全 文 ：第３５卷第２期
２０１５年４月
水土保持通报
Ｂｕｌｅｔｉｎ　ｏｆ　Ｓｏｉｌ　ａｎｄ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ
Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．２
Ａｐｒ．，２０１５
　
　　收稿日期：２０１４－０３－１９　　　　　　　修回日期：２０１４－０４－０４
　　资助项目：国家科技支撑计划项目“高原湿地退化生态系统植被恢复技术研究及示范”（２０１１ＢＡＣ０２Ｂ０２０３－０２），“西南喀斯特森林多目标经营
技术与效益评价”（２０１２ＢＡＤ２２Ｂ０１０４０２）；贵州省重大专项项目（黔科合ＪＺ字（２０１４）２００２）；贵州省社发攻关项目（黔科合ＳＹ字
［２０１３］３１６５号）；贵州大学引进人才项目（贵大人基合字（２０１２）００３号）
　　第一作者：杨瑞（１９７９—），男（苗族），贵州省水城县人，博士，副教授，主要从事喀斯特森林生态和森林经营方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｒ５５３０１７＠
１６３．ｃｏｍ。
喀斯特区云南鼠刺树干液流及土壤水分动态
杨 瑞１，喻理飞２，戴全厚１
（１．贵州大学 林学院，贵州 贵阳５５００２５；２．贵州大学 生命科学学院，贵州 贵阳５５００２５）
摘　要：［目的］分析喀斯特区树干液流速率与土壤水分之间关系，揭示云南鼠刺的水分动态及对生境的
适应机理，为喀斯特区生态环境建设提供理论依据。［方法］２００９年７月２６日至８月１日期间，利用热扩
散式液流探针对喀斯特区的土面和石沟两种不同生境中云南鼠刺的树干液流进行连续测定，同时测定土
壤水分含量的变化。［结果］两种不同生境中树干液流日变化呈现出不规则峰形曲线，每天液流速率的最
大值均出现在白天，最小值均出现在夜间；同一深度土壤含水量随着时间的推移均逐渐降低，但降低速率
不同，其变化与土壤深度的关系不明显；云南鼠刺树干液流速率与土壤含水量存在着不显著的正相关关
系。［结论］云南鼠刺在喀斯特区的土面和石沟两种生境中的树干液流速率不同，但规律基本一致，树干液
流速率与土壤含水量的相关关系不显著。
关键词：喀斯特区；生境；云南鼠刺；树干液流；土壤含水量
文献标识码：Ａ　　　　　　文章编号：１０００－２８８Ｘ（２０１５）０２－００８９－０５　 中图分类号：Ｓ７１８．５１
Ｄｙｎａｍｉｃｓ　ｏｆ　Ｓｏｉｌ　Ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｓａｐ　Ｆｌｏｗ　ｏｆ
Ｉｔｅａ　Ｙｕｎｎａｎｅｎｓｉｓ　ｉｎ　Ｋａｒｓｔ　Ｒｅｇｉｏｎ
ＹＡＮＧ　Ｒｕｉ　１，ＹＵ　Ｌｉｆｅｉ　２，ＤＡＩ　Ｑｕａｎｈｏｕ１
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ５５００２５，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ５５００２５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：［Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ］Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｉｍｅｄ　ｔｏ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｕｓｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｄａｐｔａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈ－
ａｎｉｓｍ　ｏｆ　Ｉｔｅａ　ｙｕｎｎａｎｅｎｓｉｓ　ｔｏ　ｍｉｃｒｏｈａｂｉｔａｔ，ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｒｅｃｏｎ－
ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｋａｒｓｔ　ｒｅｇｉｏｎ　ｂｙ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓａｐ　ｆｌｏｗ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ．
