全 文 ：第３１卷第６期
２０１１年１２月
水土保持通报
Ｂｕｌｅｔｉｎ ｏｆ Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ
Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．６
Ｄｅｃ．，２０１１
收稿日期：２０１１－０１－０９ 修回日期：２０１１－０３－２４
资助项目：国家“十一五”科技支撑计划“西北农牧交错带严重侵蚀区植被恢复与造林技术研究”（２００６ＢＡＤ０９Ｂ０６；２００６ＢＡＤ０３Ａ０３０８）；水利
部“９４８”项目（２００２０７）
作者简介：孙存举（１９８５—），男（汉族），甘肃省靖远县人，硕士研究生，研究方向为３Ｓ技术在资源和环境中的应用。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｃｊ１９８５４０１７＠ｙａ－
ｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ。
通信作者：赵鹏祥（１９６５—），男（汉族），青海省乐都县人，副教授，硕士生导师，主要从事林业遥感方面研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｐｘ６６６＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ。
陕北山杏树干茎流变化及其影响因子分析
孙存举１，２，赵鹏祥１，王宏哲１
（１．西北农林科技大学 林学院，陕西 杨凌７１２１００；２．四川省林业调查规划院，四川 成都６１０５００）
摘 要：采用热扩散式树干茎流计（ＴＤＰ）于２００９年５—９月对农牧交错带的常用造林树种山杏（Ｐｒｕｎｕｓ
ｓｉｂｉｒｉｃａ Ｌ．）树干茎流的时空动态变化及其与相关环境气象因子（温度、湿度、太阳辐射等）的关系进行了观
测研究。结果结果表明：（１）山杏茎流速率日变化呈宽峰曲线，每日约７：４０启动，１２：００—１４：００达到峰
值，约１８：３０迅速下降，没有明显的茎流停止界限，夜间有较高的茎流存在；日树干茎流量集中在８：００—
ｌ８：３０，占全天树干茎流量的６０％以上。（２）在典型的晴天、阴雨天气下，山杏树干茎流的日变化差异显著，
茎流速率表现为晴天高于阴雨天气。（３）山杏茎流的月变化呈现为先上升后下降的趋势。７月份平均茎流
速率最大，为６４．２４７ｇ／ｈ；其次是６月份，其平均值为５８．１３９ｇ／ｈ；９月最小，其平均值为４９．１５６ｇ／ｈ。
（４）主枝与侧枝茎流日变化趋势一致，主枝流速高于侧枝；侧枝对环境变化响应更加灵敏，波动强烈，与侧
枝相比，主枝茎流变化响应迟钝且有明显滞后效应。（５）不同坡位山杏的茎流速率差异显著，茎流速率大
小顺序为：下坡＞中坡＞上坡。（６）山杏茎流变化受周围环境因子的影响，影响强弱大小依次为：空气温度
＞饱和蒸汽压＞相对湿度＞太阳辐射＞风速＞土壤温度。
关键词：热扩散；山杏；茎流；变化规律；吴旗县
文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－２８８Ｘ（２０１１）０６－００４２－０５ 中图分类号：Ｑ９４５
Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｔｅｍ Ｓａｐ Ｆｌｏｗ ｉｎ Ｐｒｕｎｕｓ Ｓｉｂｉｒｉｃａ Ｌ．ｉｎ Ｎｏｒｔｈ Ｓｈａａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ
ＳＵＮ Ｃｕｎ－ｊｕ１，２，ＺＨＡＯ Ｐｅｎｇ－ｘｉａｎｇ１，ＷＡＮＧ Ｈｏｎｇ－ｚｈｅ１
