趙天宇, 關(guān)東海, 蘇里坦, 時(shí)山良

(1.中國(guó)科學(xué)院 新疆生態(tài)與地理研究所 荒漠與綠洲生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 新疆 烏魯木齊 830011;

2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049; 3.北京七兆科技有限公司， 北京 100070; 4.新疆水利水電科學(xué)

研究院 水資源規(guī)化研究所, 新疆 烏魯木齊 830049; 5.伊犁花城勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司, 新疆 伊犁 835000)

環(huán)境因子對(duì)胡楊樹干液流動(dòng)態(tài)的影響

趙天宇1,2,3, 關(guān)東海4, 蘇里坦1, 時(shí)山良5

(1.中國(guó)科學(xué)院 新疆生態(tài)與地理研究所 荒漠與綠洲生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 新疆 烏魯木齊 830011;

2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049; 3.北京七兆科技有限公司， 北京 100070; 4.新疆水利水電科學(xué)

研究院 水資源規(guī)化研究所, 新疆 烏魯木齊 830049; 5.伊犁花城勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司, 新疆 伊犁 835000)

摘要：[目的] 分析胡楊生長(zhǎng)期內(nèi)各環(huán)境因子對(duì)樹干液流速率的影響程度，為干旱區(qū)自然植被耗水量的計(jì)算提供了新的方法和科學(xué)依據(jù)。 [方法] 對(duì)塔里木河下游2012單木胡楊整個(gè)生長(zhǎng)季內(nèi)樹干液流以及空氣溫度、風(fēng)速、有效光合輻射強(qiáng)度、空氣濕度、土壤溫濕度等環(huán)境因子進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)。 [結(jié)果] 胡楊在整個(gè)生長(zhǎng)季內(nèi)的液流呈單峰波動(dòng)曲線，有明顯的晝夜變化規(guī)律；在生長(zhǎng)期內(nèi)，不同的觀測(cè)尺度下，影響胡楊液流速率的環(huán)境因子不同?；貧w分析結(jié)果表明，對(duì)于瞬時(shí)液流流速，相關(guān)性較大的環(huán)境因子主要是大氣溫度、10 cm深處的土壤溫度；對(duì)于日液流量，主要影響因子為太陽(yáng)凈輻射；對(duì)于月液流量，主要影響因子為大氣溫度和太陽(yáng)凈輻射。[結(jié)論] 研究區(qū)內(nèi)胡楊生長(zhǎng)受大氣溫度和太陽(yáng)凈輻射影響程度較其他因素大，并且回歸方程具有很高的擬合精度。

關(guān)鍵詞：塔里木河下游; 胡楊; 液流速率; 環(huán)境因子

塔里木河流域土地資源豐富，流域總面積1.02×106km2，灌區(qū)面積1.26×106hm2，其中農(nóng)田灌溉面積9.56×105hm2，人工林草灌溉面積3.06×105hm2。其森林資源按起源分為天然林和人工林兩大類。近年來(lái)，塔里木河流域沙漠化十分嚴(yán)重，根據(jù)1959和1983年航片資料統(tǒng)計(jì)分析，24 a間塔里木河干流區(qū)沙漠化土地面積上升了15.6%，下游土地沙漠化發(fā)展最為嚴(yán)重，上升了22.05%，導(dǎo)致氣溫上升，大風(fēng)、沙塵暴日數(shù)增加，植被衰敗，交通道路、農(nóng)田及村莊埋設(shè)，嚴(yán)重威脅綠洲生存和發(fā)展，合理的治理沙漠化問(wèn)題亟需解決。有研究[1]指出，種植防護(hù)林可以有效的治理沙漠化，防治沙埋問(wèn)題。但是，關(guān)于極端干旱條件下植物耗水的研究資料很少。因此，沙漠腹地防護(hù)林植物蒸騰耗水的研究有十分重要的意義。

