邵全忠，楊 丹，劉 華，李怡文

(1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院，森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所，北京100091；2.河南省周口水文水資源勘測(cè)局，河南 周口 466000)

0 引 言

植物在生長(zhǎng)過(guò)程中離不開(kāi)必要的水分和養(yǎng)分，除了植物自身各個(gè)組織對(duì)水分具有直接的利用之外，蒸騰過(guò)程中對(duì)水分的消耗也是植物對(duì)水分利用的方式之一，并貫穿整個(gè)植物生命周期，并對(duì)其新陳代謝等生理活動(dòng)產(chǎn)生關(guān)鍵作用[1-3]。植物一方面需要吸收水分滿足其生長(zhǎng)的需要，另一方面還會(huì)在大氣蒸騰作用下將一定的水分向大氣傳輸，在土壤的參與下，就形成了土壤-植物-大氣連續(xù)體[4,5]，共同制約水熱傳輸過(guò)程。其中的關(guān)鍵影響因素就是水分，不同的植物具有不同的需水特性，這也直接影響到其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性[6,7]，因此從這一角度來(lái)講，對(duì)植物生存適應(yīng)性的研究離不開(kāi)對(duì)其耗水過(guò)程的研究，尤其是其蒸騰耗水過(guò)程及特點(diǎn)[8,9]，這也是生物學(xué)研究的主要方向之一。近些年來(lái)，越來(lái)越多的學(xué)者通過(guò)更先進(jìn)的檢測(cè)手段來(lái)探究植物的蒸騰耗水過(guò)程[10,11]，比如蒸散率、渦度技術(shù)等；此外，對(duì)氣孔阻力、冠層葉水勢(shì)等研究越來(lái)越多，更多地從植物自身生理特點(diǎn)進(jìn)行研究，對(duì)環(huán)境影響未給予充分考慮，因此，如何依據(jù)有限的水分承載力，構(gòu)建出水分穩(wěn)定的森林植被是一項(xiàng)重要研究[10,11]。

