壤水分的时空变化和蒸散量
1 引言
2 研究样地和方法
2．1 研究方法
2．2 样地描述
3 结果与分析
3．1 不同地表覆被下土壤含水量垂直变化
3．2 不同植被覆被下土壤剖面含水量的比较
3．3 植被蒸散量比较
4 讨论
4．1 六盘山石质山地土壤水分在土层内的垂直分布
4．2 地形和植被对土壤水分和蒸散影响
4．3 降水量影响蒸散
参考文献
致谢
附件1 个人简历
附件2 博士后期间研究工作和工作情况简介
己发表论文
待发表论文
参加合作导师科研项目
发布时间: 2005-10-11
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