典型天氣下經(jīng)濟林液流特征及其對環(huán)境因子的響應*

鄭家銀，李繡宏，李少寧，魯紹偉，趙娜，徐曉天，楊新兵

(1.河北農(nóng)業(yè)大學，河北 保定 071000；2.北京市農(nóng)林科學院林業(yè)果樹研究所，北京燕山森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究站，北京 100093)

蒸騰是林木生長發(fā)育必不可少的生理代謝過程，蒸騰作用將土壤、植物、大氣的水分緊密聯(lián)系在一起。準確掌握樹種的蒸騰特征，及其對環(huán)境變化的響應規(guī)律，對于高效利用水資源具有重要意義[1-2]。通過樹干邊材液流研究林木蒸騰耗水是目前最成功的方式之一。干旱缺水已成為生態(tài)建設最主要的限制因子之一，在我國華北及西北地區(qū)因缺水已經(jīng)在不同程度上影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟的發(fā)展[3]。北京市的人均水量僅300 m3，為全國人均量的1/8，被列為世界上最缺水的城市之一[4]。華北地區(qū)是落葉經(jīng)濟樹種的集中栽培區(qū)，經(jīng)濟林產(chǎn)業(yè)也是華北地區(qū)支柱性產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟林生長和蒸騰耗水量大，受水資源和水利設施的限制與影響，經(jīng)濟林的灌溉問題長期以來得不到有效的解決。少部分有灌溉條件的經(jīng)濟林區(qū)，往往因為人們對經(jīng)濟林木需水和耗水的規(guī)律缺乏了解或灌溉不合理而不能很好地發(fā)揮水的作用，同時限制了經(jīng)濟林生態(tài)功能、經(jīng)濟效益的發(fā)展[5-6]。因此提高經(jīng)濟林樹種水分利用效率對改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和提高經(jīng)濟收益，緩解北京市用水緊缺現(xiàn)狀具有重要意義。

目前，林木蒸騰耗水研究對象多為園林綠化樹種，對于華北地區(qū)經(jīng)濟林樹種的研究較少[7-9]?，F(xiàn)階段研究表明，經(jīng)濟林樹種液流啟動時間基本為日出前后，液流日變化一般呈現(xiàn)出“晝高夜低”的總體趨勢，樹種的液流變化曲線特征多呈現(xiàn)“幾”字單峰型、雙峰型、多峰型等規(guī)律；正午時太陽輻射較強，蒸騰消耗的水分大于根系吸收的水分，氣孔關(guān)閉，導致林木液流變化趨勢呈現(xiàn)雙峰甚至多峰型，受太陽輻射的影響，晴天液流速率均值和峰值均高于陰天和雨天[10-12]。如桑玉強等[13]研究發(fā)現(xiàn)核桃(Juglansregia)液流具有明顯的時間變化特征，晴天時，液流速率呈單峰“幾”字型，日峰值(0.629 L/h)在16:30左右；雨天呈多峰型，日峰值(0.478 L/h)在12:30左右。大量研究表明，林木液流易受環(huán)境因子(太陽輻射、空氣溫濕度、土壤水勢等)的強烈影響，但各環(huán)境因子不是獨立作用于液流，且環(huán)境因子與液流的關(guān)系有黑箱性[14-15]。氣象因子和土壤因子影響林木水分運輸?shù)牟课徊煌?，前者主要通過影響葉片氣孔開閉程度改變個體水分蒸發(fā)，后者通過改變根系和根際土壤界面間的水分導度從而影響水分吸收[16-17]。

本研究以6種北京市常見經(jīng)濟林樹種為研究對象，利用熱擴散探針式徑流儀連續(xù)測定各樹種液流變化，分析典型天氣下各經(jīng)濟林樹種液流變化特征，結(jié)合同步監(jiān)測的環(huán)境因子，揭示各樹種液流變化特征與環(huán)境因子之間的相關(guān)性和響應規(guī)律。為北京地區(qū)合理構(gòu)建經(jīng)濟林配置，實現(xiàn)水分平衡下的生態(tài)建設、經(jīng)濟效益，解決水資源短缺和經(jīng)濟林樹種灌溉管理之間的矛盾提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

