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Sapflow Dynamic Changes of Salix matsudana in the Water-Wind Erosion Crisscross Region on the Loess Plateau

黄土高原水蚀风蚀交错区不同立地条件下旱柳树干液流差异


应用热扩散式树干茎流计(TDP)对黄土高原水蚀风蚀交错区六道沟小流域内分布在坡地与坝地的旱柳树干液流进行连续监测,探讨2种立地条件下旱柳树干液流量与环境因子关系的差异。结果表明:2种条件下的旱柳树干液流速率变化趋势基本相同,但坝地旱柳的液流速率和树干液流量均显著高于坡地旱柳,坝地旱柳平均液流速率和树干液流量分别是坡地的1.4和3倍。2样地旱柳树干液流量的变化规律与气象因子基本一致,气象因子对旱柳树干液流量影响显著,旱柳树干液流量由气象因子与0~50cm土壤含水量综合作用决定,并且在气象因子增加到某一程度时旱柳树干液流量主要受到土壤含水量的影响。2样地土壤质地不同,土壤蒸发和渗漏强度存在较大差异,坡地沙土持水能力差,降雨后水分易发生渗漏,根区土壤有效含水量低,旱柳经常受到干旱胁迫,以致生长不良形成"小老树";而坝地无渗漏现象发生,供植物吸收的有效水分多,旱柳生长良好。

A thermal dissipation probe (TDP) was used to measure sap flow of Salix matsudana grown on slope land and dam land in the water-wind erosion crisscross region on the Loess Plateau. The environmental factors, such as soil water content and meteorological parameters, were measured synchronously to investigate the relationship between the sap flow and the environmental factors in the two sites. The results showed that the diurnal variations of S. matsudana sapflow velocity in the two sites were consistent, but the sapflow velocity and sap flow on the dam land were 1.4 times and 3 times higher than those on slope land. The variation pattern of sap flow in the two sites was consistent with the change in meteorological factors. The sap flow was influenced by meteorological factors markedly. The soil moisture of 0-50 cm layer was also one of main influence factors. In addition, the sap flow was mainly affected by soil moisture when the meteorological factors increased to a certain extent. The capability of soil evaporation and infiltration was quite different due to the different soil texture in the two sites. On slope land, the water holding capacity was lower, water was easy to leakage after rainfall, thus available moisture of rhizosphere was lower than those on dam land, and the S. matsudana was frequently subjected to drought stress and became "small old tree". By the contrast, S. matsudana grown on dam land grew well due to sufficient available moisture.