就華北落葉松人工林而言，其主要分布于近2 500 m高的山地，不僅對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)[12,13]，而且具有較快的生長(zhǎng)速度，更憑借通直樹(shù)干而具有優(yōu)良材質(zhì)，所以說(shuō)其不僅具有重要的生態(tài)價(jià)值，還具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，成為該地區(qū)重要的樹(shù)種[14]。就華北落葉松來(lái)說(shuō)，較好的保水能力使得其能夠擁有強(qiáng)大的耐旱性，這對(duì)于山區(qū)而言是良好的植被，不僅能夠起到良好的蓄水效果，且能夠通過(guò)水熱傳輸來(lái)凈化當(dāng)?shù)氐目諝?，提升土壤的蓄水性。?duì)于森林而言，其在生長(zhǎng)過(guò)程中不可避免地消耗一部分水分，但是其蒸騰作用也是水分消耗的重要途徑，不少研究發(fā)現(xiàn)，水分蒸發(fā)僅僅占植物耗水的很小一部分，而土壤水分揮發(fā)及植物水分蒸騰是植物耗水的重要途徑之一。20世紀(jì)中葉，國(guó)外大量的學(xué)者逐漸深入探究林木耗水機(jī)理，隨著研究的不斷深入，林木蒸散日益受到關(guān)注，當(dāng)前已經(jīng)能夠通過(guò)樹(shù)干液流法、蒸滲儀稱量法等多種測(cè)量方法對(duì)林木耗水進(jìn)行衡量。就水量平衡法而言，必須首先了解總的降雨量以及地面徑流，之后還要對(duì)林冠的截流量及土壤儲(chǔ)水量進(jìn)行測(cè)量，然后在此基礎(chǔ)上測(cè)算林木耗水量，因而容易產(chǎn)生較大誤差[15-17]。為了更好地解決水量平衡法造成的測(cè)量誤差，往往在此基礎(chǔ)上開(kāi)展相應(yīng)的渦度相關(guān)法進(jìn)行林木耗水測(cè)量，但是該方法容易受風(fēng)速、風(fēng)向的制約，且難以適應(yīng)復(fù)雜地形測(cè)量；樹(shù)干液流法而言，測(cè)量系統(tǒng)并不復(fù)雜，在測(cè)量過(guò)程中能夠適應(yīng)多種地形、成本并不高，而且能夠較準(zhǔn)確測(cè)量植物耗水，因此得以廣泛應(yīng)用，也是近年來(lái)不少學(xué)者開(kāi)展植物耗水研究的主要測(cè)量方法[5-6,8]。此外，華北落葉松其生態(tài)適應(yīng)性及生產(chǎn)力、養(yǎng)分循環(huán)、群落特征等方面的研究已有一些報(bào)道，而對(duì)華北落葉松蒸騰耗水特征研究較少。隨著華北落葉松造林面積的增加和中幼齡的陸續(xù)形成，森林經(jīng)營(yíng)管理迫切關(guān)注華北落葉松林地蒸騰耗水特征。因此，筆者通過(guò)對(duì)華北落葉松耗水特性以及維持生態(tài)穩(wěn)定的生態(tài)耗水量的研究，可以確定華北落葉松水分的合理承載能力，對(duì)森林生態(tài)植被建設(shè)與管理有著重要的意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究地點(diǎn)位于秦嶺西部太白縣南灘苗圃林場(chǎng)(E107°20′，N34°02′)，該區(qū)屬于秦嶺西主峰鰲山腳下，海拔1 600～1 700 m，年均降水量600～1 000 mm，年均無(wú)霜期158 d，年平均氣溫7.6 ℃，最高氣溫32.8 ℃，最低氣溫-25.5 ℃，屬秦嶺谷地小氣候帶，林木生長(zhǎng)期166 d。林地土壤以山地黃棕壤為主，土壤厚度為65 cm左右。林下生有六道木(Abelia biflora)、胡枝子(Lespedza bicolor)、繡線菊(Spiraea salicifolia)等灌木，草本植物主要有大油芒(Sponiopogon sibiricus)、披針苔草(Arthraxon hispisdus)、菊科(Compositae)和黃精屬(Polygonatum)等多種植物。

1.2 樣地設(shè)置

采用空間序列代替時(shí)間的方法，在研究區(qū)內(nèi)連續(xù)5 a(2012年3月-2016年12月)進(jìn)行觀測(cè)，同時(shí)統(tǒng)計(jì)了近35 a該區(qū)降水量和溫度的變化特征(圖1)，并選取幼齡、中齡和老齡華北落葉松進(jìn)行取樣和觀測(cè)樣地。每種林齡選取3個(gè)不同的樣地分別編號(hào)1、2、3，樣地面積為200 m×200 m，按照喬木調(diào)查的方法對(duì)每個(gè)樣地選取5個(gè)20 m×20 m的樣方來(lái)進(jìn)行相關(guān)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)。其中GPS記錄經(jīng)每個(gè)樣地的緯度和海拔，坡度坡向計(jì)統(tǒng)計(jì)所在樣地的坡度和坡向，記錄每個(gè)樣方的物種數(shù)(植株密度)，胸徑尺和測(cè)高儀測(cè)定每一植株的胸徑(cm)和高度(m)，并用卷尺測(cè)定其冠幅(m)，根據(jù)生長(zhǎng)錐確定林齡，調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表1。

1.3 土壤蒸發(fā)耗水

土壤在熱力作用下不可避免地通過(guò)蒸發(fā)而耗水，為衡量其土壤耗水本實(shí)驗(yàn)利用稱重法加以測(cè)量，首先選取樣地土樣，然后將其放入鐵質(zhì)圓桶，圓桶的直徑、高度分別為300、315 mm，之后每日通過(guò)加水來(lái)把控其含水量，并在每月的中旬對(duì)土樣進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)測(cè)量及記錄；要求土樣分別采集無(wú)植被、有植被覆蓋的土樣，并對(duì)每塊樣地進(jìn)行取樣3次，每三天用精度0.001 g的電子天平稱重一次，每次3個(gè)重復(fù)，雨后重新?lián)Q土。

