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基于水量平衡的华北落叶松人工林承载密度研究

任启文, 王玉忠, 徐振华, 张树梓

任启文, 王玉忠, 徐振华, 张树梓. 基于水量平衡的华北落叶松人工林承载密度研究[J]. 北京林业大学学报, 2024, 46(7): 1-8. DOI: 10.12171/j.1000-1522.20240023
引用本文: 任启文, 王玉忠, 徐振华, 张树梓. 基于水量平衡的华北落叶松人工林承载密度研究[J]. 北京林业大学学报, 2024, 46(7): 1-8. DOI: 10.12171/j.1000-1522.20240023
Ren Qiwen, Wang Yuzhong, Xu Zhenhua, Zhang Shuzi. Carrying density of Larix principis-rupprechtii plantations based on water balance[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2024, 46(7): 1-8. DOI: 10.12171/j.1000-1522.20240023
Citation: Ren Qiwen, Wang Yuzhong, Xu Zhenhua, Zhang Shuzi. Carrying density of Larix principis-rupprechtii plantations based on water balance[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2024, 46(7): 1-8. DOI: 10.12171/j.1000-1522.20240023

基于水量平衡的华北落叶松人工林承载密度研究

基金项目: 河北省重点研发计划项目(22327601D),中央财政林草科技推广示范项目(冀TG〔2023〕015)。
详细信息
    作者简介:

    任启文,高级工程师。主要研究方向:森林培育。Email:blrenqiwen@126.com 地址:050061 河北省石家庄市新华区学府路75号

    责任作者:

    王玉忠,正高级工程师。主要研究方向:林木遗传育种。Email:hbslky202@126.com 地址:同上。

  • 中图分类号: S791.22

Carrying density of Larix principis-rupprechtii plantations based on water balance

  • 摘要:
    目的 

    研究冀北地区华北落叶松人工林水分平衡规律及其供求关系,准确计算区域不同降水条件下华北落叶松适宜经营密度。

    方法 

    依据水量平衡原理构建包含大气降水土壤入渗分量、林下蒸散发分量和不同胸径华北落叶松单株蒸腾耗水分量的水源承载密度计算公式。通过对小五台山自然保护区华北落叶松人工林树干液流、林下蒸散发、水量再分配特征的长期定位观测,以及胸径与木质部周长关系模型的构建,确定计算参数,计算不同降水条件下华北落叶松人工林各径级可承载密度。

    结果 

    (1)小五台地区华北落叶松生长季6个月,生长季昼间蒸腾平均时长15 h;生长季平均液流速率0.012 kg/(h·cm),除4月、6月较低外,其余各月都达到0.011 kg/(h·cm)以上,尤其以8月最高,达到0.021 kg/(h·cm)。(2)生长季华北落叶松林下平均蒸散发速率1.448 kg/(m2·d),全年平均速率0.833 kg/(m2·d);蒸散发速率4—6月上升较快,6—9月上升缓慢,并在9月达到峰值,10月迅速下降,11月到来年2月处于较低水平。(3)华北落叶松林冠层截留量占降水量的21.22%,穿透雨量占78.10%,树干径流量占0.68%,坡面径流量占1.50%,土壤入渗量占77.28%。(4)华北落叶松胸径与木质部周长呈线性相关关系,R2为0.958。

    结论 

    依据水量平衡原理计算出小五台地区不同降水条件下华北落叶松林各径级可承载密度,对于冀北地区现有林分的科学经营具有重要指导意义。

    Abstract:
    Objective 

    This paper aims to study the water balance law and supply-demand relationship of Larix principis-rupprechtii plantations in the northern Hebei Province region of northern China, and accurately calculate the proper management density of L. principis-rupprechtii plantations under different precipitation conditions in the region.

    Method 

    The calculation parameters were determined through long-term location observation of sap flow, understory evapotranspiration, water redistribution characteristics of L. principis-rupprechtii plantations in Xiaowutai Mountain Nature Reserve, and the construction of relationship model between DBH and xylem perimeter, and the carrying density of each diameter class of L. principis-rupprechti plantation under different precipitation conditions was calculated.

