張曉艷， 褚建民,①， 孟　平， 姚增旺， 王鶴松， 姜生秀

(1. 中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所 國家林業(yè)局林木培育重點實驗室， 北京 100091； 2. 北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院， 北京 100083；3. 甘肅省治沙研究所 民勤荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站， 甘肅 武威733000)

?

民勤綠洲荒漠過渡帶梭梭東、西方位樹干液流特征及相關(guān)性分析

張曉艷1， 褚建民1,①， 孟平1， 姚增旺1， 王鶴松2， 姜生秀3

(1. 中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所 國家林業(yè)局林木培育重點實驗室， 北京 100091； 2. 北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院， 北京 100083；3. 甘肅省治沙研究所 民勤荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站， 甘肅 武威733000)

摘要:采用Grainer熱擴散式探針法(TDP)連續(xù)測定了6月份至11月份民勤綠洲荒漠過渡帶梭梭〔Haloxylon ammodendron (C. A. Mey.) Bunge〕東、西方位的樹干液流速率，并同步測定了相關(guān)環(huán)境因子；在此基礎(chǔ)上，對晴天、陰天和雨天東、西方位樹干液流速率的日變化以及實驗期間東、西方位樹干液流速率和各環(huán)境因子的變化進行了分析，并對不同天氣和時間尺度東、西方位樹干液流速率間的相關(guān)性及其與部分環(huán)境因子的相關(guān)性進行了分析。結(jié)果表明：在生長旺盛期(6月份至8月份)，晴天時梭梭東、西方位樹干液流速率的日變化均表現(xiàn)為明顯的“寬峰型”曲線；在整個觀測期內(nèi)，不同天氣的樹干液流速率存在一定差異，東、西方位的樹干液流速率也存在一定差異，并且其差異在夜間較白天更明顯；總體來看，東方位的樹干液流速率高于西方位。相關(guān)性分析結(jié)果表明：不同天氣和時間尺度東、西方位的樹干液流速率間存在極顯著正相關(guān)性，其相關(guān)系數(shù)均在0.90以上并略有差異?？傮w來看，晴天梭梭東、西方位樹干液流速率間的相關(guān)性高于陰天和雨天，并且，日尺度東、西方位樹干液流速率間的相關(guān)性最強。晴天東、西方位樹干液流速率與各環(huán)境因子的相關(guān)性高于陰天和雨天，并且，小時尺度東、西方位樹干液流速率與環(huán)境因子間的相關(guān)性高于日尺度。西方位樹干液流速率與環(huán)境因子的相關(guān)性略高于東方位，說明西方位的樹干液流速率對環(huán)境因子變化的反應(yīng)更敏感。晴天和陰天東、西方位樹干液流速率與參考作物蒸散量(ET0)的相關(guān)性極顯著，其相關(guān)系數(shù)均在0.70以上，說明根據(jù)梭梭東、西方位樹干液流速率計算其耗水量具有一定的可行性。研究結(jié)果顯示：梭梭樹干液流速率與天氣、環(huán)境因子、時間尺度和樹干方位等均有一定關(guān)系。

關(guān)鍵詞：梭梭； 樹干液流速率； 環(huán)境因子； Grainer熱擴散式探針法(TDP); 相關(guān)性分析

目前，中國西北地區(qū)的水資源短缺問題較為嚴(yán)峻，并且該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)較為敏感和脆弱[1-2]、植物群落結(jié)構(gòu)簡單，部分植物種類已經(jīng)面臨嚴(yán)重退化的危機。準(zhǔn)確計算植被耗水量利于植被合理密植，并能夠提高西北干旱區(qū)水資源的利用效率，維護該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的穩(wěn)定性。

關(guān)于單株植被蒸騰耗水量的研究方法較多[3-7]，液流測定法以安裝簡便、操作簡單、數(shù)據(jù)可靠性高、零污染和連續(xù)觀測等優(yōu)點深受研究者們的青睞。明確不同方位的樹干液流特征是液流測定法定量研究植被蒸騰作用的重要環(huán)節(jié)。雖然目前已經(jīng)有較多利用液流測定法研究各種荒漠植物蒸騰作用方面的報道[8-9]，但關(guān)于荒漠植物不同方位樹干液流特征的研究報道卻較少[10-16]。研究發(fā)現(xiàn)東、西、南、北各方位的樹干液流存在一定的差異，并存在不同程度的相關(guān)性[11-12,14,17]；同時發(fā)現(xiàn)，東、西方位的樹干液流受外界環(huán)境因子的干擾程度最小，并且利用東、西方位樹干液流計算出的耗水量與植物的實際耗水量差異較小[16,18]。

民勤地區(qū)位于甘肅石羊河流域下游巴丹吉林沙漠和騰格里沙漠之間。由于氣候變化和人類活動與干擾的加劇，導(dǎo)致該地區(qū)的植被嚴(yán)重退化，荒漠化程度不斷加劇。民勤綠洲荒漠過渡帶是維系綠洲生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的重要區(qū)域，也是綠洲生態(tài)系統(tǒng)與荒漠生態(tài)系統(tǒng)之間能量、物質(zhì)、信息交換最頻繁的區(qū)域，具有維護民勤地區(qū)生態(tài)安全的重要作用。

梭梭〔Haloxylonammodendron(C. A. Mey.) Bunge〕為藜科(Chenopodiaceae)梭梭屬(HaloxylonBunge)落葉灌木或小喬木，在中亞荒漠生境中具有防風(fēng)、固沙、耐寒、抗旱和耐鹽堿等優(yōu)點，并為C4植物[19]，是民勤綠洲荒漠過渡帶的主要造林植被，占地面積較大[20]。然而，受人為因素(土地開墾、地下水超采等)以及自然災(zāi)害(沙塵暴、高溫、干旱等)等的影響，梭梭林大面積衰減，導(dǎo)致民勤地區(qū)的荒漠化現(xiàn)象加劇[21]。

鑒于此，作者利用Grainer熱擴散式探針法(TDP)連續(xù)測定了6月份至11月份民勤綠洲荒漠過渡帶典型固沙植物梭梭東、西方位的樹干液流速率，并同步測定了梭梭生長地的相關(guān)環(huán)境因子，以探究不同天氣梭梭東、西方位樹干液流的日變化規(guī)律以及實驗期間梭梭東、西方位樹干液流和環(huán)境因子的變化規(guī)律；同時還對不同天氣和時間尺度東、西方位樹干液流速率間的相關(guān)性及其與部分環(huán)境因子間的相關(guān)性進行了分析，以期進一步分析不同天氣和時間尺度梭梭不同方位樹干液流的變化特征，為準(zhǔn)確計算梭梭蒸騰耗水量提供重要理論依據(jù)。