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ａ ＆Ｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ ７１２１００，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｉｃｈｕａｎ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ ａｎｄ Ｐｌａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ６１０５００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｓａｐ ｆｌｏｗ ｒａｔｅｓ ｉｎ ａｐｒｉｃｏｔ ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ｅｃｏｔｏｎｅ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ
ａｎｄ ａｎｉｍａｌ ｈｕｓｂａｎｄｒｙ ｗｅｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｕｓｉｎｇ ＴＤＰ ｓａｐ ｆｌｏｗ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍｅｔｅｒ ｆｒｏｍ Ｍａｙ ｔｏ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ｉｎ ２００９ｉｎ
Ｗｕｑｉ Ｃｏｕｎｔｙ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ：（１）Ａｂｒｏａｄ ｐｅａｋ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｄｉｕｒｎａｌ ｓａｐ ｆｌｏｗ ｃｈａｎｇｅ ｗａｓ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ
ａｐｒｉｃｏｔ ｆｏｒｅｓｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ ｓａｐ ｆｌｏｗ ａｔ ７：４０ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅ ａｔ １２：００—１４：００ａｎｄ ｔｈｅ ｑｕｉｃｋ ｄｅｃｌｉ－
ｎｉｎｇ ａｔ １８：３０．Ａｎｄ ｏｂｖｉｏｕｓ ｓｔｏｐｐｉｎｇ ｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｐ ｆｌｏｗ ｄｉｄ ｎｏｔ ｅｘｉｓｔ ｅｖｅｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ ｔｈｅ ｓａｐ ｆｌｕｘ
ｆｒｏｍ ８：００ｔｏ １８：３０，ｗｈｉｃｈ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ ６０％ｏｆ ｔｈｅ ｓａｐ ｆｌｕｘ ｏｆ ｗｈｏｌｅ ｄａｙ，ｗａｓ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｐａｒｔ ｏｆ ｓａｐ ｆｌｕｘ．
（２）Ｔｈｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｓａｐ ｆｌｏｗ ｗａｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｉｎ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｕｎｎｙ ａｎｄ ｒａｉｎｙ ｄａｙ ｗｉｔｈ ａ
ｈｉｇｈｅｒ ｄａｉｌｙ ｓａｐ ｆｌｏｗ ｒａｔｅ ｉｎ ｓｕｎｎｙ ｄａｙ ｔｈａｎ ｉｎ ｒａｉｎｙ ｄａｙ．（３）Ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｓａｐ ｆｌｏｗ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｔｈｅｎ
ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｖａｌｕｅ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ Ｊｕｌｙ ｗｉｔｈ ａ ｍｅａｎ ｖａｌｕｅ ｏｆ ６４．２４７ｇ／ｈ，ｆｏｌｏｗｅｄ ｉｎ
Ｊｕｎｅ ｗｈｏｓｅ ｍｅａｎ ｖａｌｕｅ ｗａｓ ５８．１３９ｇ／ｈ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ｖａｌｕｅ ｏｆ ４９．１５６ｇ／ｈ ａｐｐｅａｒｅｄ ｉｎ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ．
（４）Ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｓａｐ ｆｌｏｗ ｉｎ ｂｏｕｇｈ ｗａｓ ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ｔｈａｔ ｉｎ ｌａｔｅｒａｌ ｂｒａｎｃｈ．Ｂｕｔ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｌａｔｅｒａｌ
ｂｒａｎｃｈ，ｔｈｅ ｂｏｕｇｈ ｈａｄ ａ ｈｉｇｈｅｒ ｓａｐ ｆｌｏｗ ｖｅｌｏｃｉｔｙ．Ｔｈｅ ｌａｔｅｒａｌ ｂｒａｎｃｈ ｗａｓ ｍｏｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔｏ ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｂｏｕｇｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｂｏｕｇｈ ｔｏ ｓａｐ ｆｌｏｗ ｗａｓ ｓｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｌａｔｅｒａｌ ｂｒａｎｃｈ
ａｎｄ ｓｈｏｗｅｄ ａｎ ｏｂｖｉｏｕｓ ｌａｇ ｅｆｆｆｅｃｔ．（５）Ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｐ ｆｌｏｗ ｒａｔｅ ｏｆ ａｐｒｉｃｏｔ ａｍｏｎｇ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｓａｐ ｆｌｏｗ ｒａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｕｐｐｅｒ ｓｉｄｅ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｐａｒｔ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ
ｔｈａｎ ｌｏｗｅｒ ｐａｒｔ．（６）Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｔｈｅ ｓａｐ ｆｌｏｗ ｖａｒｉａｎｃｅｓ ｏｆ ａｐｒｉｃｏｔ．Ｔｈｅ ｏｒｄｅｒ ｏｆ
ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｗａｓ ａｓ ｆｏｌｏｗｓ：ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ＞ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｖａｐｏｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ＞ｒｅｌａｔｉｖｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ＞ｓｏｌａｒ
DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2011.06.046
