河北毛白杨展叶期树干液流分析



河北毛白杨展叶期树干液流分析

本研究应用热扩散式树干茎流计 （TDP）于2016年3月28日～4月25日，在河北省廊坊市文安县对毛白杨展叶期树干液流进行连续监测，同时监测环境因子 （光合有效辐射强度、空气温度、空气相对湿度、风速）。研究结果表明，毛白杨展叶期可分为芽期、展叶初期、展叶中期、全叶期4个时期。

毛白杨；展叶期；树干液流；环境因素

1　材料与方法

1.1试验材料。试验所用毛白杨为种植在河北农业大学试验基地的4年生，生长良好、长势一致的盆栽毛白杨，共3株（表1）。

表1　试验样树基本信息

1.2研究方法

1.2.1树干液流的测定。本试验采用TDP茎流计检测树干液流。该方法所得的数据采集具有稳定、准确、连续监测的特点。在样木的胸高（1.3 m）处指南方向安装仪器，选择好安装位点，使用孔距40 mm的两孔模块在待测位点用微电钻打孔，采用直径为1.32 mm钻头，钻两个30 mm长的孔，两孔保持平行并与树干保持垂直。将TDP-30的探针插入孔中。在探头的外层放上圆形泡沫，并在泡沫外包上铝箔，以减少温度变化对探针的影响。数据采集间隔设置为10 min，液流速率是通过两根探针在边材的温度差值计算的，公式如下：

V=0.0119 K1.231（cm/s）

其中，K=（dTM-dT）/dT，式中：dTM为液流为零时探针测得的最大温差值；dT为当时测得的温差值。

1.2.2环境因子的测定。在试验样地设自动气象观测站，将观测站设置在试验地无遮挡的宽阔处，测定的指标主要有光合有效辐射强度、空气温度、空气相对湿度等指标。

2　结果与分析

2.1展叶期树干液流动态分析。在研究区的3月末至4月中下旬是毛白杨的展叶期。毛白杨展叶期可分为芽期（3月28日～4月4日）、展叶初期（4月5～10日）、展叶中期（4月11～15日）、全叶期（4月16～25日）4个时期。以样木1为例，整个展叶期，毛白杨树干液流均表现出明显的昼夜变化规律，成单峰型曲线，液流速率呈现由低到高的变化趋势，见图1。芽期，树干液流速率很微弱，均在1 cm/h左右。说明芽期由于叶片未展开，气象因素对其影响很小。展叶初期、展叶中期，随着叶片的逐渐展开，液流速率逐渐加大，日变化剧烈。全叶期，液流速率达到最大，达到7 cm/h左右，液流速率日变化趋于平稳。同时由图1可以看出，毛白杨整个展叶期间，夜间有微弱的液流出现，说明毛白杨为了补充白天由于蒸腾作用失去的水分，根系开始在根压的作用下主动吸水，以保持树体内水分平衡。样木2和3表现出的规律与样木1一致。

图1　毛白杨展叶期树干液流速率变化

深入分析毛白杨在4个时期液流日变化，以样木2为例，选取4个时期典型日，分别为3月31日、4月10日、4月15日、4月25日。由图2可以看出，3月31日芽期树干液流微弱，昼夜变化不明显；4月10日展叶初期液流9：00开始启动，17：00～18：00达到最大，峰值2 cm/h左右，之后逐渐减弱；4月15日展叶中期液流启动提前，8：00左右启动，13：00～14：00达到峰值，大约4.5 cm/h，随后逐渐减弱；4月25日全叶期液流启动时间较展叶中期早，7：00左右，10：00～11：00达到液流速率最大值，接近6 cm/h，随后缓慢减弱。进一步分析，4个时期其他日期与典型日规律变化相似。

图2　毛白杨展叶期4个不同时期典型日样木2树干液流日变化

2.2树干液流动态与环境因子分析。不同天气条件下，气象因子会发生较大变化，树干液流也会受到影响。我们选择全叶期典型晴天（4月25日）、阴天（4月23日），以毛白杨3为样木，做晴阴天树干液流变化曲线，如图3。由图3可以看出，晴天与阴天液流整体变化趋势相同，但阴天液流速率较晴天要低。分析其原因是由于阴天光合有效辐射低。树木的蒸腾是由光合有效辐射强度、空气温度、空气相对湿度等因素共同决定的。其中空气相对湿度直接影响蒸腾，而光合有效辐射强度是通过影响空气温度、空气相对湿度间接影响蒸腾。

图3　晴天阴天毛白杨树干液流速率对比

为了进一步研究各气象因子对毛白杨树干液流的影响，从而通过环境指标去估测毛白杨的蒸腾量。我们以毛白杨全叶期4月16～25日的液流数据，以及同步监测的光合有效辐射强度、空气温度、空气相对湿度等3个气象因子连日变化为基础，采用SPSS软件进行相关性分析，结果表明，光合有效辐射强度、空气温度、空气相对湿度与毛白杨树干液流显著相关，其中与光合有效辐射强度及空气温度成正相关关系，与空气相对湿度成负相关关系。在监测的3个气象因素中，光合有效辐射强度对树干液流影响最大，其次是空气温度，空气相对湿度对树干液流影响较小。

表2　毛白杨树干液流与相应环境因子的相关性分析

3　结论与讨论

3.1毛白杨展叶期可分为芽期、展叶初期、展叶中期、全叶期4个时期。展叶期树干液流日变化呈现出从微弱波动到逐渐增大到趋于平稳的剧烈波动，液流日变化呈现单峰曲线。芽期液流微弱，峰值仅达到1 cm/h左右，全叶期树干液流峰值可达到7 cm/h，夜间存在微弱液流。在4个阶段，液流启动时间及达到峰值的时间不同，随时间不断往后推移，液流启动时间及达到峰值的时间提前，液流最大值变大。

3.2毛白杨树干液流与光合有效辐射强度、空气温度、空气相对湿度成极显著相关关系。其中与光合有效辐射强度、空气温度成显著正相关关系，与空气相对湿度成显著负相关关系。在土壤水分条件一致的条件下，相关程度顺序为：光合有效辐射强度＞空气湿度＞空气相对湿度。全叶期晴天与阴天整体变化趋势相同，不同的是阴天液流速率较低。

065800河北省廊坊市文安县林业局王薇