圖1 1985-2017年各月降水量、溫度與多年同期平均降水量比較Fig.1 The precipitation of 1985-2017 compare with average precipitation and temperature in the same period

項(xiàng)目海拔/m坡向坡度/(°)胸徑/cm株高/m冠幅/m林齡/a密度/(株·hm-2)11 656SE13～193.56.94.6165幼齡21 621SW10～156.45.24.2513231 698NW5～87.23.44.815411 619SW8～1311.913.27.21 523中齡21 659NW19～2512.712.76.2101 43631 601SE15～2013.511.57.11 58911 606N10～1610.611.55.31 652老齡21 698N15～2612.812.36.1201 45331 687NW8～1611.512.46.71 487

1.4 樹(shù)干徑流測(cè)定

本研究樹(shù)干液流采用EMS62植物莖流系統(tǒng)測(cè)定，該測(cè)定系統(tǒng)基于組織熱平衡(THB)法來(lái)計(jì)算樹(shù)干液流通量。在高約1.3 m處，用刀將樹(shù)干死皮刮掉，不能損壞樹(shù)木形成層，剩余樹(shù)皮和韌皮部厚度不得超過(guò)15 mm。在樹(shù)干上用配套專用工具插入上部3個(gè)終端電極和下部一個(gè)參比電極，然后將傳感器探針按順序插入電極槽中，最后將線纜連接器鉤在傳感器上。在數(shù)據(jù)采集器中設(shè)置每3 min采集1次數(shù)據(jù)，每30 min記錄1次平均數(shù)據(jù)，時(shí)間為2012年3月-2016年12月。

通過(guò)液流運(yùn)移速率計(jì)算蒸騰耗水：

P=QTdCwd+TdZ

(1)

由公式(1)得出液流速率為：

(2)

式中：P為熱輸入功率，W；Q為液流速率，kg/(h·cm)；Td為測(cè)量點(diǎn)的溫度變化，K；Cw為水的比熱容，J/(kg·K)；d為加熱樹(shù)干的有效寬度，cm；Z為測(cè)量點(diǎn)的熱損失系數(shù)，W/K。

整株樹(shù)的樹(shù)干液流速率計(jì)算公式如下：

Qt=Q×(A-6.28B)

(3)

式中：Qt為整株樹(shù)的樹(shù)干液流速率，kg/h；Q為液流速率，kg/(h·cm)；A為樹(shù)干周長(zhǎng)(包括樹(shù)皮，cm)；B為樹(shù)皮加韌皮部的厚度，cm。

1.5 林木蒸騰耗水

通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)林木個(gè)體耗水引起的質(zhì)量變化，可以精確描述單株林木的蒸騰耗水特征：

(4)

Vi=24Ed

(5)

式中：V為樹(shù)木生長(zhǎng)季單株耗水量，kg；Vi為第i月的單株月耗水量，kg；k為該樹(shù)種在一個(gè)生長(zhǎng)季開(kāi)始有樹(shù)干液流的月份；n為該樹(shù)種在一個(gè)生長(zhǎng)季樹(shù)干液流結(jié)束的月份；E為月平均小時(shí)耗水量，kg/h；d為該月有樹(shù)干液流的天數(shù)，d。

林分總蒸騰耗水量的理論推導(dǎo)基于對(duì)單木耗水的實(shí)測(cè)結(jié)果。結(jié)合得出的不同樹(shù)種胸徑與邊材面積的經(jīng)驗(yàn)方程，可得出林分總蒸騰量。

(6)

