安吉毛竹林生態(tài)系統(tǒng)水分收支的研究

舒海燕，江 洪,*，陳曉峰，孫文文，馬錦麗，吳孟霖

(1.西南大學(xué) 三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400715；2.浙江農(nóng)林大學(xué) 林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江 臨安 311300)

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安吉毛竹林生態(tài)系統(tǒng)水分收支的研究

舒海燕1，江 洪1,2*，陳曉峰2，孫文文2，馬錦麗2，吳孟霖2

(1.西南大學(xué) 三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400715；2.浙江農(nóng)林大學(xué) 林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江 臨安 311300)

利用渦度相關(guān)技術(shù)觀測安吉毛竹林生態(tài)系統(tǒng)2013年的水汽通量，同時結(jié)合降雨量對該生態(tài)系統(tǒng)的水分收支數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析，明確其水收支情況及其影響因子，以揭示毛竹林的水分利用能力，進(jìn)而為其科學(xué)栽培和水分管理提供參考.結(jié)果顯示：毛竹林生態(tài)系統(tǒng)全年表現(xiàn)為水汽源，7月份最高(108.85 kg·m-2)，12月份最低(19.67 kg·m-2)，但在2月份和6月份存在著小的波谷.全年降水量和蒸散量呈較弱的正相關(guān)關(guān)系(r= 0.145，p>0.05)，蒸散主要集中于5—8月份，7月份最大，達(dá)到108.85 mm，而降水較為分散，6月份有最大值，為394.5 mm，且全年除了1、7和11月份的蒸散量略高于降水量外，其余各月均較低；不同季節(jié)的降雨量從高到低依次為：夏季>秋季>春季>冬季，而蒸散量(水汽通量)則表現(xiàn)為：夏季>春季>秋季>冬季.此外，全年水汽通量受溫度的影響較為顯著(p<0.05)，7月份則受溫度和飽和水汽壓差的雙重影響.總之，2013年全年降雨總量達(dá)到1 508.5 mm，蒸散量為749.07 mm，蒸散量占到降水總量的49.7%，全年水分利用效率僅2.1 g·kg-1，表明該毛竹林的地表徑流較大，水分利用能力偏弱，若進(jìn)行人工經(jīng)營和管理，除了考慮環(huán)境因子變化外，還須注意合理用水，以避免水資源的浪費(fèi).

渦度相關(guān)技術(shù)；毛竹林生態(tài)系統(tǒng)；水分收支；影響因子

水分主要以降水的形式進(jìn)入陸地生態(tài)系統(tǒng)，失水則主要以蒸散作用(地表蒸發(fā)和植被蒸騰)和徑流的方式為主.森林水汽通量主要指林下地表蒸發(fā)、植被蒸騰和樹冠截留水分蒸發(fā)的總和，但從較長時間的尺度來說，樹冠截留水分蒸發(fā)量很小，對森林水汽通量的貢獻(xiàn)較小，可以忽略.因此，可以認(rèn)為，在長時間尺度上，森林水汽通量數(shù)值等于森林的蒸散總量，故可以利用水汽通量與降水量來研究森林生態(tài)系統(tǒng)的水分收支.水汽通量又稱水汽輸送量，是指單位時間內(nèi)通過單位面積的水汽量，它不僅是生態(tài)系統(tǒng)水循環(huán)過程的一個重要特征參數(shù)，也是森林植被水分狀況的重要指標(biāo)，還是能量收支的重要影響因子及水收支平衡中重要的組成部分，同時對區(qū)域和全球氣候有著重要的影響[1-6]，因而一直是氣象學(xué)、水文學(xué)以及生態(tài)學(xué)等研究的熱點(diǎn).近年來，人類活動加劇了全球氣候變暖，從而加速了水循環(huán)，在全球尺度上也相應(yīng)地增加了蒸發(fā)量與降雨量；同時，人類活動還影響了大氣中水蒸氣的容納量，尤其是土地利用方式的變化已經(jīng)改變了陸地的水收支，間接地影響到自然生態(tài)系統(tǒng)的功能，進(jìn)而影響全球氣候[7].