1研究區(qū)概況和研究方法

1.1研究區(qū)概況

以民勤治沙綜合試驗站內(nèi)海拔1 365 m處的巴丹吉林沙漠東南緣的綠洲荒漠過渡帶為研究區(qū)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)102°56′、北緯38°36′。該區(qū)屬典型的溫帶大陸性氣候，年均溫7.76 ℃，最高溫41.00 ℃，最低溫-30.80 ℃；年均降水量115.90 mm，其中65%降水量集中在7月份至9月份；年潛在蒸發(fā)量2 452.70 mm，干燥度約5.30。區(qū)內(nèi)常年盛行西北風(fēng)，平均風(fēng)速2.40 m·s-1。土壤為典型荒漠土，受風(fēng)沙強烈侵蝕形成粗結(jié)構(gòu)。區(qū)內(nèi)的灌叢和草本植物多生長在固定和半固定沙丘中，主要有梭梭、白刺(NitrariatangutorumBobrov)、沙拐棗(CalligonummongolicumTurcz.)和沙蓬〔Agriophyllumsquarrosum(Linn.) Moq.〕。

以東經(jīng)102°56′55.5″、北緯38°36′38.5″的綠洲荒漠區(qū)半固定沙丘為樣地，樣地面積為300 m×300 m。樣地土壤為風(fēng)堆積性沙土， 土壤容重1.50～1.66 g·cm-3，最大持水量20.06%～24.41%，毛管孔隙度30.11%～35.31%，非毛管孔隙度2.47%～3.60%。樣地內(nèi)梭梭植株的地徑、株高、東西冠幅和南北冠幅的平均值分別為10.92、246.40、198.20和192.90 cm；梭梭林內(nèi)還生長有沙拐棗、白刺和沙蓬。

1.2方法

1.2.1樹干液流速率的測定2014年6月18日至11月30日期間，在樣地內(nèi)選取5株具有代表性的梭梭植株，采用TDP-10熱擴散式莖流儀(美國Dynamax公司)連續(xù)測定各樣株東、西方位的樹干液流速率，供試樣株的基本特征見表1。分別在樣株東、西方位距地面40 cm處樹干上安裝10 mm探針，并用專用塑料泡沫固定探針尾部，采用防輻射鋁箔進行包裹，將探針與CR1000數(shù)據(jù)采集器(美國Campbell Scientific公司)連接，每2 min采集1次數(shù)據(jù)，每10 min輸出1組溫差平均值。按公式“Fd=α·Kβ=(1.199 9×10-4)×〔(ΔTmax-ΔT)/ΔT〕1.231”[22]計算樹干液流速率，式中，F(xiàn)d為樹干液流速率；K為溫差系數(shù)；α和β均為熱量系數(shù)；ΔTmax為零通量時2個探針間的最大溫差；ΔT為具體通量時2個探針間的溫差。

表1民勤綠洲荒漠過渡帶供試5株梭梭樣株的基本參數(shù)

Table 1Basic parameters of five sample plants tested ofHaloxylonammodendron(C. A. Mey.) Bunge in Minqin oasis-desert ecotone

編號No.株高/cmPlantheight地徑/cmGrounddiameter50cm高處直徑/cmDiameteratheightof50cm冠幅/cm Canopydiameter東西向East-west南北向South-north枝下高/cmHeightunderbranch1291.010.99.9183.6198.361.32239.510.910.9177.1230.954.33289.313.011.4163.4201.659.44264.714.113.7212.2230.662.85331.815.613.1320.0360.480.9

1.2.2部分環(huán)境因子的測定及計算在5株梭梭樣株之間設(shè)置1個面積為25 m×25 m的樣方，采用CR1000數(shù)據(jù)采集器測定該樣方內(nèi)的空氣溫度、空氣相對濕度、太陽凈輻射、風(fēng)速、氣壓和降水量，每10 min記錄1次。由于風(fēng)速儀和雨量筒的安裝時間晚于其他觀測儀器，導(dǎo)致風(fēng)速、降水量及參考作物蒸散量的檢測數(shù)據(jù)采集日期晚于其他環(huán)境因子，其中風(fēng)速、降水量及參考作物蒸散量數(shù)據(jù)的采集時間為7月19日至11月30日，其余環(huán)境因子數(shù)據(jù)的采集時間均為6月18日至11月30日。 2 m高處風(fēng)速根據(jù)公式 “U2=(4.87×Uh)/ln(67.8×h-5.42)”[23]計算，式中：U2為2 m高處風(fēng)速；Uh為風(fēng)速儀安裝高度處的觀測風(fēng)速。本實驗中h為5.5 m。參照相關(guān)文獻[14,23]中的方法分別計算水汽壓飽和差和參考作物蒸散量。

1.2.3土壤體積含水量的測定選取與其他樣株間距6～12 m的5號樣株的根區(qū)土壤進行含水量檢測。具體操作如下：采用SEC002-minitrase時域反射儀(TDR，美國Soilmoisture Equipment Corp公司)測定樣株東側(cè)距離莖基部20、150和250 cm各水平位點的8、40、90、130和170 cm 5個土層共計15個土樣的土壤體積含水量，每個水平位點視為1個重復(fù)。每隔30 min測定1次，利用Wintrase軟件下載數(shù)據(jù)，并采用烘干法[24]對TDR的測定結(jié)果進行驗證，確認(rèn)TDR的測定結(jié)果與烘干法檢測結(jié)果間無顯著差異，說明該儀器無需校正。

1.3數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析

采用EXCEL 2007軟件對梭梭東、西方位樹干液流速率的實測值及各環(huán)境因子的實測值進行相關(guān)數(shù)據(jù)處理；采用SPSS 19.0軟件進行相關(guān)性分析；采用Origin 8.0軟件進行各種數(shù)據(jù)圖的制作。

2結(jié)果和分析

2.1實驗期間民勤綠洲荒漠過渡帶各環(huán)境因子的變化分析

在整個觀測期內(nèi)(6月18日至11月30日)，民勤綠洲荒漠過渡帶的空氣溫度、空氣相對濕度、水汽壓飽和差、太陽凈輻射、參考作物蒸散量、風(fēng)速、降水量及土壤體積含水量的變化見圖1。