［Ｍｅｔｈｏｄｓ］Ｔｈｅｒｍａｌ　ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｅ（ＴＤＰ）ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓａｐ　ｆｌｏｗ　ｄｙｎａｍｉｃｓ　ｏｆ　Ｉｔｅａ　ｙｕｎｎａｎｅｎｓｉｓ
ａｔ　ｔｗｏ　ｍｉｃｒｏｈａｂｉｔａｔｓ　ｏｆ　ｎｏｎ－ｓｔｏｎｙ　ｓｏｉｌ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｎｄ　ｓｔｏｎｙ　ｇｕｌｙ　ｉｎ　ｋａｒｓｔ　ｒｅｇｉｏｎ　ｆｒｏｍ　Ｊｕｌｙ　２６ｔｏ　Ａｕｇｕｓｔ　１，
２００９．Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ，ｓｏｉｌ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｗａｓ　ｍｅａｓｕｒｅｄ．［Ｒｅｓｕｌｔｓ］Ｄｉｕｒｎａｌ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓａｐ　ｆｌｏｗ　ｄｉｓｐｌａｙｅｄ
ａｎ　ｉｒｒｅｇｕｌａｒ　ｐｅａｋｅｄ　ｃｕｒｖｅ，ｔｈｅ　ｐｅａｋ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｏｆ　ｓａｐ　ｆｌｏｗ　ｏｃｃｕｒｒｅｄ　ｉｎ　ｄａｙｌｉｇｈｔ，ｔｈｅ　ｐｅａｋ　ｂａｓｅ　ｏｆ　ｓａｐ　ｆｌｏｗ　ｖｅｌｏｃ－
ｉｔｙ　ｗａｓ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ａｔ　ｎｉｇｈｔ．Ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｄｅｐｔｈ　ｇｒａｄｕａｌｙ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ｒａｔｅ　ａｌｏｎｇ　ｔｉｍｅ．
Ｔｈｅ　ｓａｐ　ｆｌｏｗ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｏｆ　Ｉｔｅａ　ｙｕｎｎａｎｅｎｓｉｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｈａｄ　ｉｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ．
［Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ］Ｔｈｏｕｇｈ　ｔｈｅｒｅ　ｗｅｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓａｐ　ｆｌｏｗ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｏｆ　Ｉｔｅａ　ｙｕｎｎａｎｅｎｓｉｓ　ａｔ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｍｉｃｒｏｈａｂｉｔａｔｓ　ｏｆ
ｎｏｎ－ｓｔｏｎｙ　ｓｏｉｌ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｎｄ　ｓｔｏｎｙ　ｇｕｌｙ　ｉｎ　ｋａｒｓｔ　ｒｅｇｉｏｎ，ｉｔ　ｓｈｏｗｅｄ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｔｉｍｅｌｉｎｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｔｗｏ
ｈａｂｉｔａｔｓ．Ｔｈｅｒｅ　ｗａｓ　ｎｏ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓａｐ　ｆｌｏｗ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｋａｒｓｔ　ｒｅｇｉｏｎ；ｍｉｃｒｏｈａｂｉｔａｔ；Ｉｔｅａ　ｙｕｎｎａｎｅｎｓｉｓ；ｓａｐ　ｆｌｏｗ；ｓｏｉｌ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ
