卜繁靖 郭月峰 祁偉 李洪杰 張恩澤 王皓月

摘要：為精確砒砂巖區(qū)沙棘水分利用效率，利用EMS62植物液流系統(tǒng)和CR-3000小型自動(dòng)氣象站對(duì)內(nèi)蒙古中部砒砂巖區(qū)10年生沙棘的不同方位液流動(dòng)態(tài)變化及環(huán)境因子進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明，在沙棘樹(shù)種中不同方位液流的總體變化規(guī)律為隨著時(shí)間的推移液流速率先增加繼而逐漸下降，南側(cè)和西側(cè)到達(dá)峰值所需的時(shí)間最短，北側(cè)和東側(cè)次之;4個(gè)方位中，北側(cè)的峰值最大。除西側(cè)外，沙棘東側(cè)、南側(cè)、北側(cè)液流速率的連日變化特征和空氣溫度的變化規(guī)律呈正相關(guān)關(guān)系，和空氣濕度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，和水汽壓呈正相關(guān)關(guān)系，和光和有效輻射呈正相關(guān)關(guān)系且存在著明顯的滯后現(xiàn)象。對(duì)沙棘液流速率產(chǎn)生影響的溫度范圍在15℃以上。在整個(gè)變化過(guò)程中，東側(cè)液流速率受到環(huán)境因子的直接影響，西側(cè)最弱，4個(gè)方位樹(shù)干液流速率的大小依次為東側(cè)>南側(cè)>北側(cè)>西側(cè)。利用多元逐步回歸分析法建立了沙棘各側(cè)液流速率和環(huán)境因子的回歸方程。在4個(gè)方向上，所有的液流通量密度普遍都具有簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。東、南兩側(cè)的液流通量密度略低于北側(cè)，西側(cè)最低。

關(guān)鍵詞：砒砂巖區(qū);沙棘液流;不同方位;環(huán)境因子

中圖分類號(hào)：S793.602 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2022）11-0154-07

收稿日期：2021-08-15

基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古自治區(qū)科技計(jì)劃（編號(hào)：2021GG0085、2019GG004）;國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31960329）。

作者簡(jiǎn)介：卜繁靖（1998—），男，內(nèi)蒙古通遼人，碩士研究生，從事水土保持與荒漠化防治研究。E-mail：1563150504@qq.com。

通信作者：郭月峰，博士，副教授，從事水土保持與荒漠化防治研究。E-mail：guoyuefeng0525@126.com。

水分會(huì)對(duì)一個(gè)地區(qū)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，是植物存活的必要條件之一，液流速率與土壤水分、蒸騰作用相比較，在植物水分生理過(guò)程中表現(xiàn)出更高的適應(yīng)性。通過(guò)對(duì)干旱區(qū)植物莖干液流變化規(guī)律的研究，可以有效地反映出植物對(duì)干旱環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制。目前，關(guān)于植物液流速率差異特征已有較多研究，但大多集中于液流速率的個(gè)體差異及其在邊材上的徑向差異，對(duì)植株不同方位上的液流差異研究較少。黨宏忠等對(duì)蘋果樹(shù)在主要生長(zhǎng)季內(nèi)4個(gè)方位上邊材的液流速率、土壤水分、氣象因子進(jìn)行同步連續(xù)監(jiān)測(cè)，蘋果樹(shù)邊材液流速率在不同位置上是不同的，北、南兩側(cè)樹(shù)干具有較高的液流速率，東、西兩側(cè)樹(shù)干液流速率較低。劉洋等發(fā)現(xiàn)毛白楊4個(gè)方位邊材液流速率不同，且易影響到對(duì)林木蒸騰量的估計(jì)。邊材液流速率會(huì)對(duì)生物學(xué)結(jié)構(gòu)、水分利用規(guī)律、對(duì)環(huán)境響應(yīng)能力、樹(shù)木抗旱特性以及水分合理利用等各方面具有重大意義，相同樹(shù)種的液流變化存在著明顯的方位差異。