由圖1可以看出：隨著時間推移，樣地的空氣溫度呈現(xiàn)先逐漸升高后逐漸降低的變化趨勢，且空氣溫度的高值集中在7月中、下旬；觀測期內(nèi)，樣地的空氣溫度的最高值為30.31 ℃，最低值為-10.14 ℃，平均值為15.30 ℃。隨時間推移，空氣相對濕度的起伏較大，并且，空氣相對濕度較高時空氣溫度相對較低；觀測期內(nèi)，空氣相對濕度的最高值為91.37%，最低值為18.05%，平均值為49.81%。觀測期內(nèi)，樣地的水汽壓飽和差整體表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢，其最高值為3.39 kPa，最低值為0.08 kPa，平均值為1.06 kPa。觀測期內(nèi)，樣地的太陽凈輻射在6月份至8月份均較高， 在9月份明顯下降， 在10月份和11月份降至較低水平；在整個觀測期內(nèi)，太陽凈輻射的最高值為180.88 W·m-2，最低值為-17.59 W·m-2，平均值為81.03 W·m-2。觀測期內(nèi)，樣地參考作物蒸散量的變化趨勢與太陽凈輻射的變化趨勢相似，也表現(xiàn)為在8月份以前較高，在9月份明顯下降，并在10月份和11月份降至較低水平；在整個觀測期內(nèi)，參考作物蒸散量的最高值達到6.37 mm·d-1， 平均值為2.50 mm·d-1，累計值為337.48 mm·d-1。在整個觀測期內(nèi)，樣地的風(fēng)速呈現(xiàn)不規(guī)則的波動變化，最高值為4.61 m·s-1， 最低值為0.43 m·s-1， 平均值為1.73 m·s-1。在整個觀測期內(nèi)，樣地的降水量共計93.1 mm；其中，7月21日的降水量最高(16.2 mm)，并且整個觀測期內(nèi)的降水主要集中在7月份，此月降水量高達34.8 mm；9月份和11月份的降水量均較低。在整個觀測期內(nèi)，樣地0～200 cm土層土壤的體積含水量均較低，且波動較??；土壤體積含水量的最低值為3.84%， 最高值為6.50%， 且其較高值主要集中在7月下旬至8月中、上旬。

—■—： 空氣溫度 Air temperature (T)； —□—： 空氣相對濕度 Air relative humidity (RH)； —●—： 水汽壓飽和差 Vapor pressure saturation deficit (VPD)； —○—： 太陽凈輻射 Net radiation (Rn)； —▲—：參考作物蒸散量 Reference crop evapotranspiration (ET0)； —△—： 風(fēng)速 Wind speed (Ws)； —▽—： 土壤體積含水量 Soil volumetric water content (VSW)； □： 降水量 Precipitation (P).

圖1實驗期間民勤綠洲荒漠過渡帶各環(huán)境因子的變化

Fig. 1Changes in environmental factors of Minqin oasis-desert ecotone during experimental period

2.2不同天氣梭梭東、西方位樹干液流速率的日變化分析

2.2.1晴天日樹干液流速率的日變化在每個月份分別選取10個典型的晴天日，對5株梭梭東、西方位樹干液流速率每30 min的瞬時數(shù)值平均值的日變化狀況進行分析，結(jié)果見圖2。

—■—： 東方位樹干液流速率 Sap flow rate of east trunk； —□—： 西方位樹干液流速率 Sap flow rate of west trunk.圖2　不同月份晴天日民勤綠洲荒漠過渡帶梭梭東、西方位樹干液流速率的日變化Fig. 2　Diurnal change of sap flow rate of east and west trunks of Haloxylon ammodendron (C. A. Mey.) Bunge in Minqin oasis-desert ecotone on sunny day in different months

由圖2可以看出：在6月份至8月份(即梭梭的生長旺盛期)的晴天日，梭梭東、西方位樹干液流速率的日變化均呈現(xiàn)明顯的“寬峰型”曲線。隨著月份的遞增，東、西方位樹干液流速率在白天的啟動時間逐漸延遲，由6月份的7:00延遲到11月份的11:00至12:00。在6月份和7月份，東、西方位樹干液流速率的日變化差異主要集中在0:00至14:00，并且總體表現(xiàn)為東方位的樹干液流速率高于西方位。在8月份，東、西方位樹干液流速率的日變化差異主要集中在14:00至20:00，并且這個時間段內(nèi)西方位的樹干液流速率高于東方位。在9月份和10月份，東、西方位的樹干液流速率僅在傍晚時略有差異，二者在白天幾乎無差異。在11月份，東、西方位樹干液流速率的日變化差異較大，并且總體上表現(xiàn)為東方位的樹干液流速率高于西方位。

在整個觀測期內(nèi)，晴天日梭梭東方位樹干液流速率的最大值、最小值和平均值分別為20.47、1.28和6.45 cm3·cm-2·h-1；而西方位樹干液流速率的最大值、最小值和平均值分別為19.09、 0.87和5.79 cm3·cm-2·h-1。東、西方位樹干液流速率的最大值分別出現(xiàn)在7月份和6月份，最低值均出現(xiàn)在10月份。隨著月份增加，東方位樹干液流速率的日均值由10.14 cm3·cm-2·h-1降至2.53 cm3·cm-2·h-1，西方位樹干液流速率的日均值由9.20 cm3·cm-2·h-1降至1.46 cm3·cm-2·h-1，并且東、西方位樹干液流速率的日均值降幅均以9月份為最大。

2.2.2陰天日樹干液流速率的日變化選取3個典型的陰天日，對5株梭梭東、西方位樹干液流速率每60 min的瞬時數(shù)值平均值的日變化狀況進行分析，結(jié)果見圖3。

由圖3可以看出：陰天日梭梭樹干液流速率的日變化趨勢與太陽凈輻射變化較一致，并且東、西方位樹干液流速率的日變化趨勢基本一致，二者峰值的同步性也較高?？傮w來看，東方位的樹干液流速率高于西方位。

在整個觀測期內(nèi)，陰天日梭梭東方位樹干液流速率的最大值、最小值和平均值分別為11.18、 0.68和4.73 cm3·cm-2·h-1；西方位樹干液流速率的最大值、 最小值和平均值分別為7.27、 0.63和3.75 cm3·cm-2·h-1。并且，陰天東、西方位樹干液流速率的日均值顯著低于晴天。

2.2.3雨天日樹干液流速率的日變化選取7個典型的雨天日，對5株梭梭東、西方位樹干液流速率每60 min的瞬時數(shù)值平均值的日變化狀況進行分析，結(jié)果見圖4。

—■—： 東方位樹干液流速率 Sap flow rate of east trunk； —□—： 西方位樹干液流速率 Sap flow rate of west trunk； ——： 太陽凈輻射 Net radiation.

