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不同立地条件下栓皮栎水分运移规律研究 水是限制树木生长的重要因素。由于水条件的影响，植物和树木的产量可能超过其他环境的总体规划。因此, 研究树木的水分运移规律, 选育抗旱节水树种, 显得尤为重要。树木的水分运输是以土壤-植物-大气连续体 (Soil-Plant-Air Continuum, SPAC) 中的水势梯度为驱动力进行的, 而SPAC水势梯度则由太阳辐射强度、大气温度、空气相对湿度、风速以及土壤温湿度等因子协同决定, 所以利用多因子回归方法对树木的水分运移规律及影响因子进行研究, 有利于掌握林木个体和群体的耗水规律。本文利用热扩散式液流探针, 结合对气象和土壤因子的同步检测, 分别在阴坡和阳坡对栓皮栎单株的蒸腾耗水规律进行研究, 并揭示其生态、生理作用机理, 旨在通过对不同立地条件下树木水分运移规律的研究, 更加全面地为北京西山地区现有植被的选择, 合理搭配与密度配置提供科学依据, 更加有效发挥森林的保水蓄墒的生态功能。 1 不同立地条件混交植被的造林 试验区选在位于北京市西北郊的北京林业大学妙峰山教学实验林场, 地理坐标为北纬39°54′, 东经116°28′。林木生长期从3月末至11月初, 共计210 d左右。本次试验样地分阴坡和阳坡两个不同立地条件进行, 其中阴坡地为油松 (Pinus tabulaeformis) 和栓皮栎 (Quercus variabilis) 混交林, 林龄31 a, 林相整齐, 郁闭度0.8, 坡度16°, 坡积黄土粘重, 通水透气性差, 土层厚度为75 cm左右;阳坡地为栓皮栎和侧柏 (Platycladus orientalis) 。混交林, 林龄31 a, 林相参差不齐, 生长缓慢, 郁闭度0.6, 坡度为22°, 林下地被物主要为荆条, 土质类型为褐土型耕作土, 表层腐殖质含量较低, 土层厚度为45 cm左右。 2 试验材料和研究方法 2.1 被测木的确定 按照试验要求, 分别在不同的立地条件下, 选择树干圆满、不偏心、不偏冠且胸径上下50 cm处无节疤的被测木进行研究。按照试验要求, 在阴坡选取的栓皮栎树高为13.0 m, 胸径为18.0 cm, 去皮直径为16.8 cm, 边材面积为188.32 cm 2.2 学习方法 2.2.1 传播效果的测量 树木的水分运移速率用TDP探针来测定, TDP探针是一种改良的热扩散传感器, 是由Granier (1987) 提出的, 利用位于热探针下方测定径流温度的参比探针, 来测量植物径流线性热源的温度。根据径流速率和温度差之间的关系, 计算出径流速率。安装TDP探针时, 先将树干外层树皮刮掉, 露出内层活树皮, 然后在树干基部1.0 m处选定相距10 cm的两个测试点进行安装, 本次试验栓皮栎使用的是80探针。树干边材液流的计算公式为: K为无量刚参数。其中dT是测定期间各测点TDP探头两个探针之间的瞬时温差 (℃) , dTm为边材液流停止时的探针温差, 即测定期间的最高探针温差 (℃) , 应选择连续7～10 d的最大值。在此基础上, 计算边材液流速率 (cm s) Fs为液流通量 (cm 2.2.2 数据统计与分析 野外气象因子利用Dynamax (USA) 公司提供的空气温度 (TEM) 、空气相对湿度 (HUI) 、太阳辐射 (ESR) 、风速 (WS) 、土壤温度 (ST) 等传感器和数据采集器 (Data一TLogger) 组成的全自动微型气象站测定。所有与数据采集器相连的探头设定采集间隔期为10 min, 然后30 min平均。应用Dynalmax公司提供的软件和SPSS10.O统计软件对所有数据进行分析。土壤容积含水量的测定采用TDR (Time Domain Reflectometery) 法, 仪器为德国IMKO公司生产的TRIME、探头为T3型, 在实验地埋设两支管子进行长期定位观测, 约每天上午10时测定1次土壤容积含水量。 3 结果与分析 3.1 电子束边材液流速率 由图1看出, 阴坡栓皮栎和阳坡栓皮栎表现出极为相似的水分运移规律, 都呈多峰曲线, 只是阳坡栓皮栎的边材液流速率变化幅度比阴坡大。在9月14日和15日两天, 由于连日的阴雨天气, 大气与叶片之间形不成足够高的水势差, 液流速率都很低, 其中高峰值仅为0.000 3cm s, 表现出的规律性也不是很明显。在此之后的5 d时间里, 阳坡栓皮栎的边材液流速率大幅增长, 其中以20日尤为突出, 峰值达到0.007 5 cm s, 是阴坡连日来最高峰值0.001 8 cm s的5倍, 且其液流速率呈明显的双峰曲线, 日出前后达到一个高峰值之后, 液流速率有所下降, 而在正午前后又达到一个新的高峰值, 其峰值出现的时间大约在13∶30左右, 9月18日稍晚