The leaf nutrient, biomass and carbon reserve of 9-year-old Populus×euramericana cv. ‘74/76’ stump grafting stand with 26-year-old P.×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liang cv.‘Popularis’as rootstock, 26-year-old P.×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liang cv.‘Popularis’ and 9-year-old P.×euramericana cv. ‘74/76’ planting stands were compared. The result showed that the average increment and the annual average increment of stump grafting stand were greater than the two planting stands. The total nitrogen content in leaves of stump grafting stand was the highest, and it was 1.26 times and 1.05 times as much as that of the planting stands of Populus×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liang cv.‘Popularis’ and P.×euramericana cv. ‘74/76’ separately. The total phosphorus content of stump grafting stand was 1.3 times as much as that of planting stand of 26-year-old P.×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liang cv.‘Popularis’, but there was little difference between stump graftin stand and planting stand of 9-year-old P.×euramericana cv. ‘74/76’. The total potassium of stump grafting stand was 46.6% and 95.8% lesser than that of the planting stands of P.×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liang cv.‘Popularis’ and P.×euramericana cv. ‘74/76’. The biomass of aerial parts and the biomasses of trunk, branches and leaves of stump grafting stand were 1.84, 1.80, 1.76, and 3.00 times as much as that of planting stand of P.×euramericana cv. ‘74/76’ separately. The total root biomass of the stump grafting stand was 1.42 times and 7.68 times as much as that of planting stands of 26-year-old P.×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liang cv.‘Popularis’ and 9-year-old P.×euramericana cv. ‘74/76’. There was an obvious advantage in carbon reserve from all the parts of the stump grafting stand and the carbon sequestration capacity was the highest, which was 2.66 times and 1.62 times as much as that of planting stands of 26-year-old P.×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liang cv.‘Popularis’ and 9-year-old P.×euramericana cv. ‘74/76’. These showed that the stump grafting stand had more advantages than planting stands.

通过对祁连山水源涵养林区的苔藓-青海云杉林、亚高山灌丛、灌木-青海云杉林、中低山灌木林和祁连圆柏以及牧草地等6种植被土壤水分物理性质的测定与计算,比较分析了不同植被的水源涵养能力,建立了主要土壤类型的入渗模型、土壤水分消退方程,评价了不同植被土壤层水文特征及其与植被间的关系。祁连山区主要森林的平均土壤密度均小于1 g·cm-3,土壤的蓄水能力很强但各植被间差异较大。各种森林植被土壤均表现出较高的入渗性能,土壤初渗率、稳渗率及蓄水能力从大到小的次序均为:苔藓-青海云杉林、亚高山灌丛、灌木-青海云杉林、中低山灌木林、祁连圆柏林和牧草地。在相同的环境条件下,森林土壤(山地灰褐土)的保水能力较高,水势消退曲线呈凸形,而牧草地土壤(山地栗钙土)的保水能力相对较弱,水势消退曲线呈凹形。土壤含水量相同时,后者所持水分的有效性更大。

用L i-6400便携式光合仪,于2004年6—9月测定了毛乌素沙地紫穗槐的光合速率与蒸腾速率,研究了光合速率和蒸腾速率日变化特征及环境因子对其的影响,结果表明:光合速率日变化在6、7月呈双峰型,峰值分别出现在8:00和18:00时,在8、9月呈单峰型,最大值出现在12:00时;蒸腾速率日变化在6、7月呈双峰型,6月峰值分别出现在10:00和18:00时,7月峰值分别出现在10:00和16:00时,低谷都出现在14:00时,在8、9月呈单峰型,峰值出现在12:00时;8月是光合速率和蒸腾速率最大的月份,分别为15.48μmol.m-2.s-1、5.87 mmol.m-2.s-1。在土壤含水量和光强适宜的情况下,空气湿度对紫穗槐光合速率和蒸腾速率的影响大于温度;在6—9月,紫穗槐的水分利用效率呈现波动,表明其光合速率、蒸腾速率受环境影响较大。

