内蒙古砒砂岩区油松和沙棘茎流耗水特性研究

论文摘要

砒砂岩分布于黄河流域以晋陕蒙接壤区为中心的区域,是我国水土流失最严重的地区,因剧烈的水土流失,该区生态环境严重恶化,所以植物如何有效利用干旱地区的水分资源日渐成为当今研究的热点。本研究为深入了解砒砂岩区油松(Pinus tabuliformisP和沙棘(Hippophaerhamnoides)的水分利用特征及长时间尺度下的耗水规律,选取内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗水土保持示范区为取样地,将采取的以砒砂岩为母质发育的土壤和示范区苗木带回内蒙古农业大学温室内,并于2018年4月—10月对油松和沙棘的茎流速率、生长指标、叶绿素荧光动力学参数进行测定,同时对温室内的环境因子进行测定。总体拟合油松和沙棘的耗水模型,并进行尺度拓展。研究结果旨在为砒砂岩区植物水分供求关系提供数据支撑,也为砒砂岩区重要植物资源的水分有效利用提供理论依据。研究结果表明:(1)油松、沙棘不同时间尺度茎流速率变化规律油松和沙棘茎流速率的日变化趋势分别为单峰型曲线和双峰型曲线。在所选的观测日中,油松的每日的茎流启动时间稍晚于沙棘,油松的茎流速率每日6:00—7:00启动,于13:00—14:00到达峰值,随后开始下降,19:00—20:00到达低谷。沙棘的茎流速率每日6:00—7:00启动,10:00—11:00到达第一个峰值,随后茎流速率开始小范围波动,直至13:00—14:00茎流速率到达当日的第二个峰值,其在10:00左右到14:00左右茎流保持较高的值,15:00左右开始下降,19:00—20:00到达低谷,两树种夜间茎流速率维持稳定且不为0的状态。两个树种茎流速率的季节变化都是夏季的茎流启动时间和达到峰值的时间均早于春季和秋季,而低谷出现的时间又晚于春季和秋季,即夏季茎流高峰维持的时间长于春季和秋季,且夏季的茎流峰值及平均茎流速率均高于春季和秋季。通过每月对油松和沙棘的叶绿素荧光动力学参数的测定发现,油松和沙棘的初始荧光值相差不大,但沙棘的最大荧光值和最大光化学效率总体大于油松,沙棘的光合能力和耗水量高于油松。(2)环境因子对油松和沙棘茎流速率的影响在容易观测的环境因子中,太阳辐射强度、大气温度和空气相对湿度对两个树种的茎流速率的影响最明显。茎流速率和环境因子相关性分析表明,与茎流速率相关性较强的环境因子为太阳辐射强度、空气温度和空气相对湿度,土壤温度虽然除与油松春季茎流速率相关性不显著外,与沙棘各季节茎流速率的相关性均达显著水平,但与其他环境因子相比,其相关性较弱。茎流速率与环境因子存在线性回归关系,在95%可信度上回归关系显著。在两个树种茎流速率与环境因子的关系模型中,油松和沙棘全年的平均模拟误差率在10%以内,该误差率是可接受的。因此,建立的单木日耗水预测模型具有一定应用价值。(3)油松和沙棘单木耗水量的拓展以油松茎干截面积和沙棘叶面积为空间纯量,分别对其蒸腾耗水进行尺度扩展得到林分耗水模型Y=0.1329X14402和Y=1.1615X1.387,且模型预测的耗水量和实测的耗水量平均误差率在10%以内。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
•   1.1 研究目的与意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 植物茎流速率测定方法
•     1.2.2 影响植物茎流速率的因素
•     1.2.3 林木蒸腾耗水和树干茎流速率调控机制研究进展
• 2 试验概况
•   2.1 调查取样
•     2.1.1 采样地概况
•     2.1.2 调查采样
•     2.1.3 温室室内实验设定
• 3 研究内容与方法
•   3.1 研究内容
•   3.2 研究方法
•     3.2.1 茎流速率测定方法
•     3.2.2 环境因子的测定方法
•     3.2.3 生长指标的测定
•     3.2.4 数据处理
•     3.2.5 技术路线
• 4 结果与分析
•   4.1 油松和沙棘不同时间尺度茎流速率变化规律
•     4.1.1 油松和沙棘单木连日茎流速率变化及连日茎流变化规律
•     4.1.2 油松和沙棘单木耗水量的日变化及连日变化规律与比较
•     4.1.3 油松和沙棘茎流速率月变化及季节变化规律
•     4.1.4 不同季节油松和沙棘茎流速率与叶绿素荧光动力学参数的关系
•   4.2 环境因子对油松和沙棘茎流速率的影响
•     4.2.1 环境因子与油松和沙棘茎流速率的变化规律
•     4.2.2 油松和沙棘茎流速率与环境因子的相关性分析
•     4.2.3 油松和沙棘茎流速率与环境因子的耗水预测模型建立与验证
•   4.3 油松和沙棘单木耗水量的拓展
•     4.3.1 茎干截面积和叶面积耗水模型建立
•     4.3.2 茎流速率实测值与预测值的比较分析
• 5 讨论与结论
•   5.1 讨论
•   5.2 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 韩兆敏

导师: 姚云峰

关键词: 油松,沙棘,茎流速率,环境因子,耗水模型

来源: 内蒙古农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,林业

单位: 内蒙古农业大学

分类号: S714.7

DOI: 10.27229/d.cnki.gnmnu.2019.000522

总页数: 71

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