全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 17 期摇 摇 2012 年 9 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
基于生物生态因子分析的长序榆保护策略 高建国,章摇 艺,吴玉环,等 (5287)…………………………………
闽江口芦苇沼泽湿地土壤产甲烷菌群落结构的垂直分布 佘晨兴,仝摇 川 (5299)………………………………
涡度相关观测的能量闭合状况及其对农田蒸散测定的影响 刘摇 渡,李摇 俊,于摇 强,等 (5309)………………
地下滴灌下土壤水势对毛白杨纸浆林生长及生理特性的影响 席本野,王摇 烨,邸摇 楠,等 (5318)……………
绿盲蝽危害对枣树叶片生化指标的影响 高摇 勇,门兴元,于摇 毅,等 (5330)……………………………………
湿地资源保护经济学分析———以北京野鸭湖湿地为例 王昌海,崔丽娟,马牧源,等 (5337)……………………
湿地保护区周边农户生态补偿意愿比较 王昌海,崔丽娟,毛旭锋,等 (5345)……………………………………
湿地翅碱蓬生物量遥感估算模型 傅摇 新,刘高焕,黄摇 翀,等 (5355)……………………………………………
增氮对青藏高原东缘典型高寒草甸土壤有机碳组成的影响 郑娇娇,方华军,程淑兰,等 (5363)………………
大兴安岭 2001—2010 年森林火灾碳排放的计量估算 胡海清,魏书精,孙摇 龙 (5373)…………………………
基于水分控制的切花百合生长预测模型 董永义,李摇 刚,安东升,等 (5387)……………………………………
极端干旱区增雨加速泡泡刺群落土壤碳排放 刘殿君,吴摇 波,李永华,等 (5396)………………………………
黄土丘陵区土壤有机碳固存对退耕还林草的时空响应 许明祥,王摇 征,张摇 金,等 (5405)……………………
小兴安岭 5 种林型土壤呼吸时空变异 史宝库,金光泽,汪兆洋 (5416)…………………………………………
疏勒河上游土壤磷和钾的分布及其影响因素 刘文杰,陈生云,胡凤祖,等 (5429)………………………………
COI1 参与茉莉酸调控拟南芥吲哚族芥子油苷生物合成过程 石摇 璐,李梦莎,王丽华,等 (5438)……………
Gash模型在黄土区人工刺槐林冠降雨截留研究中的应用 王艳萍,王摇 力,卫三平 (5445)……………………
三峡水库消落区不同海拔高度的植物群落多样性差异 刘维暐,王摇 杰,王摇 勇,等 (5454)……………………
基于 SPEI的北京低频干旱与气候指数关系 苏宏新,李广起 (5467)……………………………………………
山地枣树茎直径对不同生态因子的响应 赵摇 英,汪有科,韩立新,等 (5476)……………………………………
幼龄柠条细根的空间分布和季节动态 张摇 帆,陈建文,王孟本 (5484)…………………………………………
山西五鹿山白皮松群落乔灌层的种间分离 王丽丽,毕润成,闫摇 明,等 (5494)…………………………………
长期施肥对玉米生育期土壤微生物量碳氮及酶活性的影响 马晓霞,王莲莲,黎青慧,等 (5502)………………
基于归一化法的小麦干物质积累动态预测模型 刘摇 娟,熊淑萍,杨摇 阳,等 (5512)……………………………
上海环城林带景观美学评价及优化策略 张凯旋,凌焕然,达良俊 (5521)………………………………………
旅游风景区旅游交通系统碳足迹评估———以南岳衡山为例 窦银娣,刘云鹏,李伯华,等 (5532)………………
一种城市生态系统现状评价方法及其应用 石惠春,刘摇 伟,何摇 剑,等 (5542)…………………………………
黄海中南部细纹狮子鱼的生物学特征及资源分布的季节变化 周志鹏,金显仕,单秀娟,等 (5550)……………
蓝藻堆积和螺类牧食对苦草生长的影响 何摇 虎,何宇虹,姬娅婵,等 (5562)……………………………………
黑龙江省黄鼬冬季毛被分层结构及保温功能 柳摇 宇,张摇 伟 (5568)……………………………………………
虎纹蛙选择体温和热耐受性在个体发育过程中的变化 樊晓丽,雷焕宗,林植华 (5574)………………………
水丝蚓对太湖沉积物有机磷组成及垂向分布的影响 白秀玲,周云凯,张摇 雷 (5581)…………………………
专论与综述
城市绿地生态评价研究进展 毛齐正,罗上华,马克明,等 (5589)…………………………………………………
全球变化背景下生态学热点问题研究———第二届“国际青年生态学者论坛冶
万摇 云,许丽丽,耿其芳,等 (5601)
…………………………………
……………………………………………………………………………
研究简报
雅鲁藏布江高寒河谷流动沙地适生植物种筛选和恢复效果 沈渭寿,李海东,林乃峰,等 (5609)………………
学术信息与动态
生态系统服务时代的来临———第五届生态系统服务伙伴年会述评 吕一河,卫摇 伟,孙然好 (5619)…………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*334*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*36*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄09
封面图说: 带雏鸟的白枕鹤一家———白枕鹤是一种体型略小于丹顶鹤的优美的鹤。 体羽蓝灰色,腹部较深,背部较浅,脸颊两
侧红色,头和颈的后部及上背为白色,雌雄相似。 其虹膜暗褐色,嘴黄绿色,脚红色。 白枕鹤常常栖息于开阔平原芦
苇沼泽和水草沼泽地带,有时亦出现于农田和海湾地区,尤其是迁徙季节。 主要以植物种子、草根、嫩叶和鱼、蛙、软
体动物、昆虫等为食。 繁殖区在我国北方和西伯利亚东南部。 我国白枕鹤多在黑龙江、吉林、内蒙古繁殖,与丹顶鹤
的繁殖区几乎重叠,为国家一级保护动物。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 17 期
2012 年 9 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 17
Sep. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家林业公益性行业科研专项经费重大项目(201004004); 北京林业大学“985冶优势学科创新平台“优质高效森林培育与经营研究方
向冶开放基金(000鄄1108003)
收稿日期:2012鄄03鄄16; 摇 摇 修订日期:2012鄄06鄄14
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: jlm@ bjfu. edu. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201203160352
席本野, 王烨, 邸楠,贾黎明, 李广德, 黄祥丰, 高园园.地下滴灌下土壤水势对毛白杨纸浆林生长及生理特性的影响.生态学报,2012,32(17):
5318鄄5329.
Xi B Y, Wang Y, Di N,Jia L M, Li G D, Huang X F, Gao Y Y. Effects of soil water potential on the growth and physiological characteristics of Populus
tomentosa pulpwood plantation under subsurface drip irrigation. Acta Ecologica Sinica,2012,32(17):5318鄄5329.
地下滴灌下土壤水势对毛白杨纸浆林生长及
生理特性的影响
席本野1, 王摇 烨1, 邸摇 楠1, 贾黎明1,*, 李广德2, 黄祥丰1, 高园园1
(1. 北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室, 北京摇 100083; 2. 中央广播电视大学农林医药学院, 北京摇 100039)
摘要:在 6、7 年生三倍体毛白杨( triploid Populus tomentosa)纸浆林中研究了地下滴灌(SDI)下不同土壤水势( -25、-50、-75
kPa,即灌溉起始阈值)对林木生长及生理特征的影响。 结果表明:与不灌溉(CK)相比,SDI使 6、7 年生林分的生产力分别平均
提高 24%和 28% ;其中,-25 kPa使 6 年生林分的生产力达到 39. 90 m3 hm-2a-1,较 CK极显著提高 43. 5% (P<0. 01)。 各水势处
理间,-25 kPa的生产力在林分 6 年生时分别较-50 和-75 kPa极显著提高 20%和 31% (P<0. 01),在 7 年生时分别提高 13%和
14% (P>0. 05)。 能在毛白杨速生期内(4—7月)大幅提高土壤含水率(20 和 50 cm处分别平均提高 35%和 27% )、树干日平均
液流速率(46% ,SFmean)、黎明前叶水势(41% ,鬃pd)是 SDI促进林木生长的重要机制。 灌溉起始水势阈值的差异对毛白杨 SFmean
和 鬃pd 无显著影响(P>0. 05)。 3 个水势处理中,-25 kPa的平均 SFmean 和 鬃pd 均最高,且其能使根系活动剧烈的表土层(0—20
cm)的水分有效性有最大幅的提高,这可能是其对林木生长有最大促进作用的主要原因。 综上,应在毛白杨纸浆林培育中大力
推广 SDI,并在应用时可将距滴头 10cm、地下 20 cm处的土壤水势达到-25 kPa作为灌溉起始阈值。 另外,在与试验地环境相似
地区栽植毛白杨时,应于 4—7月灌溉,8—10 月一般可不灌溉。
关键词:地下滴灌;水分管理;液流;土壤水势;三倍体毛白杨;纸浆林
Effects of soil water potential on the growth and physiological characteristics of
Populus tomentosa pulpwood plantation under subsurface drip irrigation
XI Benye1, WANG Ye1, DI Nan1, JIA Liming1,*, LI Guangde2, HUANG Xiangfeng1, GAO Yuanyuan1
1 The Key Laboratory of Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China
2 The Faculty of Agroforestry & Medicine, The Open University of China, Beijing 100039, China
Abstract: Subsurface drip irrigation ( SDI) is an intensive silvicultural practice which has the potential to increase
productivity of triploid Populus tomentosa pulpwood plantations. In order to efficiently apply SDI in the cultivation of P.
