全 文 ：文章编号: 1001-4675(2006)02-0216-07
塔里木沙漠公路防护林乔木状沙拐枣耗水特性
许 浩1 , 2 , 张希明1 , 王永东1 , 2 , 魏 疆1 , 2 , 梁少民1 , 2
(1 中国科学院 新疆生态与地理研究所 ,新疆 乌鲁木齐 830011;2 中国科学院 研究生院 , 北京 100039)
摘 要:利用植物茎流计 , 测定了塔里木沙漠公路塔中段乔木状沙拐枣茎干液流变化及耗水特性。结果表明 3 株
乔木状沙拐枣在一个生长季内的日平均耗水量为 4 183.4 g;在现行的灌溉管理条件下 , 4 ～ 10 月 3 株基径为 3.6 ,
3.1 , 1.9 cm 的乔木状沙拐枣日平均耗水量分别为 6 203.5 , 4 829.1 , 1 517.5 g;7 月份是耗水量最大的季节。乔木
状沙拐枣液流日变化呈单峰曲线型 ,并随环境因子的变化有所波动;液流高峰值出现在 12:00 ～ 15:00 , 最小值出现
在 0:00 ～ 3:00 ,夜间仍保持较高的液流速率。乔木状沙拐枣液流速率与基径呈正相关关系 , 在 6 月底 , 3 株基径为
3.6 , 3.1 , 2.1 cm 的乔木状沙拐枣日耗水量分别为 9 521.2 , 5 803.1 g d 和 1 818.8 g d。不同天气条件下沙拐枣日
平均率日耗水量的排列顺序为:小雨<阴天<浮尘<沙尘暴<多云<晴天。干旱的环境条件和较为充足的水分供
应是耗水量大的一个重要原因。
关键词:乔木状沙拐枣;蒸腾;耗水;茎干液流;热平衡法状;塔里木盆地
中图分类号:Q945.17 文献标识码:A
水资源的可持续利用 ,关系着生态系统的平衡
和区域水资源安全等一系列重大问题。在荒漠生态
系统中 ,生物的生存在很大程度上依赖于水 ,水对于
荒漠生态系统的平衡和维持有十分重要的意义。塔
克拉玛干沙漠面积达 3.37×105 km2 ,是中国第一
大 、世界第二大流动性沙漠 ,这里沙丘高大 ,类型多
样 ,流动沙丘占 85%以上 ,素有“死亡之海”之称 。
该沙漠地区极端干旱 、风沙频繁 、土质瘠薄 、地下水
质高度矿化 ,被视为“生命的禁区” 。
随着塔克拉玛干沙漠公路的贯通 ,沿公路建起
了一道绿色防沙屏障 ———沙漠公路防护林。防护林
的建成 ,不仅保障了沙漠公路的畅通 ,而且改变了沙
漠生态系统的原有特征。防护林在极端干旱的环境
中成长 ,其所需水分依靠抽取沿线地下水进行灌溉 ,
灌溉水的矿化度在 4 ～ 28 g L ,防护林受到干旱和盐
分的胁迫 。
塔里木沙漠公路的畅通有赖于防护林的保护 ,
而防护林功能的发挥则依赖于水资源的支撑 。因
此 ,植物耗水特性研究就成为防护林管理及其可持
续存在的基础。关于极端干旱条件下植物耗水的研
究资料很少。本试验选用热平衡包裹式探头对塔克
拉玛干沙漠公路防护林乔木状沙拐枣的茎干液流及
蒸腾耗水量进行测定 。蒸腾耗水量的测定数据 ,为
沙漠公路防护林的管理提供数据支持 ,也是防护林
带总耗水量估算的依据 ,同时也为极端干旱条件下
植物的水分生理提供了基础研究资料 。
国内外对单株植物耗水和群落耗水的主要研究
方法有气孔计 、称重式蒸渗仪 、整树蒸散计 、放射性
同位素和稳定同位素 、热平衡热扩散法 、Penman-
Montieth 、涡度相关法 、波文比-能量平衡法 、遥感
等 。其中 ,对于单株植物耗水研究较为简便准确的
手段是通过测定树干液流确定蒸腾。目前关于树干
