河北毛白楊展葉期樹干液流分析

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河北毛白楊展葉期樹干液流分析

本研究應用熱擴散式樹干莖流計 （TDP）于2016年3月28日～4月25日，在河北省廊坊市文安縣對毛白楊展葉期樹干液流進行連續監測，同時監測環境因子 （光合有效輻射強度、空氣溫度、空氣相對濕度、風速）。研究結果表明，毛白楊展葉期可分為芽期、展葉初期、展葉中期、全葉期4個時期。

毛白楊；展葉期；樹干液流；環境因素

1　材料與方法

1.1試驗材料。試驗所用毛白楊為種植在河北農業大學試驗基地的4年生，生長良好、長勢一致的盆栽毛白楊，共3株（表1）。

表1　試驗樣樹基本信息

1.2研究方法

1.2.1樹干液流的測定。本試驗采用TDP莖流計檢測樹干液流。該方法所得的數據采集具有穩定、準確、連續監測的特點。在樣木的胸高（1.3 m）處指南方向安裝儀器，選擇好安裝位點，使用孔距40 mm的兩孔模塊在待測位點用微電鉆打孔，采用直徑為1.32 mm鉆頭，鉆兩個30 mm長的孔，兩孔保持平行并與樹干保持垂直。將TDP-30的探針插入孔中。在探頭的外層放上圓形泡沫，并在泡沫外包上鋁箔，以減少溫度變化對探針的影響。數據采集間隔設置為10 min，液流速率是通過兩根探針在邊材的溫度差值計算的，公式如下：

V=0.0119 K1.231（cm/s）

其中，K=（dTM-dT）/dT，式中：dTM為液流為零時探針測得的最大溫差值；dT為當時測得的溫差值。

1.2.2環境因子的測定。在試驗樣地設自動氣象觀測站，將觀測站設置在試驗地無遮擋的寬闊處，測定的指標主要有光合有效輻射強度、空氣溫度、空氣相對濕度等指標。

2　結果與分析

2.1展葉期樹干液流動態分析。在研究區的3月末至4月中下旬是毛白楊的展葉期。毛白楊展葉期可分為芽期（3月28日～4月4日）、展葉初期（4月5～10日）、展葉中期（4月11～15日）、全葉期（4月16～25日）4個時期。以樣木1為例，整個展葉期，毛白楊樹干液流均表現出明顯的晝夜變化規律，成單峰型曲線，液流速率呈現由低到高的變化趨勢，見圖1。芽期，樹干液流速率很微弱，均在1 cm/h左右。說明芽期由于葉片未展開，氣象因素對其影響很小。展葉初期、展葉中期，隨著葉片的逐漸展開，液流速率逐漸加大，日變化劇烈。全葉期，液流速率達到最大，達到7 cm/h左右，液流速率日變化趨于平穩。同時由圖1可以看出，毛白楊整個展葉期間，夜間有微弱的液流出現，說明毛白楊為了補充白天由于蒸騰作用失去的水分，根系開始在根壓的作用下主動吸水，以保持樹體內水分平衡。樣木2和3表現出的規律與樣木1一致。

圖1　毛白楊展葉期樹干液流速率變化

深入分析毛白楊在4個時期液流日變化，以樣木2為例，選取4個時期典型日，分別為3月31日、4月10日、4月15日、4月25日。由圖2可以看出，3月31日芽期樹干液流微弱，晝夜變化不明顯；4月10日展葉初期液流9：00開始啟動，17：00～18：00達到最大，峰值2 cm/h左右，之后逐漸減弱；4月15日展葉中期液流啟動提前，8：00左右啟動，13：00～14：00達到峰值，大約4.5 cm/h，隨后逐漸減弱；4月25日全葉期液流啟動時間較展葉中期早，7：00左右，10：00～11：00達到液流速率最大值，接近6 cm/h，隨后緩慢減弱。進一步分析，4個時期其他日期與典型日規律變化相似。

圖2　毛白楊展葉期4個不同時期典型日樣木2樹干液流日變化

2.2樹干液流動態與環境因子分析。不同天氣條件下，氣象因子會發生較大變化，樹干液流也會受到影響。我們選擇全葉期典型晴天（4月25日）、陰天（4月23日），以毛白楊3為樣木，做晴陰天樹干液流變化曲線，如圖3。由圖3可以看出，晴天與陰天液流整體變化趨勢相同，但陰天液流速率較晴天要低。分析其原因是由于陰天光合有效輻射低。樹木的蒸騰是由光合有效輻射強度、空氣溫度、空氣相對濕度等因素共同決定的。其中空氣相對濕度直接影響蒸騰，而光合有效輻射強度是通過影響空氣溫度、空氣相對濕度間接影響蒸騰。

圖3　晴天陰天毛白楊樹干液流速率對比

為了進一步研究各氣象因子對毛白楊樹干液流的影響，從而通過環境指標去估測毛白楊的蒸騰量。我們以毛白楊全葉期4月16～25日的液流數據，以及同步監測的光合有效輻射強度、空氣溫度、空氣相對濕度等3個氣象因子連日變化為基礎，采用SPSS軟件進行相關性分析，結果表明，光合有效輻射強度、空氣溫度、空氣相對濕度與毛白楊樹干液流顯著相關，其中與光合有效輻射強度及空氣溫度成正相關關系，與空氣相對濕度成負相關關系。在監測的3個氣象因素中，光合有效輻射強度對樹干液流影響最大，其次是空氣溫度，空氣相對濕度對樹干液流影響較小。

表2　毛白楊樹干液流與相應環境因子的相關性分析

3　結論與討論

3.1毛白楊展葉期可分為芽期、展葉初期、展葉中期、全葉期4個時期。展葉期樹干液流日變化呈現出從微弱波動到逐漸增大到趨于平穩的劇烈波動，液流日變化呈現單峰曲線。芽期液流微弱，峰值僅達到1 cm/h左右，全葉期樹干液流峰值可達到7 cm/h，夜間存在微弱液流。在4個階段，液流啟動時間及達到峰值的時間不同，隨時間不斷往后推移，液流啟動時間及達到峰值的時間提前，液流最大值變大。

3.2毛白楊樹干液流與光合有效輻射強度、空氣溫度、空氣相對濕度成極顯著相關關系。其中與光合有效輻射強度、空氣溫度成顯著正相關關系，與空氣相對濕度成顯著負相關關系。在土壤水分條件一致的條件下，相關程度順序為：光合有效輻射強度＞空氣濕度＞空氣相對濕度。全葉期晴天與陰天整體變化趨勢相同，不同的是陰天液流速率較低。

065800河北省廊坊市文安縣林業局王薇