式中：Ea為時(shí)段Δt的喬木總蒸騰量，mL；i為所測(cè)林地內(nèi)樹(shù)木株數(shù)；Di為第i棵樹(shù)的胸徑，cm；a、b為胸徑-邊材面積回歸模型參數(shù)；est為樣木單位時(shí)間內(nèi)單位邊材面積貢獻(xiàn)的林木蒸騰量，mL/(cm2·min)。

根據(jù)水量平衡方程計(jì)算土壤及植物蒸散耗水：

(7)

式中：Ti代表水分蒸散強(qiáng)度，mm/h；m(t-1)，mt代表t-1時(shí)刻和t時(shí)刻蒸滲儀土體水質(zhì)量，g；Δt代表t-1與t時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，h；ρ代表水的密度，g/cm3；A代表表面積，cm2。

通過(guò)分析華北落葉松土壤蒸發(fā)的測(cè)定結(jié)果可知，地面覆蓋措施對(duì)林地植被管理在土壤水分流失的減少方面、土壤水分蒸發(fā)的有效抑制方面以及調(diào)節(jié)地溫方面有著極大的作用。

為了取得更好的分析結(jié)果，通過(guò)以下公式來(lái)定義蒸發(fā)量差：

R=G-B

(8)

其中地表蒸發(fā)量用G來(lái)表示，裸地的蒸發(fā)量通過(guò)B表示，單位均為mm；

若R≥0，則說(shuō)明此時(shí)的地表植被并沒(méi)有起到涵養(yǎng)土壤水分的作用，對(duì)于降低大氣蒸發(fā)對(duì)水分消耗并沒(méi)有明顯作用，這表面植被難以滿足當(dāng)?shù)貧夂驐l件，對(duì)土壤保濕沒(méi)有效果；反之，當(dāng)R<0的情況下，地表植被能夠明顯抑制蒸發(fā)作用對(duì)水分的消耗，能夠較好保持土壤水分，從而利用植被生長(zhǎng)，并有效降低水土流失，這樣的地表植被既能保持水土又能為林木等生長(zhǎng)提供更好的生長(zhǎng)條件，有利于林地管理。

1.6 氣象因子觀測(cè)

氣象因子的觀測(cè)采用美國(guó)ONSET公司生產(chǎn)的HOBO便攜式自動(dòng)氣象站。該氣象站具備一套完整的測(cè)定和記錄小氣候的系統(tǒng)，配備的標(biāo)準(zhǔn)傳感器有：氣溫，降雨量，相對(duì)濕度，土壤溫度，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度等。氣象站放置在離試驗(yàn)場(chǎng)地不遠(yuǎn)的空曠地帶，2012年3月-2016年12月記錄數(shù)據(jù)。

1.7 數(shù)據(jù)處理

SPSS 18.0和Excel 2010.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，Pearson相關(guān)性系數(shù)檢驗(yàn)法、單因素方差分析(One-way ANOVA)和最小顯著法(LSD)檢驗(yàn)其差異顯著性，在P<0.05和P<0.01水平檢驗(yàn)相關(guān)系數(shù)顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤蒸發(fā)耗水

2.1.1 植被對(duì)土壤蒸發(fā)的調(diào)節(jié)作用

華北落葉松全年土壤蒸發(fā)量如圖2所示，由圖2可知，全年中不同林齡華北落葉松土壤蒸發(fā)量呈“幾”字形變化規(guī)律，在7-8月達(dá)到最大，4-6月呈急劇增加趨勢(shì)；1-4月，3種林齡華北落葉松土壤蒸發(fā)量基本保持一致或者不變，9月以后3種林齡華北落葉松土壤蒸發(fā)量有所降低；土壤蒸發(fā)量與林齡有很大的關(guān)系。

