不同天气条件下小叶锦鸡儿茎流及耗水特性
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" 而特殊
天气条件下植物的茎流耗水特征目前尚未见相关报 道" 为此，研究小叶锦鸡儿茎干液流变化规律及耗 水量将有助于深入了解灌木的存活特性" 利用热技术法测算树木茎干液流是目前该领域 最先进、 应用最广泛的技术方法" 该方法根据其设计 原理可分为热脉冲法、 热平衡法、 热扩散法和激光热 脉冲法， 其适用性各异" 国内运用此技术进行的液流 研究大多集中在高大的乔木上
7< 引< < 言
（ ’&/&!&&2 ） 和中国科学院寒区旱区环境 !国家自然科学基金项目 与工程研究所知识创新工程资助项目 （ A/1&’’’&&! ） 0 !!通讯作者0 ;>-,CB：*=L3*Z BXN0 ,O0 O+ "&&/>!">"2 收稿， "&&$>&$>!& 接受0
小叶锦鸡儿 （ !%(%,%&% 1)3("B47##% ） 是科尔沁地 区流动和半流动沙丘分布最广的灌木型豆科植物0 它根系庞大， 枝条再， 经常出现连续的高温、 强辐射和风沙等恶劣 天气， 且降雨量极不稳定， 使沙区的人工植被存活状 况受到严重影响， 部分已呈现衰退甚至死亡" 沙地植 被适应干旱的主要途径是减少体内的水分消耗
［ #］
"
作为科尔沁沙地典型的乡土灌木之一， 小叶锦鸡儿 在长期的适应进化过程中形成了一套完善的适应沙 地环境的生理机制和形态特征" 许多学者从生长发 育、 形态结构、 光合特征、 渗透调节和水分代谢等角 度对其适应对策做了大量的研究
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应J 用J 生J 态J 学J 报J J J J J J J
J J J J J J J J J J J J ’2 卷
冷贫瘠和抗风蚀沙埋、 动物啃食的生物学特性， 防风 固沙作用突出， 因而在流动沙丘的治理过程中被广
［ !］ " 科尔沁沙地位于我国半干旱区， 生态环 泛使用
温 &A ) B ， 年均日照 ! 7$’A ! C， " ’? B 的 年 积 温 ) ’&’A ! B ， 无 霜 期 ’#$ D ’$’ E；年 均 降 水 量 )&$ ::， 约 (?F 集 中 在 & —2 月，年 均 蒸 发 量 ’ 7)$A # ::， 地下水位 # D ’$ :； 年均风速 )A $ : ・ G %’， 春季平均风速 #A # : ・ G % ’ " 地貌以平缓起伏的 沙地为主， 流动沙丘、 沙质草甸和大片耕地相间分布" 土壤属风沙土， 有机质含量低， 土壤肥力低下" 原生植 被为榆树疏林草原， 目前大部分已退化成以沙生灌木 为主、 ’ 年生和多年生草本相伴生的沙生植被" 实验地 位 于 固 定 沙 丘 的 中 上 部 （ #!< $$=$)H >， ’!?<#’=#(H@， 海 拔 )(’ : ） ， 面 积 )? : I $? :， 坡度 !2<， 植被主要为小叶锦鸡儿灌丛群落， 种植年限大多 在 ’$ 年以上， 灌丛密度 (?& 株・C: % ! ， 灌丛平均高度 为 ’A !7 :、 平均冠幅 !A )# :" 其间有樟子松稀疏分 布， 地被植物盖度 )?F ， 以差巴嘎蒿 （ 2+10(,’,% *%$34 )0&)+3&） 、 麻黄 （ 56*0)+% ’,&,-%） 、 虎尾草 （ 7*$3+,’ /,+#%4 1%） 、 长穗虫实 （ 73+,’60+("( 0$3&#%1"( ） 、 狗尾草 （ 804 1%+,% /,+,),’） 、 马齿苋 （ .3+1"$%-% 3$0+%-0%） 、 蒺藜 （ 9+,:"4 $"’ 10++0’1+,’） 和毛马唐 （ ;,#,1%+,% -,$,%+,’） 等为主" !