內(nèi)蒙古自治區(qū)中部地區(qū)分布著大量砒砂巖，砒砂巖是一種形成于晚古生代二疊紀(jì)、中生代三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)的陸相碎屑巖。砒砂巖抗侵蝕能力很弱，干旱氣候下堅(jiān)硬如石;浸水膨脹崩解、潰散成沙;遇風(fēng)的情況下，則可能會(huì)出現(xiàn)被剝蝕風(fēng)化的現(xiàn)象。同時(shí)，由于該區(qū)域的自然環(huán)境相對(duì)比較惡劣，年降水量少，水分緊缺，植物扎根難度大，樹(shù)木生長(zhǎng)環(huán)境比較差，可能有大量枯枝現(xiàn)象，有時(shí)甚至造成了植株大面積枯死，嚴(yán)重降低了植株的成活率，從而影響了林分的可持續(xù)發(fā)展。分布廣泛的砒砂巖和嚴(yán)酷的自然環(huán)境，導(dǎo)致該地帶成為黃河流域土壤侵蝕最為劇烈、生態(tài)環(huán)境最為脆弱的地區(qū)之一，給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和自然環(huán)境造成了災(zāi)難性的影響，砒砂巖區(qū)的治理刻不容緩。

沙棘（Hippophae rhamnoides）為胡頹子科（Elaeanaeeae）沙棘屬（Hippophae）的灌木或小喬木，是陽(yáng)性樹(shù)種，喜光、耐寒、耐酷熱、耐風(fēng)沙、耐干旱，可以較好地適應(yīng)土壤，其根系十分發(fā)達(dá)，分蘗萌生能力極強(qiáng)，生長(zhǎng)快，生物量大，因此被廣泛用于水土保持，是黃土高原地區(qū)防風(fēng)固沙、改善生態(tài)環(huán)境的先鋒樹(shù)種。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，晉陜蒙砒砂巖地區(qū)投入到對(duì)沙棘資源的大規(guī)模建設(shè)過(guò)程中，充分利用了沙棘水土保持效應(yīng)具有的優(yōu)勢(shì)作用。將沙棘種植在砒砂巖區(qū)，有效減少了溝道水土流失，提升了植被覆蓋度，立地條件得到改善。在砒砂巖區(qū)種植大量的沙棘人工林，有利于減小土壤容重，提高土壤孔隙率與持水率。但是最近當(dāng)?shù)厝藛T調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有部分沙棘出現(xiàn)了衰退、枯死的現(xiàn)象，原因可能是土壤無(wú)法為栽植密度過(guò)大的人工林提供水分、養(yǎng)分等?；诖耍驹囼?yàn)通過(guò)測(cè)定沙棘不同方位的液流速率，結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀笠蜃?，精確研究沙棘對(duì)當(dāng)?shù)厮值睦眯Ч?，填補(bǔ)該方面研究的空白，以期為砒砂巖區(qū)的資源利用和生態(tài)修復(fù)提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)在內(nèi)蒙古鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗暖水鄉(xiāng)圪秋溝，該研究區(qū)是典型的侵蝕劣地砒砂巖區(qū)，地理位置為39°42′～39°50′N、110°25′～110°48′E，流域地勢(shì)不平坦，溝壑較多;土壤侵蝕性強(qiáng)，水土易于流失。平均海拔高度為800～1 590 m，為半干旱大陸性季風(fēng)氣候，日照時(shí)數(shù)為2 900～3 100 h，全年無(wú)霜期長(zhǎng)達(dá)148 d。年均降水量?jī)H為400 mm，密集分布在7—8月;年均蒸發(fā)量為2 093 mm，年均氣溫為6.2～8.7℃，≥10℃積溫為2 900～3 500℃。研究區(qū)普遍是黃綿土，對(duì)于砒砂巖景觀而言，主要包括栗鈣土、風(fēng)沙土2種類型，該流域集中了大量的水土保留與防風(fēng)固沙效的人工植被，主要造林樹(shù)種包括沙棘、油松（Pinus tabuliformis）、檸條錦雞兒（Caragana korshinskii）、紫花苜蓿（Medicago sativa）和山杏（Prunus sibirica）等，人工沙棘林林下植被主要有羊草（Leymus chinensis）、克氏針茅（Stipa krylovii）等。