毛竹(Phyllostachysedulis)是禾本科竹亞科剛竹屬竹種，原產(chǎn)我國亞熱帶地區(qū)，是我國分布最多，面積最大，利用領(lǐng)域最廣，最為重要的經(jīng)濟(jì)竹種.長江以南，分布著世界上85%的毛竹，研究區(qū)浙江省安吉縣山川鄉(xiāng)更素有“毛竹之鄉(xiāng)”的美譽(yù).與其他森林類型相比，毛竹林不僅具有較高的固碳能力[8]，而且能夠分泌植物堿、類黃素抑制它種植物生長，進(jìn)而形成毛竹純林；同時，它還具有生長快、產(chǎn)量高、用途廣和經(jīng)濟(jì)價值高、持續(xù)更新等特點(diǎn).此外，作為重要的經(jīng)濟(jì)林型，其生長需要消耗大量養(yǎng)分[9]，其水分利用狀況也是人們十分關(guān)注的問題，因此明確毛竹林生態(tài)系統(tǒng)的水分收支顯得尤為重要.

目前，渦度相關(guān)技術(shù)已成為國際通量觀測網(wǎng)(FLUXNET)的標(biāo)準(zhǔn)方法[10-12]，被廣泛用于生態(tài)系統(tǒng)水汽或者蒸散的研究[1-3，13-18].安吉毛竹林生態(tài)系統(tǒng)作為中國陸地生態(tài)通量觀測網(wǎng)絡(luò)(China FLUX)的重要組成部分，筆者以此為研究對象，利用渦度相關(guān)觀測技術(shù)探討毛竹林2013年間水汽通量的動態(tài)變化，并結(jié)合降雨量明確毛竹林的水分收支動態(tài)，同時分析其影響因子，以揭示毛竹林的水分利用能力及其規(guī)律，從而為當(dāng)?shù)孛窳值目茖W(xué)栽培和水分管理提供一定的理論支持，同時，也為研究毛竹的水分生理提供一份借鑒材料.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)設(shè)在浙江省湖州市安吉縣山川鄉(xiāng)(30°28′34.5″N，119°40′25.7″E)，屬于典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，全年氣候季風(fēng)顯著，四季分明，且有梅雨季節(jié)，空氣濕度較大.研究地區(qū)竹林面積為2 155 hm2，占森林總面積(4 251 hm2)的50.7%，而毛竹林面積1 693 hm2，占竹林總面積的78.6%，占森林總面積的39.8%.毛竹林通量觀測塔位于海拔380 m處，為典型的黃壤，下墊面坡度2.5～14°，坡向?yàn)楸逼珫|8°，周圍1 000 m之內(nèi)全是毛竹.試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的毛竹林為粗放型人工純林，林分密度為4 500 株·hm-2，毛竹胸徑12～18 cm，高度13～20 m，枝下高10～17 m，冠幅3.0 m × 2.5 m，蓋度90%，郁閉度0.9.毛竹節(jié)間短，壁厚，生長迅速.研究區(qū)毛竹有大小年之分，2013年為其生理大年，出筍期為3—5月份，6月份完成爆發(fā)式生長，7—9月份為主要生長季，林下幾乎沒有灌木和草本.

1.2 觀測儀器

毛竹林中微氣象觀測塔高約40 m，開路渦度相關(guān)系統(tǒng)的探頭(OPEC)安裝在距地面高38 m處，主要由三維超聲風(fēng)速儀(CAST3,Campbell Inc.,USA)和開路CO2/H2O分析儀(Li-7500,LiCor Inc.,USA)組成，其原始采樣頻率為10 Hz，數(shù)據(jù)采集器(CR1000,Campbell Inc.,USA)存儲所有數(shù)據(jù)，可在線計(jì)算并存儲30 min的CO2通量(carbon flux,簡稱FC)、摩擦風(fēng)速(Ustar,簡稱Us)、潛熱通量(latent heat flux,簡稱LE)和顯熱通量(sensible heat flux,簡稱H)等結(jié)果.常規(guī)氣象觀測系統(tǒng)主要包括7層風(fēng)速(010C,metone,USA)、7層大氣溫度和濕度(HMP45C,Vaisala,Helsinki,Finland)，安裝高度分別為1，7，11,17,23,30,38 m.光合有效輻射和凈輻射傳感器安裝高度38 m，用于采集光合有效輻射、上行/下行的長波/短波輻射、凈輻射數(shù)據(jù).常規(guī)氣象觀測系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集器(CR1000,Campbell Inc.,USA)每30 min自動記錄平均風(fēng)速、氣壓、溫度、濕度和凈輻射等常規(guī)氣象信息.詳細(xì)方法參見劉玉莉[19]和藺恩杰[20]有關(guān)報(bào)道.