tomentosa pulpwood plantations, it is necessary to determine irrigation timing. A field experiment was conducted to
investigate the effect of soil water potential (鬃soil) on the growth and physiological characteristics of 6—7 year old trees
under SDI in a P. tomentosa pulpwood plantation. The experiment included three 鬃soil treatments, which initiated irrigation
when the 鬃soil at 20 cm soil depth and 10 cm distance from a drip emitter reached -25, -50, and -75 kPa, respectively. A
control non鄄irrigation treatment (CK) was also included. Meteorological factors, 鬃soil, groundwater level, and tree growth
were monitored hourly, daily, every 1—10 days, and monthly for two years, respectively. Soil water content at 20 and 50
cm depth, pre鄄dawn leaf water potential (鬃pd), and trunk sap flow rate were measured in selected periods. Results showed
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that relative to CK, SDI could improve diameter, height, and individual volume increment of P. tomentosa. Irrespective of
SDI treatment, SDI on average increased annual volume growth of the 6鄄 and 7鄄year-old plantations by 24% and 28% ,
respectively over the CK treatment. Annual volume growth of the 6鄄year鄄old plantation following the -25 kPa treatment
reached 39. 90 m3 hm-2a-1, which was 43. 5% higher than the CK treatment (P<0. 01). Relative to the -50 and -75 kPa
treatments, annual volume growth in the -25 kPa treatment was 20% and 31% higher (P<0. 01) in the 6 -year-old
plantation, respectively, and 13% and 14% higher (P>0. 05) in the 7鄄year鄄old plantation, respectively. Relative to CK
during the fast growing period (April—July) of P. tomentosa, SDI increased the soil water content at 20 and 50 cm depth
by 35% and 27% , respectively; increased average daily trunk sap flow rate (SFmean) by 46% ; and increased 鬃pd by 41% .
The 鬃soil threshold for initiating irrigation had no significant effect (P >0. 05) on the SFmean and 鬃pd of P. tomentosa.
However, among the three 鬃soil treatments, the average SFmean and 鬃pd values were highest following the -25 kPa treatment.
The increase of soil water availability in the 0—20 cm soil layer ( i. e. , active rooting zone) was also greatest in the -25
kPa treatment. These results may explain why the -25 kPa treatment had the highest tree growth rate among the three 鬃soil
treatments. Overall, the observed increase in soil water content, SFmean, and 鬃pd indicate that these are the mechanisms by
which SDI significantly improves P. tomentosa tree growth. In conclusion, our findings suggest that SDI should be promoted
in the cultivation of P. tomentosa pulpwood plantations. To realize optimum tree growth, irrigation should be initiated when
the 鬃soil at 20 cm depth and 10 cm distance from a drip emitter reaches -25 kPa. Furthermore, it is recommended that
irrigation should be applied between April and July, and terminated between August and October when planting P.
tomentosa in regions similar to our experimental plantation.
Key Words: subsurface drip irrigation; water management; sap flow; soil water potential; triploid Populus tomentosa;
pulpwood plantation
发展杨树速生丰产纸浆林是解决我国造纸纤维原料供需矛盾[1]的途径之一[2鄄4]。 三倍体毛白杨( triploid
Populus tomentosa)作为短轮伐期纸浆林新品种,在我国北方速生纸浆林建设中发挥着重要作用[3]。 然而,良
种潜力的充分发挥需依赖优良的培育方法才能得以实现,因此急需针对毛白杨纸浆林建立配套的集约经营措
施来促使其生产潜力的极大发挥。 据国内外速生丰产林发展经验,灌溉是一种事半功倍的集约经营措施,可
短时间大幅提高林地生产力。
滴灌作为一种高效、经济、环保的灌水方法[5],目前在国外已广泛应用于杨树人工林培育[6鄄9],但其在国
内相同领域的应用还极少[10鄄12]。 多数研究表明滴灌能大幅提高杨树人工林生产力[6鄄7, 11鄄12],但随品种、气候、
灌溉水质等因子的变化也有研究发现滴灌对杨树的生长无促进作用,甚至还会降低其生长[7, 13]。 因此,将滴
灌用于毛白杨纸浆林培育极具潜力,但具体效果如何目前尚不明确。
灌溉时间的合理确定有助于滴灌技术的高效利用。 目前,国内外在杨树人工林中应用滴灌时,大都还是
经验地确定灌溉时间,这无疑会限制其潜力的发挥。 因此,若在毛白杨纸浆林中高效地应用滴灌,需首先建立
一种简易、合理的灌溉时间确定方法。 监控土壤水势是一种很好的选择,其不仅测法简单快速,不需测定降雨
和蒸发,甚至还可通过选择合适的灌溉起始阈值来减少水分深层渗漏[14]。 目前,该法已广泛用于农业灌
溉[15鄄17],但在杨树人工林灌溉中却极少应用,只有 Hansen[6]和 Shock 等[18]曾将其用于杨树人工林的滴灌和
喷灌。
本文研究目标是:(1)了解滴灌对毛白杨生长和生理特征的影响;(2)为毛白杨纸浆林滴灌确定合适的灌
溉起始土壤水势阈值;(3)根据林木生长节律、多年地下水位动态及气象因子变化特征,为毛白杨纸浆林的水
分管理策略提出建议。
1摇 材料与方法
1. 1摇 试验地概况与研究对象