胡楊(Populuseuphratica)主要分布我國(guó)西北荒漠半荒漠地區(qū)—尤其是塔里木河下游，具有耐鹽堿、耐貧瘠、耐風(fēng)蝕和沙埋等特點(diǎn)，是水土保持和荒漠化防治和不同斷面荒漠河岸林主要建群物種同時(shí)也常用于土壤改良，也是塔里木沙漠公路防護(hù)林的一個(gè)重要構(gòu)成樹種。液流是植物的一個(gè)重要生理生態(tài)參數(shù)，可反映植物體內(nèi)的水分傳輸狀況[2-3]、植物對(duì)水分的利用特征[4-5]及其對(duì)于環(huán)境的響應(yīng)[6-7]，也是驗(yàn)證、修正蒸騰(蒸散)模型、根系吸水模型的重要參數(shù)[8]，具有連續(xù)觀測(cè)，持續(xù)測(cè)定等優(yōu)點(diǎn)[9-10]。胡楊蒸騰變化規(guī)律，不僅與植物本身的生長(zhǎng)狀況，還受太陽(yáng)有效光輻射、水汽壓虧缺、土壤濕度、降雨、溫度、風(fēng)速等環(huán)境因子的影響[11]，國(guó)內(nèi)很多學(xué)者研究結(jié)果也表明不同樹種對(duì)不同環(huán)境因子的響應(yīng)不一致，如沙木蓼的液流大小與太陽(yáng)輻射、空氣溫度、風(fēng)速和相對(duì)濕度顯著相關(guān)[12]；空氣水汽壓差和氣溫等環(huán)境因子的變化則對(duì)梭梭的生長(zhǎng)影響較敏感，太陽(yáng)輻射則主要影響著對(duì)尾巨桉的生長(zhǎng)[13]；太陽(yáng)輻射、空氣濕度、空氣溫度以及風(fēng)速等環(huán)境因子顯著影響著檸條的液流速率[14-15]。對(duì)于樹型較大的胡楊，如何準(zhǔn)確的測(cè)定其蒸騰作用還沒(méi)有合理的方法。郭樹江[11]、烏日娜[12]等、蔣文偉[16]等、趙敏麗[17]等、王文杰[18]等都選擇了具有代表性的單株樣本進(jìn)行樹木液流的相關(guān)研究，而塔里木河下游擁有胡楊林面積約3.52×105hm2，選擇具有代表性的單木胡楊，研究其樹木液流動(dòng)態(tài)規(guī)律對(duì)河岸胡楊林的正常生長(zhǎng)以及合理保護(hù)種群結(jié)構(gòu)具有重要價(jià)值。因此，本研究通過(guò)對(duì)塔里木河下游荒漠河岸胡楊單木樹干液流的監(jiān)測(cè)，結(jié)合實(shí)測(cè)空氣溫度、風(fēng)速、有效光合輻射強(qiáng)度、空氣濕度以及土壤溫濕度等環(huán)境因子，分析在不同研究尺度下，各環(huán)境因子對(duì)胡楊液流的動(dòng)態(tài)影響，探討維系塔里木河下游天然胡楊的生長(zhǎng)狀況，為干旱內(nèi)陸河流域受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)重建提供科學(xué)依據(jù)。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于塔里木河下游上端達(dá)西庫(kù)勒胡楊林管護(hù)站附近的天然胡楊林生長(zhǎng)帶(85°32′48″E，40°59′19″N，海拔906 m)，多年平均降水量為50 mm，最高日均氣溫達(dá)30 ℃，最低日均氣溫為-15 ℃，夏季日均太陽(yáng)輻射在260～350 W/m2，而冬季日均太陽(yáng)輻射在80～100 W/m2之間，具有很好的代表性。管護(hù)區(qū)內(nèi)胡楊林平均高約12 m，幼齡胡楊、中齡胡楊和成熟胡楊的平均胸徑分別為7.4和19.2，25.8 cm，分布密度為0.06棵/m2，胡楊林覆蓋度為32%。土壤質(zhì)地類型為粉砂壤土至砂土。地下水位在0.5~4.0 m之間，生態(tài)輸水后(9月份)地下水位太高至0.5 m。林下有少量的紅柳和1年生植物。