# !" 研究方法 !# !# $ 实验设计 J 选择 ! 株生长良好、 茎干通直圆 满， 立地条件基本一致的小叶锦鸡儿灌丛， 将直径符 合茎流探头规格的灌丛单枝作为实验对象， 去除测 定部位死亡组织、 脱落表皮及老叶柄， 尽量避免损坏 或修剪活树皮， 并用 ’ !?? K 砂纸将其打磨光滑， 然后 精确测定茎干相应部位的直径" 小叶锦鸡儿被测单 枝长度分别为 7$ 和 ’’7 L:， 被测部位的直径分别 为 ’A !! 和 ?A $$ L:， 适合安装 *MN ’? 、 *MN $ 两种 型号的探头" 890+:+; 茎流测量系统的详细安装步 骤参考文献 ［ ’# ］ " !# !# ! 测定方法 J 利用已安装的茎流测量系统， 在 !??& 年植物生长旺盛的 $ —2 月对小叶锦鸡儿的液 流 速 率 进 行 连 续 监 测， 数据采集时间间隔设为 )? :10" 利用自动气象站对实验区光合有效辐射、 温 度、 相对湿度和风速等气象因子每隔 ’ C 进行自动 结合人工观 检测记录， 保证与茎流测量同步" 同时， 测情况， 在阴、 晴、 风、 雨天气条件下各选出 $ 个最典 型的实验日进行数据分析" 天气条件的划分以当地 气象情况为依据， 云量超过 # O $ 且太阳不可见为阴 天； 无云且有持续的高温和强辐射为晴天； 日间平均 风速 P $ :・G % ’ 为风天； 有持续或短暂降雨发生为 雨天" !# %" 数据处理 本文的茎流数据均由 *MN ’? 探头采集所得"
不同天气条件下小叶锦鸡儿茎流及耗水特性 !
岳广阳
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# 赵哈林 # 张铜会 # 云建英 # 牛# 丽 # 何玉惠
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（ ! 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，兰州 $%&&&& ；" 中国科学院研究生院，北京 !&&&’( ）
摘# 要# 采用以热平衡为原理的 )*+,-,. 包裹式茎流测量系统， 于 "&&/ 年对科尔沁沙地人 工小叶锦鸡儿群落的液流变化进行连续监测， 利用实验区自动气象站同步检测光合有效辐 射、 气温、 相对湿度和风速等气象因子， 结合人工记录的天气状况， 分别选取 ’ 种最典型的天 气条件， 分析了小叶锦鸡儿的茎流变化、 单枝耗水量及其与气象因子的关系0 结果表明： 在高 温、 强辐射条件下， 小叶锦鸡儿的液流呈 “ 几” 字型宽峰曲线， 以低耗水的蒸腾特性耐受干旱缺 水的环境0 不同天气条件下， 小叶锦鸡儿液流日变化波动曲线及其主要影响因子各异， 但光合 有效辐射始终是液流变化的主导因子0 小叶锦鸡儿茎干液流通量密度的变化是各种气象因子 综合作用的结果0 单枝日耗水量的总体变化趋势是从晴天、 阴天、 风天到雨天依次减少， 其平 5! 均值分别为 ’1( 、 %!& 、 "2! 和 !(% -3・4 0 关键词# 茎流速率# 耗水量# 天气条件# 小叶锦鸡儿# 科尔沁沙地 文章编号# !&&!5(%%" （ "&&$ ） !&5"!$%5&/# 中图分类号# 6(’20 !! ， 7$!2# 文献标识码# 8 !"#$#%&’$()&(%) *+ !"#"$"%" &’(#)*+,--" )#, +-*. #/0 .#&’$ %*/)12,&(*/ 1/0’$ 0(++’$’/& " .’#&"’$ %*/0(&(*/) */ 3*$4(/ )#/05 -#/0 *+ /*$&"’#)& !"(/#6 9:; <=,+3>*,+3!， ，?@8A @,> ! ! ! !， " !， " ! BC+ ，?