圖2 不同林齡土壤蒸發(fā)量Fig.2 Soil evaporation of differentwoodlands

通過(guò)圖3不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)幼齡[圖3(a)]土樣的土壤含水量高于19%的情況下，R>0，說(shuō)明地表植被未對(duì)土壤水分蒸發(fā)起到抑制作用，不利于水分的保持；相反，R<0時(shí)土壤的含水量則是在19%以下，此時(shí)土壤水分蒸發(fā)被有效抑制，說(shuō)明該植被在減少水分流失方面起到了顯著作用。而對(duì)于圖3(b)中的中齡而言，蒸發(fā)量差受土壤含水量的影響不明顯，浮動(dòng)區(qū)間在0上下，而當(dāng)土壤含水量低于22%的情況時(shí)，浮動(dòng)范圍會(huì)增大，但植被此時(shí)會(huì)對(duì)抑制土壤水分蒸發(fā)起到作用；當(dāng)土壤含水量高于22%的情況下，雖然浮動(dòng)不大，但從整體趨勢(shì)判斷，其植被并沒(méi)有起到明顯是抑制土壤水分蒸發(fā)的作用。圖3(c)的老齡而言，去土樣測(cè)量的結(jié)果趨勢(shì)與幼齡頗為相似，蒸發(fā)量差因土壤含水量的增加而上升，地表植被能夠?qū)ν寥浪制鸬秸舭l(fā)抑制作用的條件是土壤含水量低于15%，此時(shí)R<0；相反，當(dāng)土壤含水量在15%以上時(shí)，地表植被難以對(duì)土壤水分蒸發(fā)起到較為明顯的抑制作用。綜合以上3組土樣，不難發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律：當(dāng)土壤含水量在18%以上時(shí)，地被植物難以起到抑制土壤水分蒸發(fā)的作用；只有在土壤含水量在18%以下的時(shí)候，地被植物才能夠有效減少土壤水分的蒸發(fā)，從而對(duì)減少水土流失及保濕起到明顯的作用。

圖3 不同林齡蒸發(fā)量差與土壤含水量的關(guān)系Fig.3 The relationship between soil evaporation and soil water contentof different woodlands

2.1.2 土壤蒸發(fā)量與環(huán)境因子的關(guān)系

表2是對(duì)土壤蒸發(fā)量與周圍環(huán)境因子進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果，從中不難看出，在0.05的顯著性水平下，3種林齡土壤蒸發(fā)量與植被蓋度p值均在0.05以上，所以二者并沒(méi)有顯著的相關(guān)關(guān)系。對(duì)幼齡土壤蒸發(fā)量與土壤含水量的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，其顯著相關(guān)性r達(dá)到了0.514，說(shuō)明二者是正相關(guān)的關(guān)系；通過(guò)與溫度的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，其顯著相關(guān)系數(shù)r達(dá)到了0.689；通過(guò)與蒸發(fā)量差的因子分析發(fā)現(xiàn)，其顯著負(fù)相關(guān)系數(shù)r達(dá)到了-0.623，說(shuō)明與蒸發(fā)量差具有顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；通過(guò)對(duì)中齡土壤蒸發(fā)量與土壤含水量的因子分析發(fā)現(xiàn)，其顯著相關(guān)系數(shù)r達(dá)到了0.236；與溫度的顯著相關(guān)系數(shù)r達(dá)到了0.598；在0.05顯著性水平下與蒸發(fā)量差之間是負(fù)相關(guān)相關(guān)系數(shù)；老齡土壤蒸發(fā)量與土壤含水量的相關(guān)系數(shù)r達(dá)到了0.321，與溫度的相關(guān)系數(shù)r達(dá)到了0.547，且具有顯著性；與蒸發(fā)量差之間具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；通過(guò)以上分析不難發(fā)現(xiàn)，土壤蒸發(fā)量與土壤含水量、溫度以及蒸發(fā)量差之間具有明顯的線性關(guān)系，進(jìn)而對(duì)以上線性關(guān)系進(jìn)行回歸分析。

表2 土壤蒸發(fā)量與其他因子相關(guān)性Tab.2 The relationship between soil evaporation and the other factors of differentwoodlands