液流的测定方法最常用的是热脉冲法和热平衡法。
热脉冲法是以热脉冲理论为基础发展起来的 ,该方
法最早在 1932 年由 Huber 提出〔1〕 , 1987 年 Granier
对热脉冲法进行了改进〔2〕 。国内刘奉觉 、王华田 、熊
伟 、张小由等用热脉冲方法进行过一系列的研
究〔3 ～ 6〕 。2003-2004年 ,张小由等利用热脉冲法测
定了荒漠地区胡杨 、柽柳荒漠植物的耗水规律〔7 , 8〕。
热平衡方法于上世纪 60 年代开始应用于测定树干
液流 ,上世纪 80年代以后 S teinberg 等设计了改进
的测定仪器 ,使该技术渐趋成熟〔9〕 。与热脉冲法相
比 ,热平衡法测定简单方便 ,精度高无需校正 ,对树
木的损伤相对较小 ,连续性好〔3〕 。国内对于热平衡
法的研究报道尚不多见 。
第 23卷 第 2期
2006年 6月
干 旱 区 研 究
ARID ZONE RESEARCH
Vol.23 No.2
Jun. 2006
收稿日期:2005-09-26; 修订日期:2005-11-17
基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX3-SW-342-02);科技部“西部开发科技行动”重大项目
(2004BA901A21-1)
作者简介:许浩(1979-),男 ,宁夏隆德人 ,在读硕士 ,研究研究方向为水土保持与荒漠化防治.E-mail:hz92@sohu.com
DOI :10.13866/j.azr.2006.02.005
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地在中国科学院新疆生态与地理研究所塔
克拉玛干沙漠研究站 、塔中植物园(39°06′N , 83°40′
E)外围公路防护林内 。位于塔克拉玛干沙漠腹地 。
据塔中气象站的资料 ,该地年平均气温 12.4 ℃, 7
月平均气温28.2 ℃, 1月平均气温-8.1 ℃,极端最
高气温 45.6 ℃,极端最低气温-22.2 ℃,全年≥10
℃积温 4 621.8 ℃,无霜期为 283 d ,年日照时数 2
571.3 h , 年平均降水量 36.6 mm ,平均相对湿度
29.4%,潜在蒸发量为 3 638.6 mm ,平均风速 2.5
m s ,最大瞬时风速为 24.0 m s;4 ～ 8月为风季 ,平
均风速为 3.2 m s ,大风频繁 ,风热同期 ,浮尘扬沙天
气频繁。地面景观为流动性高大的复合沙垄 。土壤
特征随地貌不同而有所差异 。绝大部分为风沙土 ,
其盐分含量为 1.26 ～ 1.63 g/kg ,在下层偶尔出现亚
粘土 ,夹杂在风沙土中间 ,一般只有 20 ～ 60 cm 。地
下水矿化度 4 ～ 20 g L。测定期间 5 ～ 9月份各月平
均气温分别为 20.5 , 26.5 , 27.3 , 24.9 ,22.0 ℃, 5 ～
9月份降水量分别为 13.8 ,1.9 ,8.1 ,14.6 ,4.1 mm 。
试验对象为 8 a 生人工防护林带 ,构成植物为
柽 柳 (Tamarix spp.)、 梭 梭 (Haloxylon
ammodendron)、沙拐枣(Calligonum spp.),林带为
1 m ×2 m行间混交 ,平均郁闭度 0.5左右 ,林分平
均高度为 290 cm ,沙拐枣平均基径 3.6 cm 、平均高
度为 309 cm 。防护林主要靠抽取地下咸水的灌溉 ,
