论文摘要
本文着眼于水资源短缺的热点问题，以白玉兰、鹅掌楸和刺槐3种北京常用观赏乔木为研究对象，通过应用热扩散式边材径流计（TDP）和全自动微型气象站（WS-UM），在保证环境条件一致的基础上，于2006年全年对树干边材液流及环境因子进行定位同步观测，了解并掌握了这些树种耗水的时空变化规律，揭示了不同树种耗水能力的差异性，建立了树木耗水与主要环境因子的关系模型，并进行了尺度扩展，为制定科学合理的城市绿地灌溉制度、提高北京市城市绿地的水分利用效率提供了理论依据。研究表明：白玉兰、鹅掌楸和刺槐树干液流速率的日变化均为峰形曲线，其中，白玉兰呈单峰形曲线，在所选观测日中每日启动最晚，约为8：10～8：40左右，最晚到达峰值，约为14：10～14：30左右，峰值和日平均液流速率最大，分别为0.00852 cm·s-1和0.00173 cm·s-1，到达低谷最早，约为18：10～19：00左右；刺槐和鹅掌楸呈宽峰形曲线，刺槐每日启动最早，约为6：30～6：40左右，最早到达峰值，约为9：10～11：20左右，峰值和日平均液流速率最小，分别为0.00170cm·s-1和0.00063 cm·s-1，到达低谷最晚，约为19：30～20：20左右；鹅掌楸介于白玉兰和刺槐之间，每日7：30～7：50左右启动，11：00～12：40左右到达峰值，峰值平均为0.00236cm·s-1，日平均液流速率为0.00092cm·s-1，19：30～19：50左右到达低谷。3个树种边材液流速率的季节变化都是夏季液流速率的曲线峰形宽于春、秋季，但是夏季的峰值和日平均液流速率却小于春、秋季。3个树种整个生长季的平均液流通量白玉兰最大，为5.740cm3·h-1·cm-2，说明耗水能力最大；刺槐最小，为2.947cm3·h-1·cm-2，说明耗水能力最小：鹅掌楸居中，为4.695cm3·h-1·cm-2，说明耗水能力介于白玉兰和刺槐之间。季节平均液流通量都是春、秋季大于夏季，这主要是树木生长节律和环境因子共同影响的结果。三种典型天气条件下，各树种整个生长季边材液流总的变化规律均为：晴天＞阴天＞雨天，夜间液流通量占白天液流通量的百分比例都是雨天＞阴天＞晴天。不同直径刺槐边材液流速率的变化与树干直径关系不大，但是单木日耗水量与树干直径和边材面积的相关性达极显著水平，相关系数分别为0.983和0.999。另外，由于树体水容的影响，直径小的刺槐边材液流速率曲线峰形较窄，直径较大的边材液流速率曲线峰形较宽。树干液流和多种环境因子的同步观测和相关性分析表明，影响白玉兰、鹅掌楸和刺槐树干液流的主要因素都是空气温度、空气相对湿度和太阳辐射。同时，构建了60个树干液流速率与环境因子的关系模型，其中，阴天和雨天条件下的模拟效果都差于晴天。不过，在晴天、阴天和雨天用模型预测的耗水量和实测的耗水量误差不大，平均误差率一般在±10％以内，因此，建立的单木日耗水预测模型是具有应用价值的。在前面耗水规律和耗水模型研究的基础上，通过建立耗水量与树干直径的关系模型W=0.118D1.533对刺槐单株耗水量进行了尺度扩展，实现了任意径阶大小刺槐在各月不同天气里的耗水量的预测，从而便于我们可以随时掌握树木的耗水动态。