【摘 要】
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树干边材液流是研究树木水分利用状况、计算树木蒸腾耗水量的重要指标,本研究采用热扩散探针法,以冀东沙地为立地条件,107速生杨(Populus×euramericana cv.‘74/76’)为试验对象,研究主要生长季(5-10月)树干液流速率,同时监测环境因子以及树木生长因子,分析树干液流主要变化特征以及对各因子的响应关系,明确冀东沙地速生杨水分利用特征。对探明沙地人工速生丰产林耗水规律以及制定合
【基金项目】
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“十三五”国家重点研发计划课题“欧美杨工业资源材高效培育技术研究”(编号2016YFD0600401);
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树干边材液流是研究树木水分利用状况、计算树木蒸腾耗水量的重要指标,本研究采用热扩散探针法,以冀东沙地为立地条件,107速生杨(Populus×euramericana cv.‘74/76’)为试验对象,研究主要生长季(5-10月)树干液流速率,同时监测环境因子以及树木生长因子,分析树干液流主要变化特征以及对各因子的响应关系,明确冀东沙地速生杨水分利用特征。对探明沙地人工速生丰产林耗水规律以及制定合理的灌溉策略具有重要意义。主要研究结果如下:(1)小时尺度下,107速生杨树干液流速率主要呈“几”字型变化曲线,各月份大小整体表现为8月>7月>6月>5月>9月>10月,位于生长季中期的7、8月份树干液流具有启动时间早,峰值高,持续时间长,液流累积量大的特点,是主要的生长阶段;日尺度下,107速生杨树干液流速率呈不规则变化曲线,按生长时期波动程度由大到小表现为生长季中期(7-8月)>生长季前期(5-6月)>生长季后期(9-10月),树干液流累积量7月份达到最大,10月份最小;月尺度下,树干液流月尺度变化和月累积量均呈现先升高后下降的趋势,均在8月份达到最大值,随后下降。(2)典型天气树干液流大小变化依次为晴天>阴天>雨天;不同土壤水分树干液流大小变化依次为土壤水分充足(15%~20%土壤体积含水量)>水分适中(10%~15%土壤体积含水量)>水分亏缺(5%~10%土壤体积含水量);树干液流对各气象因子之间存在时滞效应,表现为树干液流滞后于太阳辐射40min,而提前于气温、相对湿度、VPD(水汽压亏缺)60min,树干液流与VPD呈现“迟滞回环”关系,时滞错位后气象因子对树干液流均具有显著驱动作用,日间树干液流与空气温度相关性最大,驱动力较强,而夜间与VPD相关性最大,驱动力较强;经过时滞错位后树干液流与气象因子拟合效果优于时滞错位前。(3)树干液流对冠幅的响应主要表现为冠幅越大,树干液流启动越早、峰值越高、持续时间越长;树干液流对胸径的响应主要表现为胸径越大,树干液流启动越早、液流通量越大,但是胸径与液流速率大小之间并没有线性关系;树干液流对根系的响应表现为无论是根长密度、根系表面积还是比根长,均表明位于宽行的西侧根系生长发育具有优势,同时西侧液流速率较其他方向具有显著性差异,说明树干液流对根系的响应程度较强;树干液流对树木径向生长的响应表现为树干液流对树干和根的径向生长整体上呈负相关关系,在收缩阶段和增长阶段两者具有显著相关性,其中增长阶段相关性较大,树干的相关性比根大,响应程度较强,在恢复阶段相关关系不显著,响应程度不强。(4)基于树干液流的灌水策略:灌水利用滴灌法,设置滴头流量为1.6L.h-1,灌水时应主要针对土壤表层0-40cm进行灌溉,滴头集中于树干基部,确保供给到树干周围1m区域,少量多次进行灌溉;灌水应集中于树木生长季(5-10月),其中生长季中期(7、8月)为重点灌水时期;在无降雨条件下设置灌水间隔期为5d,如遇充分降雨时,间隔期应重新从0开始计算,如果降雨量少,间隔期可适当延长1~2d;确定每次灌水的时长约为6h;对胸径、冠幅较大的林木的灌水量,可延长灌水时长至6.5h~7h;随着林龄的增长,可使用深层灌水器对深层土壤水分进行补给;当灌水间隔期4天时,可在夜间进行少量补水,时间约1h,以满足植物夜间对茎干补水的需要。
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