维持其正常生长 。试验测试对象为乔木状沙拐枣
(Call igonum arborescens Li tv.)。
1.2 热平衡茎流计的基本原理及仪器安装
1.2.1 热平衡法的基本原理 本研究采用美国
Dynamax公司的 Flow 32茎流测定系统进行茎干液
流的测定 。测定原理是热平衡法。热平衡法的基本
构思是:如果向茎部整体或茎干的一部分提供已知
数量的恒定热源 ,在茎干内稳定流过一定数量茎流
的条件下 ,茎干的温度会趋向于定值。在理想情况
下 ,即不存在热损失时 ,提供的热量应等于被液流带
走的热量 。这构成了热平衡法测定茎流的基础。热
平衡法要求一个稳定的状态 ,而且探头加热器要有
持续的能量输入 ,因此被测树干部分必须和周围变
化的环境绝缘。对于包裹式探头而言 ,加热及测温
元件都紧贴在植物茎干的外表面 ,再用厚的隔热材
料包裹 ,防止热量交换。理想的绝热效果是不可能
的。实际上必须考虑和茎流有关的各项热损失的存
在 ,热平衡的公式为:
Pin=Qr +Qv +Qf(W)
Pin=V2 R Ohms定律
式中:Pin 为输入功率;Qr 为径向热量损失;Qv
为轴向热量损失;Qf 为树干液流带走的热量;V 为
输入电压;R 为电阻值。
知道树干液流带走的热量 Qf ,树液热容量 Cp
(一般为水的热容量 4.186 J g·℃)和温度差 d T 就
可以算出树干的液流速率F:
F =Q f (Cp·d T)
=(Pin- Q v - Qr) (Cp·d T)
式中:Q r , Qv , dT , V , R 都可以通过传感器测得 ,经
过自动计算得出。在数据采集程序中输入茎干截面
积 、茎干类型参数 ,最后可以直接得到茎干液流速率
(g h)的结果。
1.2.2 茎流计的安装 在防护林带内选择适合于
传感器测定直径范围的沙拐枣单株 ,要求茎干被测
部位通直圆滑 ,无枝杈结疤。用小刀将被测茎干外
的死皮刮去(在刮皮时需小心 ,不要损伤茎干的韧皮
部),再用砂纸将其打磨光滑。然后 ,用游标卡尺精
确测定准备安装探头部位的茎干直径 。调试探头直
径和茎干直径的适合程度 ,使探头与茎干紧密接触。
为了增强探头和茎干的接触 ,在安装探头前用 G4
混合油涂抹茎干 ,有利于防止水分顺茎干进入测定
部分或者水汽的液化 ,保护探头不受损伤及与茎干
的粘连等。
探头安装于被测沙拐枣的茎干基部 ,将探头紧
紧与茎干接触 ,用探头上的绑扎带将其扎紧 ,保证探
头上的几个温差电偶和茎干能直接接触。然后用隔
热环套将探头的上下两头密封严实。为防止太阳辐
射对探头温度的影响 ,在安装好探头后 ,再在探头的
外层包上防太阳辐射保护套 。
将探头和数据采集器的电源线与电源(12V 的
铅酸电池)接通 ,再将数据采集器进行数据传输的电
线与数据采集器相应的接口进行连接 ,然后将测定
树木的横断面积 、起始时间 、数据记录的间隔等参数
通过计算机输入到数据采集器(本试验设置每 15
min记录一次液流速率读数 ,每 15 min记录一次液
流累积量)。从 4月 11 日开始对 3株基径分别为
1.9 ,3.1 , 3.6 cm 的沙拐枣进行连续测量 ,至 10月
20日结束 。
1.3 其他因子的测定
除了茎干液流外 ,还测定了 0 ～ 400 cm 土层土
2172 期 许 浩等:塔里木沙漠公路防护林乔木状沙拐枣耗水特性
壤含水量 ,清晨水势等相关因子 。土壤含水量采用
土钻采样 ,烘干称重法测定;水势采用压力室(PMS.
