毛乌素沙地东北部典型林场新疆杨（ Populus alba var. pyramidalis ）液流特征

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00117

摘要/Abstract

摘要：

理解新疆杨（Populus alba var. pyramidalis）耗水特征对制定沙地人工林科学用水灌溉策略以及林场经营建设具有重要意义。采用包裹式树干茎流仪测定新疆杨液流，并对毛乌素沙地的环境因子进行长期监测。结果表明：新疆杨晴天液流速率最大，阴天次之，雨天最小，日液流累计量分别为16.38、12.56、2.22 L，晴天和阴天的液流速率接近。5、6、7、8、9、10月的日平均液流量分别为12.12、14.07、14.08、11.60、8.73、3.92 L，5—8月是新疆杨主要的耗水期，累计耗水量为1 722.53 L。新疆杨液流与净辐射、饱和水汽压差、气温、太阳辐射、土壤热通量、土壤温度显著正相关，相关系数分别为0.656、0.641、0.634、0.625、0.605、0.467；与土壤湿度、空气相对湿度、降水量显著负相关，相关系数分别为-0.340、-0.233、-0.178；与风速相关性不显著。净辐射对于新疆杨液流的影响最大。

关键词: 新疆杨, 热平衡法, 树干液流, 毛乌素沙地, 环境因子

Abstract:

Understanding the water consumption characteristics of Populus alba var. pyramidalis is of great significance to the development of scientific water use and irrigation strategies for sand plantation forests as well as to the management and construction of forest farms. The study used the wrapped trunk stem flow meter to determine the sap flow of P. alba var. pyramidalis， and long-term monitoring of environmental factors in the Mu Us Desert. The results show that different meteorological conditions and environmental factors have different degrees of influence on the sap flow of P. alba var. pyramidalis， the maximum sap flow rate on sunny days， followed by cloudy days， and the minimum on rainy days， and the cumulative amount of daily sap flow was 16.38 L， 12.56 L， and 2.22 L， respectively， and the average sap flow rates of sunny and cloudy days were close to those of cloudy days. The average daily liquid flow rate of each month from May to October was 12.12， 14.07， 14.08， 11.60， 8.73 and 3.92 L， respectively， and May to August was the main water consumption period of P. alba var. pyramidalis， with a cumulative water consumption of 1 722.53 L. The sap flow of P. alba var. pyramidalis was significantly positively correlated with net radiation， saturated water vapor pressure difference， air temperature， solar radiation， soil heat flux and soil temperature， with correlation coefficients of 0.656， 0.641， 0.634， 0.625， 0.605， 0.467， respectively； and it was negatively correlated with soil moisture， relative humidity and precipitation， with correlation coefficients of -0.340， -0.233， -0.178， respectively； and it was irrelevant to the wind speed， of which the effect of net radiation was the most important for P. alba var. pyramidalis liquid flow. The effect of net radiation on the fluid flow of Populus alba var. pyramidalis was the largest.

Key words: Populus alba var. pyramidalis, heat balance method, trunk sap flow, Mu Us Desert, environmental factors

中图分类号:

Q945

马启民, 罗旭冉, 赵人瑰, 王增艳, 余文莉, 贾晓鹏. 毛乌素沙地东北部典型林场新疆杨（ Populus alba var. pyramidalis ）液流特征[J]. 中国沙漠, 2025, 45(2): 176-183.

Qimin Ma, Xuran Luo, Rengui Zhao, Zengyan Wang, Wenli Yu, Xiaopeng Jia. Characteristics of the sap flow of Populus alba var. pyramidalis in typical forests in the northeastern part of the Mu Us Desert[J]. Journal of Desert Research, 2025, 45(2): 176-183.