    Result 

    (1) The growth season of Larix principis-rupprechtii in the Xiaowutai area was 6 months, with an average diurnal transpiration time of 15 h during the growth season. The average sap flow velocity of L. principis-rupprechtii during the growth season was 0.012 kg/(h·cm). Except for lower values in April and June, it reached above 0.011 kg/(h·cm) in all other months, with the highest value reaching 0.021 kg/(h·cm) in August. (2) The average evapotranspiration rate under L. principis-rupprechtii forest during the growth season was 1.448 kg/(m2·d), and the annual average rate was 0.833 kg/(m2·d). The evapotranspiration rate increased rapidly from April to June, slowly increased from June to September, and reached its peak in September, rapidly decreased in October, and remained at a relatively low value from November to February of the followed year. (3) The canopy interception of L. principis-rupprechtii forest accounted for 21.22% of the precipitation, the penetrating precipitation accounted for 78.10%, the trunk runoff accounted for 0.68%, the slope runoff accounted for 1.50%, and the soil infiltration accounted for 77.28%. (4) There was a linear correlation between DBH and xylem perimeter of L. principis-rupprechtii, R2 was 0.958.

    Conclusion 

    Based on the principle of water balance, the bearing density of different DBH of L. principis-rupprechtii forests under varied precipitation conditions in the Xiaowutai area is calculated, which has important guiding significance for the scientific management of existing forests in the northern Hebei region of northern China.

  • 华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林是冀北山地最重要的森林类型之一。长期以来,由于营造密度高,疏伐强度小,林龄40年以上时普遍发育成为结构简单、密度高、生长停滞的低质低效林,面临着严峻的生产力降低和更新衰退问题[1]。究其原因,主要是随林木生长,耗水量不断增加,幼龄林可满足的水资源量在成熟林后已不能满足生长需求[2]。北方地区普遍缺水,可利用水资源量必然成为林分合理密度确定的限制性因子,因此基于区域水资源承载能力确定华北落叶松人工林合理经营密度应是当前急需解决的关键技术问题。

    基于水资源承载能力的人工林稳定性和适宜密度一直是相关研究的热点[35]。1991年辽宁章古台樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林大面积死亡[67],以及“三北”工程区的“小老头林”无不与区域降水资源的植被承载能力有关[8]。近年来,区域降水资源的植被承载能力也引起了有关部门的重视[910]。2019年,习近平总书记在“黄河流域生态保护和高质量发展座谈会”上首次提出“以水而定、量水而行”;2021年,《国务院办公厅关于科学绿化的指导意见》中明确要求“坚持以水而定、量水而行,宜绿则绿、宜荒则荒,科学恢复林草植被”;2023年习近平总书记在内蒙古考察并主持召开加强荒漠化综合防治和推进“三北”等重点生态工程建设座谈会上强调:“要合理利用水资源,坚持以水定绿、以水定地、以水定人、以水定产,把水资源作为最大的刚性约束,大力发展节水林草。要科学选择植被恢复模式,合理配置林草植被类型和密度,坚持乔灌草相结合,营造防风固沙林网、林带及防风固沙沙漠锁边林草带等。”“三北”工程攻坚战科技创新把“研究不同气候区典型乔灌草植被水分平衡规律与其供求关系,定量估算乔灌草植被水资源承载力,研发水资源承载潜力下三北地区林草植被优化配置技术与模式”作为关键技术进行攻关。

    目前,我国应用热技术方法对众多树种蒸腾耗水特征进行了研究[1113],但研究内容大多集中于树干液流速率的变化特征及其影响因子[1417],以及在自然环境中如何准确估算单株、林分耗水量[18],鲜有将林木蒸腾耗水研究成果应用到生产实践的报道。本研究立足林水关系这一科学问题,依托华北落叶松树干液流、林下蒸散发、大气降水水量再分配长期定位观测数据,基于水量平衡原理建立承载密度计算公式,确定不同降水量条件下华北落叶松林各径级最大可承载密度,为打好“三北”工程攻坚战提供科技支撑和决策依据。