研究地位于北京市順義區(qū)高麗營鎮(zhèn)，地理位置116°29′41″E、40°11′8″N，果園土壤類型皆為黃棕壤土，屬北溫帶大陸性季風氣候，春季雨量少，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，年蒸發(fā)量大。年均氣溫為11.5 ℃，最高氣溫達40.5 ℃，最低氣溫-19.1 ℃，年均日照時數(shù)在2 000～2 800 h之間，年均相對濕度50%，全年降水約80%集中在夏季，近10年北京市年均降雨量約563.65 mm，2018年北京市總用水量的41%主要來自地下水[18-19]。截至2018年，北京市經(jīng)濟林面積超11×104hm2，經(jīng)濟林面積約占北京市森林資源面積的30%。北京市各類經(jīng)濟果樹多種多樣，其中最具代表性的品種有蘋果(Malusdomestica)、梨(Pyrusspp.)、桃(Amygdaluspersica)、李樹(Prunussalicina)、葡萄(Vitisvinifera)、杏(Armeniacavulgaris)、棗(Ziziphusjujuba)、山楂(Crataeguspinnatifida)、核桃(Juglansspp.)等。

1.2 樹種選擇

本研究以桃(‘瑞光’)、李(‘沸騰’)、杏(‘凱特’)、梨(‘早紅考密斯’)、山楂(‘小金星’)、核桃(‘薄殼香’)6種經(jīng)濟林樹種為試驗材料。在栽植密度為3 m×3 m的樣地上進行每木檢尺。每個樹種分別選擇3棵標準樣樹(生長狀況良好、胸徑差別不大且無病蟲害)，應用熱擴散式液流測定儀進行連續(xù)測定。

表1 測量液流樣樹基本情況Tab.1 Information of sample trees for measuring sap flow density

1.3 試驗方法

1.3.1 環(huán)境因子測定

樣地內(nèi)布設vantage pro 2全自動氣象站(Davis Instruments，美國)，對環(huán)境因子數(shù)據(jù)采集頻率為5 min一次，監(jiān)測指標包括：太陽輻射(Rs，W/m2)、風速(W，m/s)、風向、溫度(Ta，℃)、相對濕度(RH，%)、降水量(P，mm)、土壤溫度(Ts，℃)、土壤水勢(SWP，kPa)等。水汽壓虧缺(VPD，kPa)由大氣溫度和濕度計算得到，公式如下。

VPD=0.611e17.502Ta/(Ta+c)·(l-RH)

式中:VPD為水汽壓虧缺;Ta(℃)和RH(%)分別為氣象因子中的大氣相對溫度和相對濕度;a、b和c分別為常數(shù)，值為0.611 kPa、17.502和240.97 ℃。

1.3.2 樹干液流測定

應用熱擴散探針式莖流計(TDP)(Campbell Scientific，美國)進行樹干邊材液流密度測定，20 mm探針刺入莖內(nèi)的木質(zhì)邊材并接通恒定的電流以測定邊材的導熱率，數(shù)據(jù)采集頻率為10 min一次。通過測量兩個探針間的溫度差，用Granier經(jīng)驗公式計算樹干液流密度。

Js=0.011 9(dTm·dT)

式中：Js為液流密度〔cm3/(cm2·h)〕；dTm為一天24 h內(nèi)上下探針的最大溫差值(℃)；dT為某時刻瞬時溫差值(℃)，即當時測定的溫差值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

將測得數(shù)據(jù)通過Excel 2013和origin 2021進行整理和繪圖，再通過SPSS 23.0進行相關(guān)性、顯著性、主成分分析等。由于液流數(shù)據(jù)采集頻率與環(huán)境因子數(shù)據(jù)釆集頻率不同，因此，將所得數(shù)據(jù)都以1 h測定數(shù)據(jù)的均值進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 典型天氣下經(jīng)濟林樹種液流變化特征