圖3不同月份陰天日民勤綠洲荒漠過渡帶梭梭東、西方位樹干液流速率的日變化

Fig. 3Diurnal change of sap flow rate of east and west trunks ofHaloxylonammodendron(C. A. Mey.) Bunge in Minqin oasis-desert ecotone on cloudy day in different months

由圖4可以看出：雨天日梭梭樹干液流速率的日變化趨勢不明顯，多呈雙峰或多峰現(xiàn)象；并且，樹干液流速率的日變化與降水量的日變化趨勢基本相似。雨天日東、西方位樹干液流速率的日變化差異明顯。在6月份至8月份，東、西方位樹干液流速率的差異最大；在9月份，東、西方位樹干液流速率日變化趨勢的一致性較高?？傮w來看，西方位的樹干液流速率高于東方位。

在整個觀測期內(nèi)，雨天日梭梭東方位樹干液流速率的最大值、最小值和平均值分別為12.99、0.33和4.54 cm3·cm-2·h-1；西方位樹干液流速率的最大值、 最小值和平均值分別為14.23、 0.25和5.42 cm3·cm-2·h-1。 并且， 與相同月份陰天日樹干液流速率相比，雨天日梭梭樹干液流速率的日變化幅度較大。

2.3實驗期間梭梭東、西方位樹干液流速率的變化分析

在整個觀測期內(nèi)(6月18日至11月30日)，民勤綠洲荒漠過渡帶梭梭東、西方位樹干液流速率的變化見圖5。

由圖5可見：實驗期間，梭梭東、西方位的樹干液流速率總體表現(xiàn)為先升高后降低的變化趨勢。在6月下旬至7月中旬以及11月份，西方位樹干液流速率顯著低于東方位，且2個方位樹干液流速率的日變化趨勢相似；而在8月份和9月份，東、西方位的樹干液流速率差異較小，且西方位樹干液流速率總體上低于東方位。

在整個觀測期內(nèi)，梭梭東方位樹干液流速率的最大值、 最小值和平均值分別為291.89、 42.82 和138.36 cm3·cm-2·d-1；西方位樹干液流速率的最大值、最小值和平均值分別為248.28、25.95和123.72 cm3·cm-2·d-1。并且，在雨天日及陰天日，梭梭東、西方位的樹干液流速率均顯著低于鄰近的晴天日。

2.4不同天氣和時間尺度梭梭東、西方位樹干液流速率的相關(guān)性分析

對不同天氣和時間尺度梭梭東、西方位樹干液流速率間的相關(guān)性進行分析，結(jié)果見表2。

由表2可以看出：實驗期間，不同天氣和時間尺度梭梭東、西方位的樹干液流速率的相關(guān)性基本上均達到極顯著水平(P<0.01)，僅6月份晴天日東、西方位樹干液流速率的相關(guān)性在日尺度上不顯著。不論晴天日、陰天日還是雨天日，同一月份不同時間尺度東、西方位樹干液流速率的相關(guān)系數(shù)基本上均表現(xiàn)為在小時尺度上最高?？傮w而言，晴天日和雨天日東、西方位樹干液流速率的相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為在日尺度上最高，而陰天日二者的相關(guān)系數(shù)則表現(xiàn)為在小時尺度上最高。

—■—： 東方位樹干液流速率 Sap flow rate of east trunk； —□—： 西方位樹干液流速率 Sap flow rate of west trunk.圖5　實驗期間民勤綠洲荒漠過渡帶梭梭東、西方位樹干液流速率的變化Fig. 5　Change in sap flow rate of east and west trunks of Haloxylon ammodendron (C. A. Mey.) Bunge in Minqin oasis-desert ecotone during experimental period

表2不同天氣和時間尺度民勤綠洲荒漠過渡帶梭梭東、西方位樹干液流速率的相關(guān)性分析1)

Table 2Correlation analysis on sap flow rate between east and west trunks ofHaloxylonammodendron(C. A. Mey.) Bunge in Minqin oasis-desert ecotone in different weather and time scales1)

天氣和時間Weatherandtime東、西方位樹干液流速率的相關(guān)系數(shù) Correlationcoefficientofsapflowratebetweeneastandwesttrunks6月June7月July8月August9月September10月October11月November總計Total晴天Sunnyday 10min0.952**0.965**0.964**0.988**0.920**0.688**0.966** 1h0.954**0.967**0.966**0.989**0.923**0.694**0.968** 1d0.4290.721**0.803**0.971**0.952**0.854**0.972**陰天Cloudyday 10min0.741**—0.973**0.952**0.878**0.878**0.928** 1h0.742**—0.975**0.955**0.880**0.884**0.931** 1d——————0.926**雨天Rainyday 10min0.909**0.903**0.687**0.982**0.936**0.684**0.915** 1h0.914**0.910**0.700**0.985**0.943**0.713**0.920** 1d——————0.937**

1)**:P<0.01.

由表2可見：在相同時間尺度，晴天日和陰天日東、西方位樹干液流速率的相關(guān)系數(shù)總體上均表現(xiàn)為在8月份和9月份較高，而雨天日的相關(guān)系數(shù)則表現(xiàn)為在9月份和10月份較高；晴天日和雨天日東、西方位樹干液流速率的相關(guān)系數(shù)總體上表現(xiàn)為在11月份最低，而陰天日的相關(guān)系數(shù)則表現(xiàn)為在6月份最低。

由表2還可見：在同一時間尺度上，6月份、7月份和9月份晴天日東、西方位樹干液流速率的相關(guān)系數(shù)最高；8月份和11月份陰天日的相關(guān)系數(shù)最高；10月份雨天日的相關(guān)系數(shù)最高?？傮w而言，晴天日東、西方位樹干液流速率的相關(guān)系數(shù)明顯高于陰天日和雨天日。

2.5不同天氣和時間尺度梭梭東、西方位樹干液流速率與部分環(huán)境因子間的相關(guān)性分析

2.5.1日尺度樹干液流速率與部分環(huán)境因子的相關(guān)性分析選取梭梭東、西方位樹干液流速率相關(guān)性最高的8月份和9月份、相關(guān)性最低的6月份和11月份以及整個觀測期的梭梭東、西方位樹干液流速率，在日尺度上對其與部分環(huán)境因子的相關(guān)性進行分析，結(jié)果見表3。

由表3可見：在8月份的晴天日，梭梭東、西方位的樹干液流速率與空氣溫度(T)、太陽凈輻射(Rn)、水汽壓飽和差(VPD)、風(fēng)速(Ws)和參考作物蒸散量(ET0)大多存在顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)的相關(guān)性，僅西方位樹干液流速率與Ws的相關(guān)性不顯著；在9月份的晴天日，東、西方位的樹干液流速率與各環(huán)境因子均無顯著相關(guān)性。在6月份的晴天日，東方位的樹干液流速率與T、空氣相對濕度(RH)和VPD呈顯著或極顯著相關(guān)性，而西方位的樹干液流速率僅與Rn呈極顯著正相關(guān)性，并且東方位的樹干液流速率與各環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)基本上高于西方位；在11月份的晴天日，東、西方位的樹干液流速率均與Ws呈極顯著正相關(guān)性，但與其余5個環(huán)境因子的相關(guān)性均不顯著。值得注意的是，在8月份和6月份的晴天日，東、西方位的樹干液流速率與RH均呈負相關(guān)性，而在9月份和11月份的晴天日呈正相關(guān)性。