摇 摇 试验地位于山东省高唐县梁村镇(36毅58忆N,116毅14忆E)。 该地区地势平坦,气候为暖温带半干旱季风区域
9135摇 17 期 摇 摇 摇 席本野摇 等:地下滴灌下土壤水势对毛白杨纸浆林生长及生理特性的影响 摇
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大陆性气候,年均降水量 544. 7 mm,年均蒸发量 1880 mm,年均气温 13. 2 益,全年日照总时数 2651. 9 h。 试
验地土壤为潮土,其基本性质见文献[19]。
本文研究对象为三倍体毛白杨速生纸浆林。 林地总面积 3. 9 hm2,于 2005 年春季栽植三倍体毛白杨无性
系 B301((P. tomentosa 伊P. bolleana) 伊P. tomentosa),苗木采用 1 年生根萌苗,平均胸径 2 cm,平均苗高 2. 5
m。 整地方式为机械穴状,穴直径 1. 2 m,深 1 m,造林前以复合肥为基肥施于穴底部,回填少量表土后栽植苗
木。 林木采取宽窄行带状栽植模式,株距 1 m,窄行距 2 m,宽行距 6 m。 2005—2006 年,林内间作棉花,除对
其进行常规漫灌和施肥外未单独对林木进行水肥管理。 2007—2009 年,林内无间作,无水肥管理;因定期喷
撒除草剂,林内杂草稀疏。
为开展本研究,于 2008 年春季即对林地约一半区域铺设滴灌管(2008—2009 年未使用),目的是使在管
道铺设过程中受扰动的树木根系有充足时间恢复自然生长状态。 滴灌管铺设方式为每 2 行树铺设 3 根滴灌
管,即分别铺设在窄行中央和宽行内距树行 60 cm 处。 滴灌管管径为 16 mm,埋深根据我们前期的研究基
础[11]经验地定为 20 cm。 滴头为迷宫式滴头,间距 50 cm,流量为 2 L / h。
1. 2摇 试验设计
试验于 2010、2011 年 4—10 月份开展。 试验以土壤水势(鬃soil)为参试因子,当距离滴头 10 cm、地表下 20
cm处的 鬃soil 达到一定阈值时即开始灌溉。 试验采用完全随机区组设计,共设 3 个土壤水势阈值处理,分别为
-25、-50 和-75 kPa,3 次重复(每重复小区面积约为 720 m2,内含林木约 180 株);由于试验地所在当地每年
对毛白杨林分进行管理时一般不灌溉,因此,本研究另设 1 个无灌溉的对照处理(CK),亦为 3 次重复(每重复
小区面积约为 240 m2,内含林木约 60 株)。 2010 年初即试验开始时,-25、-50、-75 kPa 和 CK处理的平均胸
径分别为(9. 26依0. 29)、(9. 01依0. 15)、(8. 96依0. 16)和(9. 17依0. 11) cm,之间无显著差异(P>0. 05);平均树
高分别为(12. 26依0. 08)、(11. 98依0. 13)、(11. 94依0. 14)和(12. 03依0. 19) m,之间无显著差异(P>0. 05);各处
理各重复小区内林木的胸径和树高变异系数分别在 14%—18%和 9%—14%之间。
本研究欲利用参考作物潜在蒸散量(ET0)和毛白杨作物系数等参数算出毛白杨林分的实际蒸散量,然后
以此来设计灌水定额。 但由于缺乏毛白杨的作物系数资料,同时为达到对林分进行充分灌溉的目的,因此根
据前期获取的毛白杨蒸腾耗水资料,将毛白杨的作物系数定为 1. 2,即以各处理两次灌水之间累积 ET0 的
120%对林分进行充分灌溉。 灌水定额具体计算方法见式(1)。 由于本研究的目的在于使土壤一定深度处的
水势值保持在一定阈值之上,因此基于上述假设而导致的灌水定额估算偏差并不会对试验结果造成太大影
响。 此外,因灌溉期间地下水位相对较深,且考虑到 120 cm 以下土层因砂粒含量较多[19]而毛管水上升高度
有限,所以在计算灌水定额时不将地下水补给量考虑在内。
m = 120% ET0- P·(1-姿) (1)
式中,m为灌水定额(mm);P为降雨量(mm);姿是冠层降雨截获率(% ),依据与本试验林分栽植密度和郁闭
度相近的山杨林分的林冠降雨截留率 (13% ) [20]和我国温带山地落叶阔叶林的平均林冠降雨截留率
(18% ) [21],本研究假定试验林分的冠层降雨截获率为 15% 。
各灌溉处理每次的灌溉时长利用式(2)进行计算。
t = (m·s) / (浊·n·q) (2)
式中,t是灌溉时长(h);s是每株林木的平均占地面积,为 4 m2;浊是灌水利用系数,本研究取 0. 9;n 是每株林
木平均拥有的滴头数,为 3;q是滴头流量,为 2 L / h;其它参数含义同上。
1. 3摇 测定项目与方法
1. 3. 1摇 土壤水势和含水率
在各水势处理(不含 CK)第二重复小区的中部安装一组共 6 个机械式张力计进行 鬃soil 测定,测定时间为
2010 和 2011 年的 4—10 月。 张力计布设位置定在距离滴头 10 cm、地表下 20 cm处,其中,宽、窄行内各布设
3 个。 从试验起始日起,每天 7:00 左右对张力计进行读数,然后算出每个水势处理的 鬃soil 平均值,当其低于
0235 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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设计阈值时即对该处理进行灌溉。
2011 年,利用 TDR水分探头(北京时域通科技有限公司,北京,中国)对各试验处理(含 CK)的土壤体积
含水率进行测定,测定时间为 4—10 月。 在各试验处理第二重复小区内选择 2 个具有代表性的地点,分别在
其地下 20 和 50 cm处埋设 TDR探头(均位于滴头正下方),即每土层 2 个传感器,数据采集间隔为 30 min。
1. 3. 2摇 黎明前叶水势
在 2011 年 6 月选择 3 个典型晴天(6 月 4、20、26 日),于黎明 5:00 左右,在各试验处理第二重复小区内各
选择 3 株平均标准木,然后在每株样树的冠层中部摘取 3 片生长发育良好的叶片进行黎明前叶水势(鬃pd)测
定。 测定方法为压力室法。 因仪器故障,在 6 月 20 日未能测得-50 kPa的 鬃pd。
1. 3. 3摇 树干液流速率
2010 年 5 月 1—31 日,在各试验处理第二重复小区内选择 3 株平均标准木,在其树干距地面 1. 3 m处的
南方位安装一套热扩散探针(TDP 30, Dynamax Inc. , Houston, USA)以测定各样树的液流速率。 数据采集方
式为每 10 s采集 1 次,每 10 min计算平均值并记录。
1. 3. 4摇 林木生长
在各试验处理第二重复小区的前、中、后 3 段中分别选 10 株树即每处理共 30 株树作为样树,在生长季内
每月对其测定 1 次胸径。 另外,在每年 11 月初对各处理各试验小区中的林木进行等距抽样来测定树高和胸
径。 其中,-25、-50 和-75 kPa处理各试验小区的样本数为 80—90 株,CK 处理各小区样本数为 30—35 株。
最后,利用平均胸径、树高数据根据平均实验形数法计算平均标准木的材积。 通过在 2009 年生长季末对 12
株平均标准木的树干解析,得出毛白杨实验形数为 0. 445。
1. 3. 5摇 气象因子及地下水位
气象因子利用距试验地约 250 m远的全自动气象站(Delta鄄T Devices Ltd. ,Cambridge,England)进行测定,
测定指标包括太阳总辐射、空气温度、空气相对湿度、风向、风速、降雨量等。 ET0 利用气象数据,根据 Penman鄄
Monteith公式[22]计算获得。 地下水位利用试验地东北、西南角的两口地下水位观测井进行测定,测定时间为
2009 年 8 月到 2011 年 10 月底,测定频率为 1—10 d。
1. 4摇 数据处理
采用 SPSS 13. 0 软件对试验数据进行 One鄄way ANOVA分析,如果处理间差异显著,用 Duncan 法在 0. 05
或 0. 01 水平上进行多重比较。 采用 Excel 2010 软件进行图表绘制。
2摇 结果与分析
2. 1摇 总体灌溉情况
试验地区在春季土壤解冻后多出现干旱天气,所以为促使林木正常展叶,每年在试验开始前先对各水势
处理的林木同时灌溉 1 次,即浇展叶水,以将土壤浇透为标准。 2010 和 2011 年浇展叶水的时间分别是 4 月
13 日和 4 月 7 日,灌水量分别为 17 mm和 14 mm,之后即开始正式试验。
-25、-50 和-75 kPa 处理在 2010 年的总灌溉次数(含展叶水)分别为 22、11、7 次,在 2011 年分别为 21、
10、6 次。 因此,-25、-50、-75 kPa 处理在 2010 和 2011 年的平均灌水间隔期分别为 5、10、14d。
因 2010 与 2011 年 4—6月的降雨量较少,所以该时期内每次的灌水定额均可由式(1)计算得出。 然而,
从每年 7 月开始,由于个别降雨事件的雨量较大,导致根据式(1)计算灌水定额时出现负值的现象。 这种情
况正好反映出本研究确定灌水定额方法的局限性。 因此,下一步研究中需对灌水定额的计算方法进行改进。