1.2 研究方法

1.2.1 調(diào)查與取樣 試驗(yàn)于2020年7月17—20日，位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗圪秋溝，選用密度3 m×3 m人工沙棘林地為試驗(yàn)區(qū)域，挑選受人為干擾較少的地塊，建立規(guī)格為30 m×30 m的樣方。以樣方內(nèi)的10年生沙棘為研究對(duì)象，對(duì)樣方內(nèi)的沙棘進(jìn)行每木檢尺，并選擇樹(shù)干通直、生長(zhǎng)良好、無(wú)病蟲害的3叢沙棘為標(biāo)準(zhǔn)叢對(duì)液流速率予以相應(yīng)的測(cè)定分析。沙棘基本情況見(jiàn)表1。

1.2.2 樹(shù)干液流的測(cè)定 在測(cè)定沙棘液流的過(guò)程中，使用的是經(jīng)典的EMS62植物液流系統(tǒng)，其主要包括EMS62控制模塊、SF60液流傳感器、輻射傳感器、連接電纜以及數(shù)據(jù)采集器。其測(cè)量原理是先向被測(cè)植物提供熱源，通過(guò)液流把提供的熱量帶走，來(lái)計(jì)算液流量。該原理是建立在莖熱平衡法（SHB）基礎(chǔ)上的。一般情況下，莖熱平衡法應(yīng)用于小直徑的植物或器官，主要包括植物的細(xì)莖、小枝以及農(nóng)作物等。在安裝探針過(guò)程中，必須確保探針與莖表面處于一個(gè)穩(wěn)定的接觸狀態(tài)，每株沙棘相距地面1.3 m的位置處統(tǒng)一安裝標(biāo)準(zhǔn)的探針，原因是高于此值可能有大量的分枝，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果存在偏差。使用直徑2 mm的電鉆鉆頭，在沙棘莖干上鉆出2個(gè)長(zhǎng)20 mm的孔，同時(shí)將探頭插入到相應(yīng)的鉆孔內(nèi)，保證內(nèi)部未受到其他損傷，1株沙棘安裝1組，共有12組。利用錫箔紙包裹住探針位置，避免由于太陽(yáng)輻射、雨水入滲以及機(jī)械損傷影響探針準(zhǔn)確度。安裝好探針，并將反饋線與數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行連接，后者的電源線相接于 12 V 電池，并設(shè)置數(shù)據(jù)采集器的各項(xiàng)工作參數(shù)與指標(biāo)，采集間隔時(shí)間 30 min，4次校準(zhǔn)，每 30 min 后計(jì)算均值，記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)，本試驗(yàn)需要實(shí)時(shí)檢測(cè)樹(shù)種，同時(shí)必須下載相應(yīng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)。EMS62植物液流系統(tǒng)具有液流速率v（kg/h）獲取快的優(yōu)點(diǎn)。液流值的單位由 kg/h，換算為g/h，應(yīng)將初始液流速率×1 000，同時(shí)在計(jì)算過(guò)程中無(wú)需考慮不同方位與徑向液流通量密度之間的偏差，可以按照以下公式計(jì)算出相應(yīng)的沙棘液流通量密度：

Fs=（1 000×V）/As。（1）

其中Fs為液流通量密度，g/（h·cm）;As為測(cè)定位置的沙棘莖干邊材面積，cm;v為液流速率，kg/h。

1.2.3 環(huán)境因子的測(cè)定 利用架設(shè)在當(dāng)?shù)氐腃R-3000小型自動(dòng)氣象站連續(xù)測(cè)定樣地周圍的環(huán)境因子。指標(biāo)有空氣溫度T（℃）、空氣相對(duì)濕度RH（%）、光合有效輻射PAR（W/m）、水汽壓E（kPa）。數(shù)采時(shí)長(zhǎng)為30 min，與EMS62植物液流系統(tǒng)協(xié)同，記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

液流數(shù)據(jù)、環(huán)境因子數(shù)據(jù)儀器均可以進(jìn)行自動(dòng)化記錄，利用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及制圖，利用SPSS 22進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，方法有多元逐步回歸分析、相關(guān)性分析以及單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

