-
森林蒸腾在“土壤—植被—大气”水循环过程中起着关键作用,根部吸收水分的90%以上均通过叶片蒸腾散失到大气中[1]。作为连接树木吸水部位(根系)和蒸腾部位(叶片)的器官,树干是树木水分传输的唯一路径[2]。树干液流可较好地反映植物结构特征和外界环境对水分利用的综合调节作用[3]。树干液流测量方法众多,其中,热扩散法(TDP)因使用简单、破坏性小、能连续监测等优点,被广泛用于单木蒸腾耗水研究[4]。
准确测量单木耗水量是进行森林水量平衡评价的基础,也是估算森林生态水文功能的重要依据[5]。目前,利用热扩散法估算单木蒸腾时,不少研究没有考虑液流密度的径向变化,并采用边材最外层的液流密度代表整个边材的液流密度[6-8]。然而,树干边材液流密度的径向变化在许多树种中被发现,如Dang等[9]和张璇等[5]发现,新疆杨(Populus alba var. pyramidalis Bunge)和四川山矾(Symplocos setchuensis Brand)液流密度随边材深度的增加呈单峰型;党宏忠等[10]证明了二白杨(Populus gansuensis C. Wang et H. L. Yang)液流密度的径向变化为不规则型;在Tomonor等[11] 和Bodo等[12]的研究中,刺槐(Robinia pseudoacacia Linn.)、辽东栎(Quercus liaotungensis Koidz.)和红松(Pinus resinosa Loisel.
)液流密度由外向内均呈递减型。这表明,树木边材液流密度的径向变化是普遍现象,且有明显的种间变异。在估算单木蒸腾时,如果以最外侧的液流密度代表整树边材液流密度,必然会导致较大误差[13-14],并在估算林分蒸腾时进一步放大这种误差[15]。Nadezhdina等[16]认为,不考虑树干径向变化会导致−90%~300%的估算误差。因此,准确测量不同树种的边材液流密度径向变化,对提高森林蒸腾估测精度具有重要意义。 桉树由于生长快、轮伐期短、经济效益好,在我国南方大面积种植,其中,广西是目前我国最大的桉树种植区[17]。作为主要速生用材林,桉树人工林耗水问题备受关注,需要准确估算以便正确评估其生态影响。目前,对桉树液流径向变化的研究还不充分,仅Zhou等[18]和周翠鸣等[19]分别研究了尾叶桉(Eucalyptus urophylla S. T. Blake)和尾巨桉(Eucalyptus urophylla × Eucalyptus grandis)树干液流密度的径向变化,但其研究个体的树干直径较小(胸径<15 cm),中大径级(16~26 cm[20])桉树液流密度的径向变化还未可知[21]。随着经济发展,对大径级木材需求量的日益增加和桉树林可持续经营的需要,桉树大径材培育成为经营方向之一。为此,本研究通过特制的长度为2、4、6 cm 3种TDP探针,分别同步测量0~2、2~4、4~6 cm深度范围的液流密度,并基于单个深度的液流密度和综合3个深度液流密度分别估算整树蒸腾量,分析液流密度的径向差异及其对整树蒸腾量估算的影响,以期为中大径级桉树人工林蒸腾的准确估算和尺度扩展提供可靠依据,这对准确评价大径级桉树人工林的生态水文效应具有重要意义。
-
试验样地位于中国科学院桂林植物园内(110°17′ E,25°01′ N),海拔150~300 m,林地土壤主要是砂页岩发育而成的红壤,属中亚热带季风气候区。年均气温19.2 ℃,极端最高气温40 ℃,极端最低气温−6 ℃。年均降水量1 865.7 mm,主要集中在4—8月。
-
选择在广西种植面积最大的桉树品种尾巨桉为研究对象,在株行距为2 m × 3 m的10年生(2011年种植)尾巨桉人工林样地内,选取生长状况良好、树干圆满通直无挤压的5棵样树(表1),根据前期已构建的尾巨桉边材厚度[19]和边材面积[21]与胸径的经验关系,利用其胸径计算出边材厚度及相应的边材面积。
编号
No.胸径
Diameter at
breast height/cm边材厚
Sapwood
thickness/cm总边材面积
Total sapwood
rea/cm20~2 cm边材面积
0~2 cm sapwood
area/cm22~4 cm边材面积
2~4 cm sapwood
area/cm2>4 cm边材面积
>4 cm sapwood
area/cm2A1 22.5 8.1 306.21 114.02 88.89 103.30 A2 20.9 7.6 266.60 105.32 80.18 81.10 A3 21.3 7.7 276.38 107.52 82.39 86.48 A4 24.9 8.8 371.88 127.34 102.21 142.33 A5 23.2 8.3 325.12 117.98 92.85 114.28 Table 1. Morphological characteristics of the test plants
Radial Variation of Sap Flow in Eucalyptus and Its Effect on the Estimation of Whole Tree Transpiration
- Received Date: 2022-04-17
- Accepted Date: 2022-05-26
- Available Online: 2022-12-20
Abstract: