韓 輝 張學(xué)利 黨宏忠 徐貴軍 張 曉 王斯彤 陳 帥 張柏習(xí)

(1. 遼寧省沙地治理與利用研究所 遼寧章古臺(tái)科爾沁沙地生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站 阜新 123000；2. 中國林業(yè)科學(xué)研究院荒漠化研究所 北京 100091)

全球氣候變化正在并對陸地生態(tài)系統(tǒng)的水分循環(huán)持續(xù)產(chǎn)生巨大影響(Luoetal.， 2015)，導(dǎo)致許多樹種特別是松類樹種在歐洲乃至世界各地大面積死亡，其中包括歐洲赤松(Pinussylvestris)(Fettigetal.， 2019； Meiretal.， 2015； Telanderetal.， 2015； Wangetal.， 2012)。樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)是歐洲赤松的變種，天然分布于我國大興安嶺呼倫貝爾沙地一帶，具有耐旱、耐貧瘠、耐寒、適于沙地和速生等優(yōu)良特性，自20世紀(jì)50年代引種到科爾沁沙地南緣營建防風(fēng)固沙林以來，發(fā)揮了巨大的防護(hù)功能(焦樹仁， 2001； 康宏樟等， 2004； 朱教君等， 2005)。樟子松已成為三北防護(hù)林工程中最重要的針葉造林樹種之一(劉冰等， 2009)。但自1991年以來，科爾沁沙地南緣章古臺(tái)地區(qū)林齡 30～35年的樟子松人工林出現(xiàn)枝梢枯黃、長勢衰弱、病蟲害發(fā)生并大面積衰弱死亡現(xiàn)象(吳祥云等， 2004； 閆妍， 2014)。目前，對樟子松人工林衰退原因及機(jī)制的探索很多，認(rèn)為土壤水分虧缺和林分密度過大引起的水分供需失衡是導(dǎo)致林分衰退或死亡的最直接因素(Meiretal.， 2015； 焦樹仁， 2001； Songetal.， 2015； 宋立寧等， 2017)。然而，由于缺少長期、連續(xù)的監(jiān)測，對樟子松應(yīng)對各類復(fù)雜環(huán)境變化的抗旱能力及恢復(fù)能力仍缺乏系統(tǒng)、全面的認(rèn)識(shí)，對樟子松林衰退的機(jī)制仍不十分清楚。

在干旱半干旱區(qū)，大氣降水是土壤水分的主要來源，降水量及其季節(jié)分布的變化幾乎決定了一個(gè)地區(qū)植被可利用的水資源量，進(jìn)而影響植被的生存與生長狀況(曾德慧等， 1996； 康宏樟， 2007； 羅維成等， 2018)。樹木根系吸收水分的98%以上用于氣孔蒸騰(Granieretal.， 1990; Lapitanetal.， 1996)，因此，對整樹或林分蒸騰強(qiáng)度的測定是評判樹種利用土壤水分的能力和抗旱性的有效手段。監(jiān)測樹木邊材液流速率可反映樹木蒸騰過程，并通過邊材面積推算林分蒸騰量的方法已比較成熟(黨宏忠等， 2014； 2019； 韓輝等， 2019； 王華田等， 2002； 孫龍等， 2007)。目前，對樟子松在較短時(shí)間尺度上的液流傳輸特征已有較多報(bào)道(張友焱等， 2006； 韓輝等， 2015； 盧志朋等， 2017)，這些研究明確了樟子松通過氣孔調(diào)控帶來的較強(qiáng)抗旱能力及較強(qiáng)的應(yīng)對干旱的彈性以及淺根性及沙生環(huán)境導(dǎo)致的抵御干旱的脆弱性。目前，在較長時(shí)間尺度，特別是在起伏較大的降雨環(huán)境下，這些特征的穩(wěn)定性目前仍缺乏系統(tǒng)研究，對樟子松應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境變化的能力與策略仍缺乏全面、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。鑒于此，本研究利用熱擴(kuò)散液流監(jiān)測技術(shù)(thermal dissipation probe，TDP)對科爾沁沙地樟子松液流速率及環(huán)境因素進(jìn)行長期監(jiān)測，比較、分析樟子松林分蒸騰量的年際波動(dòng)特征及其與年降水量、地下水位間的關(guān)系，為更深入認(rèn)識(shí)沙地樟子松人工林的水分利用特征，進(jìn)而采取提高林分穩(wěn)定性的有效措施提供重要科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