注：**表示在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)；*表示在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)，下同。

從表3的土壤蒸發(fā)量與因子間的關(guān)系模型可以看出：土壤蒸發(fā)量不僅與土壤含水量之間具有正相關(guān)關(guān)系，還和土壤含水量及溫度具有正相關(guān)的關(guān)系；而蒸發(fā)量差則與土壤蒸發(fā)量之間具有負(fù)相關(guān)性。

表3 土壤蒸發(fā)量與各因子的關(guān)系模型Tab.3 The models between soil evaporation and the other factors of differentwoodlands

注：a為土壤含水量，mm；b為溫度，℃；c為蒸發(fā)量，mm。

2.2 華北落葉松蒸騰耗水

2.2.1 華北落葉松蒸騰耗水規(guī)律及環(huán)境因子的動(dòng)態(tài)變化

全年中不同林齡華北落葉松蒸騰耗水量呈“幾”字形變化規(guī)律，在7-8月達(dá)到最大，4-6月呈急劇增加趨勢(shì)；1-4月，3種林齡蒸騰耗水量基本保持一致或者不變，9月以后蒸騰耗水量有所降低。由圖4可以看出：蒸騰耗水量基本表現(xiàn)為老齡>中齡>幼齡，蒸騰耗水量與林齡有很大的關(guān)系；不同林齡華北落葉松太陽(yáng)輻射在7-8月達(dá)到最大，4-6月呈急劇增加趨勢(shì)，8月以后，太陽(yáng)輻射急劇降低；土壤含水量與土壤溫度與蒸騰耗水量呈一致的變化規(guī)律，在7-8月達(dá)到最大，4-6月呈急劇增加趨勢(shì)。

2.2.2 華北落葉松蒸騰與環(huán)境因子的關(guān)系

根據(jù)以往的研究，空氣溫度及相對(duì)濕度等環(huán)境因素對(duì)林木蒸騰會(huì)產(chǎn)生重要的影響，同時(shí)也會(huì)受到輻射及土壤含水量等因素的制約，但不同地區(qū)環(huán)境差異大，也會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)果不一。本研究選取了草本蓋度、冠幅等8個(gè)環(huán)境因子作為林木蒸騰強(qiáng)度的影響因素，從而判斷各因素對(duì)林木蒸騰的影響大小。其中土壤溫度和土壤含水量的測(cè)量深度為20 cm。

從表4可知：各環(huán)境因子對(duì)華北落葉松的蒸騰影響不一，其中太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、土壤溫度對(duì)幼齡和中齡落葉松的蒸騰強(qiáng)度產(chǎn)生顯著的正相關(guān)影響，冠幅、胸徑和株高則對(duì)之產(chǎn)生負(fù)相關(guān)的影響；老齡落葉松的蒸騰強(qiáng)度僅與太陽(yáng)輻射強(qiáng)度呈極顯著正相關(guān)，與相冠幅、胸徑和株高呈顯著負(fù)相關(guān)。另外，表5表明：土壤含水量、太陽(yáng)幅度強(qiáng)度、土壤溫度對(duì)林木蒸騰產(chǎn)生正相關(guān)的影響，也就是說(shuō)在環(huán)境因素不斷增強(qiáng)的情況下，林木的蒸騰強(qiáng)度也會(huì)變大。

圖4 不同林齡蒸騰耗水量Fig.4 The soil transpiration water of different woodlands

項(xiàng)目草本蓋度冠幅胸徑株高密度土壤含水量土壤溫度太陽(yáng)輻射強(qiáng)度幼齡相關(guān)性-0.098-0.895??-0.756??-0.892??-0.0320.566?0.742??0.856??顯著性0.3560000.2590.0170.0030中齡相關(guān)性-0.123-0.841??-0.615??-0.725??-0.523?0.689??0.2380.759??顯著性0.31500.00500.0080.0040.3260.003老齡相關(guān)性-0.352-0.803??-0.523?-0.603?-0.514?0.558?0.569?0.784??顯著性0.28900.0190.0080.0080.0230.0170.002