@8D< EF+3>G=C ，9:D HC,+>*C+3 ，DI: JC ，@; 9=>G=C （ !"#$ %&$ ’()$ *+,)"&- .&/)0 ("&1+&2%# %&$ .&,)&++()&, *+-+%(34 5&-2)262+，!4)&+-+ ’3%$+17 "8 93)+&3+-，:%&;4"6 $%&&&& ，!4)0 @ 0!4)&@ A@ ’BB#@ &%；" <(%$6%2+ =&)/+(-)27 "8 !4)&+-+ ’3%$+17 "8 93)+&3+-，>+)?)&, !&&&’( ，!4)&% ） .3"#0 ， "&&$ ， 78 （ !& ） ： "!$%5"!$20 9:)&$#%&：;-KBF*C+3 GL,M N,B,+OL )*+,-,. K,OP,3L4 Q,K RBFS -L,Q=TC+3 Q*QML- ,+4 ,=MF-,MCO SL,MGLT TLOFT4C+3 Q*QML- ，MGL Q,K RBFS FR ,TMCRCOC,B !%(%,%&% 1)3("B47##% OF--=+CM* F+ @FTUC+ Q,+4* B,+4 FR +FTMGL,QM VGC+, S,Q -F+CMFTL4 OF+QLO=MCWLB* C+ "&&/ ，,+4 MGL KGFMFQ*+MGLMCO,BB* LR> RLOMCWL T,4C,MCF+，,CT ML-KLT,M=TL，TLB,MCWL G=-C4CM* ,+4 SC+4 WLBFOCM* SLTL -L,Q=TL4 Q*+OGTF+F=Q> B*0 8OOFT4C+3 MF MGL -,+=,B TLOFT4Q FR SL,MGLT OF+4CMCF+Q，RF=T -FQM TLKTLQL+M,MCWL SL,MGLT OF+4C> MCF+Q SLTL 3,MGLTL4 =K MF ,+,B*XL MGL TLB,MCF+QGCKQ FR !@ 1)3("B47##% Q,K RBFS ,+4 CMQ QC+3BL NT,+OG S,MLT OF+Q=-KMCF+ SCMG MLQM -LMLFTFBF3CO,B R,OMFTQ0 EGL TLQ=BMQ QGFSL4 MG,M =+4LT GC3G ,CT ML-KLT,> M=TL ,+4 C+ML+QL T,4C,MCF+ F+ Q=++* 4,*Q，MGL 4C=T+,B W,TC,MCF+ FR !@ 1)3("B47##% Q,K RBFS ,KKL,TL4 , NTF,4 KL,P O=TWL ，QF ,Q MF ,4,KM MGL OCTO=-QM,+OL FR 4TF=3GM ,+4 S,MLT QGFTM,3L WC, BFSLT MT,+QKC> T,MCF+0 EGL 4C=T+,B W,TC,MCF+Q FR Q,K RBFS ,+4 CMQ 4F-C+,+M ,RRLOMC+3 R,OMFTQ 4CRRLTL4 SCMG SL,MGLT OF+4CMCF+Q，,+4 KGFMFQ*+MGLMCO,BB* LRRLOMCWL T,4C,MCF+ S,Q ,BS,*Q MGL 4F-C+,+M R,OMFT ,RRLOMC+3 MGL Q,K RBFS0 EGL W,TC,MCF+ FR MGL Q,K RBFS S,Q MGL TLQ=BM FR OF-KTLGL+QCWL LRRLOMQ FR -=BMC>-LMLFTFBF3C> O,B R,OMFTQ，,+4 MGL FWLT,BB W,TC,MCF+ MTL+4 FR S,MLT OF+Q=-KMCF+ FR QC+3BL NT,+OG S,Q 4LOBC+L4 C+ MGL FT4LT FR Q=++* 4,*Q Y OBF=4* 4,*Q Y SC+4* 4,*Q Y T,C+* 4,*Q，SCMG MGL -L,+ W,B=L NLC+3 ’1( ， %!& ， "2! ,+4 !(% -3・4 5 ! ，TLQKLOMCWLB*0 ;’5 .*$0)：Q,K RBFS WLBFOCM*；S,MLT OF+Q=-KMCF+；SL,MGLT OF+4CMCF+Q；!%(%,%&% 1)3("B47##% ； @FTUC+ Q,+4* B,+40