遼寧省沙地治理與利用研究所實(shí)驗(yàn)林場(42°43′N，122°22′E)位于遼寧省彰武縣章古臺(tái)鎮(zhèn)科爾沁沙地南緣，年均氣溫6.3 ℃，全年無霜期150～160天，年均降水量475.5 mm，年均水面蒸發(fā)量1 553.2 mm。土壤以風(fēng)沙土為主，沙層厚度為126～128 m(焦樹仁， 1989)，沙土瘠薄，流動(dòng)風(fēng)沙土0～30 cm內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量為3.6～3.3 g·kg-1，樟子松林0～30 cm土層內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量為4.2～5.0 g·kg-1(張柏習(xí)等， 2012)。主要代表性植物有元寶槭(Acertruncatum)、山里紅(Crataeguspinnatifidavar.major)、榆樹(Ulmuspumila)、山杏(Armeniacasibirica)、樟子松、彰武小鉆楊(Populus×xiaozhuanica‘zhangwu’)、胡枝子(Lespedezabicolor)、糙隱子草(Cleistogenessquarrosa)等。

1.2 材料與方法

1.2.1 樣本選擇 在章古臺(tái)實(shí)驗(yàn)林場的樟子松固沙林中，每年設(shè)置一塊30 m×30 m的臨時(shí)樣地開展液流監(jiān)測與林分因子調(diào)查，樣地林分密度在290～560株·hm-2，林齡在32～40年之間。試驗(yàn)地初植密度1 420株·hm-2， 2000年經(jīng)不同強(qiáng)度間伐后形成現(xiàn)有林分密度。每年在生長季開始前在樣地內(nèi)進(jìn)行每木檢尺，測量胸徑、樹高、冠幅等形態(tài)學(xué)特征，根據(jù)平均胸徑大小在樣地內(nèi)選取胸徑相近且樹干通直、生長良好、無病蟲害的樟子松作為監(jiān)測液流的樣木。在樣木樹干的北側(cè)安裝熱擴(kuò)散式樹干液流計(jì)(Granier， 1987)。為消除信號(hào)的衰減，每年在生長季結(jié)束后(11月份)拔下探針，而在第二年生長季開始前(3月中下旬)重新安裝探針。不同年份的樣木株數(shù)因探針損壞或增加在4～12株之間變化(表1)。試驗(yàn)期間所選樣地的林分密度共有5種(表1)，其中2010、2011與2014年觀測的林分密度為404株·hm-2， 2015—2017年觀測的林分密度為290株·hm-2。

表1 樟子松樹干液流觀測樣株基本情況Tab.1 Schedules on the sample trees for measuring sap flow of Pinus sylvestris var. mongolica

1.2.2 液流監(jiān)測 應(yīng)用FLGS-TDP熱擴(kuò)散式樹干液流計(jì)(Dynamax，U.S.A)測量樹干液流速率(Js)，采用的探針長度為30 mm，數(shù)據(jù)采集器為CR1000(Campbell Scientific，U.S.A)，采樣間隔為10 min，每隔30 min記錄1次數(shù)據(jù)的平均值。液流速率計(jì)算公式如下(Granier， 1985; 1987)：

Js=0.011 9K1.231×3 600。

(1)