图/表 5

参考文献 42

1	庞喆.毛乌素沙地综合整治技术研究及示范应用［J］.农村经济与科技，2018，29（5）：7-11.
2	桑玉强，刘全军，吴文良，等.毛乌素沙地新疆杨生长季节蒸腾耗水规律［J］.东北林业大学学报，2008，36（9）：29-47.
3	祁秀娇，刘廷玺，段利民，等.基于茎干液流法和涡度相关法的小叶锦鸡儿群落蒸散特征［J］.中国沙漠，2019，39（4）：73-82.
4	张小由，龚家栋，周茅先，等.胡杨树干液流的时空变异性研究［J］.中国沙漠，2004，24（4）：111-114.
5	刘雅莉，白建华，熊伟，等.乌兰布和沙漠梭梭夜间液流特征及其环境驱动机制［J］.中国沙漠，2022，42（5）：195-203.
6	石磊，盛后财，满秀玲，等.不同尺度林木蒸腾耗水测算方法述评［J］.南京林业大学学报（自然科学版），2016，40（4）：149-156.
7	邓继峰，丁国栋，赵媛媛，等.盐池地区三种典型树种蒸腾速率的研究［J］.干旱区资源与环境，2014，28（7）：161-165.
8	Wang C X， Liu H Y， Xia J B，et al.Critical effects on the photosynthetic efficiency and stem sap flow of poplar in the Yellow River Delta in response to soil water［J］.Journal of Forestry Research，2021，32（6）：2485-2498.
9	Mayrhofer S， Heizmann U， Magel E，et al.Carbon balance in leaves of young poplar trees［J］.Plant Biology，2004（6）：730-739.
10	Zhao W Z， Liu B.The response of sap flow in shrubs to rainfall pulses in the desert region of China［J］.Agricultural and Forest Meteorology，2010，150（9）：1297-1306.
11	Liu B， Zhao W Zh， Jin B W.The response of sap flow in desert shrubs to environmental variables in an arid region of China［J］.Ecohydrology，2011，4（3）：448-457.
12	Huang L， Zhang Zh Sh， Li X R.Sap flow of Artemisia ordosica and the influence of environmental factors in a revegetated desert area：Tengger Desert，China［J］.Hydrological Processes：An International Journal，2010，24（10）：1248-1253.
13	Ágota J， Panna S， Zoltan N，et al.Water consumption of sweet cherry trees estimated by sap flow measurement［J］.Scientia Horticulturae，2013（164）：41-49.
14	屈艳萍，康绍忠，王素芬.甘肃石羊河流域人工种植新疆杨耗水规律研究［J］.中国水利水电科学研究院学报，2014，12（2）：130-137.
15	李春萍.河套灌区新疆杨农田防护林耗水特性及耗水量的研究［D］.呼和浩特：内蒙古农业大学，2003.
16	段玉玺，秦景，贺康宁，等.白榆、新疆杨液流动态比较研究［J］.中国沙漠，2008，28（6）：1136-1144.
17	韩永贵，高阳，韩磊，等.基于模糊规则的人工神经网络模拟新疆杨蒸腾耗水［J］.应用生态学报，2020，31（5）：1525-1534.
18	宋金堆，肖辉杰，辛智鸣，等.荒漠绿洲区新疆杨蒸腾耗水特性研究［J］.干旱区资源与环境，2024，38（7）：162-171.
19	钟红云，潘瑞华，邸楠，等.库布齐沙漠小叶杨和新疆杨树干液流速率对环境因子的响应［J］.生态学报，2024（21）：1-13.
20	党宏忠，杨文斌，李卫，等.新疆杨树干液流的径向变化及时滞特征［J］.生态学报，2015，35（15）：5110-5120.
21	Dang Zh H， Sh Zh T， Zhang J S，et al.Radial profile of sap flow velocity in mature Xinjiang poplar （Populus alba L.var.pyramidalis） in Northwest China［J］.Journal of Arid Land，2014（6）：612-627.
22	赵春彦，司建华，冯起，等.荒漠河岸胡杨树干液流的时滞效应［J］.中国沙漠，2014，34（5）：1254-1260.
23	赵春彦，司建华，冯起，等.胡杨树干液流特征及其与环境因子的关系［J］.中国沙漠，2014，34（3）：718-724.
24	周孝明，陈亚宁，李卫红，等.塔里木河下游胡杨树干液流特征研究［J］.中国沙漠，2008，28（4）：673-678.
25	沈幸，吕朝燕，柴仲平，等.塔里木河下游阿拉干地区胡杨树干液流特征［J］.新疆农业大学学报，2015，38（2）：114-119.
26	黄雅茹，马迎宾，李永华，等.不同时间尺度胡杨液流速率与土壤因子的关系［J］.中国农业科技导报，2022，24（6）：196-205.
27	买尔当·克依木，玉米提·哈力克，古丽比亚·乌买尔，等.胡杨树干液流日变化及其与气象因素的相关关系［J］.冰川冻土，2018，40（1）：166-175.
28	赵天宇，关东海，苏里坦，等.环境因子对胡杨树干液流动态的影响［J］.水土保持通报，2015，35（6）：15-20.
29	Zhao C Y， Si J H， Feng Q，et al.Comparative study of daytime and nighttime sap flow of Populus euphratica ［J］.Plant Growth Regulation，2017（82）：353-362.
30	Zhao C Y， Si J H， Feng Q，et al.Nighttime transpiration of Populus euphratica during different phenophases［J］.Journal of Forestry Research，2019，30（2）：435-444.
31	范云翔，邸楠，刘洋，等.毛白杨茎干夜间液流时空动态及其环境影响因子［J］.植物生态学报，2023，47（2）：262-274.
32	赵飞飞，马煦，邸楠，等.毛白杨茎干不同方位夜间液流变化规律及其主要影响因子［J］.植物生态学报，2020，44（8）：864-874.
33	杨东烨，余新晓，李旭红，等.坝上地区退化小叶杨树干液流特征及对环境因子的响应［J］.北京林业大学学报，2024，46（7）：36-43.
34	尹立河，黄金廷，王晓勇，等.陕西榆林地区旱柳和小叶杨夜间树干液流变化特征分析［J］.西北农林科技大学学报（自然科学版），2013，41（8）：85-90.
35	Ma Q M， Long Y P， Jia X P，et al.Vegetation response to climatic variation and human activities on the Ordos Plateau from 2000 to 2016［J］.Environmental Earth Sciences，2019，78：1-15.
36	李双，肖洪浪，王芳，等.热平衡茎流仪测量精度及误差来源分析［J］.中国沙漠，2014，34（6）：1544-1551.
37	赵明，李爱德，王耀琳，等.沙生植物的蒸腾耗水与气象因素的关系研究［J］.干旱区资源与环境，2003，17（6）：131-137.
38	屈艳萍，康绍忠，王素芬，等.液流-株间微型蒸渗仪法测定新疆杨蒸发蒸腾量适用性分析［J］.干旱地区农业研究，2014，32（3）：88-94.
39	杨丽琳，邢万秋，王卫光，等.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［J］.植物生态学报，2023，47（4）：571-583.
40	王祥，韩淑颖，翟家齐，等.潮河山区人工林树干液流特征及其对气象因子响应［J］.灌溉排水学报，2024，43（3）：1-10.
41	曹铨，王自奎，来兴发，等.黄土高原苹果树生育期树干液流特征及其影响因子研究［J］.干旱地区农业研究，2023，41（4）：267-274.
42	李宗阳，赵璐，邢立文，等.猕猴桃树液流变化特征及对环境因子的响应［J］.灌溉排水学报，2023，42（11）：11-18.

