發(fā)布時間：2018-04-15 04:33

  本文選題：低山丘陵區(qū) + 尾巨桉　； 參考：《中國林業(yè)科學(xué)研究院》2017年博士論文

【摘要】：桉樹是我國華南地區(qū)的主要商品林樹種之一,其生長速度快,可在短期內(nèi)提供大量木材,對緩解國內(nèi)木材不足壓力有不可替代的作用。然而,隨著桉樹人工林面積的不斷擴(kuò)大,桉樹與水分關(guān)系爭議日益突出,尤其2010年西南5省干旱以來,桉樹過度耗水問題愈演愈烈,阻礙了桉樹繼續(xù)發(fā)展。為此,急切開展桉樹與水分關(guān)系研究,了解桉樹生長與水分利用的互作關(guān)系,這對今后桉樹人工林發(fā)展的合理規(guī)劃、科學(xué)經(jīng)營、高效用水和保護(hù)區(qū)域水資源有重要指導(dǎo)意義。目前,大面積桉樹人工林采取多代連栽模式定向培育“尾巨桉無性系”小徑級纖維材,因而本文以二代尾巨桉中林萌芽林為研究對象,依托廣西南寧桉樹林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究站為基礎(chǔ)平臺,定位觀測尾巨桉中齡林的小氣候、降水輸入和水分輸出等數(shù)據(jù),探索其水量分配,以加深理解桉樹林的水量平衡特征,進(jìn)而客觀地認(rèn)識桉樹的耗水問題。本試驗地為低山丘陵地貌閉合小流域,面積15.6 hm2。試驗區(qū)內(nèi)是二代尾巨桉中齡萌芽林,不再進(jìn)行人工清除雜灌和挖穴追肥,林分受人為活動干擾強(qiáng)度弱。林分密度1250株·hm-2。2013年8月—2015年8月,胸徑由11.0 cm生長至13.0 cm,樹高由15.7m生長至18.7 m。葉面積指數(shù)1.56~2.09。2014年林下植被高度0.07~1.0 m,蓋度大于80%。土壤以磚紅壤為主,厚度小于0.8 m,含沙量約23%。本文2013年5月—2016年7月觀測期間的主要研究結(jié)論如下:(1)尾巨桉林內(nèi)與林外小氣候觀測結(jié)果表明,林分改變了風(fēng)速、風(fēng)向和結(jié)構(gòu),使風(fēng)廓線變形,削弱了風(fēng)的動能,降低風(fēng)速約32%,進(jìn)而減弱亂流交換,延長了林內(nèi)地表蒸發(fā)和植被蒸騰水汽在近地面空氣中的滯留時間,同時冠層的攔截作用減弱了林內(nèi)與林外的空氣交換,使得林內(nèi)的空氣相對濕度偏高3.6%。林外近3年的降水均屬平水年。林冠對太陽輻射的吸收、反射和過濾作用,使進(jìn)入林內(nèi)的太陽輻射強(qiáng)度減弱63.8%,進(jìn)而使林內(nèi)的溫度比林外低約1℃,這也降低了林內(nèi)地表蒸發(fā),使土層深度5 cm和10 cm的土壤含水率比林外分別高35%和85%,但土層深度20 cm的土壤含水率卻比林外低18.5%,這可能與植被根系吸水有關(guān)。(2)歷時11個月的降水輸入再分配特征表明,約占68%的降水量穿過林冠形成穿透雨。樹干莖流占降水量的比率非常小,僅約1%,在降水再分配計算中可忽略不計。在忽略樹干莖流的前提下,林冠截留雨與穿透雨形成此消彼長的相互依存關(guān)系。穿透雨隨每1次降水同步形成,穿透雨量和穿透雨率均隨每次降水量的增加而增加。林冠截留主要受降水量的影響,截留雨量隨降水量級的增加而增加,但截留率隨降水量級的增加而減小。(3)受人為活動干擾強(qiáng)度弱的二代尾巨桉中齡林,觀測期內(nèi)其土壤儲水量年際變化微弱。林地植被蓋度大,年內(nèi)降水產(chǎn)流次數(shù)少,經(jīng)估算,只有月降水量超過92 mm才可能形成徑流,且徑流系數(shù)低。初始徑流滯后于初始降水,在持續(xù)的降水條件下,徑流增加與降水同步,且具有疊加效應(yīng)。降水停止后,徑流仍能維持峰值持續(xù)一段時間,表現(xiàn)出最大徑流穩(wěn)定期,而徑流消退時間滯后于降水停止,表現(xiàn)出延長效應(yīng)。