    本研究区位于河北省小五台山国家级自然保护区,气候属暖温带大陆季风型山地气候,具有雨热同季、冬长夏短、四季分明、夏季昼夜温差大等特点。年均气温5 ~ 6 ℃,1月平均气温−12.3 ℃,7月平均气温22.1 ℃;无霜期100 ~ 140 d,年均降水量550 mm;土壤属于森林褐土类。华北落叶松人工林样地选择在相对平整、均一的典型坡面上,样地大小50 m × 100 m,海拔高度1 402 ~ 1 407 m,坡向西偏北10°,坡度14°。林分密度820株/hm2,林龄42年,郁闭度73%。华北落叶松平均胸径(17.41 ± 4.43) cm,平均树高(9.97 ± 2.34) m,平均冠幅为4.7 m × 4.4 m。林内灌木主要有胡枝子(Lespedeza bicolor)、绣线菊(Sambucus williamsii)、虎榛子(Ostryopsis davidiana)等;草本有细叶薹草(Carex duriuscula)、唐松草(Thalictrum petaloideum)等,地表盖度70%。

    根据林木所在空间位置和生长状况,在落叶松样地内选择树干通直、无病虫害、生长状况良好的9株落叶松为样树,测定树干液流速率,胸径范围8.5 ~ 25.1 cm(表1)。采用Ems 51 Sap Flow System 测定树干液流,在数采仪中设置每10 min采集1次数据,每30 min记录1次平均数据,时间为2019−03−31—2019−10−22。

    表  1  树干液流监测样树主要参数
    Table  1.  Main parameters of sap flow monitoring sample trees
    编号
    No.
    树高
    Tree height/m
    胸径
    DBH/cm
    冠幅
    Crown width
    116.425.14.5 m × 3.2 m
    212.523.26.2 m × 5.0 m
    310.820.85.3 m × 4.7 m
    410.417.33.8 m × 3.3 m
    59.817.14.3 m × 3.3 m
    612.517.04.0 m × 3.4 m
    79.515.53.9 m × 3.8 m
    87.310.63.1 m × 2.6 m
    96.18.52.3 m × 2.2 m
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    对样地进行灌草调查,选择标准灌草样方,埋设土壤蒸渗仪(内桶高90 cm,直径80 cm),将原状土柱装入桶内,表面保持原状灌草植被。桶底设有质量传感器,数采仪每小时测定并记录一次数据,时间为2019−03−19—2020−02−29,林下蒸散发速率计算见下式。

    W=w1+iΔwiw2ds (1)

    式中:W为林下蒸散发速率(kg/(m2·d)),w1为统计时段开始蒸渗仪土体质量(kg),w2为统计时段结束蒸渗仪土体质量(kg),Δwi为统计时段内蒸渗仪土体第i次变化的质量(kg),d为统计时段总天数(d),s为蒸渗仪桶口面积(m2)。

    在落叶松林样地附近的空旷地布设1台小型全自动气象站测定大气降水。在样地内分别布设5个规格100 cm × 50 cm × 50 cm的集水槽收集穿透雨,雨后用量杯测量穿透雨量。依据样地调查结果,另外选择9株华北落叶松刮除老皮,使用塑料软管螺旋状缠绕树干,树皮与软管间用玻璃胶密封缝隙,下方接小型雨量筒测定树干径流量,树干径流监测样树主要参数见表2。样地下方设有坡面径流场,用于测定坡面径流量。研究区内设有水量平衡场,经多年监测未出现壤中流。因此,冠层截留量和土壤入渗量通过公式(2)、(3)计算。水量再分配统计时间为2016—2019年。

    G=RCS (2)
    M=C+SP (3)

    式中:G为冠层截留量(mm),R为降水量(mm),C为穿透雨量(mm),S为树干径流量(mm),M为土壤入渗量(mm),P为坡面径流量(mm)。

    表  2  树干径流监测样树主要参数
    Table  2.  Main parameters of trunk runoff monitoring sample trees
    编号
    No.
    树高
    Tree height/m
    胸径
    DBH/cm
    冠幅
    Crown width
    112.324.76.00 m × 5.00 m
    212.623.56.50 m × 5.60 m
    312.721.46.90 m × 5.90 m
    414.619.74.60 m × 4.06 m
    514.017.64.30 m × 4.00 m
    612.616.84.90 m × 4.00 m
    78.614.64.80 m × 3.00 m
    88.913.83.90 m × 3.80 m
    96.310.54.20 m × 3.00 m
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    在小五台地区选择各类径级华北落叶松50株测定胸径,用生长锥钻取木质部,带回实验室测定木质部周长,从而建立木质部周长与胸径的关系式。

