小浪底荆条灌丛土壤水分动态及其蒸散耗水规律研究

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利用大型称重式蒸渗仪方法,结合自动气象站数据,对河南省小浪底荆条植被土壤水分动态及其蒸散耗水规律进行研究。大型称重式蒸渗仪栽植冠层较大的林木植物,测定蒸散的结果受风的影响而产生误差,分析风的影响特征,并结合蒸渗仪的测量过程特点,探讨了人工挡风测定日蒸散的方法。根据彭曼公式,计算得到当地气象条件下荆条植被的可能蒸散,观测年可能蒸散蒸散总量为1249.8mm,观测时段内降雨量为528.4mm,不足可能蒸散的一半,荆条根系有深层土壤水分消耗。对荆条植被进行了不同水分处理,结果荆条的生长状况存在差异,观测了不同土壤水分下的叶面积指数和蒸腾速率,得到充分灌水的荆条在夏季叶面积指数最大为4.46,蒸腾速率也最大可达到9.18mmol/m~2·s。荆条植被土壤水分在垂直剖面存在分层,根据土壤水分变异系数的大小,将其分为土壤水分活跃层(0~20cm)、次活跃层(20~40cm)、相对稳定层(60~80cm)。土壤水分由于降雨的季节性变化和植物生长季对土壤水分的利用而呈季节性变化。冬末春初土壤水分含量较高;夏季植物对土壤水分的消耗,加之气温高蒸散量较多,夏末秋初土壤水分处于最低水平;秋季末,土壤水分有所回升。一次降水后土壤水分变化规律为,先增大后减小,最后基本恢复为降水前的水平。降水后1~2天土壤含水量降低幅度较大,之后逐渐减小,其中活跃层(0~20cm)土壤水分含量降低幅度大于40cm。10cm土壤最小有效降水量为5mm,20cm土壤有效降水量为10mm。利用蒸渗仪测得荆条植被蒸散量日变化,典型晴天蒸渗仪实测荆条蒸散量日变化呈单峰型,不同季节日蒸散量最大值在12~16时之间。由于植物蒸腾耗水和白天温度光照的影响,蒸散量夜间变化幅度小于白天。用蒸渗仪实测的蒸散量与彭曼公式计算所得可能蒸散量,计算得到试验条件下不同季节荆条灌丛的植物系数。土壤水分的垂直变化有日湿不变层,即土壤某深度的含水量在一天内不变。利用日湿不变层法,计算得到活跃层蒸散量,日湿不变层法得到蒸散量占实测蒸散量的比例冬季最高为50.8%,夏季最低为25.4%。气象因子与蒸散耗水量存在相关关系,日平均气温和净辐射与蒸散量呈正相关,相对湿度与蒸散量呈负相关。
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