华南桉树人工林树液流通量及蒸散作用

通过对广东省湛江市雷州半岛桉树(Eucalyptus urophylla S.T.Blake)人工林的树液流通量、环境因子、土壤蒸发、林冠截留和林分特性相关指标一年多的连续观测,以及通过一个理论公式对日蒸散量的计算,得出了如下结论:(1)土壤特性及由此决定的土壤水势对树液流通量,以及树液流通量密度(SFD)与气温的关系有一定影响;(2)林冠层的VPD(空气饱和差)对SFD有显著影响;(3)由测定和计算得来的蒸散量在河头和纪家分别有5.26%和6.14%的偏差,可以认为这两种方法有较好的一致性;(4)河头和纪家的林分蒸腾量占总蒸散量百分比分别为62.2%和51.3%;(5)树种单位叶面积水平上的SFD是评价该树种水分利用的重要指标.     

华南桉树人工林树液流通量及蒸散作用(英文)

通过对广东省湛江市雷州半岛桉树(Eucalyptus urophylla S.T.Blake)人工林的树液流通量、环境因子、土壤蒸发、林冠截留和林分特性相关指标一年多的连续观测,以及通过一个理论公式对日蒸散量的计算,得出了如下结论:(1)土壤特性及由此决定的土壤水势对树液流通量,以及树液流通量密度(SFD)与气温的关系有一定影响;(2)林冠层的VPD(空气饱和差)对SFD有显著影响;(3)由测定和计算得来的蒸散量在河头和纪家分别有5.26％和6.14％的偏差,可以认为这两种方法有较好的一致性;(4)河头和纪家的林分蒸腾量占总蒸散量百分比分别为62.2％和51.3％;(5)树种单位叶面积水平上的SFD是评价该树种水分利用的重要指标。     

桉树人工林树液流动密度随边材径向深度的变化

树液流动密度 (SFD)随边材径向深度的变化对于准确估测流经边材的树液通量是非常重要的 ,后者又制约着HeatPulse的应用精度。但迄今为止 ,只有很少的研究估计了由于SFD随径向的梯度变化而带来的误差 ,SFD沿树干径向分布规律的获得往往依靠对少数几棵树的观测资料。基于在广东雷州半岛对两块 3～ 4年生桉树 (Euca lyptusurophyllaS .T .Blake)人工林 1年的HeatPulse观测 ,探讨了对来自 39株立木大量观测资料的综合处理方法 ,发现这两个样地 (纪家和河头 )的林分中SFD随边材径向深度的变化可以用如下回归方程来描述 :纪家 :y =3.6 6 75x3 - 7.2 95 5x2 3.6 82 6x 0 .5 6 74 (R2 =0 .9391,n =80 ,P =0 .0 1)河头 :y =5 .0 0 6 2x3 - 9.116 1x2 4.4 5 4 4x 0 .4 6 34(R2 =0 .80 6 9,n =72 ,P =0 .0 1)式中 :y———某一树液感应器所测得的SFD与不同深度的 4个感应器所测得的SFD的平均值之比 ;x—某一树液感应器在边材中的深度与边材厚度之比。从形成层到心材 ,SFD最初有所增加 ,随后持续减小 ,但由于树木年龄很小 ,最大的SFD只比最小的SFD大 0 .33～ 0 .36倍。     

桉树人工林树液流动密度随边材径向深度的变化

树液流动密度(SFD)随边材径向深度的变化对于准确估测流经边材的树液通量是非常重要的,后者又制约着Heat Pulse的应用精度.但迄今为止,只有很少的研究估计了由于SFD随径向的梯度变化而带来的误差,SFD沿树干径向分布规律的获得往往依靠对少数几棵树的观测资料.基于在广东雷州半岛对两块3～4年生桉树(Eucalyptus urophylla S.T. Blake)人工林1年的Heat Pulse观测,探讨了对来自39株立木大量观测资料的综合处理方法,发现这两个样地(纪家和河头)的林分中SFD随边材径向深度的变化可以用如下回归方程来描述:纪家: y=3.667 5x3-7.295 5x2+3.682 6x+0.567 4 (R2=0.939 1, n=80, P=0.01)河头: y=5.006 2x3-9.116 1x2+4.454 4x+0.463 4 (R2=0.806 9, n=72, P=0.01)式中:y--某一树液感应器所测得的SFD与不同深度的4个感应器所测得的SFD的平均值之比;x-某一树液感应器在边材中的深度与边材厚度之比.从形成层到心材,SFD最初有所增加,随后持续减小,但由于树木年龄很小,最大的SFD只比最小的SFD大0.33～0.36倍.     