由于本研究的目的在于使土壤水势保持在一定阈值之上以判断其对林木生长和生理特征的影响,所以在遇到
这种情况时,根据前期的灌溉时间来经验地确定当次的灌水时长,然后将其换算为相应的灌水量。 最终, -
25、-50 和-75 kPa处理在 2010 年的总实际灌水量(含展叶水)分别为 336、307、300 mm,在 2011 年分别为
323、291、274 mm。
2. 2摇 各处理林木生长
如图 1 所示,各试验处理的毛白杨每年均有两个生长高峰期,分别是 5 和 7 月,其次在 6 月份生长较快,
1235摇 17 期 摇 摇 摇 席本野摇 等:地下滴灌下土壤水势对毛白杨纸浆林生长及生理特性的影响 摇
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图 1摇 2010 与 2011 年各处理林木胸径生长月动态
摇 Fig. 1摇 Monthly dynamics of DBH (diameters at breast height)
increments of different treatments in 2010 and 2011
虚线为 2010 和 2011 年的分界线
毛白杨这 3 个月的累积胸径生长量平均可占全年的
84%左右。 在 4 和 8 月,毛白杨的生长速度相对缓慢,
其在该时期的累积胸径生长量平均占全年的 13%左
右。 在每年 9—10 月内,毛白杨几乎停止或极少生长,
其在该时期内的累积胸径生长量平均仅占全年的 3%
左右。 另外,从图 1 还可看出,在毛白杨的主要生长月
份(4—8月),各水势处理的平均胸径生长量除在 2010
年 4 和 8 月低于 CK外,在其它月份均明显高于 CK,其
幅度达到 20%—110% ;各水势处理间,-25 kPa 处理各
月的胸径增长量均最大,而-75 kPa处理一般最小。
各试验处理在不同年份对林木胸径、树高、单株材
积增长量和生产力的影响不尽相同(表 1)。 2010 年,
-25 kPa的胸径增长量最大,为 1. 07 cm,而 CK 最小,
仅为 0. 73 cm;-25 kPa 的胸径增长量较 -50 kPa 高
14郾 8% (P>0. 05),较-75 kPa和 CK分别显著高 24. 3%和 46. 6% (P<0. 05);虽然差异不显著,但-50 和-75
kPa 的胸径增长量与 CK相比仍分别高出 27. 7%和 17. 9% 。 2011 年,虽然各处理间差异不显著(P>0. 05),但
-25 kPa的胸径增长量仍最大,达到了 0. 75 cm;与 CK相比,-25、-50、-75 kPa处理分别较其高出约 40郾 5% 、
29郾 7%和 31. 0% 。
表 1摇 2010 与 2011 年各试验处理林木生长对比
Table 1摇 Comparison of tree growth among different treatments in 2010 and 2011
年份
Year
处理
Treatment
胸径增长量
DBH increment
/ cm
树高增长量
Height increment
/ m
单株材积增长量
Individual volume
increment
/ (m3 /株)
林地生产力
Plantation productivity
/ (m3 hm-2 a-1)
2010 CK 0. 73(0. 07) b 1. 11(0. 08) a 0. 0111(0. 0011) B 27. 79(2. 79) B
-25 kPa 1. 07(0. 04) a 1. 17(0. 08) a 0. 0160(0. 0004) A 39. 90(0. 98) A
-50 kPa 0. 93(0. 09) ab 1. 08(0. 09) a 0. 0133(0. 0008) B 33. 22(1. 92) B
-75 kPa 0. 86(0. 03) b 1. 13(0. 10) a 0. 0122(0. 0005) B 30. 62(1. 17) B
2011 CK 0. 54(0. 05) a 0. 98(0. 01) b 0. 0099(0. 0010) a 24. 66(2. 52) a
-25 kPa 0. 75(0. 04) a 1. 13(0. 05) a 0. 0138(0. 0012) a 34. 50(3. 08) a
-50 kPa 0. 70(0. 09) a 1. 05(0. 03) ab 0. 0122(0. 0012) a 30. 52(3. 11) a
-75 kPa 0. 70(0. 03) a 1. 04(0. 01) ab 0. 0120(0. 0007) a 30. 07(1. 85) a
摇 摇 数据为平均值(标准误);同年份同列下不同小写和大写字母分别表示差异显著(P<0. 05)和极显著(P<0. 01),检验方法为 Duncan检验
2010 年,各处理的树高增长量均在 1. 1 m左右,无显著差异(P>0. 05)。 但 2011 年,各处理间却差异显著
(P<0. 05),其中,-25 kPa的增长量最大,为 1. 13m,较 CK显著高 15. 6% (P<0. 05);然而,与-50 和-75 kPa
相比其却未有显著优势(P>0. 05)。
2010 年,-25 kPa 的单株材积增长量最大,为 0. 0160 m3 /株,较 - 50、 - 75 kPa 和 CK 分别极显著高
20郾 3% 、31. 1%和 44. 1% 。 2011 年,各处理间差异不显著(P>0. 05),但-25 kPa 的单株材积生长量仍最大,
CK最小;-25、-50 和-75 kPa分别较 CK高 39. 4% 、23. 2%和 21. 2% 。
2010 年,-25 kPa的林地生产力最高,达到了 39. 90 m3 hm-2 a-1,较-50、-75 kPa 和 CK 分别极显著高
20郾 1% 、30. 3%和 43. 5% (P<0. 01);虽然差异不显著,但-50 和-75 kPa 的生产力仍分别较 CK 高 19. 5%和
10. 2% 。 2011 年,各处理间生产力差异不显著(P>0. 05);与 CK处理 24. 66 m3 hm-2 a-1 的生产力相比,-25、
-50 和-75 kPa处理的生产力分别达到了 34. 50、30. 52 和 30. 07 m3 hm-2 a-1,分别较其高出 39. 9% 、23. 8%和
2235 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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21. 9% 。 此外,2011 年各处理的生产力均较 2010 年有所下降,这可能是因为在 2011 年林分郁闭度较高,光照
代替水资源成为限制林木生长的主要因子;也可能是毛白杨的自身生长节律,即在达到一定林龄之后毛白杨
的连年生长量会逐渐下降,因为据田间实际观测发现毛白杨是一个前期生长快而后期生长缓慢的树种。
2. 3摇 各处理土壤水势和含水率变化
如图 2 所示,试验期间,各水势处理的 鬃soil 均很好地保持在其设定阈值之上,但因实际操作和其它问题,
各处理的 鬃soil 会在个别天明显低于设计阈值,即在 鬃soil 低于阈值几天后才开始灌溉。 此外,在 2011 年 10 月,
虽然-25 kPa处理的 鬃soil 一直低于其设计阈值,但并未对其灌溉,这主要是因为该月内毛白杨的绝大数树叶
已经脱落且生长几乎停止已无再对其灌溉的必要。 每年从 4 月初到浇展叶水之前,各处理的 鬃soil 值基本相同
且保持一致的变化趋势。 浇完展叶水时,即试验正式开始时,各处理的 鬃soil 在 2010 和 2011 年分别为-7 和
-6. 5 kPa。 之后,随着灌溉起始阈值的不同,各处理 鬃soil 的变化趋势差异明显。 随着灌溉阈值的降低(负的
更多),鬃soil 波动的频率减小但幅度却增大。 在毛白杨生长最快的 4—7月份内(从浇完展叶水算起),-25、-
50 和-75 kPa处理在 2010 年的平均 鬃soil 分别为-19. 1、-26. 1 和-34. 7 kPa,在 2011 年分别为-16. 8、-24. 8
和-32. 4 kPa。 由此可见,灌溉起始水势阈值的差异能明显影响表层土壤水分的有效性,阈值越高,土壤的平
均水分状况越好。 在每年 8—10 月份,各处理的土壤水势基本保持相同的变化趋势。 而且,由于受雨季降雨
的影响(图 2),各处理的 鬃soil 在 8—10 月份均可一直保持在各自的设计阈值之上(仅有-25 kPa 处理的 鬃soil
在 2011 年 10 月低于其设计阈值),因此,此时期内各处理均没有再进行灌溉。 8—10 月份内,-25、-50 和-75
kPa处理在 2010 年的平均 鬃soil 分别为-8. 8、-13. 7 和-13. 3 kPa,在 2011 年分别为-22. 9、-17. 9 和-19. 4
kPa,其值大多高于对应年份 4—7月的平均 鬃soil。
如图 3 所示,2011 年 4—7月,各处理在不同土层的土壤水分变化趋势和有效性差异明显。 其中,各水势
