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不同海岸梯度下木麻黄防护林的蒸腾效应研究

作　者: 殷亮
导　师: 叶功富
学　校: 福建农林大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 滨海沙地蒸腾速率水分利用率环境因子光合有效辐射水分管理
分类号: S792.99
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 68次
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内容摘要

自二十世纪50年代东南沿海地区从国外引进木麻黄(Casuarina eguisetfolia )以来,由于其具有耐旱、抗贫瘠、耐盐碱和抗风沙等特性,成为海岸带主要防护林树种,在防风固沙、改善生态环境和提供用材等方面发挥着难以替代的巨大作用。长期以来,由于防护林经营管理不善等原因及自然环境的影响,存在木麻黄林分老化、生长衰退、树种单一、林带结构不理想、低值和低效林分增加、防护效能降低等突出问题,对沿海防护林体系的可持续发展影响极大。有鉴于此,木麻黄防护林可持续经营问题引起了国内外许多学者的普遍关注,开展防护林生态系统结构和功能的研究,阐明木麻黄低质、低效林的成因及其发生、发展的生理生态机制,从而为木麻黄防护林的合理经营提供科学依据,是沿海防护林工程建设的迫切任务。针对福建东南沿海地区防护林建设中存在的水资源与植被生长的供需矛盾,在福建省东山岛赤山林场所属的木麻黄基干防护林带,应用Li-6400便携式光合仪,研究了不同海岸梯度木麻黄小枝的光合速率Pn、蒸腾速率Tr和水分利用效率WUE的日进程及其影响因素,探讨了不同海岸梯度木麻黄林的蒸腾特性及耗水规律。本研究主要结论如下:(1)四个梯度木麻黄小枝蒸腾速率的日变化呈单峰曲线和双峰曲线,基干林、过渡林、主林带后沿片林的蒸腾速率日变化呈单峰曲线,而主林带木麻黄蒸腾速率日变化则表现为单峰型和双峰型,峰值通常出现在12—14时;基干林带木麻黄日平均蒸腾速率在5、6、7、11月份较高,主林带则在5、6、8、9月份较高。过渡林、后沿片林在6、7、8、9月较高。5～10月份平均蒸腾速率的大小排序为:主林带>过渡林>后沿片林>基干林。(2)基干林的木麻黄水分利用效率的季节变化趋势为:先升高、降低、后升高、然后再降低的微双峰曲线,第一峰值出现在9月。过渡林、后沿片林水分利用效率变化趋势与第一梯度相似,但呈明显的双峰曲线,峰值出现在7和11月。主林带水分利用效率的季节变化较为复杂,呈多峰曲线;日平均水分利用效率最大值:基干林(4.340mmol·mol-1)>后沿片林(3.995mmol·mol-1)>主林带(3.973mmol·mol-1)>过渡林(3.892mmol·mol-1)。5～10月份平均水分利用效率的大小为:基干林>主林带>过渡林>后沿片林。(3)环境因子与植物生理因子共同作用,使得不同季节、发育阶段影响蒸腾的主导因子不同。通过逐步回归、相关分析等方法发现,影响蒸腾作用的主导因子随梯度变化不同,主要因子包括大气温度、相对湿度、光合有效辐射、气孔导度。(4)随着光合有效辐射强度的增强,木麻黄小枝的蒸腾速率一直处于上升趋势;光合有效辐射在0～200μmol·-2·s-1内,蒸腾速率迅速增大,光合有效辐射超过200μmol·m-2·s-1之后,蒸腾速率变化缓和,即使在2000μmol·m-2·s-1的强光条件下,也未出现蒸腾速率饱和现象,说明木麻黄是喜光的植物,蒸腾速率不受2000μmol·m-2·s-1以下的强光限制。(5)在深入研究木麻黄林的蒸腾动态及环境因子相关性的基础上,建立蒸腾-环境耦合模型,探讨蒸腾耗水的季节变化模式,提出最优的水分管理模式及协同管理配套技术,是木麻黄防护林生态系统经营管理的关键所在。建议今后加强沿海木麻黄防护林水分管理的研究,通过人为调控改善林木的水分状况,充分利用海岸沙地有限的水分资源,提高林分生产力及防护效能,促进水分的合理循环,维持长期稳定的土壤水分和林地的持续利用。

