全 文 ：林业科学研究　2005 ,18(3) :331～335
Forest Research
　　文章编号 :100121498(2005) 0320331205
马占相思树干液流的研究
肖以华1 , 陈步峰1 , 陈嘉杰2 , 陈　勇1 , 李东文2 , 吴统贵1
(1.中国林业科学研究院热带林业研究所 ,广东 广州　510520 ; 2.广东省中山市林场 ,广东 中山　528403)
摘要 :采用 ICT - 2000TE树干液流测定系统 , 对华南地区的主要造林树种马占相思的液流变化进行了为期 1 a 的观测 ,
并对树干液流变化特征、液流量日变化、各位点液流及全年液流量的变化进行了深入研究。结果表明 :马占相思的树
干液流量日进程呈单峰型曲线 ,雨、旱季的全天总液流量分别为 10. 988 ×103、5. 082 ×103 g , 全年总液流量为
2 238. 265 ×103 g ;马占相思木质部不同部位输水能力差异较大 ,液流速率最大的位点位于木质部 15 mm 处 ;马占相思
单位边材面积日累计液流量在雨、旱季分别为 85. 203 ×103、57. 463 ×103 g·m - 2左右 , 整个过程呈“S”形。
关键词 :马占相思 ;热扩散法 ;树干液流
中图分类号 :S715. 4 　　　文献标识码 :A
收稿日期 : 2004212221
基金项目 : 国家自然科学基金重大项目“热带天然林优势种群及人工林水分蒸腾量的研究”(30170743)
作者简介 : 肖以华(1976 —) ,男 ,江西萍乡人 ,硕士 ,主要从事森林生态系统定位研究和全球变化与陆地生态系统相关研究.
A Study on the Stem Sap Flow of Acacia mangium
XIAO Yi2hua1 , CHEN Bu2feng1 , CHEN Jia2jie2 , CHEN Yong1 , LI Dong2wen2 , WU Tong2gui1
(1. Research Institute of Tropical Forestry , CAF , Guangzhou 　510520 ,Guangdong ,China ;
2. Forestry Farm of Zhongshan , Zhongshan 　528403 ,Guangdong ,China)
Abstract : ICT - 2000TE system was used to investigate the stem sap flow of Acacia mangium , an important species for afforestation
in south China , in 2003. The characteristics of stem sap flow change , the daily change of sap flow amount , the sap flow in different
points and yearly fluctuation were analyzed. The results showed that the daily sap flow amount followed a monopeak curve. The
amounts of daily total sap flow in rainy season and dry season were 10. 988 ×103 g and 5. 082 ×103 g respectively and the yearly to2
tal was 2 238. 265 ×103 g. There esisted significant differences among different positions of A. mangium in water transferring ca2
pacity. The position with the fastest sap flow located at the xylem of 15 mm. The daily accumulated sap flow amounts of sapwood in
rainy season and dry season were 85. 203 ×103 g·m- 2 and 57. 463 ×103 g·m- 2 respectively. The entire process of daily sap flow
presented a S2shape curve.