對于經(jīng)濟林田間水分管理而言，展開日尺度上樹種蒸騰耗水變化研究具有重要的實踐意義，能為經(jīng)濟林樹種節(jié)水灌溉提供詳細指導和參考。在春(3—5月)、夏(6—8月)、秋(9—11月)3個季節(jié)內(nèi)3種不同典型天氣下，每個季節(jié)選取不連續(xù)10 d以上各樹種液流數(shù)據(jù)進行平均，結(jié)果顯示如圖1。

生長季內(nèi)，各樹種樹干液流晝夜變化差異明顯，各樹種白天液流密度〔3.24～16.20 cm3/(cm2·h)〕整體大于夜間〔0～3.38 cm3/(cm2·h)〕，不同天氣條件和季節(jié)下，樹種液流增強時間和液流減弱時間差異顯著，液流密度整體波動巨大。春季夜間各樹種整體液流密度后半夜(1.08±0.29)cm3/(cm2·h)強于前半夜(0.73±0.18)cm3/(cm2·h)，夏季夜間樹種液流前半夜(0.72±0.18)cm3/(cm2·h)強于后半夜(0.37±0.08)cm3/(cm2·h)，秋季夜間樹種液流整體(0.21～1.97)cm3/(cm2·h)較春季、夏季波動較小。各樹種液流密度整體排名始終為：李(5.04±2.89)cm3/(cm2·h)>杏(4.38±2.41)cm3/(cm2·h)>核桃(3.91±2.12)cm3/(cm2·h)>山楂(3.67±1.85)cm3/(cm2·h)>梨(2.65±1.64)cm3/(cm2·h)>桃(2.21±1.22)cm3/(cm2·h)。樹種液流日變化受天氣情況影響巨大，液流密度整體趨勢大致表現(xiàn)為晴天(4.43±1.43)cm3/(cm2·h)>陰天(2.21±1.16)cm3/(cm2·h)>雨天(1.97±1.03)cm3/(cm2·h)，晴天液流密度約是陰天的2.01倍、雨天的2.12倍。春季各樹種液流曲線較其他季節(jié)液流曲線波動性更大，夏季各樹種液流變化曲線重心整體較其他季節(jié)液流曲線重心后移，夏季、秋季液流曲線斜率整體較春季小，液流曲線相對平滑、穩(wěn)定。

圖1 不同季節(jié)典型天氣下各樹種液流日變化Fig.1 Variation of sap flow density in different tree species under different seasons typical weather conditions

不同樹種、不同天氣、不同季節(jié)，各樹種液流日變化曲線存在趨同性，但樹種間差異巨大，液流峰值時間和峰值大小不同；不同季節(jié)、不同天氣條件下，同樹種液流日變化曲線也存在較大差別。春秋季，梨和桃樹液流活動明顯弱于其他樹種，春季主要原因是人為干預了果樹的生長狀態(tài)，修枝、疏果，且桃和梨樹的枝葉明顯稀疏與其他樹種，總體葉面積相對較少；夏季，由于二者的生理特征，受雨季和積水的強烈影響，生理活動減弱，液流密度降低。由于李樹的落葉期晚于其他樹種，在秋季，李樹維持蒸騰和生存的需水量大于其他樹種，故秋季李樹液流密度大于其他樹種。這表明不同天氣雖然可以影響林木液流的日變化，但樹種的自身影響因素也不容忽視。

2.2 經(jīng)濟林樹種液流對環(huán)境因子的響應

2.2.1 經(jīng)濟林樹種液流對微氣象因子變化的響應

大時間尺度上各經(jīng)濟林樹種樹干液流變化易受環(huán)境因子(微氣象因子和土壤因子)的影響，試驗選取2021年各典型氣象條件下不連續(xù)30 d以上樹種液流數(shù)據(jù)平均(圖2)。由圖2可知，陰天各樹種液流密度整體排名為：李(3.52±2.06)cm3/(cm2·h)>杏(2.78±1.64)cm3/(cm2·h)>核桃(2.19±1.26)cm3/(cm2·h)>山楂(2.05±0.98)cm3/(cm2·h)>梨(1.41±0.63)cm3/(cm2·h)>桃(1.38±0.51)cm3/(cm2·h)。