2觀測(cè)要素的測(cè)定方法

2.1　觀測(cè)要素

供試植物為胸徑為23 cm的生長(zhǎng)良好、無(wú)病蟲害的單株胡楊，試驗(yàn)觀測(cè)期為2012年1—12月。(1) 環(huán)境因子的測(cè)定。地表蒸發(fā)量采用微型蒸發(fā)器測(cè)定；太陽(yáng)凈輻射、冠層頂大氣溫度、濕度、降雨量、風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)采用Hobo自動(dòng)氣象站測(cè)定；胡楊胸徑等采用卷尺測(cè)定；土壤溫度及濕度采用TDR進(jìn)行測(cè)定，觀測(cè)時(shí)間步長(zhǎng)為30 min。 (2) 地下水位埋深的測(cè)定。采用定位法測(cè)定，垂直于河道從河岸到沙丘布設(shè)了3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，利用水位管和鋼尺水位計(jì)，配合水準(zhǔn)測(cè)量，確定地下水位高程，通過(guò)各觀測(cè)期水位管內(nèi)水面高程的變化，監(jiān)測(cè)地下水位的變化量。(3) 樹干液流的測(cè)定。胡楊邊材液流速率用TDP插針式徑流計(jì)。該方法的數(shù)據(jù)采集具有準(zhǔn)確和穩(wěn)定的特點(diǎn)，且可以連續(xù)不間斷地讀取數(shù)據(jù)，因而數(shù)據(jù)具有系統(tǒng)性。該測(cè)定系統(tǒng)由一對(duì)長(zhǎng)20 mm含通鎳合金熱電偶的圓柱形熱消散探針(Granier徑向型探針)組成，安裝時(shí)將探針上下相隔10～15 cm插入樹木的邊材中，上方探針處纏繞電阻絲，供以直流電進(jìn)行加熱，下方的探針不加熱，保持與周圍邊材組織的溫度相同，兩探針的溫差變化反映樹木的液流密度(sap flux density),Granier建立了反映兩者關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)方程：

(1)

式中：Js——樹干液流速率〔g/(cm2·min)〕；Tm——分析日24 h內(nèi)上下探針的最大溫差值(℃)；T——某時(shí)刻瞬時(shí)溫差值(℃)，即當(dāng)時(shí)測(cè)定的溫差值。

2.2　測(cè)定方法和步驟

(1) 選定樣木同時(shí)編號(hào)紀(jì)錄； (2) 在東西2個(gè)方位胸高處刮去粗樹皮用鉆孔模板貼在去皮部位用鉆頭鉆孔直至探針可以方便插入為止； (3) 將TDP30探針小心插入孔中含有紅色導(dǎo)線的探針在上，2線探針在下，探針外圍裹一圈膠泥； (4) 將探針用泡沫塊夾住后膠帶固定之后在外面包裹絕緣防輻射材料最后用膠帶密封以防止雨水進(jìn)入； (5) 將TDP饋線與數(shù)據(jù)采集器連接接通電源設(shè)定并輸入儀器工作參數(shù)樹號(hào)日期時(shí)間等。數(shù)據(jù)采集間隔期為30 min。假定樹干邊材中液流密度處處相等[12]，則單木液流速率J(g/min)計(jì)算公式為：

J=Js·SA·ρ

(2)

式中：ρ——水的密度(g/cm2)；SA——邊裁面積(cm2)。

單木日液流量Jd(L/d)計(jì)算公式為：

(3)