式中：Js為液流速率(cm·h-1)；K=(dTm-dT)/dT，其中dTm為無液流時(shí)加熱探針與參考探針的最大溫差值，dT為瞬時(shí)溫差值。

邊材面積(As，cm2)通過其與胸徑(DBH，cm)間的關(guān)系式來估算，通過利用生長錐鉆取木芯后顏色判斷的方法對當(dāng)?shù)?0～60年生不同大小(胸徑5～27.6 cm)樟子松邊材面積的調(diào)查，樟子松As—DBH關(guān)系式為：As=0.678×DBH1.951(n=30，R2=0.99)。

1.2.3 林分蒸騰強(qiáng)度 林分日蒸騰強(qiáng)度(Ts，mm·d-1)由下式計(jì)算：

(2)

式中，Js，i，j為每年的樣地中第i樣株在第j時(shí)(24 h)的液流速率；As，i為每年第i樣株樣木胸徑所對應(yīng)的邊材面積；As，total為每年樣地總邊材面積； AG為樣地總面積。

考慮到每年有個(gè)別天數(shù)值缺失，在計(jì)算全年(整個(gè)生長季)的林分蒸騰量時(shí)，先逐月計(jì)算各月的日均值，乘以當(dāng)月天數(shù)得到月蒸騰量，經(jīng)累加計(jì)算得全年蒸騰量。

1.2.4 地下水位監(jiān)測 于1999年在章古臺(tái)實(shí)驗(yàn)林場大一間工區(qū)林內(nèi)打井1眼，用于監(jiān)測地下水位動(dòng)態(tài)，井深20 m。人工用測繩每月月末測量地下水位，1年中各月的觀測值的均值記錄為該年的地下水位數(shù)據(jù)。

1.2.5 氣象因子觀測 氣象數(shù)據(jù)來自于遼寧章古臺(tái)科爾沁沙地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究站的自動(dòng)氣象站(CAWS600B，華云公司，中國)，其中雨量監(jiān)測采用SL3—1型雙翻斗式雨量傳感器，太陽總輻射監(jiān)測采用CMP6傳感器。

1.3 數(shù)據(jù)分析

為便于在統(tǒng)一尺度上進(jìn)行不同年份間的比較分析，筆者以測定年份最多的樣地的林分密度(404株·hm-2)為參照密度，計(jì)算林分蒸騰強(qiáng)度(mm)。各年份太陽總輻射、林分蒸騰強(qiáng)度平均值間的差異性比較，以及不同月份林分蒸騰強(qiáng)度平均值的差異性比較，均在Origin2020軟件中采用方差分析插件(One-way AVORA)在P=0.05或P=0.01水平上進(jìn)行差異的顯著性檢驗(yàn)。在post-hoc分析中進(jìn)行兩兩比較時(shí)采用Tukey方法。林分蒸騰強(qiáng)度與太陽總輻射間的線性擬合在Origin2020軟件中進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要環(huán)境因子的長期變化特征

對歷史資料的統(tǒng)計(jì)表明，該地區(qū)1954—2018年平均降水量為478.7 mm。本次試驗(yàn)為2010—2018年，降水的年際間變化較大，其中2010、2012、2013、2016年降水量分別為多年均值的1.44、1.61、1.27、1.33倍，均高于多年均值25%以上，根據(jù)國家氣象中心以降水距平百分率為衡量干旱的主要指標(biāo)做的旱澇等級(jí)的定義(-25%<距平百分率<25%為正常年，距平百分率≥25%為輕澇以上，距平百分率≤-25%以上為輕旱以上)屬于濕潤年，其中2012年是當(dāng)?shù)赜杏涗浺詠砟杲邓孔畲蟮哪攴?772.6 mm)。2011、2017年降水量分別為多年均值的0.74、0.72倍，低于多年均值25%以上，屬于干旱年， 2014、2015、2018年分別為多年均值的0.80、0.90、0.96倍，屬于平水年(圖1A)。