圖2 樹種液流變化對氣象因子的響應Fig.2 Variation of sap flow density in different tree species and their response to weather factors

晴天各樹種液流密度整體排名為：李(6.49±3.95)cm3/(cm2·h)>杏(5.40±3.06)cm3/(cm2·h)>核桃(5.05±2.88)cm3/(cm2·h)>山楂(4.69±2.36)cm3/(cm2·h)>梨(2.54±1.34)cm3/(cm2·h)>桃(2.51±1.16)cm3/(cm2·h)。

雨天時各樹種液流密度整體排名為：李(3.10±1.75)cm3/(cm2·h)>杏(2.74±1.11)cm3/(cm2·h)>核桃(2.13±1.15)cm3/(cm2·h)>山楂(1.98±1.03)cm3/(cm2·h)>梨(1.05±0.46)cm3/(cm2·h)>桃(1.01±0.56)cm3/(cm2·h)。

由圖2和表2可知，3種天氣下，各樹種液流均受到水汽壓虧缺、太陽輻射、相對濕度等微氣象因子的顯著影響，各樹種液流對降水量、溫度的響應程度受到氣象條件的限制。生長季內(nèi)，各樹種液流與水汽壓虧缺呈極顯著正相關(guān)性，液流峰值均早于水汽壓虧缺峰值(陰天1.50 kPa、晴天2.78 kPa、雨天1.31 kPa)。各樹種液流與太陽輻射呈極顯著正相關(guān)性，陰天、晴天時，各樹種液流峰值基本出現(xiàn)于太陽輻射峰值(陰天263.48 W/m2、晴天712.37 W/m2)之前，液流峰值在雨天時晚于太陽輻射峰值(雨天261.08 W/m2)出現(xiàn)。各樹種液流與相對濕度呈極顯著負相關(guān)性，液流密度隨著相對濕度的減少而增大，各樹種液流峰值均早于相對濕度最小值(陰天67.16%、晴天36.21%、雨天71.44%)出現(xiàn)。各樹種液流對溫度的響應程度受到氣象條件的限制，整體響應程度大致表現(xiàn)出晴天>陰天>雨天的趨勢。

表2 典型天氣條件下各樹種林木液流變化與環(huán)境因子的相關(guān)性Tab.2 Correlation analysis between sap flow density of tree species and environmental factorsin different weather

當溫度大于各樹種的最適溫度時，林木液流密度隨著溫度增加反而減少，各樹種液流峰值均早于溫度最大值(陰天23.73 ℃、晴天27.05 ℃、雨天21.61 ℃)出現(xiàn)。生長季內(nèi)，陰天時，李樹干液流變化與降水量呈顯著負相關(guān)性(0.256)，其液流峰值早于降水量最大值(0.29 mm)出現(xiàn)；雨天時，梨和核桃樹干液流變化與降水量呈顯著負相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.156、0.197，其液流峰值均早于降水量最大值(0.63 mm)出現(xiàn)。各樹種間液流變化規(guī)律相似，但卻存在顯著差異，且對各氣象因子響應始終保持相似性。

2.2.2 各經(jīng)濟林樹種液流對土壤溫度、土壤水勢變化的響應

試驗選取2020年4—10月典型天氣下各樹種液流數(shù)據(jù)平均，其結(jié)果(圖3)顯示，各樹種液流密度整體排名春季(4.29±1.86)cm3/(cm2·h)>夏季(3.21±1.35)cm3/(cm2·h)>秋季(1.55±0.64)cm3/(cm2·h)。由于受積溫和林區(qū)內(nèi)地膜增溫、保水的影響，Ts整體大小排序為夏季(23.68 ℃)>秋季(20.98 ℃)>春季(15.28 ℃)，液流密度整體大小排序為春季(54.68 kPa)>夏季(24.92 kPa)>秋季(2.17 kPa)，這與往年北京地區(qū)液流密度值大小排序為春季>秋季>夏季的規(guī)律有所不同。在溫帶大陸性氣候的影響下，北京地區(qū)春、秋季干燥，降雨主要集中在7—8月份，但由于夏季高溫、強光，土壤蒸散較大。2021年北京夏、秋季多雨，且秋季平均氣溫5.8 ℃，光照減弱，導致土壤蒸散較小，林區(qū)內(nèi)積水較多，故液流密度值夏季>秋季。陰天、晴天時，液流密度波動較小，只有在降雨等特殊時期液流密度短時間內(nèi)波動巨大，但由于土壤的理化性質(zhì)，同時在地膜影響下，短時間內(nèi)的降雨只有部分可以滲透到地表之下，大部分被排出林外，短期內(nèi)液流密度增高可增強各樹種的蒸騰作用，林木液流晝夜強度加大，夏季各樹種液流整體強度大于春季和秋季。

