北京主要园林树种耗水性及节水灌溉制度研究

论文摘要

北京是水资源严重短缺的城市，每年园林绿地的养护需要消耗大量水资源。长期以来，由于对植物的内在耗水规律缺乏了解，现有的绿地水分管理具有很大的盲目性，停留在经验管理的粗放水平上，造成水资源的浪费。本文以北京市主要园林植物为研究对象，以建立绿地节水灌溉制度、提高水资源利用效率为目标，通过对北京丁香等15个树种苗木的盆栽试验和对侧柏、油松、元宝枫等树种树干边材液流及环境影响因子的长期定位观测，弄清了这些树种耗水的时空变异规律，揭示了不同树种耗水能力的差异，建立了树木耗水与主要环境因子的关系模型，并进行尺度扩展。在此基础上，制订了5种典型绿地植被的节水灌溉制度。 本研究取得的主要成果有： 弄清了树种耗水的季节差异，在充分供水条件下，元宝枫属于春季耗水型，金丝柳、大叶黄杨、金叶女贞、棣棠、白皮松、油松、铺地柏、侧柏属于夏季耗水型，北京丁香属于秋季耗水型，西府海棠属于夏秋耗水型，栾树、榆叶梅、黄栌、北京桧属于均衡耗水型。 实测了各树种不同时间尺度的耗水能力，在充分供水条件下，榆叶梅、栾树、金丝柳、元宝枫、西府海棠为高耗水树种，黄栌、铺地柏、金叶女贞、侧柏为低耗水树种，北京丁香、大叶黄杨、棣棠、北京桧、油松、白皮松为中等耗水树种。在季节尺度上，春季，榆叶梅、元宝枫、栾树、金丝柳的日耗水量显著大于其他树种；夏季，金丝柳、榆叶梅、栾树的日耗水量明显大于其他树种；秋季，榆叶梅、栾树、西府海棠的耗水量大，白皮松、油松、大叶黄杨、侧柏、金叶女贞、铺地柏、黄栌的耗水量很少，其他树种居中。 分析了环境因子对树木蒸腾耗水的影响，在充分供水条件下，各树种蒸腾速率与气孔导度和太阳辐射为极显著相关，与相对湿度、气温和大气水势的相关性稍弱，但夏季的相关性较强。 建立了树木蒸腾速率与主要环境因子的优化模型，在15个树种3个季度总共45个模型中，只含光照一个因子(光照型)的模型38个，光温型3个，光湿型1个，光温湿型3个。 确定了绿地水分分级管理的标准，根据不同水分梯度下各树种生理和外貌特征，

