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永定河沿河沙地杨树人工林水量平衡研究

作　者: 莫康乐
导　师: 张志强
学　校: 北京林业大学
专　业: 自然地理
关键词: 杨树人工林水量平衡蒸发散树木蒸腾土壤蒸发截留蒸发
分类号: S792.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

杨树是我国北方最常见的人工造林树种之一,被广泛用于用材林、生态林和景观林造林。由于杨树的高耗水特性,一直以来在干旱、半干旱地区,杨树人工林的耗水问题备受研究者们的关注。对比了不同生长阶段杨树人工林水量平衡,并且对水量平衡各分量对各环境因子的响应进行研究,对于实现杨树人工林可持续经营具有重要价值。本研究利用2010-2012年的观测数据,采用组分法、涡度相关法和土壤水分平衡法分别估算了位于北京南郊永定河沿河沙地杨树人工林的蒸发散。结果表明：(1)在2010-2012年生长季内,该杨树人工林的水分输入项主要为降雨,降雨的年际差异较大,且年内分布不均,主要集中在生长季,以小雨(日降雨量＜10mm)为主。(2)单株树干液流日变化进程总体呈现单峰形式,但在不同天气条件下、生长季不同时期,峰值、液流启动、同落时间甚至变化趋势会发生变化；树龄相同的单株样木蒸腾耗水量与胸径呈正相关关系,对比其他不同树龄的杨树人工林及本站点前期研究,同径阶内树龄大的单株蒸腾耗水量小于树龄小的单株耗水量。(3)林分在生长季内的蒸腾总量年际差异较大,2010-2012年林分总蒸腾量分别为113.7mm、174.6mm、192.1mm；在一定范围内,林分蒸腾和净辐射、饱和水汽压差之间存在正相关关系,但当净辐射和饱和水汽压差过大时,会抑制林分蒸腾的增长,而林分蒸腾与净辐射和饱和水汽差间的关系在不同的土壤水分条件下会发生改变。(4)2010-2012年生长季内土壤蒸发量分别为155.4mm、209.8mm、153.2mm,土壤蒸发的年际和年内各月间差异较大,主要受到土壤水热条件的影响；2011-2012年2m以上土体在生长季结束时蓄水量基本为0。(5)通过能量闭合检验,2010-2012年涡度相关系统能量闭合水平满足应用涡度相关法观测蒸发散的条件；通过涡度相关法测得生长季内林分蒸发散量分别为361.9mm、490.5mm、552.8mm,这一结果与土壤水分平衡法的结果相当,略低于组分法所得结果。(6)2010-2012年该林分年尺度上基本上能达到水量平衡,且略有盈余。在本研究中蒸发散是水量平衡的输出项,其中土壤蒸发所占比例最大,林分蒸腾次之,林冠截留蒸发最小

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1. 引言  10-16
  1.1. 研究背景  10
  1.2. 研究综述  10-14
    1.2.1. 林冠截留蒸发研究进展  10-11
    1.2.2. 林分蒸腾研究进展  11-12
    1.2.3. 土壤蒸发研究进展  12-13
    1.2.4. 采用涡度相关法进行蒸发散观测的研究进展  13-14
    1.2.5. 水量平衡研究进展  14
  1.3. 研究目的及意义  14-16
2 研究区概况、研究内容和方法  16-26
  2.1. 研究区概况  16-17
    2.1.1. 研究区地理位置  16
    2.1.2. 研究区地形地貌及土壤特征  16
    2.1.3. 研究区气候条件  16
    2.1.4. 试验样地概况  16-17
  2.2. 研究内容  17-20
    2.2.1. 样地布设和观测项目  17-18
    2.2.2. 观测系统介绍  18-20
  2.3. 研究方法  20-26
    2.3.1. 组分法  20-22
    2.3.2. 涡度相关法  22-23
    2.3.3. 土壤水分平衡法  23
    2.3.4. 本研究中的数据质量控制和缺失值填补  23-25
    2.3.5. 本研究技术路线  25-26
3. 组分法和土壤水分平衡法  26-42
  3.1. 树木蒸腾  26-31
    3.1.1. 单株样树蒸腾耗水变化特征  26-29
    3.1.2. 林分蒸腾变化特征  29-31
  3.2. 环境因子变化对树木蒸腾的影响  31-35
    3.2.1. 净辐射对树木蒸腾的影响  31-32
    3.2.2. 饱和水汽压差对树木蒸腾的影响  32-33
    3.2.3. 土壤水分对树木蒸腾的影响  33-35
    3.2.4. 降雨对树木蒸腾的影响  35
  3.3. 土壤蒸发  35-39
    3.3.1. 土壤含水率在生长季内的变化特征  35-36
    3.3.2. 土壤蒸发在生长季内的变化特征  36-37
    3.3.3. 环境因子对土壤蒸发的影响  37-38
    3.3.4. 土壤蓄水量及蒸发散在生长季内的变化特征  38-39
  3.4. 林冠截留蒸发  39-40
    3.4.1. 穿透雨  39-40
    3.4.2. 树干径流  40
    3.4.3. 林冠截留蒸发  40
  3.5. 本章小结  40-42
4. 涡度相关法测定林分蒸发散  42-48
  4.1. 能量闭合检验  42-43
    4.1.1. 生长季内日能量闭合检验  42
    4.1.2. 生长季内昼夜能量闭合检验  42-43
  4.2. 林分蒸发散在生长季内的变化特征  43-44
    4.2.1. 林分蒸发散日变化特征  43-44
    4.2.2. 林分蒸发散月变化特征  44
  4.3. 环境因子对林分蒸发散的影响  44-45
    4.3.1. 饱和水汽压差对林分蒸发散的影响  44-45
    4.3.2. 土壤水分对林分蒸发散的影响  45
    4.3.3. 降雨对林分蒸发散的影响  45
  4.4. 本章小结  45-48
5. 林分水量平衡分析  48-54
  5.1. 降雨年际和年内变化  48-49
    5.1.1. 降雨年际变化  48
    5.1.2. 降雨年内变化  48-49
    5.1.3. 降雨日数和雨强  49
  5.2. 水量平衡在不同时间尺度上的变化  49-51
    5.2.1. 不同方法测定林分蒸发散的对比  49-50
    5.2.2. 月水量衡分析  50
    5.2.3. 年水量平衡分析  50-51
  5.3. 水量平衡各分量的分配比例  51-52
  5.4. 本章小结  52-54
6. 结论与讨论  54-56
  6.1. 结论  54-55
  6.2. 讨论  55-56
参考文献  56-60
个人简介  60-62
导师简介  62-64
获得成果目录  64-66
致谢  66

永定河沿河沙地杨树人工林水量平衡研究

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