圖1 2010—2018年降水量(A)及其季節(jié)分配(B)特征比較Fig.1 Comparison of annual precipitation (A) and its seasonal distribution (B) from 2010 to 2018

不同月份間降水的分配具有明顯的不均衡性。統(tǒng)計(jì)表明，試驗(yàn)期間平均70%的降水集中在6—8月，而4、5月份的平均降水量分別只占年均降水量的5.2%和10.3%，這容易導(dǎo)致嚴(yán)重的春旱和初夏旱。濕潤年份2013年7月份的降水量高達(dá)277.7 mm，占當(dāng)年降水量的45.9%，可見即使在濕潤年，不同月份間降水的差異也明顯，從而引起季節(jié)性干旱(圖1B)。

試驗(yàn)期間，生長季的太陽總輻射平均值分別為171.4、191.8、193.0、173.6、175.1、182.6、171.7、172.9、164.0 W·m-2，各年份間差異不顯著(P=0.56)(圖2A)。2010—2018年各年份5—9月60 cm內(nèi)土壤體積含水率平均值分別為11.6%、10.9%、11.8%、14.1%、11.9%，總體上與降水量的變化相對應(yīng)。季節(jié)間差異較大，月均值變動(dòng)在7.8%～19.5%，即使在濕潤年，部分月份土壤體積含水量低于7.9%(2013年6月)(圖2B)。

圖2 2010—2018年太陽輻射(A)、土壤水分(B)基本特征Fig.2 Solar radiation (A) and volumetric soil water content (B)from 2010 to 2018

2.2 樟子松林分蒸騰強(qiáng)度基本特征

試驗(yàn)期間(2010—2018)樟子松林分生長季蒸騰強(qiáng)度多年均值為0.86 mm·d-1。日蒸騰強(qiáng)度從高到低依次為0.98(2013、2014年)、0.89(2016年)、0.84(2018年)、0.83(2017年)、0.74(2015年)、0.65(2010年)、0.63(2012年)和0.52 mm·d-1(2011年，表2)。日蒸騰強(qiáng)度最大值出現(xiàn)在2013年，為1.99 mm·d-1。不同年份生長季平均蒸騰強(qiáng)度差異顯著(P<0.05)(圖3)。從2011年經(jīng)2013年到2015年，林分蒸騰強(qiáng)度呈現(xiàn)典型的上升-下降的變化趨勢。2011、2015年的日最大蒸騰強(qiáng)度分別為2013年最大值的50.8%和79.5%。

表2 不同年份樟子松蒸騰量及與降水量的比例Tab.2 Transpiration and the ratio of transpiration to precipitation of P. sylvestris var. mongolica in years

圖3 2010—2018年不同年份林分的日均蒸騰強(qiáng)度比較Fig.3 Daily stand transpiration of P. sylvestris var. mongolica plantation from 2010 to 2018 不同小寫字母代表P< 0.05水平下的差異顯著性。下同。Different lowercase letters indicate the significant difference at P< 0.05. The same below.

2.3 林分蒸騰強(qiáng)度的季節(jié)變化特征

對樟子松林分蒸騰強(qiáng)度在生長季內(nèi)的不同月份表現(xiàn)出先增后減的規(guī)律，4、5、6月份林分平均蒸騰強(qiáng)度分別為0.54、0.89、0.96 mm·d-1，在7月份達(dá)到最高值(0.98 mm·d-1)，之后呈逐漸下降趨勢，8、9、10月份分別為0.89、0.79、0.36 mm·d-1。由此可知，5—8月是蒸騰強(qiáng)度較高時(shí)段，月份間沒有明顯差異。4、10月份分別為生長季開始與結(jié)束的季節(jié)，蒸騰強(qiáng)度顯著低于其他月份(P<0.05)(圖4)。

圖4 2010—2018生長季不同月份林分蒸騰強(qiáng)度的比較Fig.4 Seasonal changes of stand transpiration of P. sylvestris var. mongolica plantation from 2010 to 2018