利用热扩散技术(TDP)分别监测新疆杨冠基部、杆基部处液流密度的变化,并结合同步气象观测,分析液流密度与大气蒸发潜力(ET0)的关系,结果表明:典型晴天日,新疆杨树冠、杆基部的液流密度日变化格局总体上与大气蒸发潜力相一致,但前者与ET0的相关性更强,可用Hill函数式得到较好的拟合,而后者与ET0间呈斜率不等的线性关系;在午间,冠基部液流密度是杆基部的3倍以上,在清晨,冠基部液流比杆基部液流提前平均约1 h启动。冠、杆基部边材液流间的"净"量因季节而异,在生长旺盛的7、8月份略有"亏损",而在6、9月份略有"盈余",新疆杨单株日吸收水分量与冠层日失水量并不完全一致。6-9各月冠基部液流日平均通量一般呈晴天>云天>阴天的规律,这与太阳辐射及大气蒸发潜力的变化格局相一致,而基部液流有时会呈现出云天>晴天的趋势。

通过对黄土高原丘陵沟壑区26年生柠条植物篱不同部位(带间、带前、带内、带后)土壤水分的2年监测,对比分析了柠条植物篱不同部位土壤水分的分布特征及其动态,探讨了柠条植物篱对降水的再分配效应. 结果表明:带状柠条植物篱内不同部位间土壤水分物理性质有明显的不同,其中,带内部位土壤密度(0.99 g·cm-3)、非毛管孔隙度(8.77%)、毛管持水量(58.89%)等均优于带间、带前、带后,土壤更为疏松,透水保水性能更良,而带前更加黏性化;随着土壤深度的增加,各部位土壤含水量均表现出逐层降低的趋势,依次为0~20 cm(25.51%±2.28%)>40~60 cm(12.96%±1.34%)>60~80 cm(10.03%±0.59%)>80~100 cm(9.16%±0.81%)>100~120 cm(8.76%±1.00%),但越接近表层,带前、带内部位土壤水分含量的优势更明显. 根据对土壤水分的有序聚类分析,将柠条植物篱土壤层次划分为弱利用层、利用层和调节层3层,其中,带内的土壤水分利用层(20~120 cm)大于带前、带后(20~60 cm)和带间(40~60 cm),与柠条对土壤水分的主要利用层次相一致,带内的土壤水分调节层在120 cm以下,较带间(80 cm以下)和带前、带后(60 cm以下)均深,反映了带状植物篱带前、带内土壤含水率提高而带后表层土壤含水率降低的分异特征.

在晋西黄土区，研究了荒草地、锦鸡儿灌木林地和刺槐乔木林地3种典型植被不同土层的土壤密度、含水量、贮水能力和入渗性能的差异及其相关性，结果显示：3种植被类型都能有效减小表层（0~20 cm）土壤密度； 3种植被类型表层（0~20 cm）的土壤滞留贮水量较大，锦鸡儿林地（198.80 t·m-3）>刺槐林地（166.10 t·m-3）>荒草地（87.37 t·m-3），20~40 cm土层的土壤滞留贮水量也是锦鸡儿林地（127.30 t·m-3）>刺槐林地（55.60 t·m-3）>荒草地（47.30 t·m-3），表明在3种植被类型中，锦鸡儿林地对晋西黄土丘陵区土壤水分的涵养作用最强；锦鸡儿林地的土壤稳渗速率最大，为1.80 mm·min-1，刺槐林地次之，为1.46 mm·min-1，荒草地依然最小，且锦鸡儿林地土壤的均渗速率最大，为4.81 mm·min-1，其次是刺槐林地，为4.51 mm·min-1，荒草地最小。土壤密度与滞留贮水量呈极显著负相关关系，与土壤初渗速率和均渗速率呈极显著负相关关系，与稳渗速率呈显著负相关关系，非毛管孔隙度与稳渗速率和均渗速率存在极显著相关关系。 Kostiakov模型和Horton模型对晋西黄土区3种植被类型土壤入渗过程模拟的拟合系数高达0.97和0.95，明显优于Philip模型（0.43）。

应用热扩散式树干茎流计(TDP)对辽宁省章古台樟子松人工固沙林生长季期间树干液流速率进行了连续5年的测定,结合同步观测的降水、林冠截留量、林内蒸发散量和土壤水分含量,利用水量平衡的方法,推算了现阶段樟子松应有的合理密度。结果表明:4月上中旬沙地樟子松液流启动,10月中下旬液流基本结束,生长季(4-10月)各月平均液流速率分别为2.58、4.78、5.19、5.01、4.84、4.30、1.93 cm·h-1,以6月份的最高,其次依次为7、8、5、9月份,4、10两月平均液流速率较低。通过推算,径阶14、16、18、20 cm的樟子松纯林的合理密度分别应为688、531、422、344株·hm-2,现有同径阶的林分普遍存在密度过大的问题。研究结果对于现有林分的科学经营具有重要的指导意义。