Inst rument Co.Model 1000 , USA )测定 ,每次测定
取6个样 ,每个样 3个重复;数据处理用 Excel电子
表格进行分析 、作图 。
2 结果与分析
2.1 沙拐枣茎干液流速率的日变化
植物的蒸腾耗水在一天内的变化有明显的节律
性 ,即在白天气温最高的时候蒸腾量达到最大 ,夜间
蒸腾很小或者停止。图 1 是一株 8 a 生 ,基径 3.1
cm 的沙拐枣茎干液流日变化曲线 。其液流变化是:
在上午 8:00以后 ,液流速率有明显快速上升的趋
势 ,液流速率的最大值出现在 12:00 ～ 15:00 ,然后
开始缓慢下降 ,3 d内液流速率最大值为 1 277 g h;
液流最小值出现在 0:00 ～ 3:00。6月 26 ～ 28日液
流速率最小值为 84.4 g h 。由于白天蒸腾量大 、失
水过多 ,无法及时补充损失的水分 ,但是夜间仍保持
一定液流 ,以补充植物体白天的水分消耗 。沙漠腹
地环境特殊 ,夜间空气仍然很干燥 ,还有空气流动的
影响 ,也存在水分蒸腾散失 ,这也是夜间仍能保持一
定量液流的重要原因。3 d平均液流值为 404.14 g
h ,3 d平均日耗水量为 9 699.34 g;6月份 ,有时全
天的耗水量大于 10 kg 。可见在沙漠腹地这样的环
境条件下 ,一株基径为 3.1 cm 的沙拐枣 ,在 6月底
的高温条件下 ,耗水量较大。就目前所获的数据而
言 ,在 4 ～ 10月份的生长过程中 ,茎干液流速率的最
大值可达 1 436 g h , 出现在 6月下旬午后;最小值
为 0 ,出现在生长早期的 4月中旬夜间。
图 1 第 177-179d(6 月 26 ～ 28 日)沙拐枣茎干液流连日变化
Fig.1 Daily fluctuation o f sap flow in stems of Calligonum mongolicum during the period from June 26 to 28 (177 ～ 179th day)
图 2 不同天气条件下的茎干液流特征值
Fig.2 Eigenvalues of sap flow in stems under
different weather conditions
2.2 沙拐枣茎干液流对不同天气条件的响应
塔克拉玛干沙漠腹地高温干燥 ,沙尘天气频繁
发生 ,年降水总量小于 11.05 mm〔10〕。各种天气条
件对于沙拐枣茎干液流速率的影响不同 。由图 2可
以看出 ,一株基径为 1.9 cm 的沙拐枣茎干平均液流
速率在各种天气条件下的排序由小到大依次为:小
雨<阴天<浮尘<沙尘暴<多云<晴天。小雨天的
液流速率平均值 、最大值 、最小值和液流总量都是最
小 ,分别为 45.1 , 74.1 , 16.0 g h 和 1 082.9 g d。
2005年 5月 14日夜间至 5 月 15日上午为小雨天
气 ,这次降雨过程的降水量为 13.8 mm 。降雨增加
了土壤含水量和空气湿度 ,但气温 、太阳辐射等环境
变量显著降低 ,所以茎干液流达到了最小值 。晴天
液流速率的各项特征值都为最大 , 分别为 74.8 ,
194.0 ,24.6 g h和 1 793.5 g d。浮尘和多云天 ,液
流速率有明显的降低。沙尘暴天气条件下 ,平均液
流速率要比浮尘天气稍高 ,沙尘暴天气虽然太阳辐
射和空气温度比较低 ,但是空气流动快 、空气湿度
低 ,对液流速率影响较大 ,所以在浮尘天气液流速度
小 。各种天气条件对耗水量的影响也是如此。其日
蒸腾耗水量分别是 1 082.9 , 1 246.6 , 1 503.3 ,
1 651.7 ,1 662.1 , 1 793.5 g 。由图 3可以看出 ,晴
218 干 旱 区 研 究 23 卷
天和多云天茎干液流明显较高 ,有明显的峰值现象;
在沙尘暴和浮尘天气条件下 ,茎干液流则呈现多峰
值现象 ,这与环境因子的剧烈变动有关 ,尤其是太阳
辐射 、风速和气温的变化;而在阴雨天 ,茎干液流变
化幅度很小 ,茎干液流曲线趋于平缓。
图 3 不同天气条件下沙拐枣茎干液流的日变化
Fig.3 Daily fluctuation o f sap flow in stems of Calligonum
mongolicum under different w ea ther conditions
2.3 不同基径沙拐枣的茎干液流
很多研究表明 ,茎干液流量与茎干直径为正相
关关系〔11 ～ 16〕 ,本试验也得到类似的结果 。从图 4可