Key words :Acacia mangium ; thermal dissipation method ; stem2sap flow
近几十年来 ,国内外研究者一直寻找准确定量估
算整树耗水量的技术 ,陆续提出一些不同的测定方
法[1]。在自然界中 ,土壤—植物—大气构成连续的水
流路径 ,树干木质部上升液流速度及液流量制约着整
株树木的蒸腾量 ,因而对树干液流进行标记并测定其
流动速度就可以简捷地确定树冠蒸腾耗水量。20 世
纪 80 年代 ,热技术 (包括 : 热扩散技术、热脉冲技术和
热平衡技术)成为估算整树耗水的必要手段而得到广
泛应用。热扩散技术由 Granier[2]发明并首先使用 ,该
技术能在树木自然生活状态下 ,确定树冠蒸腾耗水
量[3 ,4]。Kostner[5]在 1992 年就热扩散技术、热脉冲技
术和热平衡技术在欧洲赤松 ( Pinus sylvestris Linn. )上
进行比较 ,3 种方法测得其单位边材面积最大液流量
分别为 :11～17、8～21、4～14 g·m - 2·h - 1 ,都在一个数
量级上。Granier[6]在 1996 年对以上 3 种热技术进行
比较 ,发现热扩散法安装简便 ,计算简单 ,数据可靠性
高 ,费用相对较低[7～9] ,我国的许多研究人员也用该
技术对我国北方半干旱地区造林树种的树干液流及
耗水特性进行了较多的研究[10～14] ;鲁小珍[15] 、虞沐奎
等[16]对华东地区部分造林树种的树干液流进行了研
究 ;而周国逸等[17～19]应用热脉冲技术对华南地区人
工林树种桉树 ( Eucalyptus L’Hérit . ) 的耗水特性进行
了研究报道 ,但对华南地区广泛种植的马占相思 (A2
cacia mangium Willd. )树干液流及耗水特性研究未见
报道。
马占相思是我国华南地区重要的造林树种之一。
为了系统研究其耗水特性 ,本文以旱、雨季为时间尺
度 ,利用 ICT - 2000TE 树干液流测定系统 ,选取标准
样株对其树干液流进行连续观测、数采 ,以探索马占
相思的树干液流特征、树干液流量日变化及年变化规
律 ,同时为确定合理造林密度提供理论依据 ,也希望
为分析树木对气候变化的响应提供本底依据。
1 　试验地点概况
试验地位于广州市郊区东北约 5 km 的筲萁窝
林场马占相思人工林实验示范区 ,位于 22°53′30″N ,
113°19′E , 属丘陵地形 ,海拔 79 m。林地成土母岩主
要为花岗岩 ,土壤为赤红壤 ,普遍呈酸性反应 ,pH 值
一般在 415～615 ,土壤肥力中等。研究区属南亚热
带典型的季风海洋气候 ,冬暖夏凉 ,雨量充沛 ;年平
均气温 2118 ℃,夏季长达 6～7 个月 ,最热月 (7 月)
平均气温 2814 ℃,最冷月 (1 月) 平均气温 1313 ℃;
年平均降水量 1 700 mm ,4 —9 月为雨季 ,占全年降
水量的 80 % ,其中 6 月最多 ,超过 280 mm ,雨热同季
的特点给林木的生长发育提供了有利的条件。
2 　材料与方法
2. 1 　供试样木与测定方法
在试验林中 ,选择不同径阶、生长正常、无挤压、
无病虫害的马占相思 3 株样木 ,测定其年龄、树高、
直径 ,叶面积指数用剪纸称重法进行测量 ,并在 113
m处朝南向刮成 20 mm 见方的口 ,再将探针对准髓
心垂直钻入树干。被测样木现况见表 1。
表 1 　测定样株现况
序
号
树龄/
a
树高/
m
髓心直径/
cm
去皮直径/
cm
叶面积
指数
输导面积/
cm2
1 7 17 115 1113 31393 6914
2 7 15 114 814 21674 4115
3 7 14 019 711 31303 2016
　　测定仪器采用澳大利亚 ICT 公司的 ICT -
2000TE树干液流测定系统 ,使用 TDP 热耗散探头、