应 用 生 态 学 报# "&&$ 年 !& 月# 第 !2 卷# 第 !& 期# # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # VGC+LQL HF=T+,B FR 8KKBCL4 ;OFBF3*，AOM0 "&&$ ， 78 （ !& ） ： "!$%5"!$2
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天气条件下植物的茎流耗水特征目前尚未见相关报 道" 为此，研究小叶锦鸡儿茎干液流变化规律及耗 水量将有助于深入了解灌木的存活特性" 利用热技术法测算树木茎干液流是目前该领域 最先进、 应用最广泛的技术方法" 该方法根据其设计 原理可分为热脉冲法、 热平衡法、 热扩散法和激光热 脉冲法， 其适用性各异" 国内运用此技术进行的液流 研究大多集中在高大的乔木上
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摘# 要# 采用以热平衡为原理的 )*+,-,. 包裹式茎流测量系统， 于 "&&/ 年对科尔沁沙地人 工小叶锦鸡儿群落的液流变化进行连续监测， 利用实验区自动气象站同步检测光合有效辐 射、 气温、 相对湿度和风速等气象因子， 结合人工记录的天气状况， 分别选取 ’ 种最典型的天 气条件， 分析了小叶锦鸡儿的茎流变化、 单枝耗水量及其与气象因子的关系0 结果表明： 在高 温、 强辐射条件下， 小叶锦鸡儿的液流呈 “ 几” 字型宽峰曲线， 以低耗水的蒸腾特性耐受干旱缺 水的环境0 不同天气条件下， 小叶锦鸡儿液流日变化波动曲线及其主要影响因子各异， 但光合 有效辐射始终是液流变化的主导因子0 小叶锦鸡儿茎干液流通量密度的变化是各种气象因子 综合作用的结果0 单枝日耗水量的总体变化趋势是从晴天、 阴天、 风天到雨天依次减少， 其平 5! 均值分别为 ’1( 、 %!& 、 "2! 和 !(% -3・4 0 关键词# 茎流速率# 耗水量# 天气条件# 小叶锦鸡儿# 科尔沁沙地 文章编号# !&&!5(%%" （ "&&$ ） !&5"!$%5&/# 中图分类号# 6(’20 !! ， 7$!2# 文献标识码# 8 !"#$#%&’$()&(%) *+ !"#"$"%" &’(#)*+,--" )#, +-*. #/0 .#&’$ %*/)12,&(*/ 1/0’$ 0(++’$’/& " .’#&"’$ %*/0(&(*/) */ 3*$4(/ )#/05 -#/0 *+ /*$&"’#)& !"(/#6 9:; <=,+3>*,+3!， ，?@8A @,> ! ! ! !， " !， " ! BC+ ，?@8D< EF+3>G=C ，9:D HC,+>*C+3 ，DI: JC ，@; 9=>G=C （ !"#$ %&$ ’()$ *+,)"&- .&/)0 ("&1+&2%# %&$ .&,)&++()&, *+-+%(34 5&-2)262+，!4)&+-+ ’3%$+17 "8 93)+&3+-，:%&;4"6 $%&&&& ，!4)0 @ 0!4)&@ A@ ’BB#@ &%；" <(%$6%2+ =&)/+(-)27 "8 !4)&+-+ ’3%$+17 "8 93)+&3+-，>+)?)&, !