处理的含水率均呈现周期性的“干旱—湿润冶变化,而 CK处理由于无灌溉水的补充,其含水率呈逐渐下降趋
势,直到受强降雨的影响(图 2)才明显增加。 在毛白杨生长最快的 4—7月份,-25、-50、-75 kPa 和 CK处理
在 20 cm深处的平均含水率分别为 0. 353、0. 337、0. 336 和 0. 254 cm3 / cm3,在 50 cm处分别为 0. 357、0. 367、
0. 373 和 0. 289 cm3 / cm3。 由此可见,以不同水势阈值起始灌溉均可大幅度提高土壤水分的有效性;但是,阈
值越高,表土层(20 cm)的水分有效性提高越多,阈值越低,深土层(50 cm)的水分有效性提高越多。 在 8—10
月份,由于受雨季降雨的影响,各处理各土层的含水率变化趋势基本一致且其之间的差异也逐渐缩小;期间,
-25、-50、-75 kPa和 CK 处理在 20 cm 深处的平均含水率分别为 0. 350、0. 352、0. 352 和 0. 335 cm3 / cm3,在
50 cm土层分别为 0. 374、0. 385、0. 389 和 0. 356 cm3 / cm3,其值均高于 4—7月份的平均值。
2. 4摇 各处理黎明前叶水势
如表 2 所示,在 2011 年 6 月的 3 个典型晴天,-25 和-50 kPa 处理的 鬃pd均显著(P < 0. 05,6 月 20 和 26
日)或极显著(P<0. 01,6 月 4 日)高于 CK,其平均幅度分别为 47%和 45% 。 -75 kPa 处理的 鬃pd 在 6 月 4 和
20 日与 CK无显著差异(P>0. 05),但在 6 月 26 日却较其显著高约 65% (P<0. 05)。 各水势处理之间的 鬃pd
虽在 3 个典型晴天内均无显著差异(P>0. 05),但 鬃pd 有随灌溉起始阈值的升高而升高(负的更少)的趋势。
表 2摇 2011 年 6 月各试验处理在 3 个典型晴天的黎明前叶水势
Table 2摇 Pre鄄dawn leaf water potential of different treatments on three typical clear days in June 2011
处理
Treatment
叶水势 Leaf water potential / (-MPa)
6 月 4 日 6 月 20 日 6 月 26 日
-25 kPa 0. 700(0. 030) A 0. 275(0. 049) a 0. 149(0. 012) a
-50 kPa 0. 769(0. 023) A - 0. 179(0. 047) a
-75 kPa 0. 812(0. 035) AB 0. 400(0. 010) ab 0. 225(0. 070) a
CK 0. 925(0. 053) B 0. 461(0. 062) b 0. 653(0. 193) b
摇 摇 数据为平均值(标准误);同列内不同小写和大写字母分别表示差异显著(P<0. 05)和极显著(P<0. 01),检验方法为 Duncan检验
2. 5摇 各处理树干液流速率
如图 4 所示,2010 年 5 月,除了在有降雨的 16 和 17 日外,-25、-50 和-75 kPa 处理的日平均液流速率
3235摇 17 期 摇 摇 摇 席本野摇 等:地下滴灌下土壤水势对毛白杨纸浆林生长及生理特性的影响 摇
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图 2摇 2010 与 2011 年各处理土壤水势变化及降雨量
Fig. 2摇 Soil water potential variation of different treatments and precipitation in 2010 and 2011
(SFmean)几乎一直高于 CK;其中,-25 和-75 kPa 处理的优势最为明显,二者各天的 SFmean 分别较 CK 高约
50%—87%和 47%—74% ;-50 kPa处理的优势较小,其各天的 SFmean 仅比 CK高约 3%—19% 。 对于各水势
处理,-25 kPa的 SFmean 最大,-75 kPa次之,-50 kPa最小,它们的月平均 SFmean 分别为 2. 24伊10
-3,2. 13伊10-3
和 1. 53伊10-3 cm / s。 然而,虽然各试验处理间的 SFmean 存在较大差异,但其还未达到显著水平(P>0. 05)。
2. 6摇 多年地下水位年动态、潜在蒸散量和降雨量
试验地所在地区地下水位的年变幅非常大(图 5),所监测到的 2009(从 8 月上旬开始)、2010 和 2011 年
的最低地下水位分别为 175、367 和 388 cm,最高水位分别为 138、38 和 85 cm,平均年变化幅度达到 316 cm
4235 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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图 3摇 2011 年 4—10 月份各处理 20 和 50 cm土层的土壤含水率变化
Fig. 3摇 Soil water content variation at 20 and 50 cm depth of different treatments from April to October 2011
(不含 2009 年)。 总体来讲,每年年初到 6 月中下旬,地下水位呈逐渐下降的趋势,尤其是在 3 月下旬到 6 月
中旬之间由于当地农业灌溉需抽取大量地下水,所以此期间内地下水位下降异常剧烈。 而从 6 月中下旬到 9
月,由于前期农田灌溉水的不断下渗和受雨季降雨的影响,地下水位开始迅速回升,一般在 9 月份上升到每年
的最高峰。 此后一直到年底,随降雨的减少和水分的不断下渗,地下水位又开始逐渐下降。
图 4摇 2010 年 5 月各处理日平均树干液流速率变化
摇 Fig. 4摇 Variation of average daily trunk sap flow rate of different
treatments in May 2010
图 5摇 2009—2011 年地下水位动态
Fig. 5摇 Dynamics of groundwater level in 2009—2011
如表 3 所示,在 4、5、6、10 月,试验地所在地区的多年平均 ET0 均高于降雨量,其总和达到 392 mm,约为
同期降雨量总和的 2. 4 倍。 而在 7—9月,多年平均降雨量却均远高于多年平均 ET0,其总和为 528 mm(因
2011 年 8 月仅采集到部分降雨数据,故不将该月数据计算在内),约为同期 ET0 总和的 2. 3 倍。
3摇 结论与讨论
3. 1摇 滴灌下土壤水势对毛白杨生长的影响
Hansen[6]发现在 1—4年生杨树人工林中地表滴灌可使林木树高生长量提高 2%—22% ,在 3—5年生林
分中可使生物量增长量提高 27%—33% 。 Dickman等[7]发现,在林木栽植第 4 年,与不灌溉的林分相比,地表
5235摇 17 期 摇 摇 摇 席本野摇 等:地下滴灌下土壤水势对毛白杨纸浆林生长及生理特性的影响 摇
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滴灌能显著提高 Populus 伊 euramericana (Dode) Guinier cv. ‘Eugenei爷人工林的生长,但对 Populus tristis Fisch
伊 Populus balsamifera L. cv. ‘Tristis 1爷人工林的生长无显著影响。 贾黎明等[11]在北京沿河沙地 I鄄214 杨树人
工林中研究发现,与常规灌溉相比,地下滴灌可大大增加树木的生长量,在林木栽植第 4 年,林地生产力达到
22. 78—25. 81 m3 hm-2 a-1,比常规灌溉增加了 3. 9—4. 6 倍。 张广才等[12]研究发现,与渠灌相比,滴灌可使沙
地杨树防护林的树高和胸径分别提高 3. 98%和 28. 19% 。 与这些学者的研究结果相似,本研究发现,地下滴
灌能明显促进毛白杨的生长。 在 2010 和 2011 年,与不灌溉的处理相比,虽然地下滴灌促进树木生长的绝对
显著优势(P<0. 01)仅出现在 2010 年的-25 kPa 处理中,但总体来讲,地下滴灌仍能使胸径生长量分别平均
提高 31%和 33% ,树高生长量分别提高 2%和 10% ,单株材积生长量分别提高 25%和 28% ,林地生产力分别
提高 24%和 28% 。 此外,考虑到本研究是在郁闭度已经较高的 6—7年生的毛白杨纸浆林中开展,此时光照
可能已开始逐渐代替土壤水分成为限制林木生长的主要因子,而且林木也可能开始处于生长缓慢期,但本研
究中采用的地下滴灌技术仍能将生产力提高 10. 2%—43. 5% ,因此,如果在毛白杨生长迅速的幼龄林阶段即
对其进行地下滴灌,那么其生产力必将会有更大幅度的提高。 综上,建议在毛白杨纸浆林培育中大力推广地
下滴灌技术。
表 3摇 2009—2011 年试验所在地 4—10 月参考作物潜在蒸散量及降雨量
