林业科学

作者：李玲雅1,2,3,邸楠4,刘金强1,2,3,赵小宁1,2,3,邹松言5,付海曼6,席本野1,2,3,*

单位：1. 林木资源高效生产全国重点实验室　北京 1000832. 干旱半干旱地区森林培育和生态系统研究国家林业和草原局重点实验室　北京 1000833. 北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室　北京 1000834. 内蒙古大学生态与环境学院　呼和浩特 0100215. 重庆市林业投资开发有限责任公司　重庆 4011476. 国家林业和草原局产业发展规划院　北京 100010

关键词：蒸腾,蒸散,土壤蒸发,毛白杨；人工林,水分管理

基金：国家重点研发计划课题(2021YFD2201203)

目的: 明确短轮伐毛白杨人工林在轮伐期内的长期耗水规律并构建(基础)作物系数曲线，为毛白杨人工林节水灌溉与经营管理提供依据。方法: 对充分供水下2~6 年生毛白杨人工林的蒸腾(Tr)、土壤蒸发(Es)和林分蒸散(ET)进行连续监测，同时获取气象因子、茎干直径日增长量(DGR)、叶面积指数(LAI)和地下水位数据，并计算参考作物潜在蒸散量（ET0）、基础作物系数(Kcb)和作物系数(Kc)。结果: 1）林分每年的主要生长阶段不同，但 5—7 月均生长最快，该时期林木的直径生长量占生长季总生长量的 69%~88%，ET累积量占生长季 ET总量的47%~61%。根据轮伐期内林分的平均DGR 和 LAI 季节动态，可将毛白杨人工林生长阶段划分为生长前期、发展期、生长中期和生长末期，其对应时段分别为4 月初—4 月中旬、4 月中旬—6 月中旬、6 月中旬—8 月中旬和8 月中旬—10 月末。2）林分 Tr、Es 和 ET存在明显的季节变化，但变化模式在不同林龄上存在较大差异；另外，林分Tr的季节变化与ET0仅在 3~6 年生林分中显著正相关(P < 0.05)、 Es 和 ET0 的正相关(P < 0.05)只出现在2年生和6年生林分中，但 ET 和 ET 0在所有林龄林分中均存在正相关关系(P < 0.05)。林分年总 ET 和 Tr 随林龄增加分别呈指数( P < 0.001)和线性升高( P = 0.004)，林分 Es则逐渐降低但在 6 年生林分中突然大幅度升高；ET 中的 Tr 和 Es 占比分别逐年升高和降低，并在 5~6 年生林分中趋于稳定。3）Kcb和Kc的季节变化特征在不同林龄林分中也存在明显差异，二者的季节变化不受地下水位影响，但其在 3~6 年生林分中受 LAI 的控制(P < 0.05)，且 Kcb (R2 = 0.44~0.87)和Kc (R2 = 0.42~0.77)与 LAI 间均可建立较好的定量关系模型。此外，依据Kcb和Kc的变化规律和划分的林木生长阶段，构建了毛白杨人工林的(基础)作物系数曲线和列表。结论: 毛白杨林分蒸散、蒸腾和蒸发的季节动态特征存在年际变化，ET0的波动是控制耗水季节动态的重要因子，但控制方式因耗水组分和林龄而异。毛白杨生长阶段可划分为 4 个时期，且每年 5—7月为林分水分管理的关键时期。构建的毛白杨人工林(基础)作物系数曲线、列表和预测模型，可用于林分耗水量的估算，帮助制定和优化灌溉制度。此外，研究结果不仅可为其他树种的高效水分管理提供借鉴，而且还能帮助深化认识人工林的水分关系。

来源：2023年第10期

《林业科学》期刊编辑部

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