河北毛白楊展葉期樹干液流分析

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河北毛白楊展葉期樹干液流分析

本研究應(yīng)用熱擴(kuò)散式樹干莖流計 （TDP）于2016年3月28日～4月25日，在河北省廊坊市文安縣對毛白楊展葉期樹干液流進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，同時監(jiān)測環(huán)境因子 （光合有效輻射強(qiáng)度、空氣溫度、空氣相對濕度、風(fēng)速）。研究結(jié)果表明，毛白楊展葉期可分為芽期、展葉初期、展葉中期、全葉期4個時期。

毛白楊；展葉期；樹干液流；環(huán)境因素

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料。試驗(yàn)所用毛白楊為種植在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)基地的4年生，生長良好、長勢一致的盆栽毛白楊，共3株（表1）。

表1　試驗(yàn)樣樹基本信息

1.2研究方法

1.2.1樹干液流的測定。本試驗(yàn)采用TDP莖流計檢測樹干液流。該方法所得的數(shù)據(jù)采集具有穩(wěn)定、準(zhǔn)確、連續(xù)監(jiān)測的特點(diǎn)。在樣木的胸高（1.3 m）處指南方向安裝儀器，選擇好安裝位點(diǎn)，使用孔距40 mm的兩孔模塊在待測位點(diǎn)用微電鉆打孔，采用直徑為1.32 mm鉆頭，鉆兩個30 mm長的孔，兩孔保持平行并與樹干保持垂直。將TDP-30的探針插入孔中。在探頭的外層放上圓形泡沫，并在泡沫外包上鋁箔，以減少溫度變化對探針的影響。數(shù)據(jù)采集間隔設(shè)置為10 min，液流速率是通過兩根探針在邊材的溫度差值計算的，公式如下：

V=0.0119 K1.231（cm/s）

其中，K=（dTM-dT）/dT，式中：dTM為液流為零時探針測得的最大溫差值；dT為當(dāng)時測得的溫差值。

1.2.2環(huán)境因子的測定。在試驗(yàn)樣地設(shè)自動氣象觀測站，將觀測站設(shè)置在試驗(yàn)地?zé)o遮擋的寬闊處，測定的指標(biāo)主要有光合有效輻射強(qiáng)度、空氣溫度、空氣相對濕度等指標(biāo)。

2　結(jié)果與分析

2.1展葉期樹干液流動態(tài)分析。在研究區(qū)的3月末至4月中下旬是毛白楊的展葉期。毛白楊展葉期可分為芽期（3月28日～4月4日）、展葉初期（4月5～10日）、展葉中期（4月11～15日）、全葉期（4月16～25日）4個時期。以樣木1為例，整個展葉期，毛白楊樹干液流均表現(xiàn)出明顯的晝夜變化規(guī)律，成單峰型曲線，液流速率呈現(xiàn)由低到高的變化趨勢，見圖1。芽期，樹干液流速率很微弱，均在1 cm/h左右。說明芽期由于葉片未展開，氣象因素對其影響很小。展葉初期、展葉中期，隨著葉片的逐漸展開，液流速率逐漸加大，日變化劇烈。全葉期，液流速率達(dá)到最大，達(dá)到7 cm/h左右，液流速率日變化趨于平穩(wěn)。同時由圖1可以看出，毛白楊整個展葉期間，夜間有微弱的液流出現(xiàn)，說明毛白楊為了補(bǔ)充白天由于蒸騰作用失去的水分，根系開始在根壓的作用下主動吸水，以保持樹體內(nèi)水分平衡。樣木2和3表現(xiàn)出的規(guī)律與樣木1一致。