&&&’( ，!4)&% ） .3"#0 ， "&&$ ， 78 （ !& ） ： "!$%5"!$20 9:)&$#%&：;-KBF*C+3 GL,M N,B,+OL )*+,-,. K,OP,3L4 Q,K RBFS -L,Q=TC+3 Q*QML- ,+4 ,=MF-,MCO SL,MGLT TLOFT4C+3 Q*QML- ，MGL Q,K RBFS FR ,TMCRCOC,B !%(%,%&% 1)3("B47##% OF--=+CM* F+ @FTUC+ Q,+4* B,+4 FR +FTMGL,QM VGC+, S,Q -F+CMFTL4 OF+QLO=MCWLB* C+ "&&/ ，,+4 MGL KGFMFQ*+MGLMCO,BB* LR> RLOMCWL T,4C,MCF+，,CT ML-KLT,M=TL，TLB,MCWL G=-C4CM* ,+4 SC+4 WLBFOCM* SLTL -L,Q=TL4 Q*+OGTF+F=Q> B*0 8OOFT4C+3 MF MGL -,+=,B TLOFT4Q FR SL,MGLT OF+4CMCF+Q，RF=T -FQM TLKTLQL+M,MCWL SL,MGLT OF+4C> MCF+Q SLTL 3,MGLTL4 =K MF ,+,B*XL MGL TLB,MCF+QGCKQ FR !@ 1)3("B47##% Q,K RBFS ,+4 CMQ QC+3BL NT,+OG S,MLT OF+Q=-KMCF+ SCMG MLQM -LMLFTFBF3CO,B R,OMFTQ0 EGL TLQ=BMQ QGFSL4 MG,M =+4LT GC3G ,CT ML-KLT,> M=TL ,+4 C+ML+QL T,4C,MCF+ F+ Q=++* 4,*Q，MGL 4C=T+,B W,TC,MCF+ FR !@ 1)3("B47##% Q,K RBFS ,KKL,TL4 , NTF,4 KL,P O=TWL ，QF ,Q MF ,4,KM MGL OCTO=-QM,+OL FR 4TF=3GM ,+4 S,MLT QGFTM,3L WC, BFSLT MT,+QKC> T,MCF+0 EGL 4C=T+,B W,TC,MCF+Q FR Q,K RBFS ,+4 CMQ 4F-C+,+M ,RRLOMC+3 R,OMFTQ 4CRRLTL4 SCMG SL,MGLT OF+4CMCF+Q，,+4 KGFMFQ*+MGLMCO,BB* LRRLOMCWL T,4C,MCF+ S,Q ,BS,*Q MGL 4F-C+,+M R,OMFT ,RRLOMC+3 MGL Q,K RBFS0 EGL W,TC,MCF+ FR MGL Q,K RBFS S,Q MGL TLQ=BM FR OF-KTLGL+QCWL LRRLOMQ FR -=BMC>-LMLFTFBF3C> O,B R,OMFTQ，,+4 MGL FWLT,BB W,TC,MCF+ MTL+4 FR S,MLT OF+Q=-KMCF+ FR QC+3BL NT,+OG S,Q 4LOBC+L4 C+ MGL FT4LT FR Q=++* 4,*Q Y OBF=4* 4,*Q Y SC+4* 4,*Q Y T,C+* 4,*Q，SCMG MGL -L,+ W,B=L NLC+3 ’1( ， %!& ， "2! ,+4 !(% -3・4 5 ! ，TLQKLOMCWLB*0 ;’5 .*$0)：Q,K RBFS WLBFOCM*；S,MLT OF+Q=-KMCF+；SL,MGLT OF+4CMCF+Q；!%(%,%&% 1)3("B47##% ； @FTUC+ Q,+4* B,+40
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