全 文 :第 8? 卷 第 ? 期
4 A 2 5 年 ? 月
林 业 科 学
7;QRS6QL 7Q!ILR 7QSQ;LR
I.(T8?"S.T?
7-H3" 4 A 2 5
D."!2A322=A=UV32AA2F=8>>34A25A?A:
收稿日期!4A24 WA= W4=# 修回日期! 4A25 WA: WA2’
基金项目!国家自然科学基金项目$824=245?# 9245?AA?# ?2A49A2>% ’
#樊军为通讯作者’
黄土高原水蚀风蚀交错区不同立地
条件下旱柳树干液流差异#
彭小平2\樊\军2! 4\米美霞2\薛智德2
$23西北农林科技大学资源环境学院\杨凌 =242AA# 43中国科学院水利部水土保持研究所\杨凌 =242AA%
摘\要!\应用热扩散式树干茎流计$6a1%对黄土高原水蚀风蚀交错区六道沟小流域内分布在坡地与坝地的旱柳
树干液流进行连续监测"探讨 4 种立地条件下旱柳树干液流量与环境因子关系的差异’ 结果表明!4 种条件下的旱
柳树干液流速率变化趋势基本相同"但坝地旱柳的液流速率和树干液流量均显著高于坡地旱柳"坝地旱柳平均液
流速率和树干液流量分别是坡地的 2T8 和 5 倍’ 4 样地旱柳树干液流量的变化规律与气象因子基本一致"气象因
子对旱柳树干液流量影响显著"旱柳树干液流量由气象因子与 A f9A ,B土壤含水量综合作用决定"并且在气象因
子增加到某一程度时旱柳树干液流量主要受到土壤含水量的影响’ 4 样地土壤质地不同"土壤蒸发和渗漏强度存
在较大差异"坡地沙土持水能力差"降雨后水分易发生渗漏"根区土壤有效含水量低"旱柳经常受到干旱胁迫"以致
生长不良形成.小老树/# 而坝地无渗漏现象发生"供植物吸收的有效水分多"旱柳生长良好’
关键词!\旱柳# 树干液流# 热扩散式探针# 气象因子# 土壤水分# 黄土高原
中图分类号!7=29\\\文献标识码!L\\\文章编号!2AA2 W=8>>"4A25#A? WAA5> WA>
$&%1)"B9:#&4(,-.&#=/0"12(,/3 4("105(6( (#’./
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$2%=)$!’!)15+6)1*!1"" D)6"/Y!-"&2341+5!6-+"7\Z#1’$+1’ =242AA#
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A/: B"*70!\?#$+T*#"-A(#1## +%H/(.J# )0-*B%(D"++"H%)".& H*.E-# ,("B%)",/%,).*+# +."(J%)-*# !.-++1(%)-%#
\\为了改善黄土高原地区的生态环境"我国在黄
土高原开展大面积的植树种草工作 $吴钦孝等"
2??># 郭忠升等" 4AA5%’ 但是"由于不合理的人工
植被建设以及黄土高原干旱少雨的恶劣自然环境"
树木的成活率不高$王华连" 4AA8%"大量的树木形
成了.小老树/’ 李俊辉等$4A24%对黄土高原.小老
\第 ? 期 彭小平等! 黄土高原水蚀风蚀交错区不同立地条件下旱柳树干液流差异
树/的 4 种典型树种刺槐 $B);+1+# K-!A()#,#,+#%和
小叶杨$8)KA$A--+*)1+%的研究表明"水分亏缺是黄
土高原地区.小老树/形成的重要原因’ 坡地土壤
水分条件较差"是水分亏缺较为严重的地貌类型"也
是形成土壤干层集中分布的地类$王力等" 4AA8%’
坡地水土流失治理是黄土高原生态环境修复的重点
和难点"确定适宜的坡地利用方式是实现流域水土
流失治理和生态环境修复的重要措施 $唐克丽"
4AA8%’
黄土高原的植物资源中"柳树 $ ?#$+T%分布广
泛"主要分布在甘肃&青海东部&陕西北部&宁夏盐
池&内蒙古丰镇等地# 柳树还是优良的水土保持植
物以及重要的能源林树种$于兆英等" 2?>?%’ 许多
研究者对柳树进行了相关的研究"譬如何维明等
