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重庆酸雨区受害马尾松树干液流密度特征及其环境因子响应

作　者: 任来阳
导　师: 刘霞
学　校: 山东农业大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 酸沉降马尾松树干液流密度环境因子高温胁迫
分类号: S791.248
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文在受酸沉降严重危害的重庆市江北区铁山坪地区，对受害马尾松的生长状况进行了健康调查，利用热扩散探针法测定了受害马尾松的树干液流密度特征，结合同步测定的土壤含水量、空气温度、相对湿度、太阳辐射强度、饱和水汽压差等环境因子，分析了树干液流密度对环境因子变化的响应规律，确定了高温胁迫下受害马尾松出现生理干旱现象的气象条件阈值。得出以下结论：（1）马尾松占林分树种组成的60%，是林冠层的主要构建树种，受酸沉降影响，马尾松平均落叶率高达53.3%，生长状况堪忧，同时酸沉降损害了马尾松的自我更新能力，在林冠层下不存在马尾松自然更新的苗木，不利于以马尾松为主的森林生态系统的稳定发展。（2）在2012年7-11月研究期间，土壤含水量较为充足，对马尾松蒸腾需水不构成限制，空气温度、太阳辐射强度、饱和水汽压差的月值均呈“单峰”曲线变化，最大值均出现在8月，分别为28.3℃、813.0W/m2、2.0Kpa，最小值出现在11月，分别为11.0℃、237.6W/m2、0.3kPa，8月份出现了极端高温天气,最高温度达41.9℃；月空气相对湿度呈“V”字型变化，最小值出现在8月，为41.4%，最大值出现在11月，为81.6%；月风速从7月至11月呈减小趋势，最大值为1.9m/s，最小值为1.0m/s，变动幅度不大。（3）晴天和阴天条件下受害马尾松树干液流密度呈“单峰”趋势变化，夜间树干液流密度很小且基本无变化，晴天和阴天时的树干液流密度最大值分别为0.1522mL/(cm2·min)、0.1219mL/(cm2·min)；雨天时树干液流密度无明显日变化规律，且液流密度很小，在0.0014mL/(cm2·min)-0.0035mL/(cm2·min)之间变化。研究期间树干液流密度月均值呈递减趋势变化，7月份最大，为0.0479mL/(cm2·min)，11月份最小，为0.0095mL/(cm2·min)，月最大树干液流密度出现在7月，为0.1703mL/(cm2·min)，最小值出现在11月，为0.1243mL/(cm2·min)。（4）在土壤水分供应充足的情况下，受害马尾松树干液流密度大小主要受气象因素变化的影响。各气象因素在其不同变化范围内对树干液流密度的影响是不同的，利用外包线分析法，分析了树干液流密度对各气象因素变化的响应，并利用线性方程拟合树干液流密度在不同范围内的变化趋势，取得较好的拟合效果，R2多在0.71-0.99之间变化。（5）对各气象因素与树干液流密度进行相关性分析，发现各气象因素都与树干液流密度呈极显著相关（P<0.01），其中以太阳辐射强度（R2=0.867）、饱和水汽压差（R2=0.807）的相关系数最大，而风速（R2=0.24）的相关系数最小。利用SPSS19.0对树干液流密度与气象因素之间的关系进行逐步回归分析，结果引入太阳辐射强度和饱和水汽压差两个因素，利用这两个因素，分段建立树干液流密度的二元一次方程。在太阳辐射强度（W/m2）、饱和水汽压差（KPa）的[0,1200]、[0,5.0]和[1200,2200]、[0,2.5]变化范围内，它们与树干液流密度的关系拟合效果良好，拟合优度变化在0.73-0.85之间；而在[1200,2400]、[2.5,5.0]范围内的拟合效果很差。（6）从马尾松树干液流密度与各气象要素的相关程度来说，太阳辐射强度对树干液流密度变化影响最大，其次是饱和水汽压差。当饱和水汽压差到达一定数值后会导致马尾松树干液流密度降低，出现生理干旱现象。进一步分析受害马尾松出现生理干旱现象时的临界气象条件，表明在空气饱和水汽压差大于临界值4.0KPa后，树干液流密度随饱和水汽压差的增大而降低，出现生理干旱，与此阈值对应的太阳辐射强度为2020W/m2、空气温度为34.8℃、相对湿度为6%、风速为0.8m/s。

全文目录

中文摘要  8-10
Abstract  10-13
1 引言  13-23
  1.1 研究背景  13-14
  1.2 研究目的与意义  14
  1.3 国内外研究进展  14-23
    1.3.1 酸沉降对森林的危害  14-17
    1.3.2 林木蒸腾与树干液流测定  17-18
    1.3.3 树干液流的环境因子响应  18-23
      1.3.3.1 土壤供水能力对植物树干液流密度的影响  19-20
      1.3.3.2. 温度对植物树干液流密度的影响  20-21
      1.3.3.3 太阳辐射强度对树干液流密度的影响  21
      1.3.3.4 空气相对湿度对树干液流密度的影响  21
      1.3.3.5 空气饱和水汽压差对树干液流密度的影响  21-23
2 材料与方法  23-31
  2.1 研究区概况  23-26
    2.1.1 地理位置  23-24
    2.1.2 地形地貌  24
    2.1.3 气候  24
    2.1.4 土壤  24-25
    2.1.5 植被  25-26
    2.1.6 人类活动  26
  2.2 研究内容与方法  26-29
    2.2.1 样地林木生长特征调查  26-27
    2.2.2 树干液流特征观测  27-28
    2.2.3 环境因子监测  28-29
  2.3 数据分析  29-30
  2.4 技术路线  30-31
3.结果与分析  31-53
  3.1 样地林木生长现状  31
  3.2 研究期间环境因素变化  31-36
    3.2.1 土壤含水量变化  31-32
    3.2.2 空气温度变化  32
    3.2.3 太阳辐射强度  32-33
    3.2.4 空气相对湿度  33-34
    3.2.5 风速  34
    3.2.6 空气饱和水汽压差  34-36
  3.3 研究期间马尾松树干液流密度特征  36-38
    3.3.1 马尾松树干液流密度的日变化  36-37
    3.3.2 马尾松树干液流密度的月变化  37-38
  3.4 树干液流密度与单个气象因子的关系  38-45
    3.4.1 树干液流密度响应气象因素变化的时滞效应  38-39
    3.4.2 空气温度  39-41
    3.4.3 太阳辐射强度  41-42
    3.4.4 空气相对湿度  42-43
    3.4.5 风速  43-44
    3.4.6 空气饱和水汽压差  44-45
  3.5 树干液流密度与气象因子的多元回归关系  45-48
    3.5.1 多元回归模型自变量选择  45-46
    3.5.2 多元回归模型  46-48
  3.6 夏季高温胁迫下的树干液流变化特征  48-53
    3.6.1 极端高温天气下树干液流密度特征  48-49
    3.6.2 树干液流密度与气象因素的日变化  49-51
    3.6.3 受害马尾松遭受高温胁迫的临界条件  51-53
4 讨论  53-55
  4.1 与他人研究的比较  53-54
  4.2 存在的问题与不足  54-55
    4.2.1 数据来源问题  54
    4.2.2 分析方法问题  54
    4.2.3 生理干旱临界阈值分析  54-55
5 结论  55-57
参考文献  57-64
致谢  64-65
攻读学位期间发表论文情况及资助项目  65

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