3株沙棘共有12組液流數(shù)據(jù)，東、南、西、北側(cè)各3組數(shù)據(jù)，為了試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可信，每個(gè)方向液流數(shù)據(jù)再作平均處理。

2.1 沙棘不同方位樹(shù)干液流速率日變化分析

從7月17—20日中選取7月18—19日。沙棘不同方向上的樹(shù)干液流速率日變化情況可見(jiàn)圖1。4個(gè)方向的液流速率在一天中呈現(xiàn)出明顯的晝夜變化規(guī)律，在00：30—06：30內(nèi)沙棘各個(gè)方向的液流速率曲線較為平緩，起伏不大，西側(cè)液流速率最低;06：30 之后，隨著氣溫和太陽(yáng)輻射的升高，4個(gè)方向的液流速率都逐漸增大，其中南側(cè)和西側(cè)的液流速率在 09：00 左右抵達(dá)各自的第1個(gè)峰值;之后東、南、西3側(cè)液流速率均逐漸變緩，只有北側(cè)仍在升高;至 12：00，4個(gè)方向的液流速率突然變緩，在 12：30 時(shí)又劇烈上升，至13：00到達(dá)南側(cè)和西側(cè)液流速率的第2個(gè)峰值，也是東側(cè)和北側(cè)液流速率的第1個(gè)峰值;而后隨著溫度急劇上升，水汽壓虧缺增大，氣孔導(dǎo)度下降，液流速率減緩，直至15：00左右東側(cè)液流速率再次上升，抵達(dá)東側(cè)液流速率變化曲線的第2個(gè)峰值;16：30左右抵達(dá)北側(cè)液流速率變化曲線的第2個(gè)峰值。之后隨著太陽(yáng)輻射降低，4個(gè)方向的液流速率均減緩，至20：00趨于穩(wěn)定，保持在10～30 g/h之間，直到次日06：30。整體來(lái)看，4個(gè)方向的液流速率動(dòng)態(tài)曲線變化規(guī)律大致相同，均為雙峰型曲線，夜間樹(shù)干液流速率變化并無(wú)明顯差異，而白天液流速率浮動(dòng)較大，差異明顯。每日沙棘樹(shù)種液流呈現(xiàn)出液流速率先增后降的特征，南側(cè)和西側(cè)到達(dá)峰值所需的時(shí)間最短，北側(cè)和東側(cè)次之;4個(gè)方位中，北側(cè)的液流速率峰值最大。

2.2 沙棘不同方位樹(shù)干液流速率與環(huán)境因子的關(guān)系

植物液流速率變化受到生物學(xué)特性、環(huán)境因子等多種因素的共同影響，環(huán)境因子的變化直接導(dǎo)致液流速率的改變，試驗(yàn)通過(guò)連續(xù)4 d對(duì)沙棘不同方位樹(shù)干液流速率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并同步環(huán)境因子（光合有效輻射、空氣濕度、大氣溫度），分析其對(duì)沙棘不同方位樹(shù)干液流速率的影響。

2.2.1 沙棘不同方位樹(shù)干液流速率與空氣溫度的關(guān)系 由圖2可知，除西側(cè)外，沙棘東側(cè)、南側(cè)、北側(cè)液流速率與空氣溫度變化特性類似，液流速率與空氣溫度呈正相關(guān)關(guān)系。空氣溫度一般在07：30（溫度為15℃）左右開(kāi)始逐漸升高，沙棘液流速率快速提升;除西側(cè)外，沙棘東側(cè)、南側(cè)、北側(cè)液流啟動(dòng)的時(shí)間相對(duì)于空氣溫度變化有短暫的延遲。在 14：30—15：30之間空氣溫度上升到最高點(diǎn)，沙棘兩側(cè)液流速率為最大值，空氣溫度降低，沙棘液流蒸騰速率有明顯的降低。至21：00，4個(gè)方位的液流速率均保持穩(wěn)定，而此時(shí)溫度仍在下降，21：00溫度為15℃，這說(shuō)明對(duì)沙棘液流速率產(chǎn)生影響的溫度范圍在15℃以上?？諝鉁囟扰c各側(cè)液流速率的變化都表現(xiàn)出了明顯的晝夜節(jié)律性，在整個(gè)變化過(guò)程中，東側(cè)液流速率對(duì)空氣溫度的響應(yīng)最強(qiáng)烈，西側(cè)最弱，4個(gè)方位樹(shù)干液流速率的大小依次是東側(cè)>南側(cè)>北側(cè)>西側(cè)。