$4AA5%研究了毛乌素沙地旱柳$ ?#$+T*#"-A(#1#%生
长和生理特征对遮荫的反应#吴统贵等$4AA>%对旱
柳光合作用动态及其与环境因子的关系展开研究#
刘增文等$4A2A%在引进阔叶树种对陕北风沙区土
壤极化的防治效应的研究中发现"柳树作为引入树
种能有效地防治油松纯林土壤极化’ 柳树是神木六
道沟小流域主要乡土树种之一"也是当地群众的主
要用材来源$侯庆春等" 2??:%’ 以往对黄土区造林
树种耗水特性的研究主要以杨树 $张建国等"
4A22%& 侧 柏 $8$#"7,$#(A-)6+!1"#$+-% $于 占 辉 等"
4AA?%&刺槐$胡伟等" 4A2A%等树种为主"很少涉及
柳树"这些研究也侧重于相同生长条件下同树种或
者不同树种的耗水规律以及与气候因子的关系"而
对不同生长环境下同树种树木液流规律以及与环境
因子关系的研究较少’ 因此"本研究选择黄土高原
水蚀风蚀交错区坝地与坡地 4 种立地条件下的旱柳
为研究对象$坡地的旱柳为典型的.小老树/%"利用
热扩散探针法连续监测旱柳的树干液流动态"分析
4 种立地条件下旱柳树干液流量的差异以及与气象
因子和土壤含水量之间的关系’ 明确生长环境因子
对林木耗水的影响机制"旨在为黄土高原林地水分
管理提供参考’
2\试验区概况与研究方法
EDEF试验区概况
试验观测站位于陕西省榆林市神木县六道沟小
流域$22Al42m) 22Al45mR"5>l8:m) 5>l92mS"海拔
2 A?8 f2 4=8 B%’ 该区属于中温带半干旱气候"年
平均气温为 >T8 o"$2A o活动积温为 5 48>TA o"
无霜期 295 天"平均降雨量 85=T8 BB"年总太阳辐
射量为 9 ?44 $[*BW4’ 流域地貌为片沙覆盖的梁
峁状丘陵区"是黄土高原向毛乌素沙漠的过度地带"
也是典型的风蚀水蚀交错带’
EDGF样地及样木选择
研究区内没有天然森林"人工林以旱柳&刺槐&
小叶杨为主’ 本试验选取生长于坡地和坝地的旱柳
为研究对象"坡地为正南方向"坡地的旱柳为生长多
年的.小老树/"树干弯曲&树冠分枝少&生长缓慢#
坝地是位于流域沟道内的一处淤地坝"旱柳生长茂
盛’ 在坡地和坝地处各选取 = 株旱柳作为试验样
木"坡地旱柳树高为 5 f9 B"坝地旱柳高为 = f? B"
坝地&坡地旱柳树龄均在 29 年左右"4 种立地条件
下的旱柳胸径和边材面积有较大差异$表 2%’ 坡地
的土壤主要为风沙土"风沙土的沙粒含量为 ?4d"
粉粒含量为 =d"田间持水量为 AT24 ,B5*,BW5"凋
萎系数为 ATA84 ,B5*,BW5# 坝地的土壤主要为沙黄
土"该土壤的沙粒含量为 8AT8d"粉粒含量为
88TAd"黏粒含量 29T:d"田间持水量为 AT49 ,B5*
,BW5"凋萎系数为 ATA= ,B5*,BW5’
表 EFG 样地旱柳样木参数
H&5IEF8#1"*4&’("#"10&4%)(#= ’*//0(#’./
’B" %)"’0"12(,/3 4("105(6(
样木标号
S.
坡地 7(.H-(%&D 坝地 a%B(%&D
胸径
aN,B
边材面积
7%HJ..D
%*-%U,B4
胸径
aN,B
边材面积
7%HJ..D
%*-%U,B4
2 22T? 54T2 4:T: ?:T>
4 24T> 59T> 54T8 244T9
5 29T9 8=T= 45T> >8T8
8 22T9 5AT5 45T8 >4T=
9 22T2 4>T2 5>T= 29AT9
: 2AT9 49T? 4?T4 2A>T=
= 25T2 5=T4 4>T8 2A8T?
EDCF试验方法
2T5T2\树干液流测定\本试验自 4A22 年 > 月 4=
日开始观测" 2A 月 28 日结束’ 采用热扩散式树干
茎流计$6a1%对旱柳树干液流进行监测’ 探针长度
25 BB"直径 2T5 BB"统一安装在树干胸径处’ 为
防止树干流下的水分与探针接触"用中性玻璃胶将
探针与树干间的空隙涂抹封好’ ;X2AAA 数据采集
器$;%BHE-(+,"" !.C%&" ’6" ’7L%每 :A +获取 2 次
数据并记录每 AT9 0 的平均值’
6a1探针由 4 根探针组成"上部探针为加热探
针"其中含有加热元件和热电偶"下部为参考探针"
只有热电偶’ 通过测定 4 根探针在边材的温差值计
算树干液流速率"采用 ‘*%&"-*公式计算树干液流速
率$‘*%&"-*" 2?>=%!