指标	液流速率	气温	太阳辐射	相对湿度	饱和水汽压差	土壤热通量	土壤湿度	土壤温度	风速	降雨	净辐射
液流速率	1
气温	0.634^**	1
太阳辐射	0.625^**	0.602^**	1
相对湿度	-0.233^**	-0.263^**	-0.650^**	1
饱和水汽压差	0.641^**	0.996^**	0.642^**	-0.306^**	1
土壤热通量	0.605^**	0.708^**	0.843^**	-0.573^**	0.734^**	1
土壤湿度	-0.340^**	-0.554^**	-0.221^**	0.007	-0.559^**	-0.243^**	1
土壤温度	0.467^**	0.765^**	0.262^**	0.130	0.747^**	0.270^**	-0.726^**	1
风速	-0.012	0.080	0.061	-0.129	0.071	0.105	0.146	-0.079	1
降雨	-0.178^*	0.143	-0.318^**	0.324^**	0.122	-0.155^*	-0.230^**	0.275^**	0.068	1
净辐射	0.656^**	0.658^**	0.891^**	-0.440^**	0.685^**	0.772^**	-0.321^**	0.424^**	0.058	-0.174^*	1

指标	液流速率	气温	太阳辐射	相对湿度	饱和水汽压差	土壤热通量	土壤湿度	土壤温度	风速	降雨	净辐射
液流速率	1
气温	0.634^**	1
太阳辐射	0.625^**	0.602^**	1
相对湿度	-0.233^**	-0.263^**	-0.650^**	1
饱和水汽压差	0.641^**	0.996^**	0.642^**	-0.306^**	1
土壤热通量	0.605^**	0.708^**	0.843^**	-0.573^**	0.734^**	1
土壤湿度	-0.340^**	-0.554^**	-0.221^**	0.007	-0.559^**	-0.243^**	1
土壤温度	0.467^**	0.765^**	0.262^**	0.130	0.747^**	0.270^**	-0.726^**	1
风速	-0.012	0.080	0.061	-0.129	0.071	0.105	0.146	-0.079	1
降雨	-0.178^*	0.143	-0.318^**	0.324^**	0.122	-0.155^*	-0.230^**	0.275^**	0.068	1
净辐射	0.656^**	0.658^**	0.891^**	-0.440^**	0.685^**	0.772^**	-0.321^**	0.424^**	0.058	-0.174^*	1