2.2.2 沙棘不同方位樹(shù)干液流速率與空氣相對(duì)濕度、水汽壓的關(guān)系 由圖3、圖4可知，除西側(cè)外，沙棘東側(cè)、南側(cè)、北側(cè)液流速率的連日變化特征和空氣相對(duì)濕度的變化規(guī)律大致呈反比關(guān)系，同水汽壓成正比關(guān)系?？諝庀鄬?duì)濕度是指空氣實(shí)際水汽壓與等溫飽和水汽壓2個(gè)數(shù)值之間的比例，受空氣溫度影響密切。如圖，空氣相對(duì)濕度一般在15：30左右開(kāi)始逐漸升高，沙棘液流速率也明顯減緩;21：00至翌日07：00，夜間空氣溫度降低，空氣相對(duì)濕度也趨于穩(wěn)定，沙棘各個(gè)方位的液流速率也保持穩(wěn)定。07：00之后，隨著空氣溫度逐漸升高，空氣相對(duì)濕度降低，大氣水分含量減小，水汽壓增加，進(jìn)而導(dǎo)致植株葉片氣孔內(nèi)腔水汽的梯度升高，使水的汽化過(guò)程加快，為維持植株體內(nèi)外的壓力平衡，液流速率便逐漸增加。在整個(gè)變化過(guò)程中，東側(cè)液流速率對(duì)空氣相對(duì)濕度和水汽壓的響應(yīng)最強(qiáng)烈，西側(cè)最弱。

2.2.3 沙棘不同方位樹(shù)干液流速率與光合有效輻射的關(guān)系 由圖5可知，除西側(cè)外，沙棘東側(cè)、南側(cè)、北側(cè)液流速率的連日變化特征和光和有效輻射的變化規(guī)律具有很高的一致性。光合有效輻射一般在07：00左右開(kāi)始逐漸升高，至13：00左右到達(dá)峰值，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，沙棘各個(gè)方向的液流速率也表現(xiàn)出逐漸加快的趨勢(shì)，南側(cè)和西側(cè)液流速率已經(jīng)到達(dá)了各自的第1個(gè)峰值，北側(cè)和東側(cè)未到達(dá)其峰值。13：00之后，光合有效輻開(kāi)始降低，沙棘液流速率仍在加快，至14：00，南側(cè)和西側(cè)液流速率分別到達(dá)了各自的第2個(gè)峰值，北側(cè)和東側(cè)液流速率才到達(dá)第1個(gè)峰值;至15：00，光合有效輻射仍在降低，北側(cè)和東側(cè)液流速率到達(dá)第2個(gè)峰值。這說(shuō)明沙棘液流速率變化和光合有效輻射之間有著明顯的滯后現(xiàn)象。當(dāng)光合有效輻射強(qiáng)度增加時(shí)，誘導(dǎo)植物進(jìn)行蒸騰作用，液流速率隨之變化，在抵達(dá)第1個(gè)峰值后，沙棘隨之進(jìn)行“光合午休”，避過(guò)高溫時(shí)段，之后隨著光合有效輻射的減小，液流速率開(kāi)始下降，直至夜間，光合有效輻射強(qiáng)度到達(dá)最低，液流速率也隨之穩(wěn)定不再變化。在整個(gè)變化過(guò)程中，東側(cè)液流速率對(duì)光和有效輻射的響應(yīng)最強(qiáng)烈，西側(cè)最弱。