圖3 樹種液流變化對Ts、SWP的響應Fig.3 Variation of sap flow density in different tree species and their response to soil temperature and soil water potential

由表2可知，3種典型天氣下，杏、梨、桃、山楂、核桃的樹干液流與土壤水勢呈極顯著正相關(guān)。陰天、晴天時，李的樹干液流與土壤水勢無顯著相關(guān)性；雨天時，李的樹干液流與土壤水勢呈顯著正相關(guān)。受天氣變化和樹種種間差異、個體差異的影響，各樹種液流對土壤溫度的響應表現(xiàn)出差異性。土壤水勢、土壤溫度對各樹種液流的影響程度均為雨天>陰天>晴天。各樹種樹干液流密度隨土壤溫度的增加而減少，隨土壤水勢增加而增大，夏季土壤溫度大于秋季土壤溫度，而各樹種樹干液流密度整體秋季小于夏季，夏季陰天土壤水勢大于晴天土壤水勢，而各樹種樹干液流密度整體卻陰天小于晴天。這說明影響各樹種樹干液流變化的不是單一環(huán)境因子作用，而是多因子共同作用。但雨季的出現(xiàn)，可使短時間內(nèi)降水量過大，嚴重影響水汽壓虧缺、太陽輻射、相對濕度、溫度，且導致土壤溫度、土壤水勢的特殊變化，從而打破了各樹種樹干液流變化的整體趨勢。

2.3 環(huán)境因子與樹種液流相關(guān)性、主成分分析和回歸模型

將樹種液流與環(huán)境因子進行相關(guān)性分析，結(jié)果(表3)顯示：3種天氣條件下，不同樹種對各環(huán)境因子的響應程度不一，在具體實踐管理中需結(jié)合不同樹種的生長習性、管理目的和天氣預報，在大時間尺度上把握各經(jīng)濟林生產(chǎn)方向，小尺度精細調(diào)控灌溉方式，達到提高生產(chǎn)水平和節(jié)約用水的目的。

將環(huán)境因子對各樹種液流變化進行主成分分析，得出表3。提取3個主成分，即k=3。3個因子變量的特征值分別為3.454、1.913和0.731，3個主成分方差累積貢獻率分別為49.348%、76.674%和87.119%。3個主成分方差貢獻累計達到87.119%，大于85%。因此，降水量、溫度、水汽壓虧缺這3個主成分能夠反映出各環(huán)境因子的大部分信息。而這些主成分因子能體現(xiàn)各環(huán)境因子對各樹種液流變化影響程度，決定各樹種液流變化的趨勢，所提取主要因子的得分越高則說明各樹種液流變化對其響應程度越高。