自动气象站和 ZENO 数据采集器对马占相思样株的
环境因子、树干液流进行观测。设定数据采集间隔
期为 1 h ,此次观测期为 2003 年 ,在时间上包括了华
南地区雨、旱季的各类天气状况。
2. 2 　数据处理
树干液流流速和树干液流流量的计算及数据处
理方法见参考文献[ 16 ] ,并采用 Microsoft Excel 2003
和 SPSS1010 等相关软件及方法进行数据分析。
3 　结果与分析
311 　马占相思树干液流量日变化规律
通过 1 a 的测定 ,对雨、旱季各月每时段的数据
进行分析 ,马占相思树干液流量日变化显著 (图 1) 。
图 1 表明 :0 :0027 :00 树干液流量非常小 ,在旱、雨季
都在 50 g·h - 1以下 ; 8 : 00210 : 00 液流量急剧增大 ,
13 :00左右达到最大值 ,15 :00 左右开始下降 ,17 :00
左右又急剧下跌 , 20 :00 左右达到平稳状态 ,整个过
程在雨、旱季都呈单峰型曲线。从图 1 还看出 :马占
相思在旱季的树干液流量比雨季小 ,最大液流量旱
季比雨季小 36195 %。
图 1 　雨、旱季马占相思树干液流量日变化规律
雨、旱季太阳辐射量、大气和土壤表层温湿度日
变化见图 2～4。从图 1～4 可以看出 :树干液流量与
太阳辐射量、大气的温湿度密切相关。树干液流量
与太阳辐射量和大气温度成正相关 ,与大气湿度成
负相关 ;但与土壤表层的温湿度不大关联 ,因为整个
观测期间 ,土壤表层的温湿度变化不明显 ,这一研究
结果与许多学者的研究结果一致[12 ,14 ,16 ] 。
312 　树干液流的径向变化规律
树干液流的输送主要在木质部进行 ,而且其液
流速率在径向位点上的分布也是当前植物生理学研
究的重点问题。著名生理生态学家 Edwards 等[20 ]提
出木质部中液流的分布遵从二次曲线 ,此试验中树
233 林 　业 　科 　学 　研 　究 第 18 卷
图 2 　雨、旱季太阳辐射量日变化规律
图 3 　雨、旱季大气、土壤表层温度日变化规律
图 4 　雨、旱季大气、土壤表层湿度日变化规律
液流量的计算就是在这一理论前提下进行的。图
5、6 所示 ,马占相思在整年的树干木质部不同深度
液流速率变化过程中 ,木质部不同径向深度的液流
速率有着明显的差异 , 但变化趋势相同。树干液流
速率在深度为 15 mm (木质部中) 的地方最大 , 而 5
mm 与 10 mm 处变化不大 ,这一结果表明 :马占相思
树干木质部不同深度处水力传导度存在着差异。从
图 5、6 还可以看出 :雨季的液流速率在中午 12 :00
左右有减小的趋势 ,而在旱季未出现此现象 ,但液流
速率变化进程与图 1 中液流量的变化进程是一致
的 , 这 一 结 论 与 其 他 学 者 的 研 究 结 果 相
似[11 ,14～16 ,19 ] 。
图 5 　马占相思不同部位雨季液流速率变化过程
图 6 　马占相思不同部位旱季液流速率变化过程
313 　累计液流量 ( Qa)与液流通量 ( Qs)
由于树木蒸腾耗水 9918 %以上来自树干液
流[8 ] , 所以通常用液流量直接反映树木的耗水能
力 ,但同一树种不同个体之间、不同树种之间边材和
心材面积比率的差异很大 , 既使有相同或相似的直
径 , 其液流量差别也很大 ,因此 ,进行各项液流指标
计算时应区分单木液流量 ( Q) 、单位边材面积累计
液流量 ( Qa) 与液流通量 ( Qs) 。Q 是基于单木的液
流量 , 即一天中通过样木树干某一高度横断面的液
流量 ; Qa 为单位边材面积的日累计液流量 ,由于 Qa
不考虑心材的影响 , 同时消除了不同样木个体的差
异 , 所以更有利于说明树种的耗水量 ; Qs 是基于单
位边材面积计算所得 , 作为一个耗水指标 , 具有较
强的可比性 ,同时 , Qs 具有瞬时变动的特性 ,与树干