以看出 ,液流速率和日液流总量值随着基径的增大
而增加。基径为3.6 cm的沙拐枣日平均液流速率和
日液流累积量分别为 396.7 g h 和 9 521.2 g d;直
径为 3.1 cm 的沙拐枣分别为 241.8 g h和5 803.1
g d;直径为 1.9 cm 的沙拐枣分别为 75.7 g h和
1 818.8 g d;液流速率和液流累积量与基径呈较为
显著的正相关性。基径与日平均液流速率 、日液流
总量的相关性系数为 0.971 3。
图 4 不同基径沙拐枣液流量的比较
Fig.4 Comparison of sap flow in stems of Calligonum
mongolicum with different basal diameters
由图 5可以看出 ,直径大的茎干液流速率高于
直径小的茎干。在同一天内 , 3株的变化趋势基本
相同 ,这是因为它们受共同的环境因子变化影响所
致 。但是 ,直径较大的植株液流速率较高 ,更容易受
到环境因子的影响 ,波动较为明显。
图 5 不同基径沙拐枣茎干液流速率的日变化曲线
Fig.5 Daily fluctuation of sap flow in stems of
Calligonum mongolicum with different basal diameters
图 6 土壤含水量月份变化
Fig.6 Comparison of sap flow in stems of Calligonum
mongolicum before and after irrigation
2.4 土壤水分与沙拐枣茎干液流
沙漠公路防护林灌溉管理采用无亏缺滴灌管理
方式。抽取地下水灌溉 ,地下水的矿化度较高 ,盐分
含量为 4 ～ 28 g L ,每次持续灌溉时间 12 ～ 20 h ,每
个滴头出水量为 3.5 L h ,每次灌溉量约为 35 ～ 60
kg 株 ,根据生长状况进行灌溉 ,每年共灌溉 20次。
由图 6可以看出 ,各层土壤含水量的变化不大。这
表明灌溉使土壤水分保持在一个较为稳定的水平。
图 7是一次灌水前后沙拐枣茎干液流的变化图 ,灌
溉从 6月 17日晚上开始 , 18日上午结束。可以看
出 ,在灌溉期间沙拐枣茎干液流速率有所增加 ,灌溉
前和灌溉后沙拐枣茎干液流没有显著的变化。在 5
～ 10 月每月中旬沙拐枣的清晨平均水势分别为
-0.61 , -0.99 , -0.79 , -0.89 , -0.93 MPa ,午后
的水势分别为 -1.17 , -1.7 , -1.52 , -1.72 ,
-1.80 MPa ,保持了较高的清晨水势 ,午后水势也
保持在一个相对较高的水平 。说明土壤水分较为充
足 ,能够满足沙拐枣的需要 ,在夜间沙拐枣的水分得
到了很好的恢复;而在午后 ,蒸腾作用加强使得水分
损失严重 、水势降低 。9月份水势降低是由于沙拐
2192 期 许 浩等:塔里木沙漠公路防护林乔木状沙拐枣耗水特性
枣生理功能减弱 、生长衰退所致。这表明 ,在当前灌
溉条件下 ,灌溉水能够满足植物生长的需要。
图 7 灌溉前后沙拐枣茎干液流比较
Fig.7 Monthly change of soil moisture content
2.5 各月耗水量的变化
沙拐枣在 4月初开始萌发 ,到 9月生长开始衰
退 ,10月底生长结束。整个生长季月耗水过程也是
一个单峰曲线型 。4月份日耗水量最低 , 5 ～ 7 月依
次升高 , 7月以后耗水量有开始下降 ,直至 10 月底
生长结束 。
表 1 不同直径的单株耗水量
Tab.1 Daily water consumption of stems
with different basal diameters
月份 日平均液流速率 (g·h
-1)
1.90 3.10 3.60
日平均蒸腾耗水量 (g·d-1)
1.90 3.10 3.60
4 24.94 37.41 50.60 598.48 897.73 1 214.51
5 55.72 174.40 211.97 1 337.39 4 185.51 5 087.39
6 87.23 236.31 331.96 2 093.62 5 671.32 7 966.96
7 101.66 300.71 367.79 2 439.88 7 217.07 8 827.01
8 69.88 288.01 348.51 1 677.12 6 912.32 8 637.61
9 59.88 243.11 313.88 1 437.12 5 834.59 7 293.61