2.2.4 沙棘不同方位樹(shù)干液流速率與環(huán)境因子相關(guān)性 沙棘不同方位樹(shù)干液流速率和同時(shí)段內(nèi)環(huán)境因子的變化規(guī)律有顯著的相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r見(jiàn)表2。光合有效輻射、空氣溫度和水汽壓與沙棘液流速率變化均呈正相關(guān)關(guān)系，其中光合有效輻射對(duì)沙棘東側(cè)、南側(cè)、西側(cè)影響程度最大，空氣溫度和水汽壓次之;沙棘北側(cè)液流速率變化的關(guān)鍵因素是空氣溫度，原因可能是一天中北側(cè)莖干未受到陽(yáng)光照射?？諝庀鄬?duì)濕度越大，沙棘液流速越小?；诖耍\(yùn)用多元逐步回歸分析法，構(gòu)建一個(gè)沙棘各側(cè)液流速率與環(huán)境因子之間的數(shù)學(xué)回歸模型，見(jiàn)表3。

2.3 沙棘不同方位樹(shù)干液流通量密度關(guān)系分析

沙棘人工林分的蒸騰耗水量的計(jì)算方式可以借助于單木耗水量在尺度的擴(kuò)展作用下達(dá)到目的。

在單木水平上，對(duì)測(cè)定樹(shù)干蒸騰耗水量產(chǎn)生誤差的原因主要有2個(gè)，一是樹(shù)干徑向液流通量密度，二是樹(shù)干各位置上的液流通量密度。單木水平會(huì)對(duì)林分水平蒸騰耗水誤差產(chǎn)生最直接的影響。因此，本研究通過(guò)對(duì)沙棘各位置上樹(shù)干液流通量密度變化規(guī)律的分析，以期精確沙棘水分利用效率。

在每株供試木特定位置安裝1組探針，按照“1.2.2”節(jié)方法測(cè)定4個(gè)方位的液流通量密度。使用線性方程（y=ax+b）分析液流通量密度之間的關(guān)系，以北側(cè)液流通量密度為自變量（x），其他3個(gè)方位為因變量（y），對(duì)其展開(kāi)全面的相關(guān)性分析，判斷各位置之間的差異性與相關(guān)性，結(jié)果見(jiàn)表4。

在7月17—20日中，沙棘方位的液流通量密度測(cè)定值見(jiàn)圖6。由表4可知，4個(gè)方位上的液流通量密度是線性相關(guān)的，東、西、南3個(gè)位置與北側(cè)線性回歸均具有極顯著性（P<0.01）?；貧w方程中的參數(shù)表明，東、南兩側(cè)的液流通量密度相對(duì)比較小，北側(cè)較大，西側(cè)具有最小值。結(jié)合回歸方程中的各項(xiàng)參數(shù)，北側(cè)具有最大的液流通量密度，南側(cè)次之，西側(cè)最小。