南宁市桉树人工林土壤有机碳密度与地形因子的关系

桉树人工林土壤有机碳密度与地形因子的关系还不明确,且当前的研究较少地关注复合地形因子,对两者的线性和非线性关系强度的对比研究也较少。以南宁市高峰林场中的桉树人工林地为研究区,采用条件拉丁超立方抽样法布设采样点,通过建立数字高程模型提取和计算得到地形因子的指标;采用线性回归和回归树分别建立桉树人工林土壤有机碳密度-地形因子的线性和非线性回归模型。结果表明:研究区土壤表层、0—50 cm和全剖面的土壤有机碳密度均值分别为2.8、7.7、10.9 kg/m2,属于中等水平;仅坡度在0.05显著性水平上与表层和全剖面土壤有机碳密度显著相关,总体而言,简单地形因子与土壤有机碳密度的相关性普遍好于复合地形因子;随着土壤层次厚度的增加,线性和非线性回归模型对土壤有机碳密度空间变异解释能力都提升;回归模型对土壤有机碳密度空间变异的解释能力大小顺序为:回归树全变量多元线性回归逐步线性回归,因此,桉树人工林土壤有机碳密度与地形因子之间的非线性关系比线性关系强。     

施氮对桉树人工林生长季土壤温室气体通量的影响

施肥是维持短期轮伐人工林生产量的重要手段,为了提高肥料利用效率,缓释氮肥逐渐成为广泛采用的氮肥种类。评估缓释肥施用对人工林生长季土壤温室气体通量的影响对于全面评估人工林施肥的环境效应具有重要意义。以我国南方广泛种植的桉树林为对象,采用野外控制实验研究了4种施氮处理(对照CK:0 kg/hm2;低氮L:84.2 kg/hm2;中氮M:166.8 kg/hm2;高氮H:333.7 kg/hm2)对土壤-大气界面3种温室气体(CO2、N2O和CH4)通量的影响,结果表明:(1)4种施氮水平下CO2排放通量、N2O排放通量和CH4吸收通量分别为276.84—342.84 mg m-2h-1、17.64—375.34μg m-2h-1和29.65—39.70μg m-2h-1;施氮显著促进了N2O的排放(P0.01),高氮处理显著增加CO2排放和显著减少CH4吸收(P0.05),且CO2排放通量与CH4吸收通量随着施氮量的增加分别呈现增加和减少的趋势;(2)生长季CO2和N2O排放呈现显著正相关(P0.01),CO2排放和CH4吸收呈现显著负相关(P0.05),N2O排放和CH4吸收呈现显著负相关(P0.01);(3)土壤温度和土壤水分是影响CO2、N2O排放通量和CH4吸收通量的主要环境因素。结果表明:施用缓释肥显著增加了桉树林生长季土壤N2O排放量,且高氮处理还显著促进CO2排放和显著抑制CH4吸收,上述研究结果可为人工林缓释肥对土壤温室气体通量评估提供参数。     

不同林龄桉树人工林林下物种多样性和生物量的动态变化

采用空间代替时间法和典型抽样法,以四川省威远县桉树(Eucalyptus robusta)人工林为研究对象,综合分析其林下植被物种组成及重要值、灌木层和草本层地上、地下和全株生物量以及物种多样性指数(Shannon-Wiener多样性指数H、Simpson优势度指数H′、丰富度指数D和Pielou均匀度指数JSW),探究林下植被的物种多样性和生物量在5个不同林龄(4,5,6,7,8年生)下的动态变化及二者之间的相关性。结果表明:调查到植物共有210种,隶属79科151属,草本层物种数多于灌木层。草本层的五节芒(Miscanthus floridulus)、芒萁(Dicranop?teris pedata)和灌木层的野牡丹(Melastoma malabathricum)、戟叶悬钩子(Rubus hastifolius)在不同林龄下都占据主要优势地位。随着林龄的增大,郁闭度加大,灌木层的D、H和H′值均表现为先增后减的规律;草本层D、H和H′值均呈先增后减再增再减的双峰趋势。草本层各生物量呈先增后减再增的变化趋势;灌木层各生物量呈先增后减的变化趋势。物种多样性与生物量呈显著正相关,草本层的D、H指数是影响生物量的直接因子。桉树人工林林下植被物种分布、组成、物种多样性和生物量对林龄变化的响应不同,表现为不同的动态特征规律,相关结果为我国西南地区桉树林管理提供了数据支撑。     