表3 主成分分析Tab.3 Principal component matrix

將典型天氣下各樹種樹干液流(y)與環(huán)境因子進行回歸分析，擬合多元回歸模型(表4)，結(jié)合表2～表3發(fā)現(xiàn)：陰天時，杏、山楂、核桃的樹干液流對各環(huán)境因子中主要響應因子排序為太陽輻射、土壤水勢，李的樹干液流為太陽輻射、溫度，梨的樹干液流為太陽輻射。桃的樹干液流為太陽輻射、土壤溫度；晴天時，杏、桃、山楂的樹干液流對各環(huán)境因子中主要響應因子排序為太陽輻射、土壤水勢、溫度，李的樹干液流為太陽輻射、相對濕度、降水量，梨的樹干液流為太陽輻射、土壤水勢，桃的樹干液流為太陽輻射、土壤水勢、水汽壓虧缺；雨天時，梨、桃、山楂、核桃的樹干液流對各環(huán)境因子中主要響應因子排序為太陽輻射、土壤水勢，杏的樹干液流為太陽輻射、土壤水勢、溫度，李的樹干液流對太陽輻射、相對濕度響應程度最大。表3與表4所反映的環(huán)境因子有所差異，是因為表3是大環(huán)境中對整個經(jīng)濟林產(chǎn)生重要影響的環(huán)境因子，而表4體現(xiàn)了不同樹種對各環(huán)境因子的主要響應程度，二者并不沖突。

表4 典型天氣下各樹種液流密度與環(huán)境因子的回歸模型Tab.4 Regression analysis between sap flow density of tree species and environmental factors in different weather

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

(1)各經(jīng)濟林樹種液流變化特征 本研究中杏、李、梨、桃、山楂、核桃的經(jīng)濟林樹種液流變化具有明顯的晝夜差異，液流變化趨勢大體呈現(xiàn)出晴天“單峰”型，峰值在13:00左右；陰天“雙峰”型，峰值在12:00左右；雨天“單峰”型，峰值在14:00左右，液流密度整體表現(xiàn)出晴天>陰天>雨天。樹種不同，液流變化趨勢、峰值、啟動時間皆不相同。這一結(jié)論與眾多研究者得出結(jié)論相似，例周玉燕等[20]發(fā)現(xiàn)山旱塬區(qū)蘋果樹干液流有明顯時間變化特征，不同天氣條件下蘋果樹干莖流速率晴天大于雨天；夏季，晴天峰值出現(xiàn)在15:00左右，陰天出現(xiàn)在12:00、17:00 左右。

各樹種隨著時間推移，液流強度逐漸增加，在夏季達到峰值后緩慢減少直至林木休眠期，液流密度趨近0，維持在林木最低生存范圍。各樹種皆為闊葉落葉林種，由于自身生長特性，春季葉片、花芽、坐果等生長發(fā)育迅速，同時為林木生長、繁育做準備，整體呈現(xiàn)出液流速率增加較快，液流活動不斷加強的現(xiàn)象；夏季葉片發(fā)育成熟，正處于果實膨大期，林木自身為維持蒸騰和繁殖的目的，液流活動更加強烈，并保持在一個高強度的波動范圍；秋季果實成熟，葉片衰老和脫落，液流減弱。各樹種液流變化明顯受到樹種生長狀況影響。這一結(jié)論與眾多研究者得出結(jié)論相似，例如馬長明等[21]發(fā)現(xiàn)核桃5月進入果實膨大期，生殖生長和營養(yǎng)生長均旺盛，液流速率進一步提升；8月進入果實成熟期，樹干液流速率達到峰值。黨宏忠等[22]發(fā)現(xiàn)黃土高原蘋果樹在1 a生育周期中，果實膨大期耗水量最多，在不同生育期的需水特征有明顯的差異。試驗下一步會對經(jīng)濟林不同生育期內(nèi)樹干液流變化的深入研究。對果樹不同階段生育期的水分利用研究可為人類社會活動和生產(chǎn)提供服務，這對經(jīng)濟林樹種的栽培管理和提高經(jīng)濟效益、生態(tài)效益具有重要作用[23]。