ｒａｄｉａｔｉｏｎ＞ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ＞ｓｏｉｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍａｌ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ；Ｐｒｕｎｕｓ ｓｉｂｉｒｉｃａ Ｌ．；ｓａｐ ｆｌｏｗ；ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ；Ｗｕｑｉ Ｃｏｕｎｔｙ
山杏（Ｐｒｕｎｕｓ ｓｉｂｉｒｉｃａ Ｌ．）属蔷薇科、李属，通常
为落叶乔木或灌木。山杏喜光、抗寒、耐旱、耐瘠薄、
耐风沙、根系发达、萌蘖能力强、容易繁殖、生长快、病
虫害少，是固沙保土、涵养水源、改善生态环境的优良
乡土树种，并且有较高的经济价值及药用价值［１］。现
已成为干旱半干旱地区的水土保持树种和主要造林
树种，在植被恢复和生态建设中发挥着重要的作用。
近几年来，山杏在退耕还林、山区绿化及果树种植业
结构调整中发挥了重要作用，生产规模日渐扩大，是
发展贫困山区农村经济的重要手段之一。
树木在发挥巨大生态效益的同时，维持自身生长
发育需要消耗大量水分［２］，植物的水分利用效率对维
持高的生长速率至关重要，树木必须具备有效的机制
从土壤吸收足够的水分，并经树干不受阻断地输送至
树冠，才能维持叶片的膨胀状态，以保证较高的光合
速率。而水资源缺乏已经成为当今全球日益突出的
问题，因此，树木的水分传输规律特别是整株树木的
耗水量受到国内外树木水分生理学家、生态学家、林
学家和园林学家的共同关注［３］。由于树干茎流速率
及茎流量制约着整株树木的蒸腾量，因而对树干茎流
进行标记并测定其流动速率就可以简捷地确定树冠
蒸腾耗水量［４－５］。陕北地区位于黄土高原地区，气候
干旱，降水稀少，水分一直是该区植树造林的主要限
制因子之一。热扩散技术是在基本保持树木自然生
活状态不变的条件下，将微型热电偶传感器插入边材
木质部中，根据电热转换和能量平衡原理测定树干边
材茎流的运移速率，进而利用被测部位的边材横断面
积求得单木整株茎流量［６］。由于这种方法简便易行、
测量精度高，所以越来越多的国内外学者投入到边材
茎流的研究中［７］，研究通常选择栽植在山地或丘陵等
宜林地上的树木边材茎流进行阶段性或长期观测。
本研究采用热扩散式茎流计对生长在陕北吴旗县长
城乡的山杏树干茎流进行长期观测，揭示该区环境下
山杏树干茎流传输的变化规律，以期为西北地区退耕
还林树种的选择、合理灌溉和景观的优化配置提供理
论依据。
１ 试验区概况
吴旗县位于延安市西北部，东经１０７°３８′５７″—
１０８°３２′４９″，北纬３６°３３′３３″—３７°２４′２７″，地处毛乌素
沙地南缘农牧过渡地带，属黄土高原梁峁沟壑区。
区内有无定河、北洛河两大流域，白于山、子午岭两
大山系。南北长９３．４０ｋｍ，东西宽７９．８９ｋｍ，总面
积３ ７９１．５０ｋｍ２。该区气候干旱，年均降雨量仅为
４７８．３ｍｍ，且时空分布不均；年均气温７．８℃，无霜
期１４６ｄ，雨热同季，农作物一年一熟，平均年陆面蒸
发量为４００～４５０ｍｍ，属典型干旱半干旱地区。
吴旗县１９９８年开始实行“封山退耕，植树造林，
舍饲养羊，林牧主导，强农富民”的开发战略，大力开
展退耕还林（草）工程。除人工造林外，大部分退耕地
和荒山荒坡被封禁，植被处于自然恢复状态。由于有
效地综合治理，该区形成了比较完整的植被演替群落，
这为黄土丘陵区树种研究提供了较为理想的条件。
２ 研究方法
２．１ 树干茎流测定
按照树干通直、生长良好、不偏心、不偏冠的要求
分别在试验地内的上坡、中坡和下坡选择山杏植株作
为研究对象，采用Ｄｙｎａｍａｘ Ｆｌｏｗ ３２包裹式植物茎
流计，建立ＴＤＰ树干茎流测定系统，设置３个重复。
于２００９年５月２７日至９月２７日共５个月对各
样木的边材茎流进行连续同步测定。为了避免因树
干不同方位茎流的差异而导致研究结果产生偏差，所