10 26.03 100.51 133.36 624.69 2 412.16 3 200.72
由表 1可以看出 , 3株沙拐枣在一个生长季(4
月 11 ～ 10 月 20 日)的总耗水量分别为 281.48 ,
913.46 ,1 164.28 kg 。从 4月 11日 ～ 10月 20日的
193 d 内 , 3 株沙拐枣的日平均耗水量为 4 074.61
g 。耗水量最大月份为 7月 ,3 株沙拐枣日耗水量分
别为 2 439.88 , 7 217.07 , 8 827.01 g , 其中 ,基径
3.6 cm的沙拐枣7月份最高耗水量可达 10 000 g 左
右;不同基径的沙拐枣耗水量也有明显的差异 ,基径
越大 ,其耗水量也越大。基径为 1.9 , 3.1 , 3.6 cm 的
沙拐枣在 4 ～ 10 月的日平均耗水量分别为
1 458.33 ,4 732.96 ,6 032.54 g 。可见 ,在干旱沙漠
地区 ,空气干旱 、空气流动和较为充足土壤水分供应
是植物耗水量巨大的一个主要因素。
3 结 论
(1)乔木状沙拐枣茎干液流日变化呈单峰曲线
型 ,受环境因子影响有波动;在夜间仍然能够保持较
高的液流速率;茎干液流的高峰一般出现在 9:30 ～
15:00 期间 ,液流速率最小值一般出现在 0:00 ～
3:00期间;
(2)乔木状沙拐枣茎干液流对不同的天气条件
的响应不同 ,在塔中几种主要天气类型条件下 ,阴雨
天的茎干液流速率最小 ,日耗水量最小 ,沙尘暴和晴
天时液流速率最大 ,日耗水量最大;不同天气条件下
平均液流速率由小到大依次为:小雨<阴天<浮尘
<多云<沙尘暴<晴天 。塔克拉玛干沙漠频繁的沙
尘天气和高温干燥的气候条件是植物水分损失的一
个重要原因 。
(3)沙拐枣液流速率与直径呈正相关关系 ,日平
均液流速率和日耗水总量均与直径呈较为显著的线
性相关;
(4)防护林的水分管理模式为无亏缺灌溉管理 ,
灌溉水能够保持一定水平的土壤含水量 ,充分满足
植物的生长 ,在当前的水分管理条件下 ,不存在明显
的水分胁迫状况;地表以下 400 cm土层的土壤含水
量变化不大。在土壤水分较为充足的条件下 ,土壤
含水量对茎干液流速率的影响减弱。
(5)3株 8 a 生沙拐枣在 157 d(4 月 11日 ～ 10
月 20日)内的日平均耗水量约为 4 420.514 g , 7月
份是耗水量最大的季节 , 日平均耗水量约为
6 161.32 g;7 月份最大的单株耗水量可达 10 000
g 。干旱的环境条件和较为充足的水分供应是耗水
量大的一个重要原因。
塔克拉玛干沙漠腹地环境特殊 ,沙拐枣在整个
生长季都保持了较高的液流速率 ,夜间也有较高的
茎干液流 ,这就决定了在整个生长季沙拐枣都是一
个持续的高耗水过程。张小由等在额济纳地区对柽
柳的研究表明 ,直径为 4.0 cm 和 5.0 cm 的柽柳在
6月初日耗水量分别为 0.37 kg 和 0.62 kg〔5〕 ,胡杨
耗水量分别为23.3 kg(胸径21 cm), 19.25 kg(胸径
15 cm);马履一等在北京地区的研究结果表明 ,油松
(直径 10.75 cm)、侧柏(直径 6.79 cm)在 9月底 10
月初的日耗水量分别为 19.59 kg 和3.03 kg〔5 , 17 , 18〕;
220 干 旱 区 研 究 23 卷
李海涛等在北京地区对棘皮桦(胸径14.96 cm)和五
角枫(直径 7.9 cm)7月底 3日内平均耗水量分别为
24.7 kg 和 8.51 kg〔19〕 。与其他地区的灌木和一些
阔叶乔木相比 ,沙拐枣的耗水量明显大于一些灌木 ,
甚至日耗水量相当于一些乔木树种 。这表明塔克拉
玛干沙漠特殊的环境条件下 ,即使灌木也有很高的
耗水量。无疑高温干燥的气候条件和较为充分的水
分供应是耗水量高的主要因素 。在极端干旱的沙漠
地带 ,有了较为充分的水分供应 ,植物的蒸腾耗水量
十分巨大 。沙漠公路防护林带的维持需要足够的水
分支撑。因此 ,水分消耗是防护林管理必需考虑的 ,
要采取必要的营林措施 ,以其防护效益为最终目标 ,
以节水为出发点 ,进行科学的灌溉和合理的经营管
理 ,以确保防护林的可持续性 。
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Study on Water Consumption of Calligonum arborescens Litv.
in Shelterbelts along the Tarim Desert Highway