　　植物与环境的协同演变过程中，环境的空间异质
性尺度的改变，涉及到植物的可摄取资源和生长的变
化，各树种的发生、生长和死亡过程，对异质性的环境
有不同的反应，为此研究植物对不同小生境的响应具
有重要意义。以各类碳酸岩发育形成的典型喀斯特
地貌生境类型多样，在不大的空间范围内以土面、石
沟、石缝、石台等各种不同的小生境类型［１－３］组成构造
了喀斯特区生境异质性高、复杂等特点。喀斯特区由
于不合理的人类活动，加上脆弱的生态地质背景，导
致森林退化严重，土地生产力退化，促进了喀斯特石
DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2015.02.017
漠化的形成。喀斯特石漠化生态综合治理过程中森
林植被恢复与重建作为改善喀斯特区生态环境建设
的根本，而土壤水分亏缺是喀斯特区人工造林、植被
恢复的主要障碍因子［４］。植物与水的关系问题是森
林培育与经营的一个基本问题，也是改善生态环境的
重要问题。因此，开展喀斯特区适生乡土树种需水规
律的研究意义重大。
对于树木耗水方法的研究，与传统的测定树木蒸
腾量的方法如剪枝称重法、七孔计法、蒸渗仪法等相
比均受到不同程度的限制，而利用热技术原理可以对
树木活体的树干液流进行自动连续的监测，一般不会
破坏植被的正常生理活动，且野外操作方便，在我国
使用热技术对林木活体蒸腾耗水是一种有效的方法，
先后有学者应用热扩散茎流计对刺槐（Ｒｏｂｉｎｉａ
ｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａ）、油 松 （Ｐｉｎｕｓ　ｔａｂｕｌｉｆｏｒｍｉｓ）、胡 杨
（Ｐｃｐｕｌｕｓ　ｅｕｐｈｒａｔｉｃａ）、红松（Ｐｉｎｕｓ　ｋｏｒａｉｅｎｓｉｓ）、白桦
（Ｂｅｔｕｌａ　ｐｌａｔｙｐｈｙｌｌａ）［５－１０］等树种进行了研究，分析
了树木耗水的变化规律，但由于区域分异的特点，决
定了区域植物生长的自然环境基础，喀斯特区特殊的
生境条件，其上生长的植物，生长发育过程中的蒸腾
耗水变化报道较少。因此，本研究选择贵州喀斯特山
区的常见适生乡土树种云南鼠刺（Ｉｔｅａ　ｙｕｎｎａｎｅｎｓｉｓ）
为研究对象，对树干液流及生长生境的土壤水分含量
进行测定，分析云南鼠刺在喀斯特区的耗水与生境中
土壤水分变化规律，旨在对该区植被恢复、生态环境
的改善和促进喀斯特区森林群落的形成提供依据。
１　研究区概况
研究区位于黔中区修文县的龙场镇沙溪村，乌江
支流的猫跳河右岸。地理位置为东经１０６°３６′，北纬
２６°５１′，平均海拔１　１００～１　５００ｍ，出露岩石以白云质
灰岩为主。具典型的中亚热带高原湿润季风气候，年
平均温１３．６℃，≥１０℃积温４　０９７．４℃，年降雨量
１　２３５ｍｍ，集中分布在４—９月；年均相对湿度８３％；
全年日照时数１　３５９．４ｈ，日照百分率３１％。土壤为
黄色石灰土，土层厚１５～２４ｃｍ，分布不连续，石砾含
量高，岩石裸露率约５５％。现存植被由于受到人为
因素的干扰，主要通过人工造林、天然更新等方式形
成了次生灌乔林群落，群落内物种组成复杂，云南鼠
刺依靠其较强的天然更新能力，分布于这些典型的喀
斯特山地森林中。
２　调查研究方法
在喀斯特山地森林中，选择生长在石沟和土面两
种不同小生境上，且林木生长状况基本相同的云南鼠
刺进行测定（表１）。树干液流采用美国Ｄｙｍａｘ公司
生产的ＴＤＰ热扩散液流探针进行测定，将ＴＤＰ统一
安装在各样木树干上（距地面高度１０ｃｍ处）的北向。
首先在探针安装处用小刀除去样木的粗皮，然后根据
仪器安装方法，沿树干纵向垂直钻取直径１．５ｍｍ的
小孔，插入ＴＤＰ－３０探针，用固体胶将探针与树体之
间的空隙涂抹封好，用胶带纸将探针尾部所连的电线
小心固定在树干上，并与仪器相连接，然后用锡箔护
罩将探头所在的树干部分包裹起来。仪器安装完以
后进行供电，用笔记本电脑与ＣＲ１０００数据采集器连
接，设置数据采集程序测定树干液流，每小时记录１
次。树干液流速率采用 Ｇｒａｉｎｅｒ树干液流计算公
式［１１］为：
Ｖｓ＝０．００１　９　Ｋ１．２３１×３　６００
式中：Ｖｓ———树干液流速率（ｃｍ／ｈ）。
Ｋ＝（ｄＴｍ－ｄＴ）／ｄＴ
式中：ｄＴｍ———记录的最大温差（℃）；ｄＴ———瞬时温
差值（℃）。