表5 林木蒸騰量與各因子的關(guān)系模型Tab.5 The models between soil evaporation and the other factors of different woodlands

注：a為冠幅，m；b為胸徑，mm；c為株高，m；d為土壤含水量。

3 結(jié)論與討論

森林耗水主要包括土壤蒸發(fā)耗水和植被的耗水這兩個(gè)部分。通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，土壤含水量不僅與土壤溫度之間存在顯著的正相關(guān)，而且還與土壤蒸發(fā)耗水之間存在顯著的正相關(guān)。值得注意的是，植被對(duì)土壤水分起抑制作用的條件是土壤含水量高于18%。在本研究中，3種林齡華北落葉松土壤蒸發(fā)量的年際變化呈現(xiàn)出“幾”字形的變化規(guī)律，具體表現(xiàn)為4-6月呈急劇增加的趨勢(shì)，7-8月達(dá)到最大；在1-4月，3種林齡華北落葉松土壤蒸發(fā)量基本保持一致的變化趨勢(shì)，而在9月以后，土壤蒸發(fā)量均有所降低。這種結(jié)果在一定程度上說(shuō)明土壤蒸發(fā)量差主要受地表植被抑制土壤水分蒸發(fā)的影響。另一方面，林木蒸騰耗水主要表現(xiàn)在4-10月，也就是生長(zhǎng)期，其中幼齡蒸騰量為289.52 mm，中齡蒸騰量258.34 mm，老齡蒸騰量223.58 mm。根據(jù)本文研究發(fā)現(xiàn)土壤蒸發(fā)量不僅與土壤含水量之間具有顯著正相關(guān)關(guān)系，還和土壤含水量及溫度具有正相關(guān)的關(guān)系，也就是說(shuō)隨著這些因素的上升，土壤蒸發(fā)量也會(huì)提升；而蒸發(fā)量差則與土壤蒸發(fā)量之間具有負(fù)相關(guān)性。

土壤含水量在林木蒸騰過(guò)程中的作用不是固定不變的，而是動(dòng)態(tài)的影響作用，這主要由土壤含水量的高低變化所致，當(dāng)含水量處于較低情況下，含水量變化會(huì)對(duì)蒸騰強(qiáng)度產(chǎn)生顯著制約；而含水量水平較高的情況下，其對(duì)蒸騰的影響并沒(méi)有那么明顯，而蒸騰更多地受制于其他環(huán)境因子[12,13,18]。通過(guò)研究得知，森林耗水量與土壤含水量顯著正相關(guān)，尤其是水資源較為缺乏的地區(qū)，土壤含水量處于較低水平，水分更多的是被植物加以利用而滿足自身生長(zhǎng)所需，基于此在人工林建造過(guò)程中尤其要根據(jù)林木的需水性來(lái)進(jìn)行林木錯(cuò)配，從而在保持水土、涵養(yǎng)水源的基礎(chǔ)上降低林木對(duì)水分的消耗[19-21]。相關(guān)性分析表明：華北落葉松蒸騰強(qiáng)度與太陽(yáng)凈輻射量、外界氣溫和空氣相對(duì)濕度等均呈極顯著的相關(guān)性，其中空氣相對(duì)濕度與蒸騰強(qiáng)度的相關(guān)系數(shù)最高，這可能是由于多年來(lái)該區(qū)降雨較多的原因，該區(qū)多年為濕潤(rùn)年份，導(dǎo)致空氣的相對(duì)濕度較大。綜合判斷可知，影響蒸騰強(qiáng)度的環(huán)境因子并不是單獨(dú)存在，各環(huán)境因子之間存在著相互制約和協(xié)同的關(guān)系，這導(dǎo)致該過(guò)程的原理與機(jī)制過(guò)程比較復(fù)雜，未來(lái)仍需要常年定位深入研究。

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