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1、四川榿木樹干液流規(guī)律探究 摘要:用熱脈沖速度記錄儀(HeatPulseVelocityRecorder,簡稱HPVR)研究了14年生四川榿木樹干液流的特點,并用Campbell自動氣象站同步監(jiān)測環(huán)境因子研究了樹干液流與環(huán)境因子的關(guān)系,結(jié)果表明:四川榿木的單位面積的年液流通量為11.107kg/cm2;夜間有上升液流,可能存在根壓;四川榿木的樹干液流在春季是單峰曲線,在夏季是一條雙峰曲線,有“午休”現(xiàn)象;四川榿木的樹干液流與太陽輻射、溫度有較好的生態(tài)學(xué)同步性。關(guān)鍵詞:四川榿木;樹干液流;熱脈沖中圖分類號:S785文獻標(biāo)識碼:B文章編號:1674-9944-(2013
2、)10-0001-041引言蒸騰耗水量是樹木生理水分的重要參數(shù),由于樹體高大,變異復(fù)雜,冠部直接測定非常不便,而樹干木質(zhì)部部位上升液流速度及液流量制約著整株樹木的蒸騰量,因而通過對樹干液流的測定,可以快速簡捷確定樹冠蒸騰耗水量的大小。熱脈沖法能基本保持樹木的生長狀態(tài)不變而獲得對樹木蒸騰指標(biāo)的度量。本文通過對四川榿木(AlnuscremastogymeBurk)的樹干液流規(guī)律進行研究,討論了四川榿木對水分的需求,以期得出具有生產(chǎn)實際指導(dǎo)意義的結(jié)論。102試驗地概況試驗地位于江西省分宜縣大崗山國家級森林生態(tài)站,東經(jīng)114°30′~114°45′,北緯27°30′~27°
3、50′,屬于中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候,年平均氣溫為16.8℃,多年平均降水量為1590.9mm,年均蒸發(fā)量為1503.8mm。降水主要集中在4~6月份,占全年降水量的44.6%。樣地處于山谷地帶,為12年的人工純林,平均胸徑18cm,平均樹高14m,郁閉度為0.7,樹木生長狀況良好;林下植被以草本為主并有少量灌木,土壤肥沃,土層深厚。3材料與方法在試驗林內(nèi)進行標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查,2007年7月19日00:00時~7月20日24:00時,選擇生長正常的一株標(biāo)準(zhǔn)木進行測定。測定儀器:熱脈沖速度記錄儀(HeatPulseVelocityRecorder,簡稱HPVR)。它是基于熱脈沖
4、技術(shù)。10熱脈沖速度記錄儀的安裝及有關(guān)參數(shù)的確定方法是:①在樣本登記表上記錄樣木位置并編號。②在樹干上距地面1m高處用木銼除去一圈死樹皮,并圍貼上5cm寬的膠帶。③在膠帶上用測樹卷尺準(zhǔn)確量取樹干直徑及周長。④用指南針確定樹干上的東南西北4個方位,在膠帶上標(biāo)出相互等距的4個測點,作為不同深度探頭的安裝位點。⑤將已制備的鉆孔模板固定在測點上。鉆模厚20mm,長50mm,寬20mm,其中線上有3個直徑2mm的小孔,上孔與中孔距離10mm,中孔與下孔距離5mm,選取1.80mm直徑的鉆頭,用微電鉆打孔至預(yù)定的深度。⑥用3根鋼棍插入3個孔中,將帶有不干膠的卡片緊貼其上,用解剖
5、刀劃出鋼棍在卡片上的軌跡,按公式要求計算熱源與探頭的實際距離。⑦隨機確定不同深度探頭所對應(yīng)的儀器記錄通道,按不同深度插入探頭,并與通道相連接,在測定處中孔安裝熱脈沖注射器,上、下孔插入熱敏探頭,用鋁箔將安裝部位遮蔽,以避免太陽輻射干擾。⑧連接電源(12V鉛酸電池)。⑨調(diào)零并設(shè)置儀器操作參數(shù)、日期、時間,取樣間隔為20min,脈沖持續(xù)時間為1.6s。⑩測定完成后將儀器內(nèi)存中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)錄至筆記本電腦上存儲。拆除探頭后,用生長錐在每個測點處取樹干木質(zhì)部樣品,取樣確定心材與邊材半徑。在室內(nèi)用電子天平測其鮮重、干重值,并利用阿基米德定律稱取其體積,計算其樹液體積比率及木材體積比率
6、(圖1)。4結(jié)果與分析4.1四川榿木樹干液流速率的日進程10從圖2、圖3可以看出:無論是春季還是夏季,四川榿木樹干液流均表現(xiàn)出明顯的晝夜變化規(guī)律。從圖2中可以看出,在春季,6:00時液流開始明顯上升,并于12:00~13:00時達到峰值,然后開始緩緩下降,直至來日日出之前進入低谷,呈明顯的單峰曲線;從圖3中可以看出,在夏季,5:00~6:00時液流開始明顯上升,11:00~12:00時達到一個峰值,然后迅速下降,并于13:00~14:00時達到一個較低值;在14:00~15:00時又達到一個峰值,然后開始緩緩下降,直至來日日出之前進入低谷,呈明顯的雙峰曲線,即低谷“
7、午休”現(xiàn)象。四川榿木在夜間有上升液流存在。Kramer指出,水分吸收有兩種機理:常見于緩慢蒸騰植物的主動吸收和在迅速蒸騰植物中占據(jù)優(yōu)勢并發(fā)生在大多數(shù)木本植物中的被動吸收,主動吸收是由于根壓的作用[1]。夜間由于蒸騰速率基本為零,不會有大量的水分被樹木吸收,此時測得莖中木質(zhì)部中上升液流的存在,推測原因只能是根壓使然[2~4]。4.2四川榿木樹干液流量的計算熱脈沖方法中樹干液流量的計算公式為:Q=Vs·As式中:Q為樹干液流量(kg/d);Vs為液流速度(g·cm2·hr-1);As為邊材面積(cm2)。把測定結(jié)果代入公式,得到不同樹種年樹干液流量。經(jīng)過計算四川榿木