以将ＴＤＰ探针统一安装在每株树干１．３ｍ处的南
向。首先在探针安装处刮去样木的粗皮，然后采用特
定规格的钻头，依据仪器自带模具沿树干纵向垂直钻
取直径１．５ｍｍ的孔洞，插入ＴＤＰ－３０探针。将所有
探针的另一端与数据采集器（Ｄａｔａ Ｌｏｇｇｅｒ）连接，数
据采集的间隔期为１０ｍｉｎ。
２．２ 环境因子监测
在样地内安装自动气象站（ＬＩ－１４００），同样与数
据采集器连接，实现树干茎流和气象因子数据的同步
自动采集，ＬＩ－１４００是一个多用途的数据采集器，它
既可以作为数据采集器，也可以作为一个多通道的自
动记录仪来使用。依照仪器说明书安装 ＬＩ－１４００。
连续测定山杏周围的太阳辐射（ＰＡＲ，ＵＭ），土壤温
度（Ｔａ，℃），气温（Ｔｂ，℃），饱和蒸汽压（ＳＶＰ，ｋＰａ），
风速（Ｗｉｎｄ，ｍｐｈ）和相对湿度（ＲＨ，％）；设定每３０
ｍｉｎ进行自动记录。
２．３ 数据处理
应用Ｄｙｎａｍａｘ公司提供的软件，Ｅｘｃｅｌ和ＳＰＳＳ
１３．０等统计软件对所测数据进行分析。
３ 结果与分析
３．１ 边材茎流速率的日变化
５—９月树干各日茎流速率的日变化图形非常密
３４第６期 孙存举等：陕北山杏树干茎流变化及其影响因子分析
集，很难直观地对其日变化及月变化动态进行具体分
析与比较，所以在中坡从８月中选择１个连续的晴天
（２ｄ）和１个连续的阴雨天（２ｄ），所选日期的山杏树
干茎流速率测定结果详见图１。从图ｌ可以看到，山
杏树干茎流的日变化为典型的宽峰曲线，且有明显的
昼夜规律性变化。晴天的茎流速率要明显大于阴雨
天的茎流速率，并且晴天茎流启动相对较早，停止较
晚，日变化幅度较大，晴、阴２ｄ的树杆茎流日平均值
分别为６２．８９９（晴天）和９．７４６ｇ／ｈ（阴雨天），最大流
速分别为１１６．４７６（晴天）和６５．６８７ｇ／ｈ（阴雨天）。
晴天茎流变化大体趋势为：每日约从７：４０启动，流速
逐渐增大，约１２：００—１４：００达到峰值，茎流达到峰值
后仍有较一定幅度的“波动”，形成多个小峰组成的
“高峰平台”。约１８：３０开始迅速下降，直至次日茎流
启动之前降至低谷。山杏树干茎流量集中在８：００—
１８：３０之间，通过全天分时段计算，这段时间的树干
茎流量占全天的６０％以上。阴雨天时，茎流流速缓
慢且各位点问差异较小，最小接近于０，仪器无法测
得。晴、阴雨天树木茎流密度的显著差异与环境因子
影响有关。另外，２ｄ峰值出现时间并不完全相同，
有提前或者滞后的现象，如８月１１日第一个峰值较
８月１２日有所提前，也有异常波动现象，如８月１２
日晚２１：４０左右出现一次较大幅度的茎流变化，每天
下午１６：００—１７：３０之间有一个茎流低谷，可能是该
时段叶温达到最高值，导致气孔关闭，蒸腾下降。夜
间气孔关闭，叶片蒸腾已经停止，但仍观测到微弱的
茎流存在，原因可能是白天的强耗水，树体内各部分
组织的水容储水被释放出来，导致组织水容降低，因
此在水容作用下，根系仍处于缓慢吸水状态，吸收的
水分用于恢复根系、树干及枝叶的水容，恢复植物体
内的水分平衡，回填白天所产生的空穴［８］。
图１ 不同天气条件下山杏茎流日变化
３．２ 边材茎流通量的月变化
将２００９年６—８月连续观测到的山杏的茎流速
率按月统计平均数，计算平均茎流通量。山杏的平均
茎流通量７月最大，９月最小，４个月的平均流速由大
到小依次为：７月（６４．２４７ｇ／ｈ）＞６月（５８．１３９ｇ／ｈ）
＞８月（５４．１９８ｇ／ｈ）＞９月（４９．１５６ｇ／ｈ）。
从每个月选择连续的两天测定几个表达曲线特
征进行分析（表１），由表１可以看出，由于不同月份
的气象、土壤及山杏自身生理状况不同，使得茎流的
启动时间、结束时间、最大值及其出现时间等出现差
异。从启动时间来看，７月启动较早，约为７：１０，９月
启动较晚，约为８：００。茎流启动的这种变化规律与
太阳辐射强弱变化的规律一致。从生理学的角度来
看，清晨，随着太阳辐射的逐渐增强，空气温度逐渐升
高，诱导山杏叶片气孔张开，光合与蒸腾逐渐增强，产
生的蒸腾拉力带动茎流启动［９］，７月日出早较，所以
茎流启动早。
