图/表详细信息

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）

HTML （45）

PDF（pc）（2058KB）（655）

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。

环境变量 Environmental variation	小时尺度 Hourly time scale			日尺度 Daily time scale
环境变量 Environmental variation	主成分1 PC 1	主成分2 PC 2	主成分3 PC 3	主成分1 PC 1	主成分2 PC 2	主成分3 PC 3
VPD	0.96	0.04	-0.13	0.97	-0.04	0.12
T_a	0.68	0.08	0.71	0.20	0.94	0.24
RH	-0.89	-0.03	0.38	-0.87	0.44	-0.07
R_n	0.82	0.24	-0.04	0.89	0.08	0.25
SWC	-0.33	0.94	-0.04	-0.60	-0.28	0.75

View table in article

表5 新安江源区杉木林各环境因子在不同主成分上的载荷

正文中引用本图/表的段落

对影响树干液流的5个环境因子在小时及日尺度上进行主成分分析, 提取特征值大于0.5的3个主成分, 由表4可知, 小时及日尺度上前3个主成分累计方差贡献率分别为91.6%和95.2%, 其中主成分1的方差贡献率最大, 分别为59.1%及57.9%, 能够较为全面地解释J_s的影响因子。各环境因子在各主成分上的载荷可反映其对该主成分的贡献率, 由表5可知小时尺度上VPD、RH、R_n在主成分1上的载荷逐渐递减, 且绝对值均大于80%, 对主成分1起主要作用; 日尺度上, 同样是VPD、R_n、RH在主成分1上的载荷绝对值均大于80%, 但与小时尺度上不同, R_n载荷大于RH载荷绝对值。此外, 日尺度上SWC在主成分1上的载荷为-0.60, 其绝对值远大于小时尺度上的载荷绝对值。综合Pearson相关系数的分析结果可知, VPD及R_n是影响杉木J_s的主导环境因子, 随时间尺度增大, SWC的影响力增强。

本文的其它图/表