此外，試驗(yàn)樣地內(nèi)還設(shè)有雨量筒，用于記錄降水量信息.

研究時間為2013年1月1日—12月30日.

1.3 研究方法

1.3.1 計(jì)算公式

水汽通量(E) 通過實(shí)時測定的垂直風(fēng)速與其濃度的協(xié)方差來求得.采用的公式為

其中：ρ代表干空氣密度，q代表比濕脈動，ω代表垂直風(fēng)速；橫線表示一段時間內(nèi)的平均值；撇號表示脈動.并規(guī)定若氣體由大氣圈進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，通量符號為負(fù)，若氣體由生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入大氣圈，則通量符號為正.

1.3.2 數(shù)據(jù)處理

該試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)為通量觀測的30 min平均值，再進(jìn)行尺度的擴(kuò)展.數(shù)據(jù)處理采用目前普遍采用的比較成熟的方法，主要包括2次坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)來矯正地形以及觀測儀器的非正常水平，并使垂直方向的風(fēng)速平均值為0，水平方向的風(fēng)速和主導(dǎo)風(fēng)向一致，且剔除由于惡劣天氣(有降水)、湍流不充分等導(dǎo)致的不合理數(shù)據(jù)，對于打雷、儀器故障等原因?qū)е碌娜笔?shù)據(jù)采取如下方法插補(bǔ)：其中≤2 h的缺失數(shù)據(jù)用平均值來插補(bǔ)，即用平均日變化法(Mean Diurnal Variation)，即“MDV”插補(bǔ)缺失的數(shù)據(jù)[21]，對于缺失的數(shù)據(jù)采用相鄰幾天相同時刻的平均值來進(jìn)行插補(bǔ)，此方法首先要確定平均時段的長度，另有研究表明白天取14 d、夜間取7 d的平均時間長度所得結(jié)果的偏差是最小的[22]；>2 h的缺失數(shù)據(jù)用其與凈輻射的方程插補(bǔ).按照以上方法剔除后的有效數(shù)據(jù)為68.5%.

采用統(tǒng)計(jì)分析軟件IBM SPSS Statistics 21.0對數(shù)據(jù)顯著性和相關(guān)性分析，選用Origin 8.6軟件作圖.

2 結(jié)果與分析

2.1 毛竹林生態(tài)系統(tǒng)主要環(huán)境因子變化

安吉縣山川鄉(xiāng)研究區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，全年雨水充沛、光照充足、四季分明.比較分析毛竹林生態(tài)系統(tǒng)2013年1—12月的空氣溫度(air temperature,簡稱Ta)和飽和水汽壓差(vapor pressure deficit,簡稱VPD)的動態(tài)變化特征，結(jié)果如圖1所示.

圖1 安吉毛竹林生態(tài)系統(tǒng)各月溫度和飽和水汽壓差變化Fig.1 Monthly Ta and VPD of Phyllostachys edulis forest ecosystem in Anji

圖1顯示，2013年安吉毛竹林生態(tài)系統(tǒng)溫度變化規(guī)律性較好，呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢，7月份有最高平均溫度，達(dá)到29.3 ℃，其次是8月份，為28.2 ℃，1月份平均氣溫最低，僅2.6 ℃，全年的平均氣溫為15.5 ℃.然而，全年VPD變化規(guī)律性較差，年平均VPD為0.7 kPa，7月份有最大值，即1.8 kPa，其次是8月份，為1.4 kPa，最小值出現(xiàn)在2月份，僅0.2 kPa.但是，6月份VPD明顯下降，僅0.5 kPa，甚至低于平均值，而溫度沒有大的波動，主要是因?yàn)?月份有“梅雨”，降雨量較多，空氣濕度較大，因此VPD有所降低.表明降雨主要集中在6月份，而高溫主要為7、8月份，說明該毛竹林生態(tài)系統(tǒng)在2013年存在一定的雨熱不同步.