全文目录

摘要  10-12
ABSTRACT  12-14
第一章前言  14-23
  1 研究的目的和意义  14-15
  2 国内外研究动态  15-21
    2.1 植物耗水的研究历史概况  15-16
    2.2 研究林木蒸腾耗水的主要方法  16-17
      2.2.1 单株植物蒸腾的测量  16
      2.2.2 林地群落蒸腾的测量  16-17
    2.3 植物耗水性的研究  17-20
      2.3.1 植物单叶蒸腾作用  17-20
    2.4 存在问题及研究展望  20-21
  3 研究内容与技术路线  21-23
第二章材料与方法  23-25
  1 研究区自然概况  23
  2 样地选择  23
  3 研究内容及方法  23-25
    3.1 蒸腾速率、光合速率测定  23-24
    3.2 水分利用效率（WUE）  24
    3.3 土壤水分的测定  24
    3.4 统计方法  24-25
第三章木麻黄基干林带蒸腾作用及其影响因素  25-35
  1 试验材料与方法  25
    1.1 试验材料  25
    1.2 测定内容与方法  25
  2 结果与分析  25-33
    2.1 木麻黄的蒸腾速率日变化  25-28
      2.1.1 蒸腾速率日变化与影响因子的相关性  27-28
    2.2 蒸腾速率季节变化  28-31
      2.2.1 蒸腾速率的季节变化与气孔导度的关系  29
      2.2.2 蒸腾速率的季节变化与环境因子的关系  29-31
      2.2.3 腾速率的季节变化与土壤含水量（Water content of soil）的关系  31
    2.3 植物的水分利用效率(WATER USE EFFICIENCY)  31-33
      2.3.1 水分利用效率的日变化  31-32
      2.3.2 水分利用效率的季节变化  32-33
      2.3.3 水分利用效率的影响因子  33
  3 小结  33-35
第四章木麻黄主林带蒸腾作用及其影响因素  35-45
  1 试验材料与方法  35
    1.1 试验材料  35
    1.2 测定内容与方法  35
  2 结果与分析  35-43
    2.1 木麻黄的蒸腾速率日变化  35-38
      2.1.1 蒸腾速率日变化与影响因子的相关性  37-38
    2.2 蒸腾速率季节变化  38-41
      2.2.1 蒸腾速率的季节变化与气孔导度的关系  39
      2.2.2 蒸腾速率的季节变化与环境因子的关系  39-41
      2.2.3 蒸腾速率的季节变化与土壤含水量（Wc）的关系  41
    2.3 木麻黄的水分利用效率（WUE）WATER USE EFFICIENCY  41-43
      2.3.1 小枝水分利用效率的日动态  41-42
      2.3.2 水分利用效率的季节变化  42-43
      2.3.3 水分利用效率的影响因子  43
  3 小结  43-45
第五章木麻黄过渡林带度蒸腾作用及其影响因素  45-55
  1 试验材料与方法  45
    1.1 试验材料  45
    1.2 测定内容与方法  45
  2 结果与分析  45-53
    2.1 木麻黄的蒸腾速率日变化  45-48
      2.1.1 蒸腾速率的日变化与影响因子的相关性  47-48
    2.2 蒸腾速率的季节变化  48-51
      2.2.1 蒸腾速率的季节变化与气孔导度的关系  49
      2.2.2 蒸腾速率的季节变化与环境因子的关系  49-50
      2.2.3 蒸腾速率的季节变化与土壤含水量（Wc）的关系  50-51
    2.3 木麻黄的水分利用效率（WUE）WATER USE EFFICIENCY  51-53
      2.3.1 水分利用效率的日变化  51-52
      2.3.2 水分利用效率的季节变化  52
      2.3.3 水分利用效率的影响因子  52-53
  3 小结  53-55
第六章主林带后沿片林木麻黄蒸腾作用及其影响因素  55-65
  1 试验材料与方法  55
    1.1 试验材料  55
    1.2 测定内容与方法  55
  2 结果与分析  55-63
    2.1 木麻黄的蒸腾速率日变化  55-58
      2.1.1 蒸腾速率日变化与影响因子的相关性  57-58
    2.2 蒸腾速率的季节变化  58-61
      2.2.1 蒸腾速率的季节变化与气孔导度的关系  59
      2.2.2 蒸腾速率的季节变化与环境因子的关系  59-61
      2.2.3 蒸腾速率的季节变化与土壤含水量（Wc）的关系  61
    2.3 木麻黄的水分利用效率（WUE）WATER USE EFFICIENCY  61-63
      2.3.1 水分利用效率的日变化  61-62
      2.3.2 水分利用效率的季节变化  62-63
      2.3.3 水分利用效率的影响因子  63
  3 小结  63-65
第七章四个梯度木麻黄的蒸腾特性的比较研究  65-72
  1 研究方法  65
    1.1 试验材料  65
    1.2 主要研究方法  65
      1.2.1 日蒸腾速率  65
      1.2.2 日水分利用效率  65
      1.2.3 蒸腾速率的光响应研究  65
      1.2.4 环境因子的季节变化  65
  2 结果与分析  65-71
    2.1 四个梯度木麻黄蒸腾速率日变化的比较  66
    2.2 四个梯度木麻黄蒸腾速率季节变化的比较  66-67
    2.3 四个梯度水分利用效率的季节变化比较  67-68
    2.4 四个梯度环境因子季节变化的比较  68-70
    2.5 蒸腾速率的光响应  70-71
  3 小结  71-72
第八章结论与讨论  72-77
  1 结论  72-75
    1.1 蒸腾速率的日、季变化  72
    1.2 蒸腾速率的影响因素  72-73
    1.3 水分利用效率日、季变化  73-74
      1.3.1 水分利用效率的日进程规律  73-74
      1.3.2 水分利用效率的季节变化  74
    1.4 各梯度蒸腾速率及水分利用效率的比较  74-75
      1.4.1 各梯度蒸腾速率的比较  74
      1.4.2 各梯度水分利用效率的比较  74-75
    1.5 木麻黄小枝的蒸腾作用的光响应  75
  2 讨论  75-77
参考文献  77-82
致谢  82

不同海岸梯度下木麻黄防护林的蒸腾效应研究

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