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 论文中引用的符号及其中英文含义
• 1 引言
• 1.1 树木耗水研究的目的和意义
• 1.1.1 城市树木的水文效应
• 1.1.2 北京市自然条件及水资源现状
• 1.1.3 北京城市绿化现状及发展目标
• 1.1.4 树木耗水研究的目的及对缓解北京水资源紧张状况的意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 树木耗水研究的三个阶段
• 1.2.1.1 早期研究阶段
• 1.2.1.2 飞速发展阶段
• 1.2.1.3 技术成熟阶段
• 1.2.2 盆栽苗木蒸腾耗水研究进展
• 1.2.3 树干液流动态和蒸腾耗水研究进展
• 1.2.4 国内外研究的不足
• 1.3 本论文的创新之处
• 1.4 本论文的课题来源
• 2 树木耗水研究及绿地节水灌溉的理论基础
• 2.1 树木耗水性的概念
• 2.2 树木耗水性的评价和比较
• 2.3 树木耗水的影响因素
• 2.4 树木耗水的测定方法
• 2.5 树木耗水尺度扩展理论
• 2.6 绿地节水的实现途径
• 2.7 城市园林绿地节水灌溉制度的内含
• 2.8 技术路线
• 3 试验设计
• 3.1 试验地点概况
• 3.2 试验材料的选择
• 3.3 试验设计和试验方法
• 3.3.1 树干边材液流测定
• 3.3.2盆栽试验
• 3.3.2.1 试验布置
• 3.3.2.2 苗木主要生理指标和环境因子测定方法
• 3.3.2.3 叶面积测定
• 3.3.3 草坪蒸散量和林下土壤蒸发量的测定
• 3.3.4 土壤水分特征曲线
• 4 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 各树种蒸腾、光合和水分利用效率的日变化规律
• 4.1.2 各树种不同季节的耗水率
• 4.1.2.1 不同季节各树种日耗水进程
• 4.1.2.2 同一树种不同季节日耗水率及年平均日耗水率比较
• 4.1.2.3 树种日耗水率的季节排序
• 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 气象因子和SPAC水势的影响
• 4.1.3.3 蒸腾速率与环境因子的相关性分析
• 4.1.3.4 蒸腾速率与环境因子的优化模型
• 4.1.3.5 天气状况对蒸腾速率的影响
• 4.1.3.6 遮阴对蒸腾和光合的影响
• 4.2 控水条件下苗木的耗水规律
• 4.2.1 蒸腾速率日变化与控水时间的关系
• 4.2.2 土壤含水量下降对蒸腾和光合强度的影响
• 4.2.3 干旱胁迫条件下不同季节各树种的日耗水进程
• 4.2.4 复水试验
• 4.3 小结
• 5 主要树种单木耗水性研究
• 5.1 树干边材液流的时空变异规律
• 5.1.1 边材液流的日变化和季节变化
• 5.1.2 树干不同高度边材液流的变化规律
• 5.1.3 树干不同方位边材液流的变化规律
• 5.1.4 不同直径树木边材液流的变化规律
• 5.1.4.1 不同直径树木边材液流速率的日变化
• 5.1.4.2 不同直径树木一天中各时段耗水量的变化
• 5.2 树木耗水的影响因素
• 5.2.1 蒸腾、气孔导度、气象因子、SPAC水势对边材液流速率的影响
• 5.2.2 主要环境因子与边材液流速率的相关性分析
• 5.2.3 季节和天气对树干液流的影响
• 5.2.3.1 不同季节三种典型天气树干液流速率的日变化动态
• 5.2.3.2 各月三种典型天气平均液流通量的比较
• 5.3 主要树种单木耗水模型的建立
• 5.4 小结
• 6 树木耗水的尺度扩展及耗水量的计算
• 6.1 树木耗水的尺度扩展方法
• 6.1.1 灌木耗水的尺度扩展方法
• 6.1.2 树干边材液流耗水量测定的尺度扩展
• 6.1.3 时间尺度扩展
• 6.2 耗水模型检验和耗水率（量）的计算
• 6.2.1 苗木耗水模型检验和耗水率的计算
• 6.2.1.1 苗木耗水模型的检验
• 6.2.1.2 苗木不同水分梯度下各树种实际耗水率的计算及分析
• 6.2.1.3 不同水分梯度下各树种平均日耗水率排序
• 6.2.2 单木耗水量的计算
• 6.2.2.1 单木日耗水量实测和预测结果
• 6.2.2.2 不同胸径树木日耗水量查询表的建立
• 6.3 小结
• 7 园林绿地节水灌溉制度的建立
• 7.1 园林绿地养护等级的划分
• 7.2 绿地水量平衡各收支项的观测和计算
• 7.3 灌溉时间和灌溉量（灌溉强度）的确定
• 7.4 园林绿地分类
• 7.5 不同绿地水分供求差额、灌溉量和灌溉次数的计算
• 7.5.1 乔木绿地
• 7.5.2 乔草型绿地
• 7.5.3 灌木绿地
• 7.5.4 灌草型绿地
• 7.5.5 乔灌草型绿地
• 7.6 不同绿地的耗水量比较
• 7.7 小结
• 8 结论与讨论
• 参考文献
• 攻读博士学位3年来发表的论文论著
• 导师简介
• 致谢