整個徑流消退時間與初始徑流量和降水歷時時間密切相關(guān)。(4)春夏秋冬四季典型晴天的林冠日蒸騰量分別為1.58 mm·d-1、1.61 mm·d-1、1.23mm·d-1和0.84 mm·d-1,其差異表現(xiàn)在早晨液流啟動時刻、液流峰值到達(dá)時刻、傍晚液流停止時刻和白天液流持續(xù)時間。陰天與晴天的蒸騰均呈晝高夜低的變化規(guī)律,但陰天的液流啟動速度更慢,蒸騰峰值更小,傍晚液流降低及其接近為0的時刻更早、白天液流持續(xù)時間更短。雨天即使在夜間仍有較大液流,且隨降水量的增加而逐漸升高,隨降水持續(xù)而維持穩(wěn)定狀態(tài),隨降水停止而逐漸降低。月均林冠蒸騰量為29 mm,除2013年10月和2014年1月之外,其余月份林冠蒸騰量都小于降水量。年林冠蒸騰總量為349mm,占降水量27%,約為1/4。通過主成分分析、線性逐步回歸分析和通徑分析發(fā)現(xiàn),土壤含水率是決定二代尾巨桉中齡林蒸騰總體水平的關(guān)鍵因子,其對林冠蒸騰的貢獻(xiàn)率達(dá)49%,在華南降水充沛地區(qū),其不成為林冠蒸騰的限制因子。氣象因子中的太陽總輻射、相對濕度和氣溫對林冠蒸騰的累計貢獻(xiàn)率達(dá)38%,其中太陽總輻射對林冠蒸騰影響作用最大。(5)應(yīng)用水量平衡方程估算的蒸散總量及其分量結(jié)果表明,年蒸散總量小于年降水量,約占降水量95%,其中林下蒸散量最大,占降水量46%,而二代尾巨桉中齡林本身的林冠蒸騰量占降水量比率不大,僅占27%,林冠截留蒸發(fā)量占降水量比率稍小于林冠蒸騰,余下約5%的降水用于產(chǎn)生徑流。應(yīng)用P-M模型模擬尾巨桉林蒸散,并與水量平衡方程比較以驗證其模擬尾巨林蒸散的適用性。結(jié)果表明,P-M模型模擬的日均蒸散量為3.5 mm,月均蒸散量為96 mm,季節(jié)平均蒸散量為280 mm,除春季蒸散量大于降水量之外,夏季、秋季和冬季的蒸散量都小于同期降水量,年均蒸散量1156 mm,占降水量82%。2種方法估算的蒸散總量偏差率13%,經(jīng)T檢驗呈差異不顯著,表明P-M模型可用于粗略估算二代尾巨桉中齡林的蒸散總量。(6)尾巨桉以木材生產(chǎn)為主,測定胸徑估算木材生物量比稱重全樹計算全樹生物量更加方便和快捷。因而,通過木材生物量估算的水分-木材生產(chǎn)率比計算全樹水分利用效率更加直觀和具有現(xiàn)實(shí)意義。分析表明,二代尾巨桉中齡林的單株尺度水分-木材生產(chǎn)率為5.65 g·kg-1,即單株每蒸騰1 kg水可生產(chǎn)5.65 g木材;林分尺度水分-木材生產(chǎn)率為1.9g·kg-1,即林分每蒸散1 kg水可生產(chǎn)1.9 g木材,比澳大利亞西南部尾葉桉林分尺度水分-木材生產(chǎn)率2.4 g·kg-1低20%。(7)于2013年7月—2014年6月期間,在二代尾巨桉中齡林的葉面積指數(shù)為1.82、年降水量為1311 mm條件下,其水量平衡特征為:降水輸入中的林冠截留約占22%,穿透雨約占77%,樹干莖流約占1%;水分輸出中的林冠截留蒸發(fā)約占22%,林冠蒸騰約占27%,林下蒸散約占46%,徑流約占5%。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S792.39

【參考文獻(xiàn)】

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1 江淼華;呂茂奎;胥超;謝錦升;楊玉盛;;亞熱帶米櫧次生林和杉木人工林林冠截留特征比較[J];水土保持學(xué)報;2017年01期

2 周秋文;顏紅;馬龍生;蔡明勇;戴麗;;喀斯特地區(qū)典型針葉林的降雨截留分配效應(yīng)[J];生態(tài)科學(xué);2016年06期

3 龔詩涵;肖洋;方瑜;鄭華;肖q，

本文編號：1752561