表１　云南鼠刺样木基本情况
样木
编号
生境
地径／
ｃｍ
树高／
ｍ
冠幅／
ｍ２
活枝
下高／ｍ
Ⅰ 石沟 ９．３　 ４．８０　 １．４０×２．２０　 １．５５
Ⅱ 土面 ９．５　 ５．８０　 １．７０×２．１０　 １．６
土壤 体 积 含 水 量 采 用 ＥＣＨ２Ｏ 进 行 测 定，
ＥＣＨ２Ｏ传感器是美国Ｄｅｃａｇｏｎ公司研制的土壤水
分传感器。分别在被测定样木生长的石沟和土面两
种小生境内，挖开土壤剖面，在不破坏土壤结构的情
况下，分别测定不同土层的水分变化，把插针横向插
入，不同探头测定的土壤深度分别为５，１０，１５，２０
ｃｍ。仪器每两小时自动读数１次，每天的数据及时
进行采集，连续监测数日。７月２６日早晨把仪器安
装完毕后，从７月２６日开始进行测定，一直观测到８
月１日，因７月２６下午到晚上持续下大雨，其它连续
６ｄ都为晴天，本研究采用７月２７日至７月３１日连
续５个晴天的数据进行分析。
３　结果与分析
３．１　树干液流日变化
云南鼠刺在石沟和土面两种小生境中的树干液
流速率测定结果如图１所示。由图１可以看出，在两
种不同生境中树干液流日变化呈现出不规则峰形曲
线，除了７月２７日的液流速率峰值有较大波动外，从
７月２８日至７月３１日４ｄ的最大液流速率峰值均出
０９ 　　　　　　　　　　　　 　　　　　　水土保持通报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第３５卷
现在每天的中午。总的来看，两种生境中每天液流速
率的最大值均出现在白天，最小值均出现在夜间。
图１　云南鼠刺在不同小生境中树干液流日变化
生长在石沟小生境的云南鼠刺液流速率与生长
在土面小生境的云南鼠刺液流速率呈线性关系（Ｒ２
＝０．８９８　９，ｐ＜０．０１），线性方程说明生长在两种生境
上的云南鼠刺液流速率变化成正相关，即石沟和土面
两种小生境的液流速率随着时间的变化同时增大或
减小。
土面生境树干液流速率值的增大或减小有
８９．８９％可采用石沟生境的液流速率与土面生境液流
速率之间的线性关系来解释，两种生境上树干液流速
率之间的线性相关性极显著（ｐ＜０．０１）。
　　在连续几个晴天条件下，表达云南鼠刺在两种不
同生境中的树干液流速率曲线特征指标值详见表２。
对于石沟生境，树干液流速率最小值先由０．５２ｃｍ／ｈ
减小到０，再逐渐增加到０．８８ｃｍ／ｈ，最小值出现的时
间在７月２７日为０：００，７月２８日到７月３０日每天
出现最小值的时间逐渐提前，７月３１日出现最小值
的时间与７月３０日相同；液流速率最大值的变化先
由１４．８２ｃｍ／ｈ减小到１０．３４ｃｍ／ｈ，又上升到１６．６７
ｃｍ／ｈ，后逐渐下降到１３．３２ｃｍ／ｈ，每天最大液流速
率出现在１０：００—１４：００之间；平均液流速率的变化
是从５．５９ｃｍ／ｈ逐渐上升到６．７９ｃｍ／ｈ，再下降到
４．６５ｃｍ／ｈ，变异系数的变化也是从４５．２２％上升到
８１．１７％，再下降到６３．８２％。对于土面生境，树干液
流速率最小值先由２．００ｃｍ／ｈ，减小到０，再逐渐增加
到０．５７ｃｍ／ｈ，最小值出现的时间在７月２７日０：００，
７月２８到７月３１日每天出现的时间都是２２：００；液
流速率最大值的变化是先由１６．９５ｃｍ／ｈ减小到
１５．０５ｃｍ／ｈ，又上升到２１．７１ｃｍ／ｈ，后逐渐下降到
１６．３３ｃｍ／ｈ，每天最大液流速率出现在１０：００—
１３：００之间；平均液流速率的变化是从７月２７日的
６．８０ｃｍ／ｈ逐渐上升，到７月２９日达８．２１ｃｍ／ｈ，再
逐渐下降到４．７７ｃｍ／ｈ，变异系数的变化也是从
４０．８４％上升到９８．８８％，再下降到９４．１３％。
表２　不同生境云南鼠刺树干液流日变化动态
生境 观测日期
最小值／
（ｃｍ·ｈ－１）
最小值
时刻
最大值／
（ｃｍ·ｈ－１）
最大值
时刻
平均液流速率／
（ｃｍ·ｈ－１）
标准差
变异
系数／％
０７２７　 ０．５２　 ０：００　 １４．８２　 １０：００　 ５．９５　 ２．６９　 ４５．２２
０７２８　 ０．００　 ２３：００　 １０．３４　 １３：００　 ６．２１　 ２．９０　 ４６．７０
石沟 ０７２９　 ０．４３　 ２２：００　 １６．６７　 １４：００　 ６．７９　 ４．９３　 ７２．４９
０７３０　 ０．８３　 ２１：００　 １４．５８　 １２：００　 ４．８９　 ３．９７　 ８１．１７
０７３１　 ０．８８　 ２１：００　 １３．３２　 １３：００　 ４．６５　 ２．９７　 ６３．８２
０７２７　 ２．００　 ０：００　 １６．９５　 １０：００　 ６．８０　 ２．７８　 ４０．８４
０７２８　 １．０１　 ２２：００　 １５．０５　 １３：００　 ７．０４　 ４．２４　 ６０．１９
土面 ０７２９　 ０．００　 ２２：００　 ２１．７１　 １２：００　 ８．２１　 ６．８０　 ８２．８５
０７３０　 ０．２６　 ２２：００　 １７．８３　 １２：００　 ５．２４　 ５．１９　 ９８．８８
０７３１　 ０．５７　 ２２：００　 １６．３３　 １３：００　 ４．７７　 ４．４９　 ９４．１３
３．２　土壤水分动态
植物根系分布于土壤中，土壤含水率的变化，对
植物的生长发育具有决定性作用，当土壤含水率过
低，不能满足植物根系在土壤中吸收水分的需要时，
可能造成植物的死亡。在喀斯特区，由于岩石的阻
隔，导致了土壤分布不连续，形成了不同的土壤单元，
在不同土壤单元中的水分不连续性，是喀斯特区土壤
水分分布的特点。土面生境中不同深度土壤体积含
水量变化如图２所示，刚降雨后的７月２７日，土壤深
度５，１０，１５，２０ｃｍ，土壤体积含水量分别为４５．３５％，
４６．０４％，４９．００％，４７．２９％；从７月２８日到７月３１
日，随着时间的推移，同一深度的土壤体积含水量都
在逐渐减小，土壤深度５ｃｍ 处土壤体积含水量由
４５．３５％逐渐下降到４１．３０％，土壤深度１０ｃｍ处土壤
体积含水量由４６．０４％逐渐下降到４０．００％，土壤深
度１５ｃｍ处土壤体积含水量由４９．００％逐渐下降到
４３．２３％，土壤深度 ２０ ｍ 处土壤体积含水量由
４７．２９％逐渐下降到４０．５１％，不同深度土壤体积含
１９第２期 　　　　　　杨瑞等：喀斯特区云南鼠刺树干液流及土壤水分动态
水量从７月２７日到７月３１日的变化中，５ｃｍ处降低
了４．０５％，１０ｃｍ处降低了６．０４％，１５ｃｍ处降低了
５．７７％，２０ｃｍ处降低了６．７８％，４个土层深度中２０
ｃｍ处土壤体积含水量降低最快，５ｃｍ处土壤体积含
水量降低最慢。石沟生境中不同深度土壤体积含水
量变化如图３所示，刚降雨后的７月２７日，土壤深度
５，１０，１５，２０ｃｍ，土壤体积含水量分别为３９．３６％，
４５．０１％，４１．２４％，４９．５３％，到了７月３１日，从土壤
深度５ｃｍ到２０ｃｍ，土壤体积含水量变化后分别为
３２．５５％，４２．５５％，４０．８９％，４６．９７％，从７月２７日到
７月３１日，土壤深度５ｃｍ 处的土壤体积含水量由
３９．３６％逐渐降低到３２．５５％，土壤深度１０ｃｍ处的土
壤体积含水量由４５．０１％逐渐降低到４２．５５％，土壤
深度１５ｃｍ和２０ｃｍ处的土壤体积含水量增降关系
不明显，４种不同深度土壤体积含水量从７月２７日到
７月３１日的变化比较中，５ｃｍ处降低了６．８１％，１０
ｃｍ处降低了２．４６％，１５ｃｍ处降低了０．３５％，２０ｃｍ
处降低了２．５６％，４个土层深度中５ｃｍ处土壤体积
含水量降低最快，１５ｃｍ 处土壤体积含水量降低
最慢。
图２　土面小生境不同深度土壤体积含水量的变化
图３　石沟小生境不同深度土壤体积含水量的变化
３．３　不同土层水分与云南鼠刺树干液流活动的关系
土壤水分在植被树干液流过程中是植物根系吸
收的水源，和植物蒸腾耗水关系紧密。通过对连续几
个晴天条件下５，１０，１５和２０ｃｍ土层深度的土壤体
积含水量和不同生境云南鼠刺的每天平均液流速率
的相关关系进行分析（表３），土面小生境，５，１０，１５和
２０ｃｍ土层深度的树干液流速率与土壤体积含水量
的相关系数分别为０．５３，０．４１，０．４１和０．４７，相关系
数均大于０，说明土面小生境土壤含水量与云南鼠刺
树干液流速率存在着正相关关系，但相关关系不显
著。石沟小生境，从不同土壤深度的５—２０ｃｍ，树干
液流速率与土壤体积含水量的相关系数分别为０．４２，
０．５８，０．０６和０．２１，相关系数也都大于０，石沟小生境
土壤含水量与云南鼠刺树干液流速率同样存在着不
显著的正相关关系。
表３　土壤体积含水量与树干液流速率的相关关系
土层深度／ｃｍ　 ２０　 １５　 １０　 ５
土面 ０．４７　 ０．４１　 ０．４１　 ０．５３
石沟 ０．２１　 ０．０６　 ０．５８　 ０．４２
４　结论与讨论
（１）云南鼠刺在石沟和土面两种不同生境中的