3 討論與結(jié)論

沙棘同其他植物一樣，其樹(shù)干液流也存在著方位差異。目前大多數(shù)學(xué)者針對(duì)植株不同方位的液流差異做了大量研究，如尾葉桉（Eucalyptus urophylla）、樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）、毛白楊（Populus tomentosa）等。羅鳳敏等通過(guò)對(duì)生長(zhǎng)在烏蘭布和沙漠上的沙棘液流和環(huán)境因子進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)沙棘液流變化呈多峰曲線，具有明顯的晝夜規(guī)律，一般07：50啟動(dòng)，09：10抵達(dá)峰值，液流速率受太陽(yáng)總輻射影響最大。研究表明，白天沙棘液流速率呈現(xiàn)出的顯著波動(dòng)性是由地區(qū)空氣相對(duì)濕度低、太陽(yáng)輻射強(qiáng)等多種原因共同導(dǎo)致的，沙棘根系要想維持吸水與蒸騰速率之間的平衡性，必須實(shí)時(shí)調(diào)控沙棘葉片氣孔開(kāi)度。一般情況下，根系吸收的土壤水分較少，遠(yuǎn)不足植物蒸騰消耗水分，葉片氣孔為了適應(yīng)環(huán)境變化會(huì)關(guān)閉，當(dāng)太陽(yáng)輻射最強(qiáng)時(shí)，植物會(huì)“午休”，至此液流速率將呈現(xiàn)出雙峰與多峰曲線。王卓等通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)水分梯度下的沙棘液流進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)沙棘液流除了受氣象因子的影響外，土壤含水量與液流速率是正相關(guān)關(guān)系。劉龍等對(duì)內(nèi)蒙古砒砂巖區(qū)沙棘液流蒸騰速率與環(huán)境因子之間的關(guān)系做了探究，結(jié)果表明，其影響程度依次為水汽壓虧缺>太陽(yáng)輻射>空氣溫度>空氣相對(duì)濕度>風(fēng)速>10 cm地溫。以上學(xué)者在開(kāi)展試驗(yàn)時(shí)都是將探針插在北側(cè)，針對(duì)沙棘不同方位樹(shù)干液流速率差異特征的研究還沒(méi)有，本試驗(yàn)很好地補(bǔ)充了這方面的空白。本研究同大多數(shù)學(xué)者的研究結(jié)果相似，沙棘東側(cè)、南側(cè)、西側(cè)、北側(cè)的液流速率有雙峰曲線，液流啟動(dòng)時(shí)間也與羅鳳敏等得出的結(jié)論相近，產(chǎn)生差異的原因可能是地理?xiàng)l件不同;大部分學(xué)者認(rèn)為沙棘抵達(dá)液流第1個(gè)峰值時(shí)間在12：00左右，本試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，沙棘南側(cè)和西側(cè)的液流速率的確在09：00前后抵達(dá)峰值，東側(cè)和北側(cè)液流速率在12：00抵達(dá)第1個(gè)峰值，該結(jié)論不僅同羅鳳敏等的研究結(jié)果相一致，更為這2種結(jié)果做出了解釋。同大多數(shù)試驗(yàn)一樣，本試驗(yàn)也對(duì)外界環(huán)境做了監(jiān)測(cè)，忽略不同方位差異的影響，光合輻射有效值對(duì)沙棘液流的影響程度最大，其次為空氣溫度，同樣證實(shí)了羅鳳敏等提出的觀點(diǎn)。除西側(cè)外，東側(cè)、南側(cè)、北側(cè)的沙棘液流速率變化與光合輻射有效值、空氣溫度、水汽壓呈正相關(guān)關(guān)系，與空氣相對(duì)濕度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與王卓等的結(jié)論一致。

本研究發(fā)現(xiàn)，在較短的時(shí)間尺度上，沙棘液流變化主要受外界環(huán)境影響。沙棘各方位液流速率變化不同，各個(gè)方向液流速率對(duì)相關(guān)環(huán)境因子的響應(yīng)程度不盡相同，分析沙棘液流方位變化特征對(duì)水土流失嚴(yán)重的砒砂巖區(qū)有重要意義。本研究采用多元逐步回歸分析法，構(gòu)建一個(gè)沙棘側(cè)液流與環(huán)境因子的數(shù)學(xué)回歸模型，為后續(xù)試驗(yàn)提供理論依據(jù)。

本研究結(jié)論如下：沙棘樹(shù)種每日的不同方位液流呈現(xiàn)出先增后降的特征，南側(cè)和西側(cè)到達(dá)峰值所需的時(shí)間最短，北側(cè)和東側(cè)次之;4個(gè)方位中，北側(cè)的峰值最大。除西側(cè)外，沙棘東側(cè)、南側(cè)、北側(cè)液流速率的連日變化特征和空氣溫度的變化規(guī)律呈正相關(guān)關(guān)系，和空氣相對(duì)濕度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，和水汽壓呈正相關(guān)關(guān)系、和光和有效輻射呈正相關(guān)關(guān)系且存在著明顯的滯后現(xiàn)象。對(duì)沙棘液流速率產(chǎn)生影響的溫度范圍在15℃以上。在整個(gè)變化過(guò)程中，東側(cè)液流速率會(huì)直接反映出環(huán)境因子，西側(cè)最弱，4個(gè)方位樹(shù)干液流速率的大小依次為東側(cè)>南側(cè)>北側(cè)>西側(cè)。4個(gè)位置液流通量密度呈現(xiàn)出線性相關(guān)關(guān)系。東、南兩側(cè)的液流通量密度略低于北側(cè)，西側(cè)最低。

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