Table 3摇 Reference crop potential evapotranspiration and precipitation in the experiment site from April to October in 2009—2011
年份 Year
月份 Month
4 5 6 7 8 9 10
参考作物潜在蒸散量 / mm 2009 96. 6 131. 3 143. 7 94. 7 82. 4 63. 5 75. 3
Reference crop potential evapotranspiration 2010 80. 4 110. 9 113. 8 100. 6 70. 1 60. 5 59. 4
2011 96. 3 104. 5 116. 4 96. 8 71. 6 50. 9 47. 0
平均 Mean 91. 1 115. 6 124. 6 97. 4 74. 7 58. 3 60. 6
降雨量 Precipitation / mm 2009 5. 0 78. 4 133. 8 180. 0 122. 2 88. 2 0. 0
2010 15. 2 11. 4 82. 8 187. 2 438. 4 36. 2 9. 2
2011 18. 4 42. 2 72. 0 160. 0 89. 0a 90. 2 16. 2
平均 Mean 12. 9 44. 0 96. 2 175. 7 216. 5 71. 5 8. 5
摇 摇 a 因仪器故障,仅采集到部分降雨数据
与 Hansen[6]和 Shock等[18]的研究结果相似,在本研究的 3 个水势处理中,最高的水势阈值(-25 kPa)能
最大地促进林木生长和林地生产力的提高。 2010 年,-25 kPa 处理的胸径、单株材积生长量均明显高于-50
和-75 kPa(表 1),其当年林地生产力达到 39. 90 m3 hm-2 a-1,较后两者极显著提高 20%和 31% (P<0. 01)。
2011 年,虽然 3 个水势处理间的各生长指标均差异不显著(P>0. 05,表 1),但-25 kPa 的林地生产力仍较-50
和-75 kPa高出 13%和 14% 。 因此,可将距离滴头 10 cm,地下 20 cm深处的土壤水势达到-25 kPa作为毛白
杨纸浆林的灌溉起始土壤水势阈值。
本研究中,因考虑到试验地内毛白杨近三分之一(29% )的细根分布于 0—20 cm 的表土层[19],以及因
0—30 cm土层的导水率高于 30—70 cm[19]而致使 30 cm深处的土层交界面会对水分下渗产生一定的阻碍作
用[23],所以将土壤水势的监测位置定在距离滴头 10 cm、地下 20 cm处。 然而,实际上,土壤不同位置的水势
变化与植物耗水量的相关程度是不同的,所以其在反映植物耗水变化时的敏感性也不同[16]。 因此,在下一步
研究中,应对距滴灌管不同距离不同深度处土壤水势的时空变化、滴灌条件下毛白杨的根系分布状况以及土
壤湿润体内的水分分布变化进行监测[16, 24],以确定用于指导毛白杨纸浆林滴灌起始时间的张力计的最佳布
设方式。
3. 2摇 不同灌溉起始阈值对毛白杨生理特征及土壤水分有效性的影响
与不灌水的 CK相比,土壤水分有效性、黎明前叶水势以及树干液流速率的提高可能是地下滴灌处理中
毛白杨林木生长改善和林地生产力提高的主要外因和重要生理机制。 2011 年,3 个水势处理在毛白杨生长最
6235 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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快的 4—7月份的平均含水率均明显高于 CK(图 3),其中,在 20 和 50 cm 处分别较其高约 32%—39%和
24%—29% 。 从 3 个典型晴天的 鬃pd 来看,3 个水势处理的 鬃pd 几乎均显著(P<0. 05)或极显著(P<0. 01)高于
CK(除了在 6 月 4 和 20 日,-75 kPa与 CK无显著差异),提高幅度为 30%—47% (3d 平均值)。 从树干液流
速率来看,在 2010 年 5 月,-25、-50 和-75 kPa的 SFmean 几乎一直高于 CK(除了 5 月 16 和 17 日),提高幅度
分别为 50%—87% 、47%—74%和 3%—19% 。 虽然各水势处理与 CK的 SFmean 差异未达到显著水平,但由于
滴灌下林木的胸径增长量明显高于 CK(图 1)即边材面积增长量亦高于 CK,所以各水势处理下的树干边材液
流通量比 CK高的程度将会更大。 这意味着滴灌下毛白杨的蒸腾耗水量会远高于 CK,但同时光合总产量也
可能会远多于 CK,从而最终促使林木生长的提高。
随着灌溉起始阈值的升高根区土壤水势明显升高(图 2)。 理论上来讲,这种土壤水分有效性的差异应该
会对林木生理特征产生明显影响,但本研究发现土壤水势的差异(图 2)并未对毛白杨 鬃pd(表 2)和 SFmean(图
4)产生显著影响(P>0. 05)。 然而,鬃pd 却有随土壤水势的升高而升高的趋势,而 SFmean 对土壤水势未有相似
的响应。 总体来讲,3 个水势处理中,-25 kPa 处理的平均 鬃pd(表 2)和 SFmean(图 4)均为最高,这可能是-25
kPa在 2010 和 2011 年的生长以及生产力能极显著高于(P<0. 01)和高于(P>0. 05) -50、-75 kPa 的原因之
一。 另外,将更多的灌溉水聚集在表土层从而使表土层(0—20 cm)的水分有效性有更大幅度的提高(图 2,
3)可能是-25 kPa 处理拥有最高生长优势的另外一个重要原因。 因为在试验地 0—90 cm 土层中,0—20 cm
的表土层中分布的细根最多且根系吸水活动最为激烈[19],所以在毛白杨速生期内使该土层的水分有效性有
更大幅度的提高将会促进树木更快的生长。 与本研究结果相似,刘玉春等[25鄄26]在温室内开展层状土壤番茄
地下滴灌试验时发现,与上砂下壤的层状土壤相比,均质土壤中的地下滴灌能使 0—20 cm表土层的含水率提
高 28% ,所以其水分利用效率和产量也相应提高了 32%和 33% 。
3. 3摇 毛白杨纸浆林年总水分管理策略
每年 4—7月为毛白杨生长最快的时期,该时期内试验地周围在 2010 和 2011 年的平均地下水位为 297
cm(图 5),远低于试验地内毛白杨细根的最大分布深度(约 150 cm) [19],而且由于试验地 120 cm以下土层中
土壤的砂性较强,毛管水上升作用较弱,因此,该时期内毛白杨很可能无法通过吸收地下水资源来供给其蒸腾
耗水。 另外,每年 4—6月,试验地所在地区的 ET0 远高于降雨量(表 3),这意味着该时期内仅通过降雨所带
来的水资源可能远无法满足毛白杨林分的蒸腾耗水。 在每年 7 月,虽然降雨量会明显高于 ET0,但由于该时
期内地下水位的平均埋深仍较大(在 2010 和 2011 年平均为 269 cm,图 5),即仍无法为毛白杨提供稳定的地
下水资源,因此,如果在该时期内仅依靠降雨来为处于生长高峰期的毛白杨提供水资源存在较高的风险。 然
而,在每年 8—10 月,地下水位通常会大幅度回升,其在 2010 和 2011 年的平均值为 118 cm,显然,此时期内毛
白杨已有一部分吸水根系直接处在地下水中或处于毛管边缘[19],这意味着毛白杨可能依靠深层根系通过吸
收地下水来供给其蒸腾所需[27鄄28]。 此外,由于该时期内试验地所在地区的降雨量远高于 ET0,因此土壤会因
得到大量的降雨补充而在即使没有灌溉的情况下也能保持较高的水分有效性(图 2,图 3)。 显然,每年 8—10
月份较高的土壤水分有效性和较浅的地下水位已可能满足处于生长缓慢期的毛白杨的蒸腾耗水,不至于使其
经受水分胁迫而死亡。 综上,在与本研究试验地所在地区气候、地下水位及土壤条件相似的地区栽植毛白杨
时,应在每年 4—7月进行灌溉,而在 8—10 月除非遇到极端干旱年一般不需灌溉。
致谢:感谢美国爱达荷大学 Mark Kimsey研究员对英文摘要的修改。
References:
[ 1 ]摇 He X Y. China忆s pulp and paper mills need to focus more on their fiber strategy—How to secure the future fiber supply?. China Pulp and Paper
Industry, 2008, 29(15): 20鄄23.
[ 2 ] 摇 Shen G F. Some problems on development of fast growing and high yielding plantations in China. World Forestry Research, 1992, (4): 67鄄74.
[ 3 ] 摇 Kang X Y, Zhu Z T. Status and role of triploid Populus tomentosa in pulp production in China. Journal of Beijing Forestry University, 2002, 24
(S1): 51鄄56.