由表3還可見：就整個觀測期而言，晴天日梭梭東、西方位的樹干液流速率與T、Rn、VPD、Ws和ET0均呈極顯著正相關(guān)性，且其與T、Rn、VPD和ET0的相關(guān)系數(shù)較高， 均在0.80以上； 東、西方位的樹干液流速率與RH也存在極顯著相關(guān)性，但相關(guān)系數(shù)卻較低；陰天日東、西方位的樹干液流速率則與Rn、VPD和ET0均呈顯著或極顯著正相關(guān)性；雨天日東、西方位的樹干液流速率僅與T均呈極顯著正相關(guān)性?？傮w來看，陰天日和雨天日梭梭東、西方位的樹干液流速率與各環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)低于晴天日；不同月份間梭梭東、西方位的樹干液流速率與各環(huán)境因子的相關(guān)性差異較大，但在整個觀測期間差異并不明顯。

表3不同天氣日尺度上民勤綠洲荒漠過渡帶梭梭樹干液流速率與環(huán)境因子的相關(guān)性分析1)

Table 3Correlation analysis on trunk sap flow rate ofHaloxylonammodendron(C. A. Mey.) Bunge with environmental factors in Minqin oasis-desert ecotone in day scale in different weather1)

時間和方位Timeandposition晴天日樹干液流速率與環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)CorrelationcoefficientbetweentrunksapflowrateandenvironmentalfactorsonsunnydayTRHRn VPD Ws ET0 8月August 東East0.626**-0.589**0.493*0.664**0.717**0.497* 西West0.535**-0.553**0.719**0.593**0.4080.722**9月September 東East-0.1810.543-0.251-0.5090.044-0.253 西West-0.1290.547-0.179-0.482-0.169-0.1816月June 東East0.737**-0.690**0.3170.748*— — 西West0.282-0.5050.708**0.461——11月November 東East0.1880.1380.1930.1060.897**0.200 西West0.2430.0190.2870.2000.926**0.296整個觀測期Wholeperiod 東East0.855**-0.273**0.848**0.830**0.631**0.850** 西West0.892**-0.213**0.890**0.804**0.580**0.875**

時間和方位Timeandposition陰天日樹干液流速率與環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)CorrelationcoefficientbetweentrunksapflowrateandenvironmentalfactorsoncloudydayTRHRnVPD Ws ET0 整個觀測期Wholeperiod 東East0.587 -0.281 0.682*0.690* -0.270 0.749** 西West0.697*-0.4800.734*0.837*-0.4250.770**

時間和方位Timeandposition雨天日樹干液流速率與環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)CorrelationcoefficientbetweentrunksapflowrateandenvironmentalfactorsonrainydayTRHRnVPD Ws ET0 整個觀測期Wholeperiod 東East0.746**-0.303 0.548*0.607**0.362 0.081 西West0.745**-0.0450.4350.3950.245-0.005

1)T: 空氣溫度 Air temperature; RH: 空氣相對濕度 Air relative humidity; Rn: 太陽凈輻射 Net radiation; VPD: 水汽壓飽和差 Vapor pressure saturation deficit; Ws: 風(fēng)速 Wind speed; ET0: 參考作物蒸散量Reference crop evapotranspiration. **:P<0.01; *:P<0.05.

2.5.2小時尺度樹干液流速率與部分環(huán)境因子的相關(guān)性分析選取梭梭東、西方位樹干液流速率相關(guān)性最高的8月份和9月份，相關(guān)性最低的6月份和11月份以及整個觀測期的梭梭東、西方位樹干液流速率，在小時尺度上對其與部分環(huán)境因子的相關(guān)性進行分析，結(jié)果見表4。

由表4可見：在8月份和9月份的晴天日，梭梭東、西方位的樹干液流速率與T、RH、Rn、VPD、Ws和ET0均呈極顯著相關(guān)性，并且，東方位樹干液流速率與T、RH和VPD的相關(guān)系數(shù)低于西方位樹干液流速率與它們的相關(guān)系數(shù)，而東方位樹干液流速率與Rn、Ws和ET0的相關(guān)系數(shù)則高于西方位樹干液流速率與它們的相關(guān)系數(shù)。在6月份的晴天日，東、西方位樹干液流速率與T、RH、Rn和VPD均呈極顯著相關(guān)性，且東、西方位樹干液流速率與這4個環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)差異較?。辉?1月份的晴天日，東、西方位樹干液流速率與T、RH、VPD和Ws均呈極顯著相關(guān)性，且東方位樹干液流速率與各環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)明顯低于西方位，僅東方位樹干液流速率與Ws的相關(guān)系數(shù)略高于西方位，且2個方位樹干液流速率與Ws的相關(guān)系數(shù)均在0.80左右。在8月份和9月份的陰天日和雨天日，梭梭東、西方位樹干液流速率與各環(huán)境因子基本上呈極顯著相關(guān)性；在6月份和11月份的陰天日和雨天日，梭梭東、西方位樹干液流速率僅與個別環(huán)境因子呈顯著或極顯著相關(guān)性?？傮w來看，8月份和9月份陰天日和雨天日東、西方位樹干液流速率與各環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)明顯高于6月份和11月份，并且，8月份和9月份的陰天日和雨天日2個方位樹干液流速率與各環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)差異相對較小，而6月份和11月份2個方位樹干液流速率與各環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)差異較大。

表4不同天氣小時尺度上民勤綠洲荒漠過渡帶梭梭樹干液流速率與環(huán)境因子的相關(guān)性分析1)

Table 4Correlation analysis on trunk sap flow rate ofHaloxylonammodendron(C. A. Mey.) Bunge with environmental factors in Minqin oasis-desert ecotone in hour scale in different weather1)

時間和方位Timeandposition晴天日樹干液流速率與環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)CorrelationcoefficientbetweentrunksapflowrateandenvironmentalfactorsonsunnydayTRHRnVPDWsET08月August 東East0.790**-0.696**0.864**0.767**0.538**0.847** 西West0.811**-0.717**0.837**0.801**0.486**0.812**9月September 東East0.759**-0.552**0.772**0.677**0.354**0.731** 西West0.779**-0.555**0.765**0.700**0.277**0.717**6月June 東East0.779**-0.638**0.909**0.762**—— 西West0.770**-0.643**0.873**0.763**——11月November 東East0.205**-0.093**-0.0320.191**0.808**-0.022 西West0.562**-0.468**0.454**0.570**0.794**-0.050整個觀測期Wholeperiod 東East0.687**-0.479**0.763**0.788**0.770**0.790** 西West0.722**-0.495**0.773**0.809**0.805**0.772**