液流速率成正比 ,其日变化同图 1。如果利用树种
的边材面积作为标量 ,在推算林分耗水的过程中 ,Qs
是非常重要的参数。
333第 3 期 肖以华等 :马占相思树干液流的研究
马占相思单位边材面积日累计液流量变化情况
见图 7。由图 7 可见 ,旱、雨季节马占相思单位边材
面积日累计液流量具有相似的变化趋势 :早晨液流
量很小 , 8 :00 开始增加 ,10 : 00 为加速阶段 ,17 : 00
增长变慢 ,这与最大液流位点的活动规律是相对应
的 ,整个过程呈”S”形。测定期间 ,马占相思在雨季
的 Qa 大致为 851203 ×103 g·m - 2 ,旱季的为 571463
×103 g·m - 2 ;马占相思单木液流量 ( Q) 根据图 1 的
液流量日变化累计算得 ,在雨、旱季的单木液流量分
别为 101988 ×103 g·d - 1、51082 ×103 g·d - 1。
图 7 　马占相思单位边材面积日累计液流量
314 　马占相思全年液流量变化
通过 1 a 观测 ,马占相思树干全年液流量变化
见图 8。由图 8 可见 :马占相思在不同生长期树干液
流量有明显差异 , 2 月是华南地区旱季中降雨量最
少的月份 ,受太阳辐射和气温的影响 ,液流量最低 ;6
月是树木快速生长的月份 ,而且太阳辐射强、气温
高 ,液流量也达到最高值 ,以后迅速下降 ,8 月份以
后 ,液流变幅趋向平稳。马占相思全年树干总液流
量为 2 2381265 ×103g。
图 8 　马占相思全年液流量变化
4 　结论与讨论
(1)以旱、雨季为时间尺度对马占相思树干液流
进行了 1 a 的观测研究 ,发现其树干液流量日进程呈
单峰型曲线 ;旱季的树干液流量比雨季的小 ,最大流
量时旱季比雨季小 36195 %。树干液流量与太阳辐
射量、大气温度成正相关 ,与大气湿度成负相关 ;但
与土壤表层的温湿度不大关联。马占相思在雨、旱
季全天总液流量分别为 101988 ×103g、51082 ×103g ,
全年总液流量为 2 2381265 ×103g。
(2)马占相思木质部不同部位输水能力差异较
大 ,液流速率最大的位点位于木质部 15 mm 处 , 而 5
mm 与 10 mm 处变化不大 ,且液流速率变化进程与液
流量日变化进程是一致的。
(3)马占相思单位边材面积日累计液流量在雨、
旱季分别为 851203 ×103 g·m - 2、571463 ×103 g·m - 2 ,
整个过程呈”S”形。
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光皮桦组培快繁技术获得成功
光皮桦为我国南方桦木科优良乡土速生树种 ,适应性强 ,用途广。实生苗造林 6 年生平均树高可达 818
m ,胸径可达 912 cm ,早期速生 ,适合培育大中径材。现南方正大力推广种植 ,经济效益极佳 ,但良种选育为亟
待解决的问题。组培快繁技术是解决优良无性系造林的良好途径 ,为此 ,热带林业实验中心组培室的科技人
员经过近 2 年的探索 ,已成功解决光皮桦组培快繁的技术难题 ,现报道如下 :
11 用超级苗的苗芽和大龄优树芽两种外植体消毒接种均获成功。
21 通过多因子综合试验 ,调查 MS 培养基及其它培养基辅助试验 ,探索出增殖效果稳定的培养基。对接
种的外植体采取调整光照强度及温度控制 ,配合不同的激素比例 ,促进其侧芽萌发 ,40 d 为一个继代周期 ,增
殖系数可达 4 以上。
31 对培养基的大量元素及激素进行调整 ,研制出生根效果良好的培养基。经生根培养后的苗木根系粗
壮发达。
41 通过炼苗与温湿条件控制 ,移植成活率达 90 %以上。用于造林试验当年树高生长达 215 m 以上。
通过以上材料 ,光皮桦的组培快繁技术已达到工厂化与实用化生产要求。
中国林业科学研究院热带林业实验中心 　谌红辉
533第 3 期 肖以华等 :马占相思树干液流的研究