7235摇 17 期 摇 摇 摇 席本野摇 等:地下滴灌下土壤水势对毛白杨纸浆林生长及生理特性的影响 摇
http: / / www. ecologica. cn
[ 4 ]摇 Zheng S K. High Yield Cultivation of Poplar. Beijing: Golden Shield Press, 2006.
[ 5 ] 摇 Camp C R. Subsurface drip irrigation: a review. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 1998, 41(5): 1353鄄1367.
[ 6 ] 摇 Hansen E A. Irrigating short rotation intensive culture hybrid poplars. Biomass, 1988, 16(4): 237鄄250.
[ 7 ] 摇 Dickmann D I, Nguyen P V, Pregitzer K S. Effects of irrigation and coppicing on above鄄ground growth, physiology, and fine鄄root dynamics of two
field鄄grown hybrid poplar clones. Forest Ecology and Management, 1996, 80(1 / 3): 163鄄174.
[ 8 ] 摇 Ceulemans R, Deraedt W. Production physiology and growth potential of poplars under short鄄rotation forestry culture. Forest Ecology Management,
1999, 121(1 / 2): 9鄄23.
[ 9 ] 摇 Voltas J, Serrano L, Hern佗ndez M, Pem佗n J. Carbon isotope discrimination, gas exchange and stem growth of four Euramerican hybrid poplars
under different watering regimes. New Forests, 2006, 31(3): 435鄄451.
[10] 摇 Liu F J, Zheng S K, Zang D Q. Studies on relationship between water supply and growth in a poplar plantation. 玉. The effect of water supply on
growth, architecture and leaf quantity of tree. Forest Research, 1988, 1(2): 153鄄161.
[11] 摇 Jia L M, Xing C S, Wei Y K, Li Y A, Yang L. The growth and photosynthesis of poplar trees in fast鄄growing and high鄄yield plantations with
subterranean drip irrigation. Scientia Silvae Sinicae, 2004, 40(2): 61鄄67.
[12] 摇 Zhang G C, Zhang Z W, Shi X N, Yu W P, Ma H, Wu G L. Study on comprehensive benefits of applying drip irrigation in sandy land shelterbelt.
Forest Research, 2004, 17(S1): 78鄄82.
[13] 摇 Musselman R C. Response of Transplanted Aspen to Drip Irrigation on Reclaimed Mine Lands: Final Report. Fort Collins: USDA Forest Service
Rocky Mountain Research Station, 2007.
[14] 摇 Hodnett M G, Bell J P, Ah Koon P D, Soopramanien G C, Batchelor C H. The control of drip irrigation of sugarcane using ‘ index爷 tensiometers:
some comparisons with control by the water budget method. Agricultural Water Management, 1990, 17(1 / 3): 189鄄207.
[15] 摇 Wang D, Kang Y H, Wan S Q. Effect of soil matric potential on tomato yield and water use under drip irrigation condition. Agricultural Water
Management, 2007, 87(2): 180鄄186.
[16] 摇 Liu Y C, Li J S. Effects of lateral depths on alternative placements of tensiometers used for drip irrigation scheduling. Transactions of the Chinese
Society of Agricultural Engineering, 2010, 26(4): 18鄄24.
[17] 摇 Shock C C, Wang F X. Soil water tension, a powerful measurement for productivity and stewardship. Hortscience, 2011, 46(2): 178鄄185.
[18] 摇 Shock C C, Feibert E B G, Seddigh M, Saunders L D. Water requirements and growth of irrigated hybrid poplar in a Semi鄄Arid environment in
eastern Oregon. Western Journal of Applied Forestry, 2002, 17(1): 46鄄53.
[19] 摇 Xi B Y, Wang Y, Jia L M, Si J, Xiang D K. Property of root distribution of triploid Populus tomentosa and its relation to root water uptake under
the wide鄄and鄄narrow row spacing scheme. Acta Ecologica Sinica, 2011, 31(1): 47鄄57.
[20] 摇 Pan C Z, ShangGuang Z P. Generation mechanism of woodland runoff and sediment on Loess Plateau under hypo鄄rainfall: a case study of artificial
P. tabulaeformis and secondary natural P. dadidiana stands. Chinese Journal of Applied Ecology, 2005, 16(9): 1597鄄1602.
[21] 摇 Wen Y G, Liu S R. Quantitative analysis of the characteristics of rainfall interception of main forest ecosystems in China. Scientia Silvae Sinicae,
1995, 31(4): 289鄄298.
[22] 摇 Allen R G, Pereira L S, Raes D, Smith M. Crop Evapotranspiration: Guidelines for Computing Crop Requirements. FAO Irrigation and Drainage
Paper 56. Rome: FAO, 1998.
[23] 摇 Li J S, Yang F Y, Li Y F. Water and nitrogen distribution under subsurface drip fertigation as affected by layered鄄textural soils. Transactions of the
Chinese Society of Agricultural Engineering, 2009, 25(7): 25鄄31.
[24] 摇 Coelho E F, dos Santos D B, de Azevedo C A V. Sensor placement for soil water monitoring in lemon irrigated by micro sprinkler. Revista
Brasileira de Engenharia Agr侏cola e Ambiental, 2007, 11(1): 46鄄52.
[25] 摇 Liu Y C, Li J S. Effects of lateral depth and layered鄄textural soils on water and nitrogen use efficiency of drip irrigated tomato. Transactions of the
Chinese Society of Agricultural Engineering, 2009, 25(6): 7鄄12.
[26] 摇 Liu Y C, Li J S. Effects of lateral depth and layered鄄textural soils on water and nitrate dynamics and root distribution for drip fertigated tomato.
Journal of Hydraulic Engineering, 2009, 40(7): 782鄄790.
[27] 摇 Snyder K A, Williams D G. Root allocation and water uptake patterns in riparian tree saplings: response to irrigation and defoliation. Forest
Ecology and Management, 2007, 246(2 / 3): 222鄄231.
[28] 摇 Wilske B, Lu N, Wei L, Chen S P, Zha T G, Liu C F, Xu W T, Noormets A, Huang J H, Wei Y F, Chen J, Zhang Z Q, Ni J, Sun G, Guo K,
McNulty S, John R, Han X G, Lin G H, Chen J Q. Poplar plantation has the potential to alter the water balance in semiarid Inner Mongolia.
8235 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
Journal of Environmental Management, 2009, 90(8): 2762鄄2770.
参考文献:
[ 1 ]摇 何旭阳. 中国的制浆造纸厂应更关注其造纸纤维战略———如何保障未来造纸纤维的供应? 中华纸业, 2008, 29(15): 20鄄23.
[ 2 ] 摇 沈国舫. 对发展我国速生丰产林有关问题的思考. 世界林业研究, 1992, (4): 67鄄74.
[ 3 ] 摇 康向阳, 朱之悌. 三倍体毛白杨在我国纸浆生产中的地位和作用. 北京林业大学学报, 2002, 24(增刊): 51鄄56.
[ 4 ] 摇 郑世凯. 杨树丰产栽培. 北京: 金盾出版社, 2006.
[10] 摇 刘奉觉, 郑世凯, 臧道群. 田间供水与杨树生长关系的研究———玉. 供水处理对杨树生长、树体结构和叶量的影响. 林业科学研究,
1988, 1(2): 153鄄161.
[11] 摇 贾黎明, 邢长山, 韦艳葵, 李延安, 杨丽. 地下滴灌条件下杨树速生丰产林生长与光合特性. 林业科学, 2004, 40(2): 61鄄67.
[12] 摇 张广才, 张振文, 时新宁, 于卫平, 马晖, 伍光林. 滴灌在沙地防护林上应用的综合效益初步研究. 林业科学研究, 2004, 17(增刊):
78鄄82.
[16] 摇 刘玉春, 李久生. 滴灌灌溉计划制定中毛管埋深对负压计布置方式的影响. 农业工程学报, 2010, 26(4): 18鄄24.
[19] 摇 席本野, 王烨, 贾黎明, 司静, 向地奎. 宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨根系分布特征及其与根系吸水的关系. 生态学报, 2011, 31
(1): 47鄄57.
[20] 摇 潘成忠, 上官周平. 黄土区次降雨条件下林地径流和侵蚀产沙形成机制: 以人工油松林和次生山杨林为例. 应用生态学报, 2005, 16
(9): 1597鄄1602.