圖1　毛白楊展葉期樹干液流速率變化

深入分析毛白楊在4個時期液流日變化，以樣木2為例，選取4個時期典型日，分別為3月31日、4月10日、4月15日、4月25日。由圖2可以看出，3月31日芽期樹干液流微弱，晝夜變化不明顯；4月10日展葉初期液流9：00開始啟動，17：00～18：00達(dá)到最大，峰值2 cm/h左右，之后逐漸減弱；4月15日展葉中期液流啟動提前，8：00左右啟動，13：00～14：00達(dá)到峰值，大約4.5 cm/h，隨后逐漸減弱；4月25日全葉期液流啟動時間較展葉中期早，7：00左右，10：00～11：00達(dá)到液流速率最大值，接近6 cm/h，隨后緩慢減弱。進(jìn)一步分析，4個時期其他日期與典型日規(guī)律變化相似。

圖2　毛白楊展葉期4個不同時期典型日樣木2樹干液流日變化

2.2樹干液流動態(tài)與環(huán)境因子分析。不同天氣條件下，氣象因子會發(fā)生較大變化，樹干液流也會受到影響。我們選擇全葉期典型晴天（4月25日）、陰天（4月23日），以毛白楊3為樣木，做晴陰天樹干液流變化曲線，如圖3。由圖3可以看出，晴天與陰天液流整體變化趨勢相同，但陰天液流速率較晴天要低。分析其原因是由于陰天光合有效輻射低。樹木的蒸騰是由光合有效輻射強(qiáng)度、空氣溫度、空氣相對濕度等因素共同決定的。其中空氣相對濕度直接影響蒸騰，而光合有效輻射強(qiáng)度是通過影響空氣溫度、空氣相對濕度間接影響蒸騰。

圖3　晴天陰天毛白楊樹干液流速率對比

為了進(jìn)一步研究各氣象因子對毛白楊樹干液流的影響，從而通過環(huán)境指標(biāo)去估測毛白楊的蒸騰量。我們以毛白楊全葉期4月16～25日的液流數(shù)據(jù)，以及同步監(jiān)測的光合有效輻射強(qiáng)度、空氣溫度、空氣相對濕度等3個氣象因子連日變化為基礎(chǔ)，采用SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，光合有效輻射強(qiáng)度、空氣溫度、空氣相對濕度與毛白楊樹干液流顯著相關(guān)，其中與光合有效輻射強(qiáng)度及空氣溫度成正相關(guān)關(guān)系，與空氣相對濕度成負(fù)相關(guān)關(guān)系。在監(jiān)測的3個氣象因素中，光合有效輻射強(qiáng)度對樹干液流影響最大，其次是空氣溫度，空氣相對濕度對樹干液流影響較小。

表2　毛白楊樹干液流與相應(yīng)環(huán)境因子的相關(guān)性分析

3　結(jié)論與討論

3.1毛白楊展葉期可分為芽期、展葉初期、展葉中期、全葉期4個時期。展葉期樹干液流日變化呈現(xiàn)出從微弱波動到逐漸增大到趨于平穩(wěn)的劇烈波動，液流日變化呈現(xiàn)單峰曲線。芽期液流微弱，峰值僅達(dá)到1 cm/h左右，全葉期樹干液流峰值可達(dá)到7 cm/h，夜間存在微弱液流。在4個階段，液流啟動時間及達(dá)到峰值的時間不同，隨時間不斷往后推移，液流啟動時間及達(dá)到峰值的時間提前，液流最大值變大。

3.2毛白楊樹干液流與光合有效輻射強(qiáng)度、空氣溫度、空氣相對濕度成極顯著相關(guān)關(guān)系。其中與光合有效輻射強(qiáng)度、空氣溫度成顯著正相關(guān)關(guān)系，與空氣相對濕度成顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。在土壤水分條件一致的條件下，相關(guān)程度順序?yàn)椋汗夂嫌行л椛鋸?qiáng)度＞空氣濕度＞空氣相對濕度。全葉期晴天與陰天整體變化趨勢相同，不同的是陰天液流速率較低。

065800河北省廊坊市文安縣林業(yè)局王薇