式中：ΔT——采樣時(shí)間間隔(min)，在本研究中為30 min；Jsi——第i時(shí)刻的單木液流速率(g/min)。

單木月液流量Jm(L)計(jì)算公式為：

(4)

式中：n——每月的天數(shù)；Jdi——該月第j天的單木日液流量(L/d)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Excel和SPSS軟件對(duì)液流與各環(huán)境影響因子分別進(jìn)行制圖分析，曲線擬合和相關(guān)性分析。

3結(jié)果與分析

3.1　胡楊液流的連日變化及其與環(huán)境因子的相關(guān)分析

胡楊液流速率有明顯的晝夜節(jié)律性，白天液流速率大，晚上液流速率小。圖1為一株胸徑為27 cm的單木胡楊在9月4—6日胡楊液流速率與太陽(yáng)凈輻射量的日變化。由圖1可以看出，胡楊的液流日變化由于受到環(huán)境因子的影響而呈單峰波動(dòng)曲線；胡楊的日平均液流速率為1.26 g/min，樹干液流速率在7：30呈明顯的上升趨勢(shì)，并在10：30—12：00出現(xiàn)液流的高峰值；隨后有短暫的液流急驟減少現(xiàn)象，說(shuō)明植物為了適應(yīng)嚴(yán)酷的沙漠環(huán)境，保持體內(nèi)水分而出現(xiàn)特有的“午休”現(xiàn)象[19]。在15：30左右時(shí)，液流開始明顯下降，直到22：00—1：00出現(xiàn)最小值，可以發(fā)現(xiàn)夜間的液流速率極小，這是由于在干旱條件下，白天較高的太陽(yáng)凈輻射和大氣溫度導(dǎo)致植物損失大量的水分，因此在夜間仍需要一定的液流以補(bǔ)充水分，同時(shí)空氣干燥也可能是植物水分散失的一個(gè)重要原因[20]。

3.1.1液流速率與太陽(yáng)凈輻射量的關(guān)系經(jīng)過(guò)對(duì)連續(xù)3 d的144個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)系數(shù)分析得出，胡楊液流速率與太陽(yáng)凈輻射量呈顯著正相關(guān)(R2=0.488)。從圖1可以看出，太陽(yáng)輻射上升2 h后，液流速率迅速增大并達(dá)到峰值，之后開始下降并趨于平緩。隨著太陽(yáng)凈輻射量達(dá)到最大值，速率會(huì)出現(xiàn)小的波動(dòng)。隨著太陽(yáng)凈輻射強(qiáng)度的增大，氣溫升高，樹木生理活動(dòng)增強(qiáng)，空氣導(dǎo)度增大，葉片蒸騰增強(qiáng)，進(jìn)而使液流速率增大。當(dāng)葉片表面溫度過(guò)高(超過(guò)32 ℃)時(shí)，氣孔大量關(guān)閉[21]，從而導(dǎo)致液流速率下降，因此液流速率和太陽(yáng)輻射的峰值出現(xiàn)的時(shí)間并不完全一致。夜間太陽(yáng)輻射為0，葉片氣孔關(guān)閉，樹木液流速率停止，但這段時(shí)間依然存在較小的樹干液流，一般認(rèn)為是由于白天的蒸騰耗水較多，樹干出現(xiàn)水分虧缺，晚上通過(guò)根系吸水補(bǔ)充，從而出現(xiàn)樹干液流。

3.1.2液流速率與大氣溫度的關(guān)系隨著大氣溫度的升高，胡楊液流速率呈逐漸增大的趨勢(shì)，二者呈顯著正相關(guān)(R2=0.303)。當(dāng)大氣溫度開始升高時(shí)，液流速率明顯增大，然后開始下降并趨于平緩(圖1)；在空氣溫度達(dá)到最大值之前出現(xiàn)一個(gè)小的波峰，之后平緩下降，即開始出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，此時(shí)樹干液流速率呈小的波動(dòng)變化。