表１ ２００９年不同月份茎流各指标测定值
观测
日期
启动
时间
峰值
时间
峰值／
（ｇ·ｈ－１）
平均
速度
迅速下
降时间
０６０７ ７：４０ １３：１０ ４５３．６８４ ９３．０９３ １７：００
０６０８ ７：２０ １３：２０ ２４９．６７７ ５９．１８６ １７：３０
０７１６ ７：００ １２：４０ ６５１．８８４ ９７．７２６ １８：５０
０７１７ ７：２０ １２：５０ ７１１．８０７ ６４．７６７ １８：３０
０８１１ ７：４０ １３：００ １１５．２３０ ６２．５９９ １８：３０
０８１２ ７：４０ １３：３０ １１６．４７６ ６０．４６８ １８：２０
０９１５ ８：００ １３：４０ １２３．９４０ ３８．５６０ １７：００
０９１６ ７：５０ １３：３０ １３４．２５０ ３８．６７４ １６：５０
从达到峰值的时间来看，７月较早，出现在１２：４０，９
月较晚，出现在１３：４０，７月早于９月１ｈ，与茎流启动
变化规律一致；从峰值和日平均茎流速率来看，７月
最大，峰值平均为６８１．８４６ｇ／ｈ，日平均茎流速率为
８１．２４７ｇ／ｈ，９月最小，连续２个观测日的峰值平均
为１２９．０９５ｇ／ｈ，日平均茎流速率为３８．６１７ｇ／ｈ；从
茎流开始迅速下降的时间来看，７ 月较晚，约为
１８：３０，９月较早，为１７：００。
综上所述，６和７月夏季茎流的启动时间和达到
峰值的时间均早于８和９月，而迅速下降的时间又晚
于８和９月，即维持茎流高峰的时间较长，这主要是
由于６和７月的太阳辐射较其它２个月强，９月已经
进入秋季，太阳辐射减弱，日照时间变短，茎流持续时
间短，流速减小。
３．３ 不同坡位树干茎流速率变化
图２为同一时期对上坡、中坡、下坡山杏茎流速
度的测定结果。由图３可知，在同一时期山杏树干茎
流速率在不同坡位的变化趋势基本一致，均表现宽多
峰曲线。不同坡位的树干茎流速率的大小存在明显
差异，下坡的平均茎流速率最大，为６３．１７１ｇ／ｈ，上
坡最小，为３６．８１３ｇ／ｈ。主要是因为下坡土壤、水分
４４ 水土保持通报 第３１卷
等环境条件较为适宜，植株的生长良好，蒸腾作用强，
致使茎流速率较大。
图２ 不同坡位山杏茎流速率变化
３．４ 山杏树干与枝条茎流比较
图３为７月３０—３１日山杏枝和其主干３０ｈ茎
流流速变化情况。由图３可知，山杏主干与侧枝茎流
有相似变化趋势，夜间比较平缓，白天波动较大，昼夜
差异显著；主干茎流流速高于侧枝；主干流速变化较
侧枝平缓，波动较小，相对于枝的茎流变化，主干的茎
流变化响应迟钝，侧枝在２１：３０左右出现了一个高峰
值，而主干依然保持低流速；主干对枝茎流变化响应
滞后，侧枝茎流于４：３０开始启动，而主干将近７：３０
才开始，主干约在１２：４０迎来白天的最高峰值，而侧枝
约在１１：００就达到了峰值。通过对主干和枝茎流变化
的比较分析可知，枝对环境变化响应更加灵敏，可能更
适合进行茎流变化与环境因子关系的分析研究［１０］。
３．５ 山杏茎流速率与影响因子的统计分析
茎流速率的变化除了受树木的生物学结构、土壤
供水水平影响外，还受到周围气象因子的制约。生物
学结构决定茎流的潜在能力，土壤供水决定茎流总体
水平，而气象因素决定茎流的瞬间变动［１１］。树干茎
流速率存在明显的昼夜变化规律，但土壤水分昼夜变
化幅度是比较小的，因此不能说明是土壤水分引起
的，其气象因子是主导因素。
图３ 山杏干、枝茎流对比
环境因子在不同地区，对于不同植物种的茎流速
率影响不尽相同，将试验区的环境因子（空气温湿度，
土壤温度，光辐射量，风速等）与山杏茎流流速进行进
行相关分析（表２）。结果表明，山杏树干茎流速率与
环境因子气温和饱和蒸汽压呈极显著正相关关系，ｒ值
分别为０．９３４ ５和０．８９３ ８；与太阳辐射呈显著正相关，
ｒ值为０．７１１ ７，与相对湿度呈极显著负相关关系，ｒ值
为－０．８５３ ０。在相关分析基础上，利用ＳＰＳＳ １６．０，
采用逐步回归方法，以５％的可靠性作为因变量的入
选和剔除临界值，确定了山杏茎干茎流与太阳总辐
射、土壤含水量、相对湿度和温度的关系模型：
