热带半湿润半干旱区桉树茎流特征及其与环境因子关系研究

摘要

桉树（Eucalyptus spp.）具有生长快，轮伐期短，适应性强等特征，适宜于集约经营和高产栽培。桉树已成为我国南方速生丰产林战略树种，在人工林栽培中占有很大比重。海南中西部为我国热带半湿润、半干旱特殊生境区，也是我国重要的桉树浆纸林栽植区之一。速生桉树林虽带来良好的经济效益，但质疑其会对周边水土产生负面生态影响的争论也从未间断。
　　本文选取海南西部儋州林场为实验场地，选取空间相邻、自然条件一致的桉树人工林及椰树人工林，比较不同林地之间土壤水分多年差异；选取3a桉树人工林样地，采用热扩散探针茎流测量系统，测定了桉树树干液流密度动态，分析液流密度对太阳辐射、空气相对湿度、空气温度、以及不同土层的土壤含水量的响应，揭示桉树树液密度变化特征及其对环境因子的响应规律，并测算林分尺度3a桉树人工林蒸腾耗水，为厘清桉树种植对土壤水生态的影响以及桉树人工林可持续经营提供科学依据。
　　研究结果表明：
　　（1）研究区太阳辐射、空气温度、相对湿度、饱和水蒸气压差日变化显著，而降水与土壤水分变化复杂；降水集中于6～10月，11月～次年5月降水较少；1-4月桉树林地土壤含水量持续减少，5～6月波动较大，7～10月增加到年内极大值，11～12月降低，但处于年内较高水平；与10年椰树林相比，20年桉树林对土壤水生态负面影响较小，而短伐桉树林则对土壤产生较大水生态负面影响。
　　（2）桉树树液密度的日变化趋势呈现相同的变化规律，多为单峰曲线，但不同天气桉树的树液密度差异较大。晴天树液密度日变化呈典型单峰曲线，阴天树干树液密度日变化呈不典型单峰或多峰曲线，而雨天树液密度较小，日变化规律不明显。径阶5.6cm桉树晴天的树液密度日平均最大峰值、日均值分别是阴天的2.27倍、1.50倍，是雨天的7倍、3.74倍。径阶5.6cm桉树2014年6月~10月晴天液流密度峰值均在12mL·cm-2·h-1以上，且峰值出现时间较早；而2014年11月～2015年1月液流密度峰值较小，均在8mL·cm-2·h-1以下，且峰值出现时间相对较晚。
　　（3）不同环境因子树液密度的环境因子影响程度与排序不同。晴天、阴天、雨天树液密度与主要环境因子的多元线性回归模型：
　　晴天：Vs=6.486＋0.007PAR－0.07RH R2=0.842
　　阴天：Vs=0.958＋0.172T＋0.004 PAR－0.051RH R2=0.851
　　雨天：Vs=-5.357＋0.233T＋0.004PAR R2=0.384
　　晴天树液密度与太阳辐射呈正相关，而与相对湿度呈负正相关，太阳辐射的影响更大；阴天树液密度与空气温度、太阳辐射呈正相关，而与相对湿度呈负正相关，且太阳辐射对树液密度的影响更大；雨天树液密度与空气温度、太阳辐射呈正相关，且空气温度对雨天树液密度的影响更大。阴天、雨天的树液密度与土壤水分的相关关系不显著，晴天的树液密度与土壤水分含量呈负相关关系。
　　（4）2014年6月8日胸径5.6cm、6.8cm、8.8cm、10.8cm、12.4cm的桉树标准木边材面积为24.97cm2、36.30cm2、60.8cm2、91.60cm2、120.70cm2，到2015年1月31日分别增加到30.18cm2、39.57cm2、70.85cm2、107.46cm2、130.63cm2；各径阶桉树标准木累计树液通量分别为239.21、454.82、1432.93、1513.19、1500.10L；2014年6月8至2015年1月31日林分尺度3a桉树人工林蒸腾耗水2668366.52L·hm-2，或266.84mm，日均1.12mm，约占当地同期多年平均降水的29％。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究进展

1.3 研究目标与研究内容

1.4 研究技术路线图

第二章 研究区概况与研究方法

2.1 研究区概况

2.2 研究方法

第三章 环境因子的动态变化

3.1 实验区样地环境因子的实时变化

3.2 实验区降水与土壤水分的多年变化

3.3 小结与讨论

第四章 桉树树液密度变化特征

4.1 桉树树液密度日变化

4.2 桉树树液流年内动态变化

4.3 桉树日累计树液流曲线

4.4 小结与讨论

第五章 桉树树液密度影响因子的研究

5.1 树液密度与气象因子的关系

5.2 树液密度与气象因子的相关分析

5.3 桉树树液密度与土壤水分的关系

5.4 小结与讨论

第六章 桉树人工林蒸腾耗水的测算

6.1 桉树胸径变化

6.2 边材面积的测定

6.3 不同径阶标准木桉树树液密度与液流通量变化特征

6.4 单木耗水模型的建立

6.5 林分尺度耗水模型的建立

6.6小结与讨论

第七章 结 论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

学位论文答辩委员会决议