時間和方位Timeandposition陰天日樹干液流速率與環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)CorrelationcoefficientbetweentrunksapflowrateandenvironmentalfactorsoncloudydayTRHRnVPDWsET08月August 東East0.869**-0.756**0.807**0.860**0.085 0.784** 西West0.840**-0.728**0.739**0.862**-0.0280.712**9月September 東East0.706**-0.2240.610**0.447**0.632**0.643** 西West0.791**-0.341**0.687**0.584**0.454**0.699**6月June 東East0.430*0.2030.734**-0.084 — — 西West0.690**-0.1560.495*0.274 — —11月November 東East0.090-0.572*0.0590.596**0.777**0.073 西West-0.034-0.769**0.289*0.693**0.896**0.236*整個觀測期Wholeperiod 東East0.516**-0.463**0.712**0.685**0.253**0.738** 西West0.599**-0.546**0.733**0.792**0.1050.743**

續(xù)表4Table 4 (Continued)

時間和方位Timeandposition雨天日樹干液流速率與環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)CorrelationcoefficientbetweentrunksapflowrateandenvironmentalfactorsonrainydayTRHRnVPDWsET08月August 東East-0.488**0.580**0.696**-0.540**0.721**0.770** 西West-0.524**0.527**0.523**-0.530**0.728**0.606**9月September 東East0.542**-0.332**0.682**0.431**0.1240.637** 西West0.558**-0.361**0.665**0.449**0.1050.615**6月June 東East0.781**-0.727**0.838**0.790**— — 西West0.647**-0.657**0.726**0.709**— — 11月November 東East0.636**-0.0680.643**0.3160.839**0.662** 西West0.663**-0.0090.691**0.2000.591**0.700**整個觀測期Wholeperiod 東East0.543**-0.338**0.607**0.596**0.358**0.422** 西West0.568**-0.248**0.543**0.508**0.258**0.317**

1)T: 空氣溫度 Air temperature; RH: 空氣相對濕度 Air relative humidity; Rn: 太陽凈輻射 Net radiation; VPD: 水汽壓飽和差 Vapor pressure saturation deficit; Ws: 風(fēng)速 Wind speed; ET0: 參考作物蒸散量 Reference crop evapotranspiration. **:P<0.01; *:P<0.05.

由表4還可見：就整個觀測期而言，晴天日梭梭東、西方位的樹干液流速率與各環(huán)境因子均存在極顯著相關(guān)性，除與RH的相關(guān)系數(shù)低于0.50外，其與其他環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)均為0.687～0.809；除陰天日西方位樹干液流速率與Ws的相關(guān)性不顯著外，陰天日和雨天日東、西方位樹干液流速率與各環(huán)境因子的相關(guān)性均達到極顯著水平。總體來看，陰天日東、西方位樹干液流速率與各環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)低于晴天日，但明顯高于雨天日，雨天日東、西方位樹干液流速率僅與T、Rn和VPD的相關(guān)性較高，相關(guān)系數(shù)介于0.543～0.607之間。

3討論

研究結(jié)果顯示：總體來看，在整個觀測期內(nèi)梭梭東方位樹干液流速率的日均值略高于西方位，推測其可能與梭梭東、西方位的枝干結(jié)構(gòu)、根系分布以及樹干內(nèi)部輸水組織不同等有關(guān)[15]。不同天氣條件下，西方位樹干液流速率對環(huán)境因子的響應(yīng)程度略高于東方位，說明西方位樹干液流速率的日變化對環(huán)境因子變化的反應(yīng)較為敏感。晴天日，太陽凈輻射(Rn)和空氣溫度(T)均較大，東方位的樹干液流速率隨著空氣相對濕度(RH)和T的升高而大幅度提高；陰天日和雨天日，Rn和T均較低、RH較高，這將對梭梭枝葉產(chǎn)生較弱的蒸騰拉力，最終導(dǎo)致東、西方位的樹干液流速率明顯低于晴天日。在9月份和10月份的晴天日，梭梭東、西方位的樹干液流速率在白天的同步性較高，而在夜間則表現(xiàn)為東方位樹干液流速率高于西方位。說明處于生長末期時，梭梭自身的代謝能力下降，枝葉枯黃，導(dǎo)致梭梭對土壤水分的吸收較低，夜間各環(huán)境因子對樹干液流速率的影響減弱，且東、西方位樹干液流速率主要受自身內(nèi)部特征的影響。在整個觀測期內(nèi)，梭梭東、西方位的樹干液流速率在夜間均表現(xiàn)出明顯差異，這可能是由于夜間補水時，東、西方位的枝葉數(shù)量和冠幅差異造成樹干內(nèi)水分運輸速率不同所致。在6月份至11月份，梭梭東、西方位的樹干液流速率均表現(xiàn)出先升后降的趨勢，并且7月份的樹干液流速率高于其他月份，這與張利剛等[25]和曹曉明等[26]的研究結(jié)果一致，說明梭梭在7月份達到生長旺季，植株的蒸騰耗水量達到最高值。在生長旺季，梭梭東、西方位樹干液流速率的日變化均呈現(xiàn)明顯的“寬峰型”曲線，該結(jié)果與吳芳等[27]和馮起等[28]的相關(guān)研究結(jié)果一致，但卻與汪瀅等[29]的研究結(jié)果略有差異，這可能是因為6月份至8月份西北干旱地區(qū)日照時間長，光照強烈，太陽輻射啟動早、結(jié)束晚以及正午高強度的光照輻射造成梭梭同化枝氣孔關(guān)閉，從而抑制枝葉較高水平的蒸騰作用。