Ｙ＝２４０．３８６ ９７１－０．０１５ ５２６ ６ Ｘ１－３．６３２ １３９ Ｘ２－
６．４１４ ７９６Ｘ３－３．３６３ ６５Ｘ４＋８６．２１０ ７４４Ｘ５＋５．９４３ ５８Ｘ６
式中：Ｙ———茎干茎 流 （ｇ／ｈ）；Ｘ１———太 阳 辐 射
（ＵＭ）；Ｘ２———土壤温度（℃）；Ｘ３———大气温度
（℃）；Ｘ４———相对湿度（％）；Ｘ５———饱和蒸汽压
（ｋＰａ）；Ｘ６———风速（ｍ／ｈ）。
方程的相关系数（Ｒ）＝０．８８，决定系数（Ｒ２）＝
０．７７，Ｆ＝９８．０２６，显著性（ｓｉｇ）＝２．８４Ｅ－４２，说明方
程达到了极显著水平。
表２ 山杏茎流速率及其影响因子方差分析
项 目 茎 流 全辐射 土 温 气 温 相对湿度 饱和蒸汽压 风 速
茎 流 １
太阳辐射 ０．７１１ ７＊ １
土 温 ０．６０４ ２ ０．６０４ ５ １
气 温 ０．９３４ ５＊＊ ０．７９１ ５ ０．８５５ ６ １
相对湿度 －０．８５３ ０＊＊ －０．７２０ ５ －０．８７５ ８ －０．９４５ ０ １
饱和蒸汽压 ０．８９３ ８＊＊ ０．８２９ ２ ０．８６７ ５ ０．９９１ ２ －０．９２５ ３ １
风 速 －０．７２３ ６ －０．７８０ ２ －０．８８１ ５ －０．９４ ７ ０．９８７ １ －０．９４３ ３ １
注：＊表示ｒ０．０５＝０．７０７ ６关系显著，＊＊表示ｒ０．０１＝０．８３４ ３关系显著。
４ 讨 论
植物的蒸腾耗水是一个复杂的过程，既由自身生
理生长特性决定，同时也与气温、空气相对湿度、太阳
有效辐射、土壤温湿度等密切相关。因此要准确地建
立树体蒸腾耗水量的估算模型有赖于对树体茎流动
态及其影响因子的全面了解［１２－１４］。
目前，研究多集中于对短时期内树体的瞬时蒸腾
５４第６期 孙存举等：陕北山杏树干茎流变化及其影响因子分析
及其影响因素的研究［１５］，何斌，李卫红等［１０］应用ＴＤＰ
技术对胡杨树干茎流的研究表明，胡杨树干茎流速率
与太阳总辐射、大气水势、空气相对湿度、绝对温度呈
明显的线性相关关系，并可通过影响因子估算树干茎
流。马长明，袁玉欣和翟明普［１６］对核桃树干茎流的研
究表明，在生长季不同阶段，核桃树干液流是由空气
相对湿度、空气温度和辐射共同作用的结果，但这３
个因子在不同生长阶段的作用是不同的。在花期、果
实成熟期，液流速率与辐射强度和空气温度的相关性
较好，但与相对湿度的相关性则较差，而在果实生长
期，液流速率与相对湿度的偏相关系数最高，其次是
太阳辐射，而与空气温度的相关性则较差。可见，由
于植物自身生理调控机制的差异致使各环境因子对
树体茎流的影响程度因植物种类的不同而有所差异；
同种植物在不同生长阶段的茎流对各环境因子的响
应程度也有所差异；通过对影响因子进行逐步回归可
以较好地模拟出植物的茎流变化。
５ 结 论
（１）山杏树干茎流日变化呈宽峰曲线，受环境因
子影响有明显波动，在夜间仍能维持较高的茎流速
率；晴天时茎干茎流约在７：４０启动，峰值出现在
１２：００—１４：００期间，１８：００—１８：３０茎流速率迅速下
降，最小值出现在０：００—３：００期间；阴雨天茎流速率
显著低于晴天，且变化规律不明显；在８：００—１８：３０
期间保持高的茎流速率，这一阶段的茎流量占全天茎
流总量的６０％～７０％。
（２）在山杏生长季节的６—９月平均茎流速率由
大到小依次为：７月（６４．２４７ｇ／ｈ）＞６月（５８．１３９ｇ／ｈ）
＞８月（５４．１９８ｇ／ｈ）＞９月（４９．１５６ｇ／ｈ）。
（３）山杏树干茎流和枝茎流差异明显，主干茎流
流速高于侧枝；主干流速变化较侧枝平缓，波动较小，
相对枝的茎流变化响应迟缓。
（４）不同坡位的山杏茎流速率差异显著。由大
到小依次为：下坡＞中坡＞上坡。
（５）影响山杏树干茎流变化的主要环境因子按
相关性高低依次为：空气温度＞饱和蒸汽压＞太阳辐
射＞土壤温度＞风速＞空气相对湿度。
［ 参 考 文 献 ］
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６４ 水土保持通报 第３１卷