2.2 毛竹林生態(tài)系統(tǒng)水汽通量變化

對安吉毛竹林生態(tài)系統(tǒng)的水汽通量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到2013年各月水汽通量的量，其變化如圖2所示.

圖2 安吉毛竹林水汽通量的月變化特征Fig.2 Monthly variation of water vapor flux of Phyllostachys edulis forest ecosystem in Anji

由圖2可知，全年各月水汽通量均為正值，表明2013年毛竹林水汽均是由生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入大氣中，毛竹林表現(xiàn)為水汽源.全年水汽通量總值為749.07 kg·m-2，月通量值大致呈現(xiàn)倒“V”型曲線變化，即1—7月份，水汽通量值逐漸升高，且在7月份出現(xiàn)水汽通量最大值，為108.85 kg·m-2，之后，隨著時間的進(jìn)一步延長，水汽通量值逐漸降低，12月份最低，僅19.67 kg·m-2.主要是因?yàn)?—7月份，日照時間增加，光照強(qiáng)度增大，環(huán)境溫度逐漸升高，毛竹的生理活動逐漸加強(qiáng)，使得毛竹的蒸騰作用旺盛，同時，溫度升高加快了地表的蒸發(fā)，從而使得該生態(tài)系統(tǒng)的水汽通量逐漸增加；之后，隨著時間的推移，日照時間縮短，光照強(qiáng)度減弱，植物的生理活動也逐漸變?nèi)酰魅趿嗣竦恼趄v作用，加上環(huán)境溫度降低，減少了地表蒸發(fā)，所以水汽通量值又逐漸降低.但是，觀察整個曲線變化，并不對稱，反而在2月份和6月份伴隨有小的波谷出現(xiàn)，即2月份和6月份的水汽通量值低于鄰近的1、3、5、7月份，綜合圖1可知，該時間段毛竹林生態(tài)系統(tǒng)的水汽通量主要受VPD的影響.

另外，圖3比較分析了2013年各季節(jié)的水汽通量變化.

圖3 安吉毛竹林水汽通量的季節(jié)變化特征Fig.3 Seasonal variation of water vapor flux of Phyllostachys edulis forest ecosystem in Anji

由圖3可知，全年各季節(jié)水汽通量由大到小依次為：夏季(273.65 kg·m-2) >春季(201.12 kg·m-2) >秋季(163.09 kg·m-2) >冬季(111.21 kg·m-2)，且分別占到全年總水汽通量的36.5%，26.9%，21.8%，14.8%，符合該研究地區(qū)夏季高溫多雨，冬季干旱少雨的氣候特征，換言之，高溫多雨增加生態(tài)系統(tǒng)的水汽通量，而干旱少雨使生態(tài)系統(tǒng)的水汽通量降低.表明夏季毛竹林的地表蒸發(fā)和植被蒸騰最強(qiáng)，水汽源作用最強(qiáng)，春秋兩季居中，而冬季最低.

總之，2013年毛竹林生態(tài)系統(tǒng)水汽總量為749.07 kg·m-2，相對較高，高于雷竹林(669.8 kg·m-2)[2]、煙洲人工林(736.1 kg·m-2)[3]、柞樹林(677.0 kg·m-2)及雜木林(741.0 kg·m-2)[23]，但低于杉木林(1049.0 kg·m-2)[24]、落葉松中齡林(751.0 kg·m-2)和紅松中齡林(826.0 kg·m-2)[23].