?5
林 业 科 学 8? 卷5+ OA%A22 ?9
2%452" $4%
9O
D6B RD6
D6
" $5%
式中!D6B为无液流时加热探针与参考探针的最大
温差$o%# D6为瞬时温差值 $o%# 5+为液流速率
$,B*+W2%’
利用边材面积将液流速率转化为液流量"可通
过下式计算!
UO5+QL+ $8%
\\U是液流量 $ bC*D W2 %"&+为胸径处边材面积
$,B4%"胸径处边材面积与胸径有很好的正相关关
系$_0%.!"#$%" 4AA?%’ 因此"为了不破坏被测样木
的正常生长"本研究在该流域内选取了非样木的另
外 > 株胸径不同的旱柳来确定该区旱柳边材面积与
胸径的关系"从而计算出被测样木的边材面积 $图
2%’
图 2\胸径与边材面积的关系
Z"C32\X-(%)".&+0"H+E-)J--& aN<%&D +%HJ..D
2T5T4\环境因子的测定\气象因子!测定指标包括
太阳辐射强度$h*BW4 %&相对湿度$d%&空气温度
$o%&风速$B*+W2 %和降雨$BB%等资料"气象数据
均来自神木侵蚀与环境试验站的自动气象站’ 气象
站位于小流域海拔最高处$2 42: B%"坡地试验区位
于气象站对面"直线距离 2 AAA B左右"坝地位于两
者之间"海拔 2 29A B"4 样地相距 9AA B左右’
为了综合反映相对湿度和大气温度的协同效
应"采用水汽压亏缺$I1a%这一指标’ 运用以下公
式$许文滔等" 4AA=%计算!
!+( )E OA%:22 Q-cH
2=%9A4E
EV48A%( )?= "$9%
I1aO!+( )ER
!+QX<
2AA
" $:%
式中!!+$E%为 6温度下的饱和水蒸汽压$ b1%%# !+
为实际水汽压$ b1%%# E为空气温度$o%# I1a为
水汽压亏缺$b1%%# X<为空气相对湿度$d%’
土壤水分!R;F9 土壤水分探头 $ZaX原理"美
国 a-,.C%& 公司%测定研究区内的土壤含水量"探头
埋设在所选旱柳样地的中间位置"埋深分别为 2A"
4A"9A"2AA"4AA ,B’ R$9A $美国 a-,.C%& 公司%数
据采集器自动采集各层土壤水分含量数据"每2 0记
录 2 次数据’
此外"用日最高气温值&最低气温值&平均相对
湿度&平均风速&太阳辐射"通过彭曼公式计算参考
作物蒸散量 R6A$BB*D
W2%$樊军等" 4AA>%’
4\结果与分析
GDEFG 样地旱柳树干液流差异
4 种立地条件下旱柳树干液流速率变化趋势基
本一致"具有明显的昼夜规律’ 旱柳树干液流随着
日出而启动"树干液流速率随着太阳辐射的增加而
迅速增加"达到峰值之后开始减小"于午夜或次日凌
晨降到最低值$图 4%’ 不同立地条件下"旱柳树干
液流变化规律存在一定差异"坡地旱柳树干液流在
25!AA)29!AA 达到峰值"而坝地旱柳树干液流在
22!5A)28!AA 就达到峰值’ 坡地与坝地旱柳树干
液流速率和树干液流量也存在差异"整个监测期间
坝地旱柳平均树干液流速率是坡地的 2T8 倍"日平
均树干液流量是坡地旱柳的 5 倍$表 4%’
晴天与阴雨天下旱柳树干液流速率变化规律也
有所不同"晴天树干液流速率峰值明显"阴雨天树干
液流速率变化曲线波动较大’ 晴天太阳辐射强度
大&空气温度高&相对湿度低"因此晴天旱柳树干液
流速率&树干液流量均高于阴雨天’ 研究期间晴天
共 5: 天"阴雨天 24 天"晴天平均树干液流速率和日
平均树干液流量均高于阴雨天"是阴雨天的 2T9 倍
左右$表 4%’
GDGF旱柳树干液流量与气象因子的关系
气象因素是树干液流量的重要影响因子"它
决定着液流的瞬时变化’ 为了更直观地分析气象
因子对旱柳树干液流量的影响"选取 ? 月 42"44"
45 日 5 天$连续晴天%的数据和气象数据作图 $图
5% ’ I1a也是树干液流一个较好的指示因子"由