3.1.3液流速率與相對(duì)濕度的關(guān)系空氣相對(duì)濕度與液流速率呈負(fù)相關(guān)(R2=0.346)，其變化趨勢(shì)是隨著濕度的減小而逐漸上升(圖1)。當(dāng)空氣濕度開始減小時(shí)，樹干液流速率開始迅速增大并達(dá)到最大值，之后迅速下降趨于平緩；在空氣相對(duì)濕度接近最小值時(shí)出現(xiàn)一個(gè)小的波峰。大氣溫度和相對(duì)濕度具有協(xié)同效應(yīng)。當(dāng)環(huán)境中的空氣相對(duì)濕度增加時(shí)，將導(dǎo)致液流速率下降，甚至?xí)霈F(xiàn)為零的情況。

3.1.4液流速率與風(fēng)速的關(guān)系風(fēng)速與液流速率呈顯著正相關(guān)(R2=0.296)，其作用機(jī)理比較復(fù)雜。微風(fēng)可以將氣孔外圍相對(duì)濕度較高的空氣吹走，使蒸氣擴(kuò)散層變薄或消失，外部營(yíng)力減小，從而促進(jìn)蒸騰；而風(fēng)速太大則會(huì)導(dǎo)致氣孔開度降低，甚至導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，液流速率變小，從而抑制液流速率(圖1)。

圖1　胡楊液流速率與各影響因子之間的日變化(2012年9月4-6日)

3.1.5液流速率與土壤溫度及土壤含水量的關(guān)系土壤溫度和土壤水分含量呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性極小，R2分別為0.003 0，0.000 5，主要原因是由于在連續(xù)3 d內(nèi)，土壤溫度和土壤水分含量變化率分別為-0.001 3和-0.000 1，因此對(duì)胡楊液流速率的影響可以忽略不計(jì)。

3.2　單木日液流量的月變化

胡楊單木月液流量表現(xiàn)為1月份最小，只有131.19 L，7月最大，達(dá)765.94 L。冬季(2012年1，2，12月)、春季(2012年3—5月)、夏季(2012年6—8月)、秋季(2012年9—11月)胡楊單木季液流量分別為464.95，739.72，1 662.04，995.80 L(圖2)。

圖2　胡楊2012年1-12月液流量變化

3.3　單木日液流量的年變化

由圖3可知，2012年胡楊在冬季即1，2，12月基本不生長(zhǎng)，日液流量平均值為(5.37±0.3) L/d，2月13日日液流量平均值為16.12 L/d，為最大；12月18日日液流量平均值為0.98 L/d，為最??；該時(shí)期平均溫度-7.88 ℃，而導(dǎo)致這一時(shí)期液流量小的主要限制因子可能是較低的溫度；春季即3月1日至5月31日，日液流量在(8.04±0.45) L/d變化，5月10日最大(17.85 L/d)，3月8日最小(2.7 L/d)，該時(shí)期太陽(yáng)平均凈輻射強(qiáng)度最高(176 W/m2)、大氣平均溫度也開始升高(14.7 ℃)同時(shí)土壤水分含量日際變幅增大；夏季即6月1日至8月31日，日液流量呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，平均值為(18.07±0.8) L/d,7月14日最大(53.16 L/d)，8月24日最小(6.7 L/d)，土壤水分含量開始降低，大氣濕度則相對(duì)較高，溫度為該時(shí)期為一年中最高(28.8 ℃)、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為次高(155.05 W/m2)；秋季即9月1日至11月30日，日液流量平均值為(10.94±0.6) L/d，9月16日最大(20.44 L/d)，11月6日最小(3.01 L/d)，該時(shí)期大氣溫度開始慢慢降低，太陽(yáng)輻射也達(dá)到了全年最低(40.61 W/m2)，導(dǎo)致液流速率下降的主要原因是土壤水分含量的持續(xù)下降。