2.3 毛竹林生態(tài)系統(tǒng)的蒸散量與降水量變化

蒸散作用是指地表蒸發(fā)作用與植物蒸騰作用的總和，它為地表到大氣的能量轉(zhuǎn)移貢獻(xiàn)了75%，所以它是地球能量收支中一個非常重要的過程[4]，主要受到蒸發(fā)勢、土壤濕度、植被結(jié)構(gòu)與氣候等因素的影響.如前言所述，蒸散量是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)地表蒸發(fā)與植物蒸騰的總耗水量，與水汽通量的數(shù)值相等.通過雨量筒測得2013年各月降水量，再與各月蒸散量(水汽通量)進(jìn)行對比，所得結(jié)果如圖4所示.

圖4 安吉毛竹林生態(tài)系統(tǒng)各月降水量與蒸散量對比Fig.4 Comparison of monthly precipitation and evapotranspiration of Phyllostachys edulis forest ecosystem in Anji

圖4表明，2013年全年降雨總量達(dá)到1 508.5 mm，大于該年的蒸散量(749.07 mm).全年降水較為分散，變化規(guī)律性較差，6月份降雨量最大，為394.5 mm，占全年降雨量的26.2%；其次是10月份，達(dá)到294.2 mm；而且月降水量超過100 mm的還有2月份(110.6 mm)、5月份(100.5 mm)和8月份(139 mm)；11月份降雨量最低，僅24.7 mm，占全年降雨量的1.6%，月降雨量低于50 mm的還有1月份，為37.1 mm.就蒸散量而言，全年變化規(guī)律性較好，主要集中于5—8月份，均大于70 mm，7月份蒸散量有最大值，達(dá)到108.9 mm，占年總蒸散量的14.5%，其次是8月份，為92.4 mm；12月份蒸散量最低，僅19.7 mm，占全年總量的2.6%.而且，全年除了1、7、11月份的蒸散量略高于降水量外，其余各月均較低，差值最大出現(xiàn)在6月份，達(dá)到322.1 mm，即6月份的降雨量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其蒸散量.分析原因，主要是受溫度或VPD的影響，1月份溫度最低，但VPD不是最低，從而使得蒸散增加.此外，7月份溫度偏高，VPD也較大，會導(dǎo)致植被過分蒸騰，甚至還能消耗地下儲水，從而維持植物的正常生長，因此7月份蒸散高于降雨；而6月份降雨量最大，持續(xù)時間較長，空氣濕度大，導(dǎo)致VPD降低，從而降低了毛竹葉片的蒸騰以及地表的蒸發(fā)，使得6月份的蒸散量偏低.

比較分析全年不同季節(jié)的降雨量和蒸散量，結(jié)果列于表1.

表1 安吉毛竹林生態(tài)系統(tǒng)不同季節(jié)降水量與蒸散量對比

由表1可知，全年夏季降雨量最大，達(dá)到609.3 mm，占總降雨量的40.4%，春秋兩季居中，共686.2 mm，占到45.5%，冬季最低，僅213.0 mm，占14.1%.然而，降雨量是秋季高于春季，蒸散量卻是秋季較低，主要表現(xiàn)在10月份(圖4)，其降雨量達(dá)到294.2 mm，遠(yuǎn)高于相鄰月份，但蒸散為51.0 mm，卻跟9月份和11月份相當(dāng)，但此月的VPD并沒有表現(xiàn)出明顯的降低，溫度也沒有太大的變化，則推測主要是受到光照輻射等其他因素的影響，有待于進(jìn)一步研究驗(yàn)證.

整體而言，由于降雨不集中，或者說是水熱不同步，使得全年降水量和蒸散量呈較弱的正相關(guān)關(guān)系(r=0.145，p>0.05).全年蒸散量占到降水總量的49.7%；此外，經(jīng)過計(jì)算，得到全年的水分利用效率為2.1 g·kg-1，低于2012年(2.8 g·kg-1)和2014年(3.5 g·kg-1)，表明2013年毛竹林的地表徑流較大，水分利用能力偏弱.

