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随着全球竹林面积的扩大和对竹林生态价值认识的深入,越来越多的学者开始关注竹子水分利用的研究。由于竹壁较薄和竹腔中空的特点,传统的液流研究技术面临诸多挑战。热消散探针(Thermal Dissipation Probe,TDP)技术较廉价并可连续不间断的监测液流,可能是开展大尺度水平竹林蒸腾研究的较好选择。本文应用自制的5mm,8mm和10mmTDP,探讨和比较了不同长度探针和安装方法在粉单竹液流监测中的差异,基于此分析了粉单竹(Bambusa chungii)水分利用特点和竹丛蒸腾特征。旨在为今后更广泛的开展竹子水分利用研究提供理论指导和技术支持。
结果表明:不同长度TDP监测的液流值存在差异,以通过公式校正的5mm探针为标准,10mm探针监测的液流值明显高估实际液流,8mm次之。粉单竹上不同长度探针的差异大于在阔叶树玉兰(Magnolia denudate)上的差异。分析发现,热扩散系数(h0)是导致液流差异的原因,玉兰上不同长度探针的ho相差较小,液流密度差异较小。h0值不仅受树干含水量、导管数量和分布等的影响,还受上探针加热功率的影响。
基于TDP技术在粉单竹上的适用性探讨,本文深入比较了粉单竹和荷木(Schima superba)、玉兰的液流格型特征。研究发现,粉单竹夜间液流比荷木、玉兰活跃,平均立竹夜间液流量(151±181g/m2)大于荷木平均夜间液流量(126±61 g/m2)。而粉单竹夜间液流对总蒸腾的贡献(9.2±6.9%)和荷木接近(9.4±6.7%)。粉单竹活跃的夜间液流表明其储存水可能较丰富,但解剖结构并不能解释储存水的来源。粉单竹液流偏度比荷木的偏度大,说明液流密度达到峰值的时间较早,而一般双子叶植物储存水量越大,偏度值越小。表明粉单竹和一般双子叶木本植物的水分利用方式不同,竹丛个体的水分利用可能遵循以需求为主的分配模式,而一般双子叶植物水分利用以竞争模式为主。
粉单竹以分配模式为主的水分利用特点对竹丛蒸腾的估算起到了指导性的作用。粉单竹立竹蒸腾和胸径、壁厚的相关性不显著,因此不能以传统的尺度扩展方法估算竹丛蒸腾。受出笋期母竹对水分、养分需求较大的影响,立竹平均蒸腾量随竹龄呈单峰型曲线。因此,本文通过划分龄级,对立竹蒸腾进行尺度扩展求算竹丛蒸腾。结果显示,各龄级蒸腾对竹丛总蒸腾的贡献不同,3年生竹的贡献量最大,2年生次之,4年生及以上的老竹对竹丛的蒸腾量贡献最小。比较单位面积粉单竹丛蒸腾和荷木林蒸腾发现,粉单竹平均蒸腾量为4.89mm,是荷木林的3.8倍。该结果可以为森林经营管理的决策者提供参考,但是由于本文估算蒸腾量的时空尺度较小,因此仍需开展更广泛和深入的研究。