[21] 摇 温远光, 刘世荣. 我国主要森林生态系统类型降雨截留规律的数量分析. 林业科学, 1995, 31(4): 289鄄298.
[23] 摇 李久生, 杨风艳, 栗岩峰. 层状土壤质地对地下滴灌水氮分布的影响. 农业工程学报, 2009, 25(7): 25鄄31.
[25] 摇 刘玉春, 李久生. 毛管埋深和层状质地对番茄滴灌水氮利用效率的影响. 农业工程学报, 2009, 25(6): 7鄄12.
[26] 摇 刘玉春, 李久生. 毛管埋深和土壤层状质地对地下滴灌番茄根区水氮动态和根系分布的影响. 水利学报, 2009, 40(7): 782鄄790.
9235摇 17 期 摇 摇 摇 席本野摇 等:地下滴灌下土壤水势对毛白杨纸浆林生长及生理特性的影响 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 17 September,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Conservation strategies for Ulmus elongata based on the analysis of biological and ecological factors
GAO Jianguo, ZHANG Yi, WU Yuhuan, et al (5287)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Vertical distribution of methanogen community structures in Phragmites australis marsh soil in the Min River estuary
SHE Chenxing, TONG Chuan (5299)
…………………
………………………………………………………………………………………………
Energy balance closure and its effects on evapotranspiration measurements with the eddy covariance technique in a cropland
LIU Du, LI Jun, YU Qiang, TONG Xiaojuan, et al (5309)
…………
………………………………………………………………………
Effects of soil water potential on the growth and physiological characteristics of Populus tomentosa pulpwood plantation under
subsurface drip irrigation XI Benye, WANG Ye, DI Nan, et al (5318)…………………………………………………………
Physiological indices of leaves of jujube (Zizyphus jujuba) damaged by Apolygus lucorum
GAO Yong, MEN Xingyuan, YU Yi, et al (5330)
……………………………………………
…………………………………………………………………………………
Economic analysis of wetland resource protection: a case study of Beijing Wild Duck Lake
WANG Changhai, CUI Lijuan, MA Muyuan, et al (5337)
……………………………………………
…………………………………………………………………………
Comparative studies on the farmers忆 willingness to accept eco鄄compensation in wetlands nature reserve
WANG Changhai,CUI Lijuan,MAO Xufeng, et al (5345)
………………………………
…………………………………………………………………………
Remote sensing estimation models of Suaeda salsa biomass in the coastal wetland
FU Xin,LIU Gaohuan, HUANG Chong,LIU Qingsheng (5355)
……………………………………………………
……………………………………………………………………
Effects of N addition on soil organic carbon components in an alpine meadow on the eastern Qinghai鄄Tibetan Plateau
ZHENG Jiaojiao, FANG Huajun, CHENG Shulan, et al (5363)
………………
……………………………………………………………………
Estimating carbon emissions from forest fires during 2001 to 2010 in Daxing忆anling Mountain
HU Haiqing, WEI Shujing, SUN Long (5373)
…………………………………………
………………………………………………………………………………………
Predicting the effects of soil water potential on the growth of cut lily DONG Yongyi, LI Gang, AN Dongsheng, et al (5387)………
Rain enrichment鄄accelerated carbon emissions from soil in a Nitraria sphaerocarpa community in hyperarid region
LIU Dianjun, WU Bo, LI Yonghua, et al (5396)
……………………
…………………………………………………………………………………
Response of soil organic carbon sequestration to the “Grain for Green Project冶 in the hilly Loess Plateau region
XU Mingxiang, WANG Zheng, ZHANG Jin, et al (5405)
……………………
…………………………………………………………………………
Temporal and spatial variability in soil respiration in five temperate forests in Xiaoxing忆an Mountains, China
SHI Baoku,JIN Guangze,WANG Zhaoyang (5416)
…………………………
…………………………………………………………………………………
Distributions pattern of phosphorus, potassium and influencing factors in the upstream of Shule river basin
LIU Wenjie, CHEN Shengyun, HU Fengzu, et al (5429)
…………………………
…………………………………………………………………………
COI1 is involved in jasmonate鄄induced indolic glucosinolate biosynthesis in Arabidopsis thaliana
SHI Lu, LI Mengsha, WANG Lihua, et al (5438)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
Modeling canopy rainfall interception of a replanted Robinia pseudoacacia forest in the Loess Plateau
WANG Yanping,WANG Li,WEI Sanping (5445)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
The differences of plant community diversity among the different altitudes in the Water鄄Level鄄Fluctuating Zone of the Three
Gorges Reservoir LIU Weiwei, WANG Jie, WANG Yong, et al (5454)…………………………………………………………
Low鄄frequency drought variability based on SPEI in association with climate indices in Beijing SU Hongxin, LI Guangqi (5467)……
Response of upland jujube tree trunk diameter to different ecological factors
ZHAO Ying, WANG Youke, HAN Lixin,et al (5476)
……………………………………………………………
……………………………………………………………………………
The spatial distribution and seasonal dynamics of fine roots in a young Caragana korshinskii plantation
ZHANG Fan, CHEN Jianwen, WANG Mengben (5484)
………………………………
……………………………………………………………………………
Interspecific segregation of species in tree and shrub layers of the Pinus bungeana Zucc. ex Endl. community in the Wulu
Mountains, Shanxi Province, China WANG Lili, BI Runcheng, YAN Ming, et al (5494)………………………………………
Effects of long鄄term fertilization on soil microbial biomass carbon and nitrogen and enzyme activities during maize growing season
MA Xiaoxia, WANG Lianlian, LI Qinghui, et al (5502)
…
…………………………………………………………………………
A model to predict dry matter accumulation dynamics in wheat based on the normalized method
LIU Juan, XIONG Shuping, YANG Yang, et al (5512)
………………………………………
……………………………………………………………………………
Optimization strategies and an aesthetic evaluation of typical plant communities in the Shanghai Green Belt
ZHANG Kaixuan, LING Huanran, DA Liangjun (5521)
…………………………
……………………………………………………………………………
Carbon footprint evaluation research on the tourism transportation system at tourist attractions: a case study in Hengshan
DOU Yindi, LIU Yunpeng, LI Bohua, et al (5532)
……………
………………………………………………………………………………
An urban ecosystem assessment method and its application SHI Huichun, LIU Wei, HE Jian, et al (5542)…………………………
Seasonal variations in distribution and biological characteristics of snailfish Liparis tanakae in the central and southern Yellow Sea
ZHOU Zhipeng, JIN Xianshi, SHAN Xiujuan,et al (5550)
…
…………………………………………………………………………
Effects of cyanobacterial accumulation and snail grazing on the growth of vallisneria natans
HE Hu, HE Yuhong,JI Yachan,et al (5562)
……………………………………………
………………………………………………………………………………………
The structure and thermal insulation capability of Mustela sibirica manchurica winter pelage in Heilongjiang Province
LIU Yu,ZHANG Wei (5568)
………………
………………………………………………………………………………………………………
Ontogenetic shifts in selected body temperature and thermal tolerance of the tiger frog, Hoplobatrachus chinensis
FAN Xiaoli, LEI Huanzong, LIN Zhihua (5574)
……………………
……………………………………………………………………………………
The influence of tubificid worms bioturbation on organic phosphorus components and their vertical distribution in sediment of
Lake Taihu BAI Xiuling, ZHOU Yunkai, ZHANG Lei (5581)……………………………………………………………………
Review and Monograph
Research advances in ecological assessment of urban greenspace MAO Qizheng, LUO Shanghua, MA Keming, et al (5589)………
Ecological hot topics in global change on the 2nd International Young Ecologist Forum
WAN Yun, XU Lili, GENG Qifang,et al (5601)
…………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Scientific Note
Screening trial for the suitable plant species growing on sand dunes in the alpine valley and its recovery status in the Yarlung
Zangbo River basin of Tibet, China SHEN Weishou, LI Haidong, LIN Naifeng, et al (5609)…………………………………
《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的生态学专业性高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研
究原始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、
新方法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,300 页,国内定价 90 元 /册,全年定价 2160 元。
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第 32 卷摇 第 17 期摇 (2012 年 9 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
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Vol郾 32摇 No郾 17 (September, 2012)
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