目的 确定优良固沙树种沙地赤松（Pinus densiflora）树干边材液流速率（J_s）方位变化规律，探讨环境因素对方位差异的影响。 方法 采用热扩散式树干液流计（TDP）连续监测树干液流并同步监测环境因素，比较分析不同方位树干液流速率的差异、季节动态及与降水、土壤体积含水率（θ）、太阳辐射强度（R_s）间的关系。 结果 表明：（1）在赤松树干东、南、西、北4个方位上，J_s的日变化与季节变化均呈现出基本一致的格局，且均与R_s间表现出紧密的协同变化关系；（2）在中等强度干旱和极端干旱情况下，各方位边材J_s均同步受到明显抑制，在土壤水分得到充分补充后又快速回升；（3）在典型晴日里，树干各方位边材J_s其午间峰值出现的时刻有差异，呈从早到晚分别是东侧、南侧、西侧、北侧这种顺时针的方位规律；（4）在整个生长季，J_s的日平均值大小一般为南侧>西侧>北侧>东侧，但方位间差异并不显著（P=0.35），北侧J_s的平均值最接近4个方位的平均值（约为平均值的1.01倍）。 结论 为降低观测成本，通过北侧一个方位的测定来估算赤松单株的液流通量具有较好的可靠性；影响赤松各方位液流过程明显变化的θ的阈值为7.5%。

目的 通过对比研究，明确晚霜冻害对苹果树生长季水分利用能力影响的程度与机理。 方法 利用热扩散技术（TDP）对黄土区苹果树未发生霜冻年和霜冻年主要生长季边材液流速率（J_s）开展连续监测，并同步观测净辐射（R_n）、气温（T_a）等气象因子，计算大气水分亏缺（VPD）等变量。通过对比、相关分析阐明晚霜冻害对苹果树水分利用能力的影响。 结果 霜冻发生后，当日午间液流速率最大值（J_s-max）比霜冻前数日内的最大值降低9%~27%，苹果树水分利用能力（J_s-max/VPD）在霜冻后的数日内连续下降。霜冻后当年（2018）生长季平均液流速率比未发生霜冻年（2017）同期下降35%。在整个生长季内，液流速率日平均值（J_s-mean）与R_n、VPD均具有显著的指数关系，但在相同的R_n或VPD水平下，霜冻年的J_s-mean显著低于未发生霜冻年。 结论 严重低温霜冻和霜冻后快速升温共同导致了苹果树生长季水分利用能力的显著下降。研究结果为认识霜冻对苹果树水分生理的影响机制提供了理论支撑。

目的 通过对苹果树不同方位边材液流速率的测定与比较，明确苹果树液流速率的方位特征，为通过液流测定来估算单株蒸腾提供依据。 方法 利用热扩散技术（TDP）对黄土区苹果树主要生长季4个方位边材液流速率及土壤水分、气象因子进行同步、连续监测。 结果 苹果树树干边材液流速率（J_s）具有显著的方位差异（P < 0.01），其中北侧J_s最高，整个生长季日平均值达189.3 cm·d^-1，其次为南侧（为北侧的83%）、东侧（北侧的80%），西侧最小（北侧的63%）。各方位J_s总体均表现出5—8月间递增、9—10月间递减、11月基本停止的季节动态，且均与冠层净辐射（R_n）、大汽水分亏缺（VPD）间呈较好的指数正相关关系。在典型晴天，不同方位J_s的日峰值时刻均明显提前于VPD的峰值，平均提前约1.6 h（最大2.43 h），且提前的时长与VPD日平均值呈线性递增关系。当VPD高于2.0~2.2 kPa时，J_s不再随VPD的增加而上升；不同方位间J_s峰值时刻与VPD（P=0.97）峰值时刻间的差异不显著。 结论 苹果树边材液流速率存在着明显的方位差异（P < 0.01），其中北、南方位液流速率较高，东、西方位液流速率较低。不同方位液流传输受大气环境影响的过程具有一致性。为提高果树液流通量估算的精度，在实际测定中应考虑方位差异。