107楊夜間液流變化規(guī)律及其影響因子

楊飛 馬長明

摘要? ? 為了實現(xiàn)楊樹的精準(zhǔn)灌溉，本研究以107楊為研究對象，采用熱擴(kuò)散探針法（TDP）配合小型自動氣象站的方法，對107楊的樹干液流及氣象因子進(jìn)行了同步監(jiān)測，統(tǒng)計分析了其夜間樹干液流變化規(guī)律以及影響因子。結(jié)果表明，白天（5：00—20：00）液流呈現(xiàn)單峰多峰的趨勢，且液流速率值較大，夜間（20：00至次日5：00）液流速率值很小，但不為0;夜間樹干液流前半夜（0：00之前）呈下降趨勢，且下降速率由快到慢，后半夜（0：00之后）液流速率呈上升趨勢，且上升速率較慢;夜間樹干液流只與風(fēng)速表現(xiàn)出了顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.080，而與其他因子均未表現(xiàn)出顯著相關(guān)性。

關(guān)鍵詞? ? 107楊;樹干液流;氣象因子;變化規(guī)律;夜間

中圖分類號? ? S792.119? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）14-0108-02

Abstract? ? In order to realize precision irrigation of poplar， Populus×euramericana was took as research object， and the stem sap flow and the meteorological factors were simultaneously detected continuously with the thermal dissipation probe （TDP） and automatic miniature weather station， then the change of sap flow and its influencing factors were analyzed in this paper. The results showed that the sap flow showed a single peak or multi-peak， and the sap flow velocity was bigger in daytime （5：00-20：00）; the value was smaller but not zero at night （20：00-5：00）. The sap flow showed a descending trend before midnight （before 0：00）， and the descending speed changed from fast to slow; the sap flow showed a increasing trend after midnight（after 0：00）， and the increasing speed was slower. There was a significant positive correlation between the sap flow velocity and wind speed with correlation coefficient 0.080， and the correlation was not significant between the sap flow velocity and other meteorological factors.

Key words? ? Populus×euramericana; stem sap flow; meteorological factor; change law; at night

楊樹栽培歷史悠久，種類資源豐富，速生優(yōu)質(zhì)，輪伐期短，適應(yīng)性強(qiáng)，繁殖容易，是我國分布最廣的闊葉用材樹種之一[1]。楊樹產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，不僅有效緩解了我國用材供應(yīng)的緊張狀況，改善了森林資源結(jié)構(gòu)，而且優(yōu)化了農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[2]。楊樹為水肥敏感型樹種，水分直接影響其正常生長發(fā)育。目前，關(guān)于楊樹蒸騰耗水的研究很多，其中楊樹樹干液流研究主要集中于不同樹種的液流差異[3]、尺度擴(kuò)展[4]等方面，且多數(shù)以白天為數(shù)據(jù)支撐，忽視了夜間的液流規(guī)律。因此，本研究以107楊（Populus×euramericana）為研究對象，研究夜間液流變化規(guī)律及影響因素，以為楊樹實現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉提供有力支撐。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 研究區(qū)概況

本試驗于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)三分廠實驗基地進(jìn)行，該地區(qū)位于河北省中部，太行山東麓，冀中平原西部，地理位置在北緯38°10′～40°00′、東經(jīng)113°40′～116°20′之間;北鄰北京市和張家口市，東接廊坊市和滄州市，南與石家莊市和衡水市相連，西部與山西省接壤;地貌為平原。屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，主要氣候特點是四季分明，春季干燥多風(fēng)，夏季炎熱多雨，且雨熱同季，秋季天高氣爽，冬季寒冷干燥。多年平均氣溫13.4 ℃，1月平均氣溫-4.3 ℃，7月平均氣溫26.4 ℃;年平均日照時數(shù)2 511.0 h，占可照時數(shù)的56%;年平均降水量498.9 mm，年平均降水日數(shù)為68 d，降水主要集中在6—8月，7月最多;年平均風(fēng)速1.8 m/s，年平均蒸發(fā)量為1 430.5 mm。

1.2? ? 材料選擇與處理

土壤含水量是影響樹干液流的一個重要因子[5]。為了保證試驗不受土壤含水量的影響，本試驗采用盆栽控水的方法進(jìn)行。于2015年3月下旬，選取四年生速生楊個體24株，移栽到直徑1 m、高75 cm的鐵皮圓桶內(nèi)，并填以肥沃土壤，對盆栽苗木進(jìn)行正常水肥管理。翌年選取樹干通直、樹冠圓滿，長勢良好且相對一致的3株作為供試材料。經(jīng)過初步調(diào)查，供試材料胸徑（7.77±0.99）cm，樹高（4.40±0.44）m，冠幅（1.43±0.32）m。試驗期間，為了保證土壤水分充足，利用TDR水分速測儀監(jiān)測土壤體積含水量，并通過每天定時補(bǔ)水，使其土壤含水量保持在25%～30%。

