退化红壤区湿地松人工林树干CO2释放速率及水分利用效率研究

摘要

水分利用效率(WUE)是植物水分生理的一个重要指标,反映了叶片光合作用固定CO2与蒸腾耗水之间的关系。树木作为森林生态系统水分传输的主体,其蒸腾作用和光合作用是生态系统水循环与碳循环的重要环节,两者通过气孔行为密切联系在一起。本研究通过对退化红壤区湿地松人工林树干CO2释放速率、水分利用效率动态特征及其影响因子的测定与分析,不仅可以了解湿地松对该地区碳收支的贡献,预测其在减缓全球气候变暖中的作用,还可以反映生态恢复过程中优势植物的水分利用策略及其对生境的适应对策,为该区域植被重建提供重要参考依据。主要结论如下:(1)3个径级湿地松树干CO2释放速率与树干温度呈现一致的单峰型季节变化,生长季树干CO2释放速率显著大于非生长季,且随着径级的增大,树干CO2释放速率也随之增加。(2)3个径级湿地松树干CO2释放速率和树干温度间存在良好的自然指数回归关系,树干温度能解释湿地松树干CO2释放速率季节变化的88.9%～92.1%。中径级湿地松树干CO2释放速率与树干温度指数相关性最高,大径级湿地松指数相关性最低。(3)在整个生长季,湿地松树干CO2释放速率与水汽压差呈极显著的指数相关关系,与光合有效辐射呈极显著的线性相关关系,与空气相对湿度不存在显著的相关关系。在生长季,湿地松树干CO2释放速率与土壤湿度呈显著的相关关系,而在非生长季两者关系不显著。(4)湿地松叶片水分利用效率的季节变化为双峰型曲线,水分利用效率呈先上升后下降的趋势。不同生长季叶片水分利用效率日变化呈单峰型或双峰型曲线,非生长季叶片水分利用效率显著大于生长季。(5)湿地松叶片水分利用效率与蒸腾速率、空气温度、叶片温度、气孔导度和胞间CO2浓度均呈极显著或显著的负相关关系,其中胞间CO2浓度和蒸腾速率对叶片水分利用效率影响较大。(6)不同生长季湿地松树干CO2释放速率与树干液流的回归分析结果表明,只有在生长季两者间呈极显著的线性负相关关系,而在非生长季两者间不存在显著相关性。对不同生长季湿地松树干CO2释放速率模拟值和实测值的比较结果表明,生长季湿地松树干CO2释放速率的实测值是模拟值的85%,而非生长季湿地松树干CO2释放速率的实测值是模拟值的96%。

目录

摘要

Abstract

1 引言

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 树干呼吸的测定方法

1.2.2 树干呼吸的影响因素

1.2.3 水分利用效率

1.3 文献评述

2 研究内容与方法

2.1 研究目标

2.2 研究内容

2.3 试验地概况

2.4 研究方法

2.4.1 样树的选择

2.4.2 树干呼吸的测定

2.4.3 树干液流的测定

2.4.4 环境因子的测定

2.4.5 叶片水分利用效率的测定

2.4.6 土壤呼吸CO

通量的测定

2.4.7 数据分析

2.4.8 技术路线

3 湿地松树干CO

释放速率动态及其影响因素分析

3.1 不同径级湿地松树干CO

释放速率动态变化特征

3.1.1 季节动态

3.1.2 树干CO

释放速率与树干温度敏感性分析

3.1.3 讨论

3.2 树干CO

释放速率与其它环境因子相关关系

3.3 树干CO

释放速率与土壤呼吸的关系

3.3.1 土壤呼吸与环境因子相关性分析

3.3.2 土壤呼吸对树干CO

释放速率的影响

3.3.3 讨论

4 湿地松水分利用效率及其影响因素研究

4.1 湿地松叶片水分利用效率动态变化特征

4.2 湿地松叶片水分利用效率与影响因子的关系

4.3 树干CO

释放速率与树干液流耦合关系

4.3.1 不同生长季树干CO

释放速率与树干液流动态变化特征

4.3.2 树干CO

释放速率与树干液流相关性分析

4.3.3 讨论

5 主要结论和展望

5.1 主要结论

5.2 展望

参考文献

致谢

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