2.4 樟子松林分日蒸騰強(qiáng)度與太陽總輻射的關(guān)系

由圖3可知，中不同年份林分蒸騰強(qiáng)度的相對大小，將試驗(yàn)?zāi)攴莘譃?組(2011年為1組，日蒸騰強(qiáng)度最低； 2013和2014年日蒸騰強(qiáng)度均最高，為1組； 其他年份蒸騰強(qiáng)度居中，為1組)，對各組中林分日蒸騰強(qiáng)度與太陽總輻射進(jìn)行線性擬合，結(jié)果表明： 隨著太陽輻射的增強(qiáng)，林分蒸騰強(qiáng)度呈線性增加，且2013—2014年的增強(qiáng)速率高于其他年和2011年(圖5)。

圖5 不同年份林分日蒸騰強(qiáng)度與太陽輻射間關(guān)系的比較Fig.5 Comparison of the relationships between daily stand transpiration and daily solar radiation in different years

2.5 樟子松林年蒸騰強(qiáng)度與年降水量、地下水位間的關(guān)系

2010—2018年樟子松林生長季(4—10月)林分總蒸騰量分別為132.8、111.9、128.5、199.0、209.5、157.8、190.6、178.0和165.4 mm。各年林分蒸騰總量變化趨勢與年降水量變化趨勢并不完全一致。試驗(yàn)期間，年蒸騰總量與年降水量的比例(蒸/降比)平均為31.5%，各年度分別為19.3%、31.6%、16.6%、32.9%、54.7%、36.5%、29.8%、51.5%和36.2%。蒸/降比最高的是2014年，最小的是2012年(表2)。對試驗(yàn)期間各月份蒸騰強(qiáng)度日平均值(Ts，mm·d-1)與環(huán)境變量包括月降水量(Pr，mm·月-1)、地下水位月平均值(G，m)、太陽輻射月平均值(PY，W·m-2)、0～60 cm層土壤體積含水率月平均值(θ0～60 cm，%)間建立多元線性回歸關(guān)系，為消除不同變量間單位的差異，對每個(gè)變量都進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化(除以整個(gè)觀測期的最大值)，得到回歸關(guān)系式：Ts=0.043 48 + 0.222 99×Pr- 0.424 64×G+ 1.201 93×PY + 0.307 18×θ0～60 cm(R2=0.58)。

為了比較不同年份樟子松林蒸騰強(qiáng)度大小且消除氣象差異的影響，構(gòu)造了日蒸騰強(qiáng)度與太陽輻射的比值(Ts/PY)這一簡化變量。分析表明：Ts/PY年際變化趨勢總體上與年降水量大小相一致，在由干旱年份向濕潤年份轉(zhuǎn)變時(shí)，Ts/PY呈上升趨勢，相反呈下降趨勢(圖6)。在降水量最高的2012年，Ts/PY為0.0 032 mm·d-1/(W·m-2)，低于平水年份2014年、干旱年份2017年的Ts/PY值(0.005 6、0.004 8 mm·d-1/(W·m-2)，(2014、2017年降水量分別占2012年降水量的49.5%、44.8%)。試驗(yàn)期間2013、2014年的Ts/PY最高(分別為0.005 6、0.005 6 mm·d-1/(W·m-2)。

為進(jìn)一步明確與Ts/PY年際變化趨勢相關(guān)聯(lián)的因子，本研究還觀測與距樣地1 500 m的章古臺(tái)實(shí)驗(yàn)林場大一間房工區(qū)的地下水位，結(jié)果表明Ts/PY的年際變化趨勢與地下水位間有較相似的趨勢。尤其是在從2011年經(jīng)2013年到2015年期間，Ts/PY是上升-下降的變化趨勢，且與地下水位變化趨勢基本一致。