(2)環(huán)境因子對各經(jīng)濟林樹種液流變化的影響 林木液流受環(huán)境影響具有較大復雜性，不同地區(qū)、不同水熱條件、不同氣候?qū)α帜疽毫鞯挠绊懢幌嗤１狙芯恐懈鹘?jīng)濟林樹種樹干液流在不同典型天氣條件下對水汽壓虧缺、太陽輻射、降水量、溫度、相對濕度、土壤水勢等環(huán)境因子的響應程度不一樣，樹干液流與水汽壓虧缺、太陽輻射、溫度、土壤水勢呈正相關(guān)性，與降水量、相對濕度、土壤溫度呈負相關(guān)性，液流密度的變化與氣象因子之間存在時滯性。這一結(jié)論與眾多研究者得出結(jié)論相似。例如孫雨婷等[24]發(fā)現(xiàn)晴天時，棗樹莖流的主要影響因子是太陽輻射，而陰天時則是溫度。萬發(fā)等[25]發(fā)現(xiàn)引黃灌區(qū)蘋果樹白天樹干液流主要驅(qū)動因子為水汽壓虧缺、太陽輻射、溫度等環(huán)境因素，液流變化與氣象因子間存在時滯性。2009年Tognetti等[17]提出土壤水分虧缺會增加土壤和根系等阻力，從而影響土壤到林木葉片的水分運輸，造成氣孔關(guān)閉，最終導致耗水減少。Cochard等[26]的研究表明，當土壤溫度改變時，較高的土壤溫度更有利于植物的蒸騰耗水。本實驗中部分各樹種樹干液流受到土壤溫度、土壤水勢的顯著影響，其中以對梨、核桃等樹種的影響最大，影響程度相較于其他環(huán)境因子的影響程度更大，這一結(jié)果與前人對于環(huán)境因子影響程度排名有所差異[26-27]。原因是大雨天氣的出現(xiàn)嚴重導致了土壤溫度、土壤水勢的改變，特大的降雨量和積水，導致土壤水勢在7、8月部分時間段內(nèi)接近0，此時各樹種根系處于飽和田間持水量土壤中，土壤水勢對各樹種樹干液流影響相較于其他環(huán)境因子的影響程度更大，從而打破了氣候因子對各樹種樹干液流變化的整體影響趨勢[28]。各樹種樹干液流變化雖然受到多因子共同作用，但各氣象因子對液流速率的影響程度存在差異性，當某一環(huán)境因子的影響程度過大時，就會打破各環(huán)境因子共同作用于液流變化的微妙平衡，形成“獨大”的局面。本研究中各樹種內(nèi)部因子必定也對液流變化產(chǎn)生影響，影響林木液流的眾多因子中，環(huán)境因子只是其中一部分，林木自身也會對林木蒸騰耗水產(chǎn)生影響，各樹種自身存在徑向變異，木質(zhì)部導水率、邊材的比重等生物學結(jié)構(gòu)決定液流的潛在能力[29-30]。例如李振華等[31]發(fā)現(xiàn)同齡林中，優(yōu)勢度大小不同，液流存在差異，優(yōu)勢度越大；液流啟動時間越早，結(jié)束越晚，且液流速率與優(yōu)勢度、樹高、胸徑、冠長呈顯著正相關(guān)。Meinzer等[32]研究表明林木液流速率隨著直徑的增大而增加。

3.2 結(jié)論

杏、李、梨、桃、山楂、核桃的液流晝高夜低，差異明顯，液流變化趨勢大體呈現(xiàn)出晴天和雨天“單峰”型，陰天“雙峰”型，峰值主要出現(xiàn)在12:00—14:00左右，液流密度整體表現(xiàn)出晴天>陰天>雨天。受雨季影響，各經(jīng)濟林樹種液流密度整體表現(xiàn)為春季>夏季>秋季。生長季內(nèi)各樹種耗水強度為：李>杏>核桃>山楂>桃>梨。

3種典型天氣下，各濟林樹種液流對環(huán)境因子響應明顯，各樹種種間雖然存在差異，但對各氣象因子響應卻是始終保持相似性。各樹種液流與水汽壓虧缺、太陽輻射呈極顯著正相關(guān)，與RH呈極顯著負相關(guān)；受天氣變化、樹種種間差異和個體差異的影響，各樹種液流在不同天氣條件下對土壤水勢、溫度的響應表現(xiàn)出差異性，土壤水勢、溫度對各樹種液流的影響程度均為雨天>陰天>晴天。各樹種樹干液流變化雖然受到多因子共同作用，當某一環(huán)境因子的影響程度過大時，就會打破各環(huán)境因子共同作用于液流變化的平衡，形成“獨大”的局面。