树干液流速率日变化呈现出不规则峰形曲线；树干液
流速率最大值均在中午前后出现，最小值均出现在夜
间；不同生境中，土壤体积含水量随着时间的推移均
逐渐降低，但降低速率不一样，其变化与土壤深度之
间的关系未达显著水平，这种土壤含水量的变化与喀
斯特区特殊的微地貌类型有很大的关系，在降雨后，
土层的深度，岩石的积水及温度等都会导致其不同生
境中土壤含水量的不同。两种生境中的土壤体积含
水量与云南鼠刺树干液流速率存在着不显著的正相
关关系。
（２）水分是影响植物发育和分布的主要环境因
素之一。树干液流即液体在树体内部的流动，它的整
个过程是土壤液态水进入根系后，通过茎输导组织向
上运送到达冠层，经由叶片气孔蒸腾（包括角质层及
皮孔蒸腾）转化为气态水扩散到大气中去，树木对任
何水分利用的主要动力是植物的蒸腾耗水，蒸腾是液
流发生的主要动力，液流为蒸腾提供所需的水分，因
而可以用树干液流量表征蒸腾量［１２］。影响树木液流
变化的因子可分为３类：生物学结构因素、土壤供水
水平和气象因素［１３］。如树木边材导管（管胞）的形态
和分布特征因树种而异，具有较为稳定的融合特性，
并在很大程度上决定了边材导水能力和水分输导调
控能力，是决定树木耗水性的重要解剖学特征［１４］；土
壤水是植物蒸腾的水源，和植物蒸腾耗水关系密
切［１５］；气象因子对树干液流的影响是瞬时的、变动
的，树木耗水作为一个开放的系统，外界气象因子的
波动会在树体内部的液流上得到反映［１６］。研究发现
两种生境中的土壤含水量与云南鼠刺树干液流速率
２９ 　　　　　　　　　　　　 　　　　　　水土保持通报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第３５卷
存在着不显著的正相关关系，这可能是由于土壤含水
量未对林木需水产生干旱胁迫造成的，这在一定程度
是说明喀斯特区土壤含水量对林木树干液流的影响
应该有一个阈值，而不同树种存在的阈值大小和差异
有待进一步研究。此外，开展类似研究应针对不同物
种（常绿或落叶）选择不同的测定时间；对林木树干液
流相关研究在常态地貌已取得许多卓有成效的研究
成果［５，７－８］，有关喀斯特区不同生境中林木树干液流研
究由于科研条件和其它因素的限制，并未取得太多的
研究成果［１７］，因此，应对喀斯特区适生乡土树种的树
干液流相关研究给予更多的关注和重视，相关研究结
果将为解决喀斯特区困难立地造林树种的选择提供
科学依据。
［ 参 考 文 献 ］
［１］　朱守谦．喀斯特森林生态研究［Ｍ］．贵州 贵阳：贵州科技
出版社［Ｊ］．１９９３．
［２］　喀斯特森林生态研究［Ｍ］．贵州 贵阳：贵州科技出版社，
２００３．
［３］　杨瑞，喻理飞，安明态．喀斯特区小生境特征现状分析：
以茂兰自然保护区为例［Ｊ］．贵州农业科学，２００９，３６（６）：
１６８－１６９．
［４］　朱守谦，祝小科．贵州喀斯特区植被恢复的理论和实践
［Ｊ］．贵州环保科技，２０００，６（１）：３１－３５．
［５］　樊敏，马履一，王瑞辉．刺槐春夏季树干液流变化规律
［Ｊ］．林业科学，２００８，４４（１）：４１－４５．
［６］　聂立水，李吉跃．应用ＴＤＰ技术研究油松树干液流流速
［Ｊ］．北京林业大学学报，２００４，２６（６）：４９－５６．
［７］　徐军亮，马履一．土壤温度对油松（Ｐｉｎｕｓｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓ）
树干液流活动的影响［Ｊ］．生态学报，２００９，２８（１２）：６１０７－
６１１２．
［８］　张小由，康尔泗，司建华，等．胡杨蒸腾耗水的单木测定
与林分转换研究［Ｊ］．林业科学，２００６，４２（７）：２８－３２．
［９］　孙龙，王传宽，杨国亭，等．应用热扩散技术对红松人工林
树干液流通量的研究［Ｊ］．林业科学，２００８，４３（１１）：８－１４．
［１０］　孙慧珍，周晓峰，赵惠勋．白桦树干液流的动态研究
［Ｊ］．生态学报，２００２，２２（９）：１３８７－１３９１．
［１１］　Ｇｒａｎｉｅｒ　Ａ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ａ　Ｄｏｕｇｌａｓ－ｆｉｒ
ｓｔａｎｄ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｓａｐ　ｆｌｏｗ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｔｒｅｅ
Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，１９８７，３（４）：３０９－３２０．
［１２］　张雷，孙鹏森，刘世荣．树干液流对环境变化响应研究
进展［Ｊ］．生态学报，２００９，２９（１０）：５６００－５６１０．
［１３］　陈晓燕，谷忠厚，田有亮，等．大青山油松人工林树干液
流特征及其与主要气象因子的关系［Ｊ］．水土保持研
究，２００９，１６（６）：９７－１０１．
［１４］　奚如春，马履一，王瑞辉，等．林木耗水调控机理研究进
展［Ｊ］．生态学杂志，２００６，２５（６）：６９２－６９７．
［１５］　张友焱，周泽福，党宏忠，等．利用 ＴＤＰ茎流计研究沙
地樟子松的树干液流［Ｊ］．水土保持研究，２００６，１３（４）：
７８－８０．
［１６］　胡伟，杜峰，徐学选，等．黄土丘陵区刺槐树干液流动态
分析［Ｊ］．应用生态学报，２０１０（６）：１３６７－１３７３．
［１７］　杨瑞，肖卫平，喻理飞．喀斯特区不同生境中云南鼠刺
树干液流研究［Ｊ］．中国水土保持科学，２０１１，９（４）：９４－
櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍
９７ ．
　　（上接第８８页）
［２２］　Ｚｈｅｎｇ　Ｓｈｕｘｉａ，Ｒｅｎ　Ｈａｉｙａｎ，Ｌｉ　Ｗｅｎｈｕａｉ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｃａｌｅ－
ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｇｒａｚｉｎｇ　ｏｎ　ｐｌａｎｔ　Ｃ∶Ｎ∶Ｐ　ｓｔｏｉｃｈｉ－
ｏｍｅｔｒｙ　ａｎｄ　ｌｉｎｋａｇｅｓ　ｔｏ　ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｎ－
ｎｅｒ　ｍｏｎｇｏｌｉａ　ｇｒａｓｓｌａｎｄ［Ｊ］．ＰＬｏＳ　ｏｎｅ，２０１２，７（１２）：
ｅ５１７５０．
［２３］　Ｓｃｈｌüｔｅｒ　Ｓ，Ｗｅｌｅｒ　Ｕ，Ｖｏｇｅｌ　Ｈ　Ｊ．Ｓｏｉｌ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｅｖｅｌ－
ｏｐｍｅｎｔ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｓｅａｓｏｎａｌ　ｄｙｎａｍｉｃｓ　ｉｎ　ａ　ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ　ｆｅｒ－
ｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｌａｎｔ　Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ　ａｎｄ
Ｓｏｉｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１１，１７４（３）：３９５－４０３．
［２４］　Ｊａｎｇｉｄ　Ｋ，Ｗｉｌｉａｍｓ　Ｍ　Ａ，Ｆｒａｎｚｌｕｅｂｂｅｒｓ　Ａ　Ｊ，ｅｔ　ａｌ．
Ｌａｎｄ－ｕｓｅ　ｈｉｓｔｏｒｙ　ｈａｓ　ａ　ｓｔｒｏｎｇｅｒ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｎ　ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉ－
ａｌ　ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｔｈａｎ　ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ
ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｓｏｉｌ　Ｂｉｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，
２０１１，４３（１０）：２１８４－２１９３．
［２５］　Ｂｏｃｈｅｔ　Ｅ，Ｇａｒｃíａ－Ｆａｙｏｓ　Ｐ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｅｒｏ－
ｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｌｉｍａｔｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎｄｕｃｅｓ　ａｂｒｕｐｔ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｉｎ　ｓｏｉｌ
ａｎｄ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｉｎ　ｓｅｍｉａｒｉｄ　Ｍｅｄｉｔｅｒｒａｎｅａｎ
ｓｈｒｕｂｌａｎｄｓ［Ｃ］∥ＥＧＵ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ａｓｓｅｍｂｌｙ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔｓ，２０１３．
［２６］　Ｂｒｏｃｋｅｔｔ　Ｂ　Ｆ　Ｔ，Ｐｒｅｓｃｏｔｔ　Ｃ　Ｅ，Ｇｒａｙｓｔｏｎ　Ｓ　Ｊ．Ｓｏｉｌ
ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍａｊｏｒ　ｆａｃｔｏｒ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｃｏｍ－
ｍｕｎｉｔｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｅｎｚｙｍｅ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ａｃｒｏｓｓ　ｓｅｖｅｎ
ｂｉｏｇｅｏｃｌｉｍａｔｉｃ　ｚｏｎｅｓ　ｉｎ　ｗｅｓｔｅｒｎ　Ｃａｎａｄａ［Ｊ］．Ｓｏｉｌ　Ｂｉｏｌｏ－
ｇｙ　ａｎｄ　Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１２，４４（１）：９－２０．
［２７］　Ｅｎｗａｌ　Ｋ，Ｔｈｒｏｂｃｋ　Ｉ　Ｎ，Ｓｔｅｎｂｅｒｇ　Ｍ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｏｉｌ　ｒｅ－
ｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｓｐａｔｉａｌ　ｐａｔｔｅｒｎｓ　ｏｆ　ｄｅｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ　ｃｏｍ－
ｍｕｎｉｔｉｅｓ　ａｔ　ｓｃａｌｅｓ　ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ　ｗｉｔｈ　ｌａｎｄ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２０１０，
７６（７）：２２４３－２２５０．
［２８］　ＣｈａｐｉｎⅢＦ　Ｓ，Ｃｈａｐｉｎ　Ｍ　Ｃ，Ｍａｔｓｏｎ　Ｐ　Ａ，ｅｔ　ａｌ．Ｐｒｉｎ－
ｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ　Ｅｃｏｌｏｇｙ［Ｍ］．Ｂｅｒｌｉｎ：
Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，２０１１．
［２９］　Ｈｕｒｒｅｌ　Ｊ　Ｗ，Ｄｅｓｅｒ　Ｃ．Ｎｏｒｔｈ　Ａｔｌａｎｔｉｃ　ｃｌｉｍａｔｅ　ｖａｒｉａｂｉｌ－
ｉｔｙ：Ｔｈｅ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｎｏｒｔｈ　Ａｔｌａｎｔｉｃ　Ｏｓｃｉｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｒｉｎｅ　Ｓｙｓｔｅｍｓ，２０１０，７９（３）：２３１－２４４．
［３０］　Ｄａｍｅ　Ｒ　Ｆ．Ｅｃｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｍａｒｉｎｅ　Ｂｉｖａｌｖｅｓ：Ａｎ　Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ
Ａｐｐｒｏａｃｈ［Ｍ］．Ｂｏｃａ　Ｒａｔｏｎ：ＣＲＣ　Ｐｒｅｓｓ，２０１１．
３９第２期 　　　　　　杨瑞等：喀斯特区云南鼠刺树干液流及土壤水分动态