桂北不同林龄桉树人工林土壤微生物数量和酶活性特征研究

为探讨桉树不同林龄土壤微生物活性的响应特征,该研究采用时空互代法,选择广西北部低山丘陵地区1～5年生桉树人工林为研究对象,分析了土壤微生物、酶活性在不同土层和季节的变化规律。结果表明:(1)土壤微生物和酶活性在土层中有明显的垂直分布特征,均随土层加深而趋于降低,且各土层间差异显著。(2)细菌、放线菌数量随季节的大小顺序为秋季>夏季>春季>冬季,真菌的变化规律为春季>夏季>秋季>冬季,而酶活性随季节变化表现为夏季、秋季活性较高,春季、冬季活性较低。(3)细菌、真菌、脲酶、过氧化氢酶随林龄增大表现出先减小后增大的趋势,放线菌则呈现先减小后增大再减小的趋势,而蔗糖酶、酸性磷酸酶随林龄的增大趋于增大。(4)林地土壤中三大类群微生物与四种土壤酶之间存在极显著正相关关系,说明土壤微生物与土壤酶活性相互影响,两者之间关系密切,共同影响土壤的质量。综上可知,不同土层土壤微生物和酶活性的季节响应特征差异较大,总体在冬季最低,主要与气温、水分条件、凋落物养分的归还等有关。不同季节、土层、林龄之间的交互作用对土壤微生物和酶活性有显著影响。     

林分密度对桉树人工林群落结构和物种多样性的影响

采用典型样地法,以四川新津县普兴镇桉树(Eucalyptus robusta)人工林为研究对象,设置5种不同林分密度(A.625株·hm~(-2);B.750株·hm~(-2);C.875株·hm~(-2);D.1 000株·hm~(-2);E.1 125株·hm~(-2))样地各3个,对不同林分密度人工林群落结构和物种多样进行分析,探讨确定桉树人工林的合理栽植密度,为维持桉树人工林群落结构稳定、增加物种多样性提供依据。结果表明:(1)研究区桉树人工林群落共记录到96种植物,隶属于51科79属;在各个林分密度的群落中,植物科属种数量变化规律均为:草本层灌木层乔木层;当密度为1 000株·hm~(-2)时,乔木层物种数最高(6种);当密度为750、875株·hm~(-2)时,灌木层群落物种数最高(17种);在林分密度625株·hm~(-2)下,草本层物种数最高(32种)。(2)桉树人工林群落各层次的丰富度指数D值、Shannnon-Wiener指数H值、Simpson指数H′、Pielou均匀度指数Jsw)值均表现为:草本层灌木层乔木层;乔木层的D值和H′值在875株·hm~(-2)密度下最大,H值在625株·hm~(-2)密度下最大,Jsw)值在750株·hm~(-2)密度下最大;灌、草层各指数分别均在密度750、625株·hm~(-2)时有最大值。(3)从群落结构上看,5种林分密度的群落径级结构均呈单峰型分布,乔木个体多分布在中径级(7.0≤d23.0cm);高度级结构与径级结构对林分密度的响应不一致,密度A、B、C和D、E的个体分别集中在高度级Ⅱ~Ⅴ(6.0≤h18.0m)、Ⅲ~Ⅴ(9.0≤h18.0m)、Ⅱ~Ⅲ(6.0≤h12.0m)和Ⅳ~Ⅴ(12.0≤h18.0 m)。(4)各层次优势种不同,乔木层中桉树是绝对优势树种,各密度林分中构树(Broussonetia papyrifera)的重要值基本仅次于桉树;灌木层中,桉树幼苗只在密度E出现,构树在各密度下优势地位显著,在密度B~D中,均有八角枫(Alangium chinense)和女贞(Ligustrum lucidum)存在,并在密度B下八角枫(0.118 4)和女贞(0.183 2)长势较好,具有较大的更新潜力;青蒿(Artemisia carvifolia)和荩草(Arthraxon hispidus)作为草本层的优势种在5种林分密度下都有生长。研究认为,林分密度750株·hm~(-2)(密度B)是新津桉树人工林的最适林分密度,该密度更有利于该地区桉树人工林群落结构和物种多样性的稳定可持续发展。     

