亞熱帶黃心樹樹木蒸騰與氣候因子的關(guān)系研究

倪航+羅曉亮+趙莉莉+張楠楠+褚永逵

摘要：作為對樹木蒸騰流程以及蒸騰數(shù)量進(jìn)行估算和測量的重要方式，樹干液流測量方式以其準(zhǔn)確性較好、才做簡便等優(yōu)勢被逐漸使用到森林地區(qū)以及各種氣候環(huán)境下對樹木蒸騰方式的測量中。這種測量方式獲得了高度認(rèn)可，能夠提供較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。本文主要以亞熱帶優(yōu)勢樹種黃心樹成樹為研究對象，定量把握其冠層和葉片蒸騰耗水的差異，分析了樹種蒸騰以及氣候的影響之間的聯(lián)系，從而促進(jìn)植物恢復(fù)的措施。

關(guān)鍵詞：樹木蒸騰；氣候因；亞熱帶

中圖分類號：P463.22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2017）04-0009-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.005

Abstract： As an important way to estimate and measure the transpiration process and transpiration quantity of trees， the method of trunks flow measurement is better than the other in the forest area， and it is easy to be used in the forest area and various climatic environments. Transpiration mode of measurement. This measurement is highly recognized and provides more accurate data. In this paper， the difference between the canopy and the transpiration of the leaves was studied by using the dominant tree species of the subtropical dominant tree， and the relationship between the transpiration of the tree species and the influence of the climate was analyzed.

Keywords： Tree transpiration； Climate； Subtropical

從整個樹木的角度來說，其樹葉部分發(fā)生蒸騰作用，將會損耗樹木將近百分之九十的耗水量。將近全部的樹干邊材蒸騰量將會被樹葉的蒸騰所揮發(fā)，由此可見，樹干邊材的蒸發(fā)量就是整棵樹樹葉的蒸騰量。樹干液流的測量方式能夠使用樹葉的邊材面積和葉面積等空間調(diào)查的方式用來估算單顆樹木的蒸騰流程和蒸騰總量，對蒸發(fā)量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。樹干液流法被廣泛應(yīng)用于森林生態(tài)系統(tǒng)不同樹種、不同林分類型以及不同氣候區(qū)域條件下樹木蒸騰的研究，被普遍認(rèn)為是測定單株樹木蒸騰作用較好的方法。從單株水平尺度擴(kuò)大到林分水平的誤差分析及解決辦法是目前該方法應(yīng)用當(dāng)中的研究重點(diǎn)，葉片和冠層尺度的蒸騰的尺度轉(zhuǎn)換是一個亟待解決的問題。

哀牢山是熱帶與亞熱帶的交接地區(qū)，背靠青藏高原。由于溫帶亞高山氣候、亞熱帶氣候以及熱帶氣候在此匯聚，使得該地區(qū)的樹木種類較為特殊，構(gòu)成了物種豐富、植物類型多樣的林地局面。因此，在當(dāng)前環(huán)境惡化以及全球變暖日益嚴(yán)重的如今，對哀牢山地區(qū)的植物系統(tǒng)進(jìn)行研究將會更好地體現(xiàn)出整體環(huán)境發(fā)展的趨勢，具有較為重要的意義。

將近三萬多公頃的森林在哀牢山發(fā)展，形成了一片類型多樣、組成完整且樹齡各異的云南風(fēng)格的常綠森林生態(tài)系統(tǒng)。因常年潮濕和溫涼環(huán)境，該類森林也被稱為“山地雨林”，是我國西南地區(qū)低緯高原山地森林的重要類型，作為中國目前重要的保存較為良好森林地區(qū)，該地區(qū)大多數(shù)的森林樹木已經(jīng)歷過百年的發(fā)展歷史，樹木的高度將近30m。這些樹木多為樟科、木蘭科、茶科、殼斗科等類型構(gòu)成，其中樟科的樹木是該地區(qū)喬木的主要樹種，也是生長最為繁盛的樹木。因此，本文主要從樟科的黃心樹出發(fā)，通過對其樹葉損耗蒸騰以及冠層耗水的定量分析，闡明氣候環(huán)境對黃心樹樹葉蒸發(fā)的影響，以有效解決樹木恢復(fù)的問題[1]。

