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新安江源区杉木树干液流速率变化及其对环境因子的响应

杨丽琳, 邢万秋, 王卫光, 曹明珠

植物生态学报 2023, 47 (4): 571-583. DOI: 10.17521/cjpe.2022.0177

摘要（570）

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中国南方湿润区局地气候条件多变、下垫面情况复杂, 导致蒸散发的测算较为困难。树木蒸腾是森林蒸散发的关键组成部分, 树干液流监测成为树木蒸腾耗水研究的主要手段。杉木(Cunninghamia lanceolata)林作为新安江源区的代表性植被, 对该区的水源涵养、水土保持及气候调节等至关重要。该研究基于树干液流测定系统量化新安江源区杉木树干液流速率(J_s), 结合气象梯度塔监测和土壤含水率连续观测, 揭示杉木生长季(2020年4-9月)环境因子对J_s变化的作用机制。主要结果: 杉木J_s呈显著季节性变化, 其平均值8月最大, 5月最小; 环境因子中太阳净辐射(R_n)及饱和水汽压差(VPD)与J_s的相关性最强; 主成分分析结果显示, 在小时及日尺度上主成分1的方差贡献率分别达59.1%、57.9%, 其中, VPD和R_n对主成分1起主要作用, 是影响该区杉木树J_s变化的关键环境因子; 观测期J_s峰值提前于VPD约(20 ± 3) min, 滞后于R_n约(100 ± 5) min。杉木生长季由降雨产生的土壤含水率差异未对J_s产生显著影响, 而不同天气条件下J_s存在较大差异, 晴天J_s较高, 主要呈单峰变化且启动早结束晚, 雨天J_s呈多峰型变化, 启动晚结束早。

变量 Variable	VPD	T_a	RH	R_n	SWC	J_s
VPD	1.000	0.201^*	-0.891^**	0.825^**	-0.469^**	0.856^**
T_a		1.000	0.199^*	0.263^**	-0.196^*	0.492^**
RH			1.000	-0.700^**	0.342^**	-0.643^**
R_n				1.000	-0.380^**	0.802^**
SWC					1.000	-0.411^**

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表3 观测期间日尺度上环境因子间及与杉木树干液流速率(J_s)间的Pearson相关系数

正文中引用本图/表的段落

小时及日尺度上的杉木J_s与各环境因子之间的Pearson相关系数分别见表2和表3。小时尺度上的相关性分析结果(表2)显示, 与J_s相关性最强的环境因子是VPD, 相关系数为0.871, 其次则是R_n, 相关系数为0.771, 二者与J_s均呈极显著正相关关系; 小时尺度上J_s与SWC之间呈极显著负相关关系且相关系数绝对值最小(0.172); 此外, J_s与T_a呈极显著正相关关系, 与RH呈极显著负相关关系。由表3可知, 日尺度上与小时尺度上一致, 与J_s相关性最强的两个环境因子也是VPD及R_n, 且均呈极显著正相关关系, 相关系数分别为0.856和0.802; 日尺度上J_s与SWC之间的相关系数为-0.411, 其绝对值明显大于小时尺度; 然而日尺度上J_s与T_a及RH之间的相关系数绝对值相比于小时尺度上均略有降低。由分析结果可知, 在小时及日尺度上, VPD及R_n是影响杉木J_s的两个主导环境因子, 随时间尺度增大, SWC对J_s的影响更强。J_s与RH呈负相关关系, 因为随RH升高, 大气与杉木叶片气孔间的水汽压差会减小, 从而使杉木蒸腾过程减慢。

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