桉树人工林林下植被、地面覆盖物与土壤物理性质的关系

对儋州市东成镇的7个不同类型的桉树(Eucalyptussp.)人工林和一个马占相思林(Acaciamangium)林下的土壤含水量、土壤温度、土壤容重、土壤坚实度(硬度)以及土壤的机械组成等5个土壤物理指标进行研究。结果表明,有林下植被的桉树人工林地的土壤含水量比无林下植被的桉树人工林地的高出11.2~62.9 g.kg-1;同一样地内,有枯枝落叶覆盖物的土壤含水量平均比没有枯枝落叶覆盖物的土壤含水量高27.6~38.2 g.kg-1;有林下植被的桉树人工林地土壤温度比无林下植被的桉树人工林地和空旷弃荒地低,但却比无林下植被、树冠大、荫蔽度大的马占相思林地的高。有林下植被的桉树人工林地的土壤硬度要比无林下植被的桉树人工林地、马占相思林地和空旷弃荒地的小5.49~18.76 kg.cm-3。林下植被覆盖率高的桉树人工林地,其容重比有林下植被的桉树人工林地、无林下植被的桉树人工林地、马占相思林地、牧草实验地样地小0.33~0.48 g.cm-3。这说明桉树人工林下植被和枯枝落叶是影响土壤含水量、土壤硬度、土壤温度、土壤容重等土壤物理性质的重要因子。因此,为了有效改善桉树林的立地条件以及能更好地经营桉树人工林,在...     

树木胸径大小对树干液流变化格局的偏度和时滞效应

通过分析具不同水力结构的马占相思、荷木和粉单竹液流变化格局的偏度和时滞,探讨液流的空间分布特征及对冠层蒸腾的影响。结果表明:荷木的液流格局偏度和时滞随树木胸径的增加呈减小的趋势,但马占相思由于冠层开阔和林分分化程度高而规律不明显,粉单竹液流偏度随胸径减少,由于冠幅较小,接受的光照较均匀,个体间的时滞差异不明显,但时滞值比胸径近似的荷木小。树干水分传输过程中存在液流再分配的现象,边材的导水效率可能是影响时滞的重要原因。冠层蒸腾的空间异质性与树木储存水有关,大树储存水较多,冠层蒸腾的异质性小;小树储存水较少,液流被优先分配到光照充足的东南方位,导致冠层蒸腾较高的异质性。旱季受土壤水分的限制,大树储存水对蒸腾的贡献大于湿季,而小树蒸腾由于受到储水容量的制约,储存水对蒸腾的贡献小于湿季。冠层接受光照的迟或早以及辐射量的大小是引起蒸腾时间变化格局和树干不同方位液流格局差异的重要原因,但液流的横向交换弱化了这种现象,往往是个体间的差异掩盖了方位的差异。湿季较小胸径的树木比偏值(枝下高与胸高处液流偏度的比值)大于旱季,而较大胸径的树木比偏值恰好相反,总体而言,比偏值随着胸径的增加而逐渐下降。     

黄土丘陵区混交林中油松和沙棘树干液流对降雨脉冲的响应

以黄土丘陵区油松-沙棘混交林为研究对象,运用热扩散式探针(TDP)于2015年6—10月对油松和沙棘的树干液流密度(F_d)进行连续观测,同步测定了光合有效辐射(PAR)、水汽压亏缺(VPD)和土壤水分(SWC)等环境因子,分析两树种对降雨利用的差异.采用Threshold-delay 模型、多元回归分析和偏相关分析方法,研究两树种F_d对降雨的响应过程,并确定环境因子对F_d的影响.结果表明: 随着降雨量递增,两树种F_d的最大变化量都先上升后降低;其中0～1 mm降雨范围内,油松F_d(-16.3%)和沙棘F_d(-6.3%)都明显降低;1～5 mm降雨范围内,油松F_d(-0.4%)降低而沙棘F_d(9.0%)明显升高.油松和沙棘F_d对降雨响应的最小降雨阈值(R^L)分别为6.4和1.9 mm,滞后时间(τ)为1.96和1.67 d.降雨前油松F_d峰值集中在12:00—12:30(70%),沙棘F_d峰值分别集中在10:30—12:00(48%)和16:00—16:30(30%);降雨后油松F_d峰值集中在11:00—13:00(40%),沙棘F_d峰值分别集中在12:00—13:00(52%)和16:30—17:00(24%).降雨前影响油松和沙棘F_d的环境因子大小顺序为PAR＞VPD;降雨后影响油松F_d的环境因子大小顺序为PAR＞VPD＞0～20 cm SWC(SWC_0～20),影响沙棘F_d的环境因子大小顺序为SWC_0～20＞PAR＞VPD.油松-沙棘混交林对水分利用的稳定性较高.     