總體來看，實驗期間不同時間尺度和天氣梭梭東、西方位樹干液流速率間均存在極顯著相關(guān)性，這可能與梭梭的樹體結(jié)構(gòu)、根系分布、冠幅形狀及光照等存在一定關(guān)系[14,17]。但是，不同時間尺度梭梭東、西方位樹干液流速率的相關(guān)系數(shù)存在明顯差異，但均達到極顯著水平，其中，日尺度梭梭東、西方位樹干液流速率間的相關(guān)系數(shù)最高，說明梭梭東、西方位的樹干液流速率不存在明顯的時滯效應(yīng)，有利于梭梭平均液流的準(zhǔn)確計算，該結(jié)果與Lu等[30]和王華等[10]的研究結(jié)果一致。不同天氣梭梭東、西方位的樹干液流速率間的相關(guān)系數(shù)存在明顯差異，陰天日和雨天日東、西方位樹干液流速率間的相關(guān)系數(shù)明顯低于晴天日。推測其主要原因如下：1)梭梭根系不能迅速對降水作出反應(yīng)[31-32]，但降水時，雨水能夠迅速將梭梭枝條濕潤，促進其表皮細胞對水分的迅速吸收，從而干擾梭梭體內(nèi)的輸水組織對土壤中水分的運輸[33]；2)受常年盛行西北風(fēng)的影響，單株梭梭的樹冠整體表現(xiàn)為東南樹冠面積大于西北樹冠，導(dǎo)致東、西方位樹冠對雨水的截留和吸收均有明顯差異，從而造成東、西方位根系的吸水速率不同，最終導(dǎo)致東、西方位樹干液流速率出現(xiàn)差異；3)晴天日東、西方位樹干液流速率對外界環(huán)境因子的響應(yīng)程度存在略微差異，但各環(huán)境因子對東、西方位樹干液流速率的作用程度卻近似。外界環(huán)境因子共同作用于梭梭東、西方位樹干液流速率，降低了梭梭因不同方位自身差異對樹干液流速率相關(guān)性的影響。

梭梭樹干液流速率與環(huán)境因子的相關(guān)程度不僅受到生境差異[26,34]和土壤水分脅迫狀況[35]的影響，同時還在不同時間尺度表現(xiàn)出差異。隨著時間尺度的增大，陰天日和雨天日梭梭樹干液流速率與各環(huán)境因子的相關(guān)性降低，與王文杰等[36]的研究結(jié)果相似。這可能是因為隨著時間尺度的增大，陰天日和雨天日的土壤水分含量與樹干液流速率的相關(guān)程度高于其他環(huán)境因子與樹干液流速率的相關(guān)程度。受自身代謝水平、土壤水分含量及地上部枝干分布不均的影響，不同月份東、西方位樹干液流速率與各環(huán)境因子相關(guān)程度的差異性較大，但整個觀測期內(nèi)晴天日小時尺度梭梭東、西方位的樹干液流速率與水汽壓飽和差的相關(guān)系數(shù)較高，而日尺度則與空氣溫度的相關(guān)系數(shù)最高。在日尺度和小時尺度，晴天日和陰天日西方位樹干液流速率與參考作物蒸散量(ET0)的相關(guān)程度總體高于東方位，且東、西方位樹干液流速率均與ET0呈現(xiàn)極顯著的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)均在0.70以上。說明利用TDP探針測定梭梭東、西方位樹干液流速率具有一定的可行性。然而，由于本實驗未利用蒸滲儀法或水量平衡法測定梭梭的實際耗水量，因此無法對東、西方位耗水量的具體情況進行分析，相關(guān)研究有待后續(xù)實驗。

參考文獻:

[1]LIU H Z, TU G, FU C B, et al.Three-year variations of water, energy and CO2fluxes of cropland and degraded grassland surfaces in a semi-arid area of Northeastern China[J]. Advances in Atmospheric Sciences, 2008, 25: 1009-1020.

[2]周連童, 黃榮輝. 中國西北干旱、半干旱區(qū)感熱的年代際變化特征及其與中國夏季降水的關(guān)系[J]. 大氣科學(xué), 2008, 32(6): 1276-1288.

[3]張勁松, 孟平, 尹昌君. 植物蒸散耗水量計算方法綜述[J]. 世界林業(yè)研究, 2001, 14(2): 23-28.

[4]馬玲, 趙平, 饒興權(quán), 等. 喬木蒸騰作用的主要測定方法[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2005, 24(1): 88-96.

[5]鄧東周, 范志平, 王紅, 等. 林木蒸騰作用測定和估算方法[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2008, 27(6): 1051-1058.

[6]袁國富, 張娜, 孫曉敏, 等. 利用原位連續(xù)測定水汽δ18O值和Keeling Plot方法區(qū)分麥田蒸散組分[J]. 植物生態(tài)學(xué)報, 2010, 34(2): 170-178.

[7]SMITH D M, ALLEN S J. Measurement of sap flow in plant stems[J]. Journal of Experimental Botany, 1996, 47: 1833-1844.

[8]LIU B, ZHAO W Z, JIN B W. The response of sap flow in desert shrubs to environmental variables in an arid region of China[J]. Ecohydrology, 2011, 4: 448-457.

[9]ZHENG C L, WANG Q. Water-use response to climate factors at whole tree and branch scale for a dominant desert species in central Asia:Haloxylonammodendron[J]. Ecohydrology, 2014, 7: 56-63.

[10]王華, 歐陽志云, 鄭華, 等. 北京綠化樹種油松、雪松和刺槐樹干液流的空間變異特征[J]. 植物生態(tài)學(xué)報, 2010, 34(8): 924-937.

[11]王華田, 趙文飛, 馬履一. 側(cè)柏樹干邊材液流的空間變化規(guī)律及其相關(guān)因子[J]. 林業(yè)科學(xué), 2006, 42(7): 21-27.

[12]孫守家, 古潤澤, 叢日晨, 等. 銀杏樹干莖流變化及其對抑制蒸騰措施的響應(yīng)[J]. 林業(yè)科學(xué), 2006, 42(5): 22-28.

[13]李海濤, 陳靈芝. 應(yīng)用熱脈沖技術(shù)對棘皮樺和五角楓樹干液流的研究[J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報, 1998, 20(1): 1-6.

[14]馬玲, 趙平, 饒興權(quán), 等. 馬占相思樹干液流特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2005, 25(9): 2145-2151.

[15]李廣德, 賈黎明, 富豐珍, 等. 三倍體毛白楊不同方位樹干邊材液流特性研究[J]. 西北植物學(xué)報, 2010, 30(6): 1209-1218.

[16]孟秦倩, 王健, 張青峰, 等. 黃土山地蘋果樹樹體不同方位液流速率分析[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2013, 33(11): 3555-3561.

[17]張小由, 龔家棟, 周茅先, 等. 胡楊樹干液流的時空變異性研究[J]. 中國沙漠, 2004, 24(4): 489-492.

[18]李少寧, 陳波, 魯紹偉, 等. 月尺度下楊樹樹干液流對環(huán)境因子的響應(yīng)[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報, 2013, 28(3): 40-45, 52.

[19]SU P X. Photosynthesis of C4desert plants[M]∥RAMAWAT K G. Desert Plants: Biology and Biotechnology. Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2010: 243-259.

[20]常兆豐, 趙明. 民勤荒漠生態(tài)研究[M]. 蘭州: 甘肅科學(xué)技術(shù)出版社, 2006: 1-8.

[21]常兆豐. 民勤人工綠洲的形成、演變及其可持續(xù)性探討[J]. 干旱區(qū)研究, 2008, 25(1): 1-9.