1 樣地概況

哀牢山位于云南地區(qū)，其西起云嶺山系，南至橫斷山區(qū)，形成了一條貫穿西南的山脈，山體連綿高大（山脊海拔在2000-3000m）且無大隘口，縱貫云南中南部約500km。

本文的研究地區(qū)主要是哀牢山的徐家壩自然保護(hù)區(qū)（東經(jīng)101°01'、北緯24°32'；海拔高度2400-2600m）。該地區(qū)的氣溫溫差不大，平均處于11℃左右，冬季較為寒冷的月份溫度約為5.1℃，夏季最熱月份的溫度低于16℃。一年中干濕季分明，年降雨量1881.5 mm，其中雨季（5-10月）為1607.3 mm（占全年的85.4%），干季（11-4月）為274.2 mm（僅占全年的14.6%）[2]。

2 研究方法

（1）葉片蒸騰速率測定：通過使用便攜式光合作用測量儀器，對樹葉蒸發(fā)過程和蒸發(fā)量進(jìn)行測算。

（2）冠層蒸騰測定

熱擴(kuò)散探頭（TDP）主要是的組成部分是兩顆探針，上面的探針內(nèi)部具有熱電偶和加熱組件，能夠進(jìn)行恒溫的供熱，而下部分的探針同樣具有熱電偶，但僅僅是參考作用。這是對熱擴(kuò)散傳感器的一種優(yōu)化設(shè)計。在使用過程中，將該檢測儀器的探針放在樹葉邊材的位置進(jìn)行溫度測算，就能夠?qū)淙~的蒸騰率進(jìn)行分析。如果樹葉的蒸騰速度較低時，兩個傳感器內(nèi)部的溫度差異就會增大。但是隨著樹葉蒸發(fā)量的提升，儀器的溫度差距將會逐漸縮小。通過分析傳感器的溫度差距以及樹葉的蒸騰速度，能夠最終測算出蒸騰速度V （cm s-1）[3]。

3 研究結(jié)果

由上圖可知，在1月、4月、7月以及10月的光合作用輻射程度和環(huán)境溫度等環(huán)境因素的差距增大。1月份Ta最低。10月份的PAR較弱[4]。

圖2表明，黃心樹在4個月份的樹干液流特征。7月份樹干液流，即冠層蒸騰為最大。而4月份冠層蒸騰最小。由于7月份氣溫和光強(qiáng)最大，樹木蒸騰耗水的需求很旺盛。而1月和4月份是干季，葉片衰落，蒸騰耗水能力較小[5]。

由圖3可知，樹葉尺寸的蒸騰速度在不同程度人為光照的影響下，在不同的月份和季節(jié)呈現(xiàn)出較為明顯的變化。10月份的葉片蒸騰最大值為最大。而其他三個月份葉片蒸騰較小。

參考文獻(xiàn)

[1]陳泮勤. 地球系統(tǒng)碳循環(huán)[M]. 科學(xué)出版社， 2004.

[2]劉文杰， 張一平， 劉玉洪等. 熱帶季節(jié)雨林和人工橡膠林林冠截留霧水的比較研究[J]. 生態(tài)學(xué)報， 2003.，（23）：2379–2386.

[3]于貴瑞. 全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)和碳蓄積[M]. 氣象出版社， 2003.

[4]于貴瑞， 孫曉敏. 陸地生態(tài)系統(tǒng)通量觀測的原理與方法[M]. 高等教育出版社， 2006.

[5]趙平， 馬玲等. 利用基于sap Flow測定值的冠層氣孔導(dǎo)度和13C甄別率測定森林的碳同化率[J]. 科學(xué)通報，2005，50（15）：1620-1626.

作者簡介：倪航（1989-），男，本科，助理工程師，研究方向為大氣科學(xué)。