应用热脉冲技术测定3种不同砧木苹果树的水分利用量

应用热脉冲技术测定了3种不同砧木（分别是M9,MM106,Hashabi砧木）,其冠层结构不同的果园（分别是M9,MM106,Hashabi果园）苹果树的水分利用量（汁液流量）。结果表明,M9果园的水分利用比MM106和Hashabi果园低,并且3种不同砧木苹果园测定的水分利用量与根据A皿的灌溉量相关性差。矮化砧木M9果园的冠层传导率最低,这与用气孔计测定照光叶的传导度低相符,因此它可能受到水分胁迫的影响。由于M9果园是足量灌溉的,因此,M9果园苹果树任何水分胁迫可能不是灌溉不够,而是水分在茎或根内运输时阻力较高之故。     

应用Granier热消散探针(TDP)法测定树木的木质部液流:理论与实践

Granier热消散探针法是目前研究树木生理生态和森林水文最常用的测定整树水分利用的方法之一.然而,已有的相关综述文献中,还没有专门介绍利用Granier热消散探针研究木质部液流的综述文章.本文重点介绍了Granier热消散探针测定系统的理论基础,对有关该探针的校准和改进的最新研究进展进行了综述,并还深入探讨了零液流信号值的确定、自然热梯度、损伤效应、液流的逆格型和将木质部液流密度外推至整树蒸腾耗水量等重要的实际问题.     

胡杨液流对地下水埋深变化的响应

以塔里木河流域荒漠河岸林主要建群种胡杨(Populus euphratica)为研究对象, 结合中下游不同断面地下水埋深和胡杨液流变化的监测数据, 分析了胡杨茎干液流与地下水埋深变化的关系, 探讨荒漠环境下天然胡杨生长的合理生态水位。研究表明, 胡杨液流通量密度随地下水埋深即干旱胁迫程度的加大而减小, 两者呈极显著负相关, 相关系数达-0.887; 胡杨液流通量在地下水埋深位于4.5-5 m时出现异常变化, 表明此时胡杨的正常生长受到胁迫, 胡杨通过自身调节降低蒸腾耗水以适应环境; 土壤盐分不是影响塔里木河中下游各断面胡杨液流变化的主要因子; 对植物样地调查结果分析显示, 胡杨盖度、密度和频度均在地下水埋深在4-6 m梯度下开始表现为降低趋势。综合分析认为维系塔里木河中下游天然胡杨正常生长的生态水位为地下水埋深4.5 m以内。     

Evaluation of the heat pulse velocity technique for measurement of sap flow in rainforest and eucalypt forest species of south-eastern Australia

Sap flow in the stems of two cut saplings each of Eucalyptus maculata (a canopy eucalypt forest tree), Doryphora sassafras and Ceratopetalum apetalum (both canopy rainforest trees of south-eastern coastal Australia) was measured by the heat pulse velocity technique and compared with water uptake from a potometer. Scanning electron micrographs of wounding caused by implantation of temperature sensor and heater probes into the sapwood showed that wounding was similar in rainforest and eucalypt species and was elliptical in shape. A circular wound has been implicitly assumed in previous studies. Accurate measurements of sapling water use were obtained using the smaller transverse wound dimension rather than the larger longitudinal dimension because maximum disruption of sap flow through the xylem vessels occurred in the transverse plane. Accurate measurements of sap flux were obtained above a minimum threshold sap velocity. These velocities were 15·7,10·9 and 9·4 cm h^?1 for E. maculata, C. apetalum and D. sassafras, respectively. Below the threshold sap velocity, however, sap flow could not be accurately calculated from measurements of heat pulse velocity. The minimum threshold sap velocity appeared to be determined by probe construction and xylem anatomy. Despite the elliptical wounding and inaccurate measurement of sap flow below the threshold sap velocity, total sap flow over the experimental period for two saplings of each species was within 7% of water use measured by the potometer.