空气温度和相对湿度计算而来’ 旱柳树干液流量
的变化趋势与太阳辐射&I1a&空气温度和相对湿
度的变化趋势基本一致"随着太阳辐射的增强&空
气温度的升高"相对湿度的降低"旱柳树干液流量
迅速增加"直到正午树干液流量达到峰值" 2>!AA
之后光照强度减弱"气温降低"相对湿度相应的升
高"叶内外气压差减小"树干液流量也开始减少’
从图 5 中还可以看出"旱柳树干液流量达到峰值
的时间稍早于太阳辐射峰值出现时间"而早于
A8
\第 ? 期 彭小平等! 黄土高原水蚀风蚀交错区不同立地条件下旱柳树干液流差异
I1a4 f8 0 达到峰值’
图 4\晴天&阴雨天坡地&坝地旱柳树干液流速率动态
Z"C34\a"#*&%(/(#,)#%)".& ./+%H /(.JK-(.,")G./?%*#"-A(#1# "& +#&&GD%G+%&D ,(.#DGD%G+
L!晴天 7#&&GD%G+\N!阴雨天 X%"&GD%G+
表 GF晴天与阴雨天坡地%坝地旱柳树干液流
H&5IGF9(+*#&)0&%1)"B?/)",(’: "12$4("105(6( (#0+##: ,)"+7: 7&:0
坡地旱柳 7(.H-(%&D 坝地旱柳 a%B(%&D
平均流速
LK-*%C-K-(.,")GU
$2A5 ,B*+W2 %
平均日流量
LK-*%C-+%H /(.JU
$ bC*D W2 %
平均流速
LK-*%C-K-(.,")GU
$2A5 ,B*+W2 %
平均日流量
LK-*%C-+%H /(.JU
$ bC*D W2 %
日平均速率比值
$坝地U坡地%
X%)"../%K-*%C-
K-(.,")G$ D%B
(%&DU+(.H-(%&D%
日平均流量比值
$坝地U坡地%
X%)"../%K-*%C-
+%H /(.J$ D%B
(%&DU+(.H-(%&D%
晴天 7#&&GD%G 4TA 29T8 4T5 88T: 2T4 5
阴雨天 *%"&GD%G 2T8 ?T? 2T= 54T: 2T4 5
晴天U阴雨天
7#&&GD%GUX%"&GD%G
2T8 2T: 2T8 2T8
\\将整个观测阶段的日平均树干液流量与气象数
据进行相关分析"结果表明!除风速外"大部分气象
因子与坡地和坝地旱柳树干液流量相关性达到极显
著水平"部分因子与树干液流量相关达到显著水平
$表 5%’
进一步对旱柳树干液流量与气象因子&A f9A
,B土壤含水量进行主成分分析"结果见表 5’ 在坡
地"特征值大于 2 的主成分有 4 个"累积贡献率为
=AT8d’ 旱柳树干液流量的影响因子对第 2 主成分
贡献最大的是相对湿度"其次是水汽压亏缺"太阳辐
射与 A f9A ,B土壤含水量也有较大的贡献’ 对第
4 主成分"贡献较大的有相对湿度&A f9A ,B土壤含
水量和太阳辐射’ 第 2&4 主成分反映了气象因子与
土壤水分共同影响着旱柳树干液流量’ 在坝地"前
5 个主成分累积贡献率为 >>T4d"表明这 5 个主成
分即可代表系统内的变异状况’ 在第 2 主成分中"
对其贡献较大的均为气象因子’ 对第 4 主成分"贡
献最大的是空气温度和 A f9A ,B土壤含水量"其次
是太阳辐射和相对湿度’ 而第 5 主成分中"仅风速
对其贡献明显’ 在第 4 主成分中"坡地和坝地 A f
9A ,B土壤含水量对旱柳树干液流量的贡献增加"
即 A f9A ,B土壤含水量对旱柳树干液流量的影响
程度增大"并且超过太阳辐射’ 上述分析表明"旱柳
树干液流大小受气象因子和土壤含水量的共同
影响’
28
林 业 科 学 8? 卷图 5\典型晴天两样地旱柳树干液流与气象因子的关系
Z"C35\X-(%)".&+0"H E-)J--& ?%*#"-A(#1# )*#&b +%H /(.J%&D B-)-.*.(.C",%(/%,).*+"& )GH",%(+#&&GD%G+
表 CF旱柳树干液流影响因子相关分析与主成分分析!