3.4　胡楊液流與環(huán)境因子的關(guān)系

3.4.1胡楊液流速率與環(huán)境因子的關(guān)系以胡楊單木液流速率為因變量，以太陽(yáng)凈輻射日總量、及氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速、土壤溫度、土壤水分含量等日均值為因變量，通過(guò)逐步線性回歸分析，得到回歸方程為：

Js=26.585+0.032Rs+12.667T-

0.563Rh-9.588T10+1.236CS

(F=15.126,Df=8.30,p<0.01)

式中：Rs——太陽(yáng)凈輻射(W/m2)；T——空氣溫度(℃)；Rh——空氣相對(duì)濕度(%)；T10——10 cm深處的土壤溫度；v——風(fēng)速；CS——土壤水分含量。

回歸分析表明，胡楊液流速率與大氣溫濕度、土壤水分含量、太陽(yáng)凈輻射和10 cm深處的土壤溫度均相關(guān)，與風(fēng)速相關(guān)性不顯著。其中，液流速率與大氣溫度及10 cm深處的土壤溫度最為顯著，相關(guān)性分別為0.868，0.831。

圖3　胡楊2012年1-12月日液流量變化

3.4.2胡楊日液流量與環(huán)境因子的關(guān)系以胡楊單木日液流量為因變量，以太陽(yáng)凈輻射日總量、及其他環(huán)境因子的日均值為因變量，通過(guò)逐步線性回歸分析，得到回歸方程為：

Jd=104.169+0.004Rs+12.931T-

0.865Rh-4.568Ts

(F=3.140,Df=7,358,p<0.01)

回歸分析表明，日液流量與太陽(yáng)凈輻射、空氣溫濕度以及10 cm深處的土壤溫度相關(guān)性較大，與風(fēng)速及土壤水分含量相關(guān)性不顯著。其中，太陽(yáng)凈輻射與樹干液流相關(guān)性最為顯著，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.925。

3.4.3胡楊月液流量與環(huán)境因子的關(guān)系以胡楊單木月液流量為因變量，以太陽(yáng)凈輻射月總量、及其他環(huán)境因子的日均值為因變量，通過(guò)逐步線性回歸分析，得到回歸方程為：

Jm=14196.503+0.004Rs+12.931T-

5.031v+2.224Cs

(F=3.953,Df=6.5,p<0.01)

回歸分析表明，單木月液流量與太陽(yáng)凈輻射、空氣溫度、土壤水分含量以及風(fēng)速相關(guān)性較大，與10 cm深處的土壤溫度和相對(duì)濕度相關(guān)性不顯著。其中，日液流量與太陽(yáng)凈輻射和空氣溫度的相關(guān)性最為顯著，相關(guān)系數(shù)為0.896，0.838。

4結(jié) 論

(1) 植物蒸騰過(guò)程變化規(guī)律明顯。在干旱的沙漠地區(qū)，胡楊樹干液流日變化呈單峰曲線，有明顯的晝夜變化特征，液流受環(huán)境因子變化有所波動(dòng)；在10：30—12：00出現(xiàn)液流的高峰值；在15：30左右時(shí)，液流開始明顯下降，直到22：00—1：00出現(xiàn)最小值，對(duì)于陰雨天，蒸騰過(guò)程則無(wú)明顯的變化特征[16]，因此本文不作分析。

(2) 胡楊樹干液流的變化規(guī)律不僅受到不僅與植物本身的生長(zhǎng)狀況，還受到各環(huán)境因子的影響。其中，影響著植物的耗水量大小的主要是太陽(yáng)凈輻射以及由其引起的空氣溫濕度變化。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在研究觀測(cè)期間(2012年1—12月)日照時(shí)間最長(zhǎng)，太陽(yáng)凈輻射季總量最大(479 177.5 W/m2)的是夏季，其次為春季(440 088.2 W/m2)、秋季(419 523.8 W/m2)，冬季最低(279 177.5 W/m2)，因此在夏季樹干液流速率高于其他季節(jié)。

