干旱區(qū)人工楊樹林群落同荒漠灌木群落蒸騰耗水對比研究

干旱區(qū)人工楊樹林群落同荒漠灌木群落蒸騰耗水對比研究本文為了比較分析干旱區(qū)人工林建設(shè)前后優(yōu)勢樹種蒸騰耗水的變化,于2009年8月至2010年10月,利用熱擴(kuò)散技術(shù)(Prober12TDP)和熱量平衡技術(shù)(Flow4)分別對克拉瑪依人工林俄羅斯楊、新疆楊和人工林外圍荒漠灌木梭梭、檉柳的樹干液流進(jìn)行了觀測,同時還觀測了太陽輻射、光合有效輻射、空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、風(fēng)速等環(huán)境因子,比較分析了人工林喬木和荒漠灌木液流變化特征,液流同環(huán)境因子的關(guān)系,在植被調(diào)查的基礎(chǔ)上對喬木林、灌木林林分蒸騰耗水進(jìn)行推算。研究結(jié)果表明:(1)人工喬木和荒漠灌叢日液流通量均呈現(xiàn)單峰值變化,峰值時出現(xiàn)小幅波動,并隨徑級的增大波動幅度增大;人工喬木液流通量日動態(tài)曲線平滑,荒漠灌木液流通量日動態(tài)曲線曲折。(2)太陽輻射、光合有效輻射、風(fēng)速、空氣濕度對人工喬木和荒漠灌木液流起都到主要影響作用。影響梭梭和檉柳液流的主導(dǎo)影響因子為光合有效輻射,其次為風(fēng)速;影響俄羅斯楊和新疆楊液流主導(dǎo)因子為空氣溫度,其次為光合有效輻射。多個環(huán)境因子、單個主導(dǎo)環(huán)境因子均可以用來擬合液流通量,多個環(huán)境因子的擬合效果優(yōu)于主導(dǎo)環(huán)境因子,但主導(dǎo)環(huán)境因子的擬合方程較為簡單,使用方便。(3)在降雨天氣下的人工喬木和荒漠灌叢日液流通量均比晴天有所降低,白天降雨時液流通量降低,降低的幅度較小;晚上有降雨時刻液流通量增大,增大的幅度較大。在夜晚降雨時喬木在降雨前后出現(xiàn)液流通量增大的現(xiàn)象,其它情況均減小;在夜晚降水前和白天降水后的當(dāng)天晚上荒漠灌木會出現(xiàn)液流增大的現(xiàn)象,其它情況均減小。在雨天,檉柳液流較梭梭液流變化劇烈。(4)人工林喬木和荒漠灌木液流速率同胸徑或枝直徑的關(guān)系可以用不同的函數(shù)進(jìn)行擬合。俄羅斯楊胸徑同液流速率的關(guān)系可用對數(shù)函數(shù)來擬合,新疆楊的可用一元線性函數(shù)來擬合;梭梭枝液流速率同枝直徑可以使用指數(shù)函數(shù)進(jìn)行擬合,檉柳的可用冪函數(shù)擬合。(5)當(dāng)胸徑小于14.46cm時,俄羅斯楊的蒸騰耗水能力大于新疆楊,反之則蒸騰耗水能力小于新疆楊。克拉瑪依碳減排基地楊樹以胸徑小于10cm的樹木為主,就目前林木生長狀況,新疆楊較俄羅斯楊更為節(jié)水。(6)通過胸徑-邊材面積可作為轉(zhuǎn)化純量來推算人工林林分蒸騰耗水量。經(jīng)計算克拉瑪依人工碳匯林日蒸騰耗水量為30.84t/hm~2d。枝基徑-冠幅做為轉(zhuǎn)換純量,可以推算荒漠灌木林分蒸騰耗水量。梭梭液流速率同枝直徑可用指數(shù)函數(shù)進(jìn)行擬合,叢蒸騰耗水量同冠幅可用冪函數(shù)進(jìn)行擬合;經(jīng)計算克拉瑪依造林碳匯基地蒸騰耗水量的背景值為1.62t/hm2d。人工楊樹林是荒漠梭梭林蒸騰耗水的19.04倍?；孛刻煺趄v耗水為92451.54t/d,比造林前增大了84433.72t/d,水成本為2760.49元/d(按0.03元/m3計算)。從生長季內(nèi)由蒸騰耗水所造成的總花費(fèi)為42.24萬元。(7)同種種植模式下,不同種植方式下的林分蒸騰耗水量差異較大。單溝單植模式的4.5×2的種植方式下俄羅斯楊林分的蒸騰耗水最高,蒸騰耗水量為49.65t/hm2d。單溝雙植模式為4.5×0.75×0.5,蒸騰耗水量為60.86t/hm2d。八米一帶的模式為8×2×2,蒸騰耗水量為8.39t/hm2d。同一種植密度下,單溝雙植蒸騰耗水量最大,其次為單溝單植,八米一帶最小,蒸騰耗水量依次為:48.06t/hm2d,34.36