H&5ICFH./,"**/)&’("#%*(#,(%&),"4%"#/#’&#&):0(0"1(#1)+/#’(&)1&,’"*0’" ’./0&%1)"B
相关性分析
;.**-(%)".& %&%(G+"+
7Z+U
$ bC*D W2 %
7ZD U
$ bC*D W2 %
主成分分析 1*"&,"H(-,.BH.&-&)
7Z+U$ bC*D
W2 % 7ZD U$ bC*D
W2 %
1;2 1;4 1;2 1;4 1;5
特征值 R"C-&K%(#- 4T5 2T? 4T8 2T? 2TA
方差贡献率 ;.&)*"E#)".& ./K%*"%&,-$d% 5>T: 52T> 8AT2 52T4 2:T?
累积贡献率 ;#B#(%)"K-K%*"%&,-$d% 5>T: =AT8 8AT2 =2T5 >>T4
太阳辐射 7.(%**%D"%)".&U$$[*BW4 D W2 % AT:9## AT=5## UKDO KDOE KD[O KDLO ATA4
水汽压亏缺 I1aUb1% AT:=## AT=5## UKDME AT4> KDMO AT2 ATA4
空气温度 EUo AT5:# AT94## WATA5 KDME AT2: KD\M AT28
相对湿度 X<$d% WAT8:## WAT48 KDMC AT4> UKD\M KDC\ AT24
风速 h"&D K-(.,")GU$B*+W2 % AT42 WATA48 AT4= AT5 ATA4 WAT24 KDMM
A f9A ,B土壤含水量 7."(J%)-*,.&)-&)U$,B5*,BW5% KDLN KDOM WAT5 KD\L WATA>
\\%#和##表示该值在 8pATA9 和 8pATA2 的水平上显著"粗体表示变量的因子载荷在主成分中最高因子荷载的 2Ad范围以内’ 60-
K%(#-+B%*b-D ﹡%&D ##B-%& )0-G%*-+"C&"/",%&)%)8pATA9 %&D 8pATA2"*-+H-,)"K-(G# N.(D )GH-D-&.)-+K%*"%E(-+J")0 %0"C0 /%,).*(.%D"&CJ")0"&
2Ad ./)0-0"C0-+)(.%D"&C"& %H*"&,"H(-,.BH.&-&)37Z+! 坡地液流 7%H /(.J%)+(.H-(%&D# 7ZD ! 坝地液流 7%H /(.J%)D%B(%&D3
48
\第 ? 期 彭小平等! 黄土高原水蚀风蚀交错区不同立地条件下旱柳树干液流差异
\\R6A是采用最高&最低空气温度&太阳辐射以及
风速等气象数据通过彭曼公式计算的参考作物蒸散
量’ 本研究通过分析旱柳树干液流量与 R6A的关系
发现!在 R6A较低的时候"旱柳树干液流量随 R6A的
增加线性增加"但随着 R6A的进一步增加"旱柳树干
液流量并没有继续线性增加$图 8%’ 这个现象说明
由气象因子主控的大气蒸发力增加到一定程度时"
旱柳树干液流量受到土壤供水等其他因素的限制"
与气象因素的相关性降低’
图 8\旱柳树干液流量与 R6A的关系
Z"C38\X-(%)".&+0"H E-)J--& +%H /(.J%&D R6A
GDCF土壤水分对旱柳树干液流量的影响
气象因素对树干液流量的变化规律有着重要的
影响"但气象因子对坡地&坝地旱柳树干液流量的影
响程度基本相同’ 其原因是风速虽有一定的差异"
但坡地与坝地海拔相近"分别为 2 42:"2 29A B"且 4
样地仅相距 9AA B左右"而它气象要素差异不大’
因此"气象因素不是引起坡地&坝地旱柳树干液流量
差异的主要原因’ 土壤含水量控制着旱柳树干液流
量的总体变化"降雨增加了土壤含水量"树干液流量
也随之增大$图 9L%’
坡地风沙土持水能力差&入渗能力强"在强降雨