(3) 胡楊在各個(gè)季節(jié)生長(zhǎng)速率也有很大的差別，因此液流密度具有很大的差異，在冬春夏秋季，胡楊日液流量分別為(5.37±0.3) L/d，(8.04±0.45) L/d，(18.07±0.8) L/d，(10.94±0.6) L/d，而胡楊季液流量分別為468.95，739.72，1 662.04，995.80 L。

(4) 回歸分析表明，環(huán)境因子對(duì)胡楊樹干液流的影響程度隨著研究尺度的不同而不同。對(duì)于連續(xù)3 d的液流速率，相關(guān)性較大的主要是太陽(yáng)凈輻射量，相對(duì)濕度以及溫度，相關(guān)系數(shù)分別為0.488，0.346，0.303；對(duì)于瞬時(shí)液流流速，相關(guān)性較大的主要是溫度、10 cm深處的土壤溫度，相關(guān)系數(shù)分別為0.868，0.831；對(duì)于日液流量，相關(guān)性較大的因子主要是太陽(yáng)凈輻射，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.925；對(duì)于月液流量，相關(guān)性較大的因子主要是空氣溫度和太陽(yáng)凈輻射，相關(guān)系數(shù)分別為0.896，0.838。

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Effects of Environmental Factors on Trunk Sap Flow ofPopulusEuphratica

ZHAO Tianyu1,2,3, GUAN Donghai4, SU Litan1, SHI Shanliang5

(1.StateKeyLaboratoryofDesertandOasisEcology,XinjiangInstituteofEcologyandGeography,CAS,Urumqi,Xinjiang830011,China; 2.GraduateUniversity,ChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China; 3.BeijingSevenTrillionTechnologyCoLtd,Beijang100070,China; 4.InstituteofWaterResourcesofXinjiangWaterResourcesandHydropowerResearch,Urumqi,Xinjiang830049,China; 5.LimitedLiabilityCompanyofYiliHuachengSurveyandDesignResearch,Yili,Xinjiang835000,China)

Abstract：[Objective] The influences of environmental factors on sap flow rate of Populus euphratica were analyzed to provid method data base for the calculation of water consumption by natural vegetation in arid area. [Methods] The trunk sap flow of Populous euphratica at the lower reaches of Tarim River was measured continuously during the whole growth season in 2012 and its responses to environmental factors were analyzed. [Results] The sap flow of Populus euphratica presented an unimodal curve, with obvious day and night variation rhythm. During the growth season, the relations between sap flow rate and environmental factors depended upon the temporal scales. Regress analysis showed that when observed at less hour scale, sap flow were associated closely with air temperature and soil temperature at depth of 10 cm. However, on daily scale, solar radiation was the major influencing factors; and on monthly scale solar radiation and air temperature were the major influencing factors. [Conclusion] The major factors assocated with sap flow of Populus euphratica are air temperature and solar net radiation, and the regressions of them with the sap flow rate were fitted wells.

Keywords:the lower reaches of Tarim River; Populus euphratica; sap flow rate; environmental factor

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-288X(2015)06-0015-06

中圖分類號(hào)：Q948.1

通信作者：蘇里坦(1972—)，男(哈薩克族)，新疆自治區(qū)霍城縣人，博士，副研究員，主要從事地表水文過(guò)程研究。E-mail:sulitan@ms.xjb.ac.cn。

收稿日期：2014-09-23修回日期：2014-10-01

資助項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“塔里木河下游斷面尺度水循環(huán)過(guò)程模擬研究”(U1403182)，“地下變水位條件下塔里木河下游河岸胡楊林耗水模型研究”(41071026)

第一作者：趙天宇(1990—)，男(漢族)，安徽省亳州市人，碩士研究生，研究方向?yàn)榈乇硭倪^(guò)程。E-mail:zhaoskyu@foxmail.com。