圖6 林分日蒸騰能力(Ts/PY)、降水量、地下水位年際變化趨勢的比較Fig.6 Comparison of the inter-annual variation trend of the transpiration ability (ratio of daily transpiration to solar radiation, Ts/PY)， precipitation and groundwater level

3 討論

3.1 科爾沁沙地樟子松林的蒸騰強(qiáng)度及其年際波動(dòng)

歷時(shí)9年的監(jiān)測表明，科爾沁沙地南緣樟子松林的單株平均日蒸騰強(qiáng)度變化在12.1～32.8 kg·d-1，年蒸騰量介于2 592～6 206 kg·株-1，生長季內(nèi)林分蒸騰量變化在111.9～209.5 mm，生長季蒸騰量與降水量的比值變化在16.6%～54.7%。這與以往北方各地短期研究結(jié)果基本吻合，如內(nèi)蒙烏蘭察布盟中旗20年樟子松的單株日蒸騰為25.6 kg·d-1(吳麗萍等， 2003)，遼寧省章古臺(tái)30～40年單株樟子松生長季總蒸騰量變化在3 617～5 435 kg(曾德慧等， 1995)，內(nèi)蒙古呼和浩特32年樟子松生長季內(nèi)總蒸騰量為152.0 mm(楊文斌等， 1991)，章古臺(tái)地區(qū)1980—1984年5—9月樟子松的總蒸騰量為180.6～280.9 mm(焦樹仁， 1989)，章古臺(tái)地區(qū)32年樟子松的蒸騰量占同期降水的25.7%(韓輝等， 2012)。但是，也有一些研究得到的樟子松蒸騰強(qiáng)度及生長季總蒸騰量較小，這可能主要與研究區(qū)的林分密度、林齡、樹體大小等差異有關(guān)，如黑河中游臨澤的降水量僅為章古臺(tái)的1/4，該處樟子松蒸騰強(qiáng)度只有3.67～4.18 kg·d-1(陳仁升等， 2004)，內(nèi)蒙烏審旗樟子松9月份蒸騰強(qiáng)度僅為6.0 kg·d-1(張友焱等， 2006)。2011年與2012年科爾沁沙地東南緣疏林草地樟子松(林分密度為104株·hm-2)生長季總蒸騰量分別為20.9和22.9 mm，僅占總降水量的6.6%和4.5%(Songetal.， 2018)。另外，各地氣象因子差異也可能是引起樟子松蒸騰強(qiáng)度差異的主要原因(Songetal.， 2018)。本研究對同一地區(qū)長期連續(xù)監(jiān)測表明，不同水文年份樟子松林的蒸騰強(qiáng)度存在顯著差異，表明水文環(huán)境特征變化對蒸騰有較大影響。

3.2 樟子松林分蒸騰強(qiáng)度與環(huán)境因子間的關(guān)系

樹木的需水過程與環(huán)境因子間有著復(fù)雜而緊密的聯(lián)系，在月尺度上，蒸騰強(qiáng)度與降水、太陽輻射和土壤水分含量間具有顯著的正相關(guān)關(guān)系，與地下水位深度間具有負(fù)相關(guān)關(guān)系。在眾多因子中與太陽輻射間關(guān)系最緊密，與降水間關(guān)系相對最弱。進(jìn)一步分析表明，林分蒸騰強(qiáng)度與太陽總輻射間的相關(guān)系數(shù)在濕潤年比在干旱年的更高。在為期9年監(jiān)測的每一年中，太陽總輻射都是影響樟子松林分蒸騰強(qiáng)度主要?dú)庀笠蜃又?，這與過去研究結(jié)果一致(張友焱等， 2006； 白雪峰等， 2011； 陳彪等， 2015； Songetal.， 2018)。因此，蒸騰強(qiáng)度與太陽總輻射的比值能較好表征在特定土壤水分環(huán)境下的樹木蒸騰能力。