3 討 論

筆者就安吉毛竹林生態(tài)系統(tǒng)2013年的水分收支進(jìn)行研究，得到2013年安吉毛竹林生態(tài)系統(tǒng)的降雨量為1 508.5 mm，其水汽通量為749.07 kg·m-2(蒸散量為749.07 mm).另外，環(huán)境因子制約著毛竹林生態(tài)系統(tǒng)的水汽通量，無論是6月梅雨帶來的高濕度，還是7月的高溫伴隨著的干旱，都明顯影響著該生態(tài)系統(tǒng)的水汽通量(蒸散量).表2顯示的是水汽通量(E)與環(huán)境溫度(Ta)以及飽和水汽壓差(VPD)的偏相關(guān)系數(shù).

表2 毛竹林生態(tài)系統(tǒng)水汽通量與環(huán)境溫度和VPD的偏相關(guān)系數(shù)

注：E是水汽通量，Ta是環(huán)境溫度，VPD是飽和水汽壓差；*表示p<0.05.

由表2可知，溫度對全年的水汽通量有著顯著的影響(p<0.05).以7月最大值為分水嶺，達(dá)到最大值前的1—7月份，溫度和VPD均有著顯著影響(p<0.05)，而8—12月份，水汽通量則主要是受到溫度的影響(p<0.05)，即當(dāng)溫度對水汽通量的影響較為穩(wěn)定時，1-7月份主要受到VPD的影響；而由于7月份高溫，VPD也較大，它受雙重因素的影響.

具體來說，2月份和6月份的降水量分別為110.6 mm和394.5 mm，均高于相鄰的1、3、5、7月份，但是2月份和6月份的水汽通量分別為41.3 kg·m-2和72.4 kg·m-2，均低于相鄰的1、3、5、7月份，出現(xiàn)小的波谷，再結(jié)合圖1，2月份和6月份的溫度沒有特殊變化，但是VPD均降低，尤其6月份更加明顯.主要是因?yàn)椋涤炅枯^大，導(dǎo)致空氣濕度較大，使得VPD降低，它又反過來限制著植物的蒸騰和地表的蒸發(fā)，因此導(dǎo)致該倆月的水汽通量值降低.6月份雨水明顯過剩，VPD下降較多，水汽通量值降低也更加明顯.即濕潤環(huán)境中，影響水汽通量的主要環(huán)境因子是VPD.

7月份降雨量為75.8 mm，而其蒸散量為108.8 mm，比降雨量多出43.5%，分析原因，可能是7月份光照時間長，光照強(qiáng)度大，平均溫度為29.3 ℃，為月均溫度之最，其日最高溫度甚至高達(dá)40 ℃，VPD也較大(1.8 kPa)，而降雨相對較少，即雨熱不同步，高溫伴隨著干旱，導(dǎo)致植被過分蒸騰，甚至?xí)谋M土壤水分，于是只能是地下水來支持蒸散作用，從而維持植物的正常生長，而這些地下水原本是無法被表層生物利用的.因此，盡管7月份降雨量較低，但是其蒸散量(水汽通量)卻較高.即高溫干旱條件下，水汽通量受到溫度和VPD的雙重影響.

此外，11月份的降雨量最低，僅24.7 mm，其蒸散仍然可以達(dá)到43.3 mm，而10月份的降雨量較高，達(dá)到294.2 mm，其蒸散僅為51.0 mm，且該月的VPD并沒有表現(xiàn)出明顯的降低，因此推測除了受到溫度的影響外，還受到光照輻射等其他因素的影響.如李菊等[3]在研究千煙洲人工林水汽通量中表明輻射和地溫才是影響10月份(秋旱)水汽通量的最主要環(huán)境因素.

總之，影響水汽通量的環(huán)境因子較多，遠(yuǎn)不只溫度和VPD，其他因素對水汽通量的影響將有待進(jìn)一步研究和驗(yàn)證，故在種植毛竹時候，需要注意各影響因子的變化，并及時采取措施，以最大程度提高毛竹的產(chǎn)量.

