北亚热带次生栎林树干液流特征研究开题报告

 2021-08-08 23:41:05

1. 研究目的与意义

国内对树干液流的研究趋于成熟,众多研究工作者对不同地域、树种树干液流的研究结果中,分析树干液流日变化,季节变化,以及环境因子对树干液流的影响,对生态系统蒸腾耗水规律的研究作出重要贡献。对生态系统建设有着重要意义。

应用包裹式树干液流测定原理,对北亚热带次生栎林的树干液流及其主要的环境因子进行同步测定,分析夜间树干液流变化特征及与气象、土壤水分等环境因子的关系,得出北亚热带次生栎林的树干液流规律以及植物储水与环境的响应机制,可为北亚热带次生栎林水分生理的研究和树种营造提供理论依据。

2. 国内外研究现状分析

国内开始应用热技术进行树干液流的研究不过十几年的时间,研究内容主要涉及对一些地区主要树种的树干液流特征的研究、估算林分水平的蒸腾作用、树干液流对环境因素的响应等。

已有的研究表明,这种方法能够准确测定单株树木的液流速率,若再加上对树木边材的面积和冠层投影面积以及林地小气候的精确测定,就能够计算树木冠层的蒸腾的水的量(burgessetal.,2008)。如果在测定叶片尺度上的气体交换时,将环境条件精确地设定在与冠层的外界条件一致的情况下,则通过计算分析树干液流量和冠层边界层导度后得到的气孔导度与气体交换得到的结果是一致的(catovskyetal.,2002;tangetal.,2006)。因此,利用同步观测整株树木的树干液流和叶片的气体交换相结合的方法来研究碳水通量在方法和理论上是成熟的。

应用树干液流法研究我国地带性森林主要树种的蒸腾耗水特征已取得了一些进展(马玲等,2005;刘彩凤等,2010;张毓涛等,2011;冯勇建等,2010;余峰等,2011),这些研究还评价了空气水汽压差和光合有效辐射对各种不同树种的液流速率的影响(王华田,2002孙慧珍等,2005;吴丽萍等,2003;孙迪,2010)。此外,周国逸等(2002)研究了桉树树液流动密度随边材径向深度的变化规律。在我国的干旱区则开展了在水分不足的条件下,胡杨、沙枣、梭梭和柽柳树干液流的波动特征的研究(张小由等,2004;常学向等,2004)。赵平等对华南丘陵马占相思林的树干液流进行了4年的观测研究,发现光合有效辐射是影响林分蒸腾量的重要环境因子,降雨量对蒸腾活动没有显著影响(赵平等,2011)。

目前的问题是,树液通量在不同树种之间如何变化,不同年龄的树木个体之间如何变化,以及在树干外层到树心之间如何变化还不清楚(ewersandoren,2000;barbetaetal.,2012,melcheretal.,2012)。如何校正在胸径高度测定的树液通量与树冠蒸腾存在的时间差异还存在争议。如何利用其它的技术支持(树木的水分运输格局、水分储存和亏缺、水分利用的测定)减小从液流测定点的边材外推到整株树木时可能的转换误差,如何寻找更好、辅助性的验证手段对该方法进行敏感性分析和校准等重要问题也值得深入思考和探寻。

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3. 研究的基本内容与计划

试验地设在江苏镇江的下蜀林场,在试验地同步监测太阳辐射,空气湿度和温度等,土壤水分才有烘干法测定。运用包裹式树干液流测定系统,对北亚热带次生栎林树干的液流特征(时空变化规律)进行研究,并评价其对区域生态环境的影响。研究内容包括:

(1)不同季节树干的液流变化规律;

(2)树干液流的的垂直变化规律;

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4. 研究创新点

1、本试验采用茎热平衡法(Stemheatbalancemethod),该法灵敏、准确,在液流很低的时候也能得到准确的结果。该法前人很少用之。

2、试验对象采用次生林,能够推广至现有林的树干液流规律以及植物储水与环境的响应机制,可为北亚热带次生栎林水分生理的研究和树种营造提供理论依据。

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