之后"坡地土壤水分快速地渗漏到深层土壤中"表层
土壤含水量急剧下降"深层土壤含水量则快速上升
最终高于表层$图 9N%# 而坝地土壤水分并没有发
生渗漏"深层土壤的含水量几乎没有变化$图 9;%’
降雨后坡地的大量水分可能渗漏出根区"供植物蒸
腾的有效水分储量减少’ 测定期间坡地的土壤含水
量远低于坝地$图 9N";%"坝地和坡地各土壤剖面
平均土壤含水量分别为 AT2:5"ATA>5 ,B5*,BW5"坝
地和坡地凋萎系数分别为 ATA="ATA84 ,B5*,BW5"
坝地有效水含量是坡地的 4 倍左右’ 由此可见"由
于土壤质地差异"土壤有效含水量的高低是引起 4
种立地条件条件下旱柳树干液流量差异的主要
原因’
5\结论与讨论
CDEF讨论
树 木 蒸 腾 耗 水 主 要 的 影 响 因 素 分 为
$h#(+,0(-C-*!"#$%" 2??>%!生物学结构因素&土壤
供水因素和气象因素’ 生物学结构决定了树干液流
的潜在能力"土壤供水决定了树干液流的总体水平"
气象因素决定了树干液流的瞬间变动’ 气象因素是
影响树干液流的一个重要因子"许多学者也围绕着
树干液流与气象因子的关系做了大量的研究’ 胡伟
等$4A2A%&张建国等$4A22%都认为太阳辐射和 I1a
是影响树干液流的主导因子"王文杰等$4A24%认为
土壤温度对兴安落叶松$ :#6+T’*!$+1+%树干液流影
响 最 大" 尹 光 彩 等 $ 4AA5 % 认 为 影 响 桉 树
$>A,#$7K"A-%人工林树干液流通量的主要环境因子
是空气水气压差和土壤水分’ 本研究也得出类似的
结论"气象因子显著影响旱柳树干液流量’ 但由于
4 样地在小流域的地理位置不同"风速有所差异"然
而 4 样地相距不远&海拔相近"其他气象因子并无明
显差异’ 尽管风速存在差异"但风速并没有显著影
响旱柳树干液流量$表 5%’ 因此"气候因素并不是
引起本试验中 4 种立地条件下旱柳树干液流差异的
主要原因’
土壤水分不足是黄土高原地区植被与生态恢复
的主要限制因子 $;0-& !"#$%" 4AA> %’ ‘*%&"-*等
$4AAA%&孙鹏飞等 $4A2A%&_0%&C等 $4A22%的研究
均指出土壤含水量对树木树干液流影响很大’ 坡地
与坝地 4 个观测样地的水分收入均来自降雨"坡地
是沙地"有很高的导水率"降水一般不发生径流"坝
地也没有径流发生’ 坝地的水分支出项包括土壤蒸
发和旱柳蒸腾耗水"但坡地的支出项既有土壤蒸发
和旱柳耗水"也有深层渗漏’ 本研究中 4 个样地土
58
林 业 科 学 8? 卷图 9\旱柳树干液流量与气象因子的关系
Z"C39\X-(%)".&+0"H E-)J--& +%H /(.J%&D B-)-.*.(.C",%(/%,).*+
壤质地不同"土壤蒸发和入渗能力不同’ 坡地风沙
土持水能力差&入渗快"导致降雨之后大量的水分快
速向深层渗漏"而坝地则无此现象’ 因此用于坡地
旱柳生长利用的有效水分少"蒸腾量则相应的少于
坝地旱柳’ 由此可推断"造成 4 块样地土壤有效水
分储量存在很大差异的主要原因是土壤蒸发和深层
渗漏"而这两者的比例关系尚待进一步研究’ 综合
以上分析"4 种立地条件下土壤有效含水量的不同
是引起坡地和坝地旱柳树干液流差异的主要原因’
因此"造林过程中"既要考虑植被与土壤的地带性规
律"也要考虑局部的非地带性规律’ 尽管六道沟小
流域属于地带性草原植被带"但是在沟道等土壤质
地较细"有效水分含量高的部位"乡土树种也可以旺
盛生长’
CDGF结论
2% 黄土高原水蚀风蚀交错区 4 种立地条件下
旱柳树干液流变化规律基本一致"但是在量上有显
著的差异"坝地旱柳平均树干液流速率是坡地的
2T8 倍"平均树干液流量是坡地的 5 倍’
4% 气象因子显著影响旱柳树干液流量"旱柳树