降水通過影響土壤水分狀況而間接影響樟子松蒸騰強(qiáng)度。以往研究表明，奈曼旗20年生樟子松人工林蒸騰強(qiáng)度隨著土壤水分虧缺，從1.17 mm·d-1下降到0.21 mm·d-1(牛麗等， 2008)。本研究也有相似結(jié)果，在土壤水分從濕潤到虧缺再到濕潤的時(shí)期，比如在2010年6月上旬(θ0～60 cm為12.3%)到7月上旬(8.5%)再到8月上旬(15.4%)，蒸騰強(qiáng)度從1.09 mm·d-1下降到0.50 mm·d-1再上升到0.95 mm·d-1， 2014年7月中旬(θ0～60 cm為11.5%)到8月上旬(7.3%)再到9月上旬(12.9%)，蒸騰強(qiáng)度從1.07 mm·d-1下降到0.47 mm·d-1再上升到1.00 mm·d-1。在土壤水分從虧缺到增大時(shí)期，比如2017年6月下旬(θ0～60 cm為7.8%)到7月中旬(11.2%)，蒸騰強(qiáng)度從0.71 mm·d-1上升到1.15 mm·d-1。

3.3 地下水位下降對樟子松蒸騰能力的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，相比于年降水量，樟子松人工林的蒸騰能力(即林分蒸騰通量與太陽總輻射的比值)的變化與地下水位變動(dòng)的一致性更好，表明地下水位變化對林分蒸騰產(chǎn)生明顯和直接影響。Song等(2016)利用穩(wěn)定同位素方法連續(xù)2年研究29年生樟子松的水分來源，表明樟子松在7—8月份會(huì)利用地下水，當(dāng)土壤含水量較低時(shí)(3.5%)利用地下水的比例高達(dá)55.8%； 年降水量由580 mm降至460 mm時(shí)，地下水的貢獻(xiàn)率由10.0%增長至14.4%。本研究區(qū)章古臺(tái)大一間地下水埋深1999年為1.80 m， 2018年為3.26 m，近20年內(nèi)下降了1.46 m(于致龍等， 2018)，對樟子松干旱年份的水分利用帶來了巨大沖擊。

有研究表明，科爾沁沙地南緣大青溝站疏林草地中密度為322 株·hm-2的19年生樟子松在極端干旱時(shí)不會(huì)嚴(yán)重影響存活和生長，是因?yàn)楫?dāng)?shù)馗珊的攴莺蜐駶櫮攴萘值氐牡叵滤裆罹哂?.0 m(宋立寧等， 2012)，而且19年生樟子松最大根深可達(dá)地下水埋深。但對章古臺(tái)地區(qū)來說，樟子松固沙林2～3 m土壤水分狀況較差(韓輝等， 2006)，當(dāng)降水稀缺時(shí)，章古臺(tái)現(xiàn)存樟子松人工林絕大多數(shù)將處于水分脅迫狀態(tài)，必須通過采取有力措施緩解地下水位的進(jìn)一步下降。

4 結(jié)論

在章古臺(tái)地區(qū)，降水量的年際波動(dòng)是引起樟子松林蒸騰量年際變化的主要原因之一。中等密度的樟子松林(404株·hm-2)在整個(gè)生長季(4—10月)的多年平均蒸騰強(qiáng)度為163.7 mm-1，變化在111.9～209.5 mm-1。樟子松年蒸騰量與降水量的比值平均為31.5%，在16.6%～54.7%之間變動(dòng)。樟子松蒸騰能力的年際變化總體上與降水、地下水位的年際間變化趨勢相符合，但并不完全一致，體現(xiàn)了降水波動(dòng)對樟子松水分利用過程影響的滯后效應(yīng)。地下水位的持續(xù)下降會(huì)降低樟子松林的年蒸騰強(qiáng)度。既有充足的降水又有較高的地下水位是樟子松具有較高蒸騰能力的理想水文條件。