[1]	谢佳容, 温小浩, 欧先交, 牛东风, 王双双, 邱明昆. 萨拉乌苏河流域现代沙丘沙钾长石单颗粒释光测年[J]. 中国沙漠, 2024, 44(6): 135-145.
[2]	王佳琪, 李小妹, 刘小槺, 董苗. 毛乌素沙地无定河上游河岸沙丘地貌格局及风水交互作用[J]. 中国沙漠, 2024, 44(3): 31-41.
[3]	冯佳新, 吴月茹, 乔硕, 刘茜雅, 王海兵. 毛乌素沙地沙漠化逆转过程中土壤组分及微量元素含量变化特征[J]. 中国沙漠, 2024, 44(1): 218-227.
[4]	王昱, 王旭, 冯起, 刘蔚, 贺昱华, 朱家乐, 王昱鹏. 黄河甘肃段底栖动物群落结构及水质评价[J]. 中国沙漠, 2023, 43(4): 146-156.
[5]	王融融, 樊瑾, 丛士翔, 余海龙, 黄菊莹. 毛乌素沙地火电厂周边不同类型生物结皮酶活性及其影响因素[J]. 中国沙漠, 2023, 43(4): 209-219.
[6]	李静芸, 傅天阳, 申玉龙, 王立辉, 伍永秋. 毛乌素沙地新月形和抛物线形沙丘表层沉积物粒度特征[J]. 中国沙漠, 2023, 43(2): 226-232.
[7]	展洋, 汪双, 陈吉平, 王昱, 王昱鹏. 基于大型底栖动物完整性指数的黑河中上游水生生态系统健康评价[J]. 中国沙漠, 2023, 43(2): 271-280.
[8]	洪光宇, 王晓江, 苏庆溥, 海龙, 王少昆, 高孝威, 徐艳艳, 周景山, 李卓凡, 李梓豪, 胡尔查. 毛乌素沙地流动沙丘土壤水分模拟及渗漏特征[J]. 中国沙漠, 2023, 43(2): 288-298.
[9]	白旭赢, 王玉杰, 王云琦, 杨文斌, 王涛, 程一本. 毛乌素沙地水体面积变化及驱动因子[J]. 中国沙漠, 2023, 43(2): 65-73.
[10]	杨宇哲, 岳大鹏, 赵景波, 刘怡婷, 李嘉宁, 杨天宇. 毛乌素沙地东南缘L₃ 、S₃ 黄土-古土壤色度特征及古气候意义[J]. 中国沙漠, 2023, 43(1): 176-186.
[11]	刘红梅, 王海兵, 李宽, 刘茜雅, 任余艳, 张彦东. 毛乌素沙地库伦生态经济圈结构、效益及农牧民行为[J]. 中国沙漠, 2023, 43(1): 48-57.
[12]	陈晓涵, 吴永胜, 海春兴. 毛乌素沙地南缘固沙灌丛下地表凝结水特征[J]. 中国沙漠, 2023, 43(1): 83-95.
[13]	洪光宇, 王晓江, 刘铁山, 海龙, 吴振廷, 胡尔查, 高孝威, 杨海峰, 李卓凡, 李梓豪, 斯琴, 王乐军. 基于Hydrus-1D模型的毛乌素沙地杨柴（ *Hedysarum laeve* ）灌木林土壤含水量模拟[J]. 中国沙漠, 2022, 42(6): 233-242.
[14]	刘雅莉, 白建华, 熊伟, 韩雨晴, 廉泓林, 郭浩, 辛智鸣, 刘湘杰, 刘怀远. 乌兰布和沙漠梭梭（ *Haloxylon ammodendron* ）夜间液流特征及其环境驱动机制[J]. 中国沙漠, 2022, 42(5): 195-203.
[15]	顾立霞, 吕萍, 马芳, 陈国祥, 梁准, 许明静, 杨迎. 不同数据源下毛乌素沙地风况及输沙势特征[J]. 中国沙漠, 2022, 42(5): 54-62.