4 結(jié)束語

筆者研究了安吉毛竹林生態(tài)系統(tǒng)2013年的水分收支，并分析了其主要影響因子，結(jié)果表明：該毛竹林生態(tài)系統(tǒng)全年表現(xiàn)為水汽源，水汽通量在7月份有最大值，為108.85 kg·m-2，12月份最低，僅19.67 kg·m-2，但2月份和6月份存在著小的波谷；各季節(jié)水汽通量由大到小依次為：夏季(273.65 kg·m-2) >春季(201.12 kg·m-2) >秋季(163.09 kg·m-2) >冬季(111.21 kg·m-2).全年降水量和蒸散量呈較弱的正相關(guān)關(guān)系(r= 0.145，p>0.05)，蒸散主要集中于5—8月份，7月份最大，達(dá)到108.85 mm，12月份最低，僅19.67 mm；而降水較為分散，6月份有最大值，為394.5 mm，11月份最低，僅24.7 mm，不同季節(jié)的降雨量從高到低依次為：夏季(609.3 mm) >秋季(401.8 mm) >春季(284.4 mm) >冬季(213.0 mm).全年除了1、7、11月份的蒸散量略高于降水量外，其余各月均較低.就影響因子而言，溫度對全年的水汽通量有著顯著(p<0.05)的影響，7月份則受溫度和VPD的雙重影響.總之，2013年全年降雨總量達(dá)到1 508.5 mm，蒸散量為749.07 mm，占到降水總量的49.7%，全年水分利用效率為2.1 g·kg-1，表明毛竹林的地表徑流較大，水分利用能力較弱.若進(jìn)行人工經(jīng)營和管理，除了考慮環(huán)境因子的變化外，還須注意合理用水，以避免水資源的浪費(fèi).

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(責(zé)任編輯 于 敏)

Study on the water budget of Phyllostachys edulis forest ecosystem in Anji,Zhejiang

SHU Haiyan1,JIANG Hong1,2*,CHEN Xiaofeng2,SUN Wenwen2,MA Jinli2,WU Menglin2

(1.Key Laboratory of Eco-environments of Three Gorges Reservoir Region,Ministry of Education,Southwest University,Chongqing 400715，China； 2.College of Forestry &Bio-technology,Zhejiang A &F University,Lin’an 311300，China)

To definitize the water budget and its factors ofPhyllostachysedulisforest ecosystem in Anji County,Zhejiang Province in 2013,and then reveal the water use ability,further provide theoretical guide for scientific cultivation and water management,the eddy covariance observation technology was used to obtain water vapor fluxes data,and the rain gauges were used to gain precipitation data for water budget in this ecosystem.The results showed that in 2013,Phyllostachysedulisforest ecosystem was water vapor source for the atmosphere,the maximum value was in July (108.85 kg·m-2),and the minimum was in December (19.67 kg·m-2).But there were small troughs in February and June.In addition,it showed a weak positive correlation between precipitation and evapotranspiration (r= 0.145,p>0.05).The evapotranspirations were focused mainly in May to August,and the maximum (108.85 mm) was in July.On the contrary,the precipitations were scattered,the maximum was 394.5 mm in June.Except for January,July and November,the precipitations were more.For different seasons,the precipitations were ordered as summer >autumn >spring >winter,but the variation of the evapotranspirations (water vapor fluxes) was summer >spring >autumn >winter.What’s more,water vapor flux in the whole year was affected by air temperature (Ta) significantly (p<0.05),and that in July was influenced by bothTa and VPD.In a word,the total precipitation is 1 508.5 mm,the evapotranspiration is 749.07 mm,the evapotranspiration accounts for 49.7% of the total precipitation,and the water use efficiency is 2.1 g·kg-1,which suggests that the runoff ofPhyllostachysedulisforest is larger,and the water use ability is relatively weaker.So more attention must be paid to follow reasonable irrigation to avoid wasting water beside environmental factors.

eddy covariance technology;Phyllostachysedulisforest ecosystem;water budget;influencing factors

10.3969/j.issn.1000-2162.2016.06.016

2015-09-14

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61190114，41171324)；上海市科學(xué)委員會項(xiàng)目資助(12231205101)；科技部國家科技基礎(chǔ)條件平臺項(xiàng)目資助(2005DKA32300)

舒海燕(1990-)，女，四川廣元人，西南大學(xué)碩士研究生；*江 洪(通信作者)，西南大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，E-mail:jianghong_china@hotmail.com.

S795.9

A

1000-2162(2016)06-0094-09