[22]GRANIER A. Sap flow measurements in Douglas-fir tree trunks by means of a new thermal method[J]. Annals of Forest Science, 1987, 44: 1-14.

[23]ALLEN R G, PEREIRA L S, RAES D, et al. Crop evapotran-spiration: guidelines for computing crop water requirements[M]∥FAO. Irrigation and Drainage. Rome: FAO, 1998.

[24]張曉艷, 褚建民, 孟平, 等. 民勤綠洲荒漠梭梭(Haloxylonammodendron)土壤水分特征[J]. 中國沙漠, 2015, 35(5): 1206-1216.

[25]張利剛, 曾凡江, 劉鎮(zhèn), 等. 極端干旱區(qū)3種植物液流特征及其對環(huán)境因子的響應(yīng)[J]. 干旱區(qū)研究, 2013, 30(1): 115-121.

[26]曹曉明, 陳曦, 王卷樂, 等. 古爾班通古特沙漠南緣非灌溉條件下梭梭(Haloxylonammodendron)蒸騰耗水特征[J]. 干旱區(qū)地理, 2013, 36(2): 292-302.

[27]吳芳， 陳云明， 于占輝. 黃土高原半干旱區(qū)刺槐生長盛期樹干液流動態(tài)[J]. 植物生態(tài)學(xué)報， 2010, 34(4): 469-476.

[28]馮起， 司建華， 席海洋， 等. 極端干旱區(qū)天然植被耗水規(guī)律試驗研究[J]. 中國沙漠， 2008, 28(6): 1095-1103.

[29]汪瀅, 王健, 鄭懷舟, 等. 不同光照條件下觀光木莖干液流密度季節(jié)變化及其相關(guān)因素分析[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報， 2012, 21(4): 67-75

[30]LU P, MüLLER W J, CHACKO E K. Spatial variations in xylem sap flux density in the trunk of orchard-grown, mature mango trees under changing soil water conditions[J]. Tree Physiology, 2000, 20: 683-692.

[31]REYNOLDS J F, KEMP P R, OGLE K, et al. Modifying the ‘pulse-reserve’ paradigm for deserts of North America: precipita-tion pulses, soil water, and plant responses[J]. Oecologia, 2004, 141: 194-210.

[32]ROBERTSON T R, BELL C W, ZAK J C, et al. Precipitation timing and magnitude differentially affect aboveground annual net primary productivity in three perennial species in a Chihuahuan Desert grassland[J]. New Phytologist, 2009, 181: 230-242.

[33]ZHAO W Z, LIU B. The response of sap flow in shrubs to rainfall pulses in the desert region of China[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2010, 150: 1297-1306.

[34]徐先英, 孫保平, 丁國棟, 等. 干旱荒漠區(qū)典型固沙灌木液流動態(tài)變化及其對環(huán)境因子的響應(yīng)[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2008, 28(3): 895-905.

[35]孫鵬飛, 周宏飛, 李彥, 等. 古爾班通古特沙漠原生梭梭樹干液流及耗水量[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2010, 30(24): 6901-6909.

[36]王文杰, 孫偉, 邱嶺, 等. 不同時間尺度下興安落葉松樹干液流密度與環(huán)境因子的關(guān)系[J]. 林業(yè)科學(xué), 2012, 48(1): 77-85.

(責(zé)任編輯： 佟金鳳)

收稿日期：2015-10-10

基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目(31370707； 31000322)； 國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目(2014CB954204)； 中央基本科研業(yè)務(wù)費專項資金項目(200714)

作者簡介：張曉艷(1986—)，女，山東諸城人，博士研究生，主要從事生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能研究。 ①通信作者E-mail: cjmcaf@163.com

中圖分類號：Q945.17+1； Q948.112； S793.9

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-7895(2016)02-0010-13

DOI:10.3969/j.issn.1674-7895.2016.02.02

Characteristics of sap flow of east and west trunks ofHaloxylonammodendronin Minqin oasis-desert ecotone and correlation analyses

ZHANG Xiaoyan1, CHU Jianmin1,①， MENG Ping1, YAO Zengwang1, WANG Hesong2, JIANG Shengxiu3

(1. Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation of State Forestry Administration, Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China； 2. College of Forestry, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China; 3. Minqin National Studies Station for Desert Steppe Ecosystem, Gansu Desert Control Research Institute, Wuwei 733000, China),J.PlantResour. &Environ., 2016, 25(2): 10-22

Abstract:Sap flow rate of east and west trunks of Haloxylon ammodendron (C. A. Mey.) Bunge in Minqin oasis-desert ecotone was continuously determined by Grainer thermal diffusion probe method (TDP) from June to November, and related environmental factors were determined simultaneously. On the basis, diurnal change of sap flow rate of east and west trunks on sunny, cloudy and rainy days and changes of sap flow rate of east and west trunks and environmental factors during experimental period were analyzed, and correlations between sap flow rate of east and west trunks and correlations of them with some environmental factors in different weather and time scales were analyzed. The results show that during vigorous growth period (from June to August), diurnal change of sap flow rate of east and west trunks of H. ammodendron on sunny day both appears obviously “broad peak type” curve. During whole observation period, there is a certain difference in trunk sap flow rate in different weather, and also a certain difference in sap flow rate between east and west trunks and their difference in the nighttime is more obvious than that in the daytime. On the whole, sap flow rate of east trunk is higher than that of west trunk. The correlation analysis results show that there are extremely significantly positive correlations between sap flow rate of east and west trunks of H. ammodendron in different weather and time scales, their correlation coefficients are all above 0.90 with a little difference. On the whole, correlation between sap flow rate of east and west trunks on sunny day is higher than that on cloudy and rainy days, and that in day scale is the strongest. Correlation of sap flow rate of east and west trunks with environmental factors on sunny day is higher than that on cloudy and rainy days, and that in hour scale is higher than that in day scale. Correlation of sap flow rate of west trunk with environmental factors is slightly higher than that of east trunk, meaning that response of sap flow rate of west trunk of H. ammodendron to environmental factor change is more sensitive. Correlations of sap flow rate of east and west trunks with reference crop evapotranspiration (ET0) on sunny and cloudy days are extremely significant, their correlation coefficients are all above 0.70, meaning that there is certain feasibility in according to sap flow rate of east and west trunks of H. ammodendron for calculating its water consumption. It is suggested that there is a certain relationship of trunk sap flow rate of H. ammodendron with weather, environmental factor, time scale and trunk position, etc.

Key words:Haloxylon ammodendron (C. A. Mey.) Bunge; trunk sap flow rate; environmental factor; Grainer thermal diffusion probe method (TDP); correlation analysis