干液流量随太阳辐射&空气温度等气象因子增加到
一定程度时"增加幅度明显降低"主要受到土壤含水
量的影响’
5% 4 样地气象因子差异不明显"不是引起坡地
和坝地旱柳树干液流量差异的主要原因’ 而坡地和
坝地土壤质地不同"使得坝地有效水含量高于坡地
88
\第 ? 期 彭小平等! 黄土高原水蚀风蚀交错区不同立地条件下旱柳树干液流差异
4 倍左右"土壤含水量是引起 4 种立地条件下旱柳
树干液流量存在差异的主要原因’
参 考 文 献
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法的比较研究3农业工程学报"5$48% !?> W2A43
郭忠升"邵明安34AA53半干旱区人工林草地土壤旱化与土壤水分
植被承载力3生态学报" 45$>% !2:8A W2:8=3
何维明"董\鸣34AA53毛乌素沙地旱柳生长和生理特征对遮荫的
反应3应用生态学报" 28$4% !2=9 W2=>3
侯庆春"汪有科"杨\光32??:3关于水蚀风蚀交错带植被建设中的
几个问题3水土保持通报" 2:$9% !5: W8A3
胡\伟"杜\锋"徐雪选"等34A2A3黄土丘陵区刺槐树干液流动态
分析3应用生态学报":$42% !25:= W25=53
李俊辉"李秧秧"赵丽敏"等34A243立地条件和树龄对刺槐和小叶
杨叶水力性状及抗旱性的影响3应用生态学报" 45 $ ? % !
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刘增文"米彩红"潘岱立"等34A2A3引入阔叶树种枯落叶对陕北风
沙区针叶林土壤极化的防治效应3西北农林科技大学学报!自
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孙鹏飞"周宏飞"李\彦"等34A2A3古尔班通古特沙漠原生梭梭树
干液流及耗水量3生态学报"5A$48% !:?A2 W:?A?3
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王华连34AA83黄土高原小流域植被建设问题探讨3甘肃林业科技"
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王\力"邵明安"张青峰34AA83陕北黄土高原土壤干层的分布和分
异特征3应用生态学报" 29$5% !85: W8843
王文杰"孙\伟"邱\玲"等34A243不同时间尺度下兴安落叶松树
干液流密度与环境因子的关系3林业科学"8>$2% !== W>93
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因子的关系3生态学杂志" 4=$24% !4A9: W4A:23
尹光彩"周国逸"王\旭"等34AA53应用热脉冲系统对桉树人工林树
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业大学学报!自然科学版" 4=$5% != W2A3
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旱性能的研究3水土保持学报"5$8% !>5 W>=3
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张建国"久米朋宣"大规恭一"等34A223黄土高原半干旱区辽东栎
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!责任编辑\王艳娜\徐\红"
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