XU Hao
1 , 2 , ZHANG Xi-ming 1 , WANG Yong-dong1 , 2 , WEI Jiang1 , 2 , LIANG Shao-min1 , 2
(1 Xinjiang Institute of Ecology and Geography , Chinese Academy of Sciences , Urumqi 830011 , China;
2 Graduate School , Chinese Academy of Sciences , Beijing 100039 , China)
Abstract: In this paper , the sap flow in stems of Calligonum arborescens in the shelterbelts along the Tarim
Desert Highw ay in hinterland of the Taklimakan Desert is measured with the stem-sap meters.The result re-
veals that the average daily water consumption of Call igonum arborescens is 4 183.38 g in g row th season.Un-
der the current irrigation and management condi tions , the average daily water consumptions of three stems of
Calligonum arborescens with diameters of 3.6 cm , 3.1 cm and 1.9 cm are 6 203.5 g , 4 829.1 g and 1 517.5
g respect ively during the period f rom April to October.The maximum daily w ater consumpt ion occurs in July.
The daily variation curves of sap f low in stems of Calligonum arborescens Litv.are unimodal and fluctuate w ith
the change of environmental facto rs.The maximum and minimum values of sap f low in stems occur at 12:00 ～
15:00 and 0:00 ～ 3:00 , respect ively , and the speed rate of sap flow in stems is high at midnight.The maxi-
mum and minimum values of sap flow in a stem of Calligonum arborescens Litv.with basal diameter of 3.1 cm
are 1 277 g h and 0 respectively during the period f rom April to August , and the sap flow in stems varies in a
range of 0 ～ 100 g h at night.There is a positive co rrelation betw een the sap flow velocit ies in stems and the bas-
al diameters.Under different weather conditions , the average stem sap f low rate is in an o rder of raining <
cloudy < floating dust
factors resulting in high w ater consumption.
Keywords:Tarim Desert Highw ay;Calligonum arborescens Litv.;t ranspiration;water consumpt ion;stem sap
flow ;heat-balance technique.
222 干 旱 区 研 究 23 卷