1.3? ? 試驗方法

1.3.1? ? 樹干液流的測定。于2016年6—10月，在樹干距離地面1～2 m處鉆2個孔，將探針插入到鉆孔中，并將參比探針插到下面的鉆孔中，留探針2～3 mm在外面依然可見，探針插好后，在其周圍涂抹隨機(jī)附帶的膠泥，在探針的周圍形成防水密封。在TDP探針的每一邊都安裝1/4球狀泡沫（或泡沫球的1/4），用反射性泡沫鋁膜把樹木、泡沫球和TDP安裝部位包裹起來[6]。利用數(shù)據(jù)采集線將探針數(shù)據(jù)采集器相連，接通電源，每2 s測讀1次，每10 min進(jìn)行平均并儲存數(shù)據(jù)。

1.3.2? ? 氣候因子的測定。利用小型氣象觀測儀，對試驗材料周圍的空氣溫度、空氣相對濕度、大氣壓、風(fēng)速、太陽輻射強(qiáng)度等指標(biāo)進(jìn)行同步監(jiān)測，即每2 s測讀1次，每10 min進(jìn)行平均并儲存數(shù)據(jù)。

1.3.3? ? 數(shù)據(jù)處理。于速生楊快速生長期選擇連續(xù)晴天（8月20—22日）進(jìn)行統(tǒng)計分析，依據(jù)日出日落時間，將夜間時間段定為20：00至次日5：00。利用Excel 2003對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計算和作圖，利用SPSS 13.0進(jìn)行相關(guān)性分析。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 全天樹干液流變化

由圖1可以看出，0：00—7：00樹干液流速率很微弱，從7：00之后開始呈現(xiàn)大幅度上升趨勢，10：00左右到達(dá)峰值，16：00之前速率持續(xù)很高，16：00之后迅速下降，20：00之后變得微弱。從整體來看，白天（5：00—20：00）液流速率呈現(xiàn)單峰多峰的趨勢，且液流速率值較大，夜間（20：00至次日5：00）液流速率值很小，但不為0。

2.2? ? 夜間樹干液流變化

由圖2可以看出，夜間20：00之后液流速率逐漸下降，20：00—21：00下降速度很快，由0.6 cm/h迅速下降至0.15 cm/h;1：00—23：00液流速率較為平緩，整體呈下降趨勢，數(shù)值也很小;23：00后，液流速率逐漸上升，由0.02 cm/h升至0.5 cm/h。但總體來看，前半夜（0：00之前）液流速率呈下降趨勢，且下降速率由快到慢，后半夜（0：00之后）液流速率呈上升趨勢，且上升速率較慢。

2.3? ? 夜間液流影響因素分析

將夜間樹干液流速度與各氣象因子進(jìn)行相關(guān)性分析，制得表1。由表1可知，在空氣溫度、空氣相對濕度、大氣壓、風(fēng)速和太陽輻射強(qiáng)度5個因子中，夜間樹干液流只與風(fēng)速表現(xiàn)出了顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.080，而與其他因子均未表現(xiàn)出顯著相關(guān)性。其中，由于夜間太陽輻射均為0，所以無法與夜間液流進(jìn)行相關(guān)性分析。

3? ? 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，107楊液流速率白天（5：00—20：00）呈現(xiàn)單峰多峰的趨勢，且液流速率值較大，夜間（20：00至次日5：00）液流速率值很小，但不為0。這與夏桂敏等[7]的研究結(jié)果一致。說明白天樹木代謝活動快，蒸騰作用強(qiáng)，故水分需求多，液流速率大;而夜間樹木新陳代謝速度緩慢，故夜間液流速率相比于白天極其微弱[8]。

夜間樹干液流前半夜（0：00之前）呈下降趨勢，且下降速率由快到慢，后半夜（0：00之后）液流速率呈上升趨勢，且上升速率較慢。這與趙春彥等[9]的研究結(jié)果相同，可能是前半夜液流主要用于回填補(bǔ)充木質(zhì)部白天蒸騰損失的水分，隨著時間的推移，樹干內(nèi)部充滿水分，液流速率下降，而此時水分可能用于夜間蒸騰。

夜間樹干液流只與風(fēng)速表現(xiàn)出了顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.080，而與溫度、相對濕度、大氣壓、太陽輻射沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。夜間液流速率與夜間的風(fēng)速成顯著正相關(guān)關(guān)系，說明夜間風(fēng)速對液流速率的影響很大，可能是由于風(fēng)速會影響樹葉四周的環(huán)境，風(fēng)速越大，導(dǎo)致樹葉四周空氣流通越好[9-11]，有利于植物夜間的蒸騰與代謝，因而液流速率越大[12-14]。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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