    根据水量平衡原理,在不消耗地下水的情况下,林分耗水应小于或等于林地可供水量[19],据此建立水源承载密度计算公式(4)。vs × VP × 104表征可用水资源量,30 × 12 × W × 104代表林下蒸散发消耗量,30 × T × t × S × F代表不同胸径乔木树种生长季耗水量。

    H=vs×VP×10430×12×W×10430×T×t×S×F (4)

    式中:H为林分密度(株/hm2),vs为土壤入渗比例(%),VP为年降水量(mm),T为生长季月数,W为全年林下蒸散发平均速率(kg/(m2·d)),t为昼间蒸腾时长(h),S为木质部周长(cm),F为生长季树干液流速率均值(kg/(h·cm))。

    根据年度连续观测数据分析得出,华北落叶松树干液流启动于4月初,结束于10月初,前后历时6个月。树干液流速率启动后逐步上升,5月达到第一个峰值,6月有所下降,7—8月达到第二峰值,9月逐步下降(图1);除4月、6月较低外,其余各月都达到0.011 kg/(h·cm)以上,尤其以8月最高,达到0.021 kg/(h·cm);经统计分析,华北落叶松生长季平均液流速率0.012 kg/(h·cm)(图2)。一天中,树干液流速率启动和结束时间随日出日落变化而变化,生长季昼间蒸腾时长基本为06:00—21:00,平均时长15 h(图3)。

    图  1  华北落叶松生长季树干液流速率变化过程
    Figure  1.  Process of changes in sap flow rate during the growth season of Larix principis-rupprechtii
    图  2  华北落叶松生长季树干液流速率月变化
    Figure  2.  Monthly variation of sap flow rate during the growing season of Larix principis-rupprechtii
    图  3  华北落叶松生长季树干液流速率日变化
    Figure  3.  Daily variation of sap flow velocity during the growing season of Larix principis-rupprechtii

    图4可见,生长季内华北落叶松林下蒸散发变化过程。4—6月从0.70上升到1.59 kg/(m2·d),上升较快;6—9月增速放缓,9月达到峰值1.72 kg/(m2·d),10月迅速下降到0.36 kg/(m2·d);进入冬季,11月到来年2月蒸散发处于较低水平,且变化不明显,3月略有升高。蒸渗桶内土体质量由于降水和蒸散发的双重影响,表现为部分时段直线升高后沿一定斜率下降,循环往复的过程;遇有降水,桶内土体含水量增加,质量直线上升;随着桶内土壤蒸发和植被蒸腾,土体含水量减少,呈现沿一定斜率下降趋势。华北落叶松林下蒸散发日变化过程表现为白天蒸散发强,夜间逐渐减弱的趋势;一天中08:00—20:00是蒸散发的主要时段,以10:00—16:00最快,土体质量减小最为显著,而午夜前后则变化趋势接近于水平(图5)。通过统计计算4—10月生长季华北落叶松林下平均蒸散发速率1.448 kg/(m2·d),非生长季(10月—次年3月)平均蒸散发速率0.219 kg/(m2·d),全年平均蒸散发速率0.833 kg/(m2·d)。

    图  4  华北落叶松生长季林下蒸散发变化过程
    Figure  4.  Changing process of evapotranspiration under Larix principis-rupprechtii forest during the growing season
    图  5  华北落叶松林下蒸散发日变化过程
    Figure  5.  Daily variation process of evapotranspiration under Larix principis-rupprechtii forest

    由于不同强度降水土壤入渗比例差异较大,为保证数据的准确性和代表性进行了长达4年的华北落叶松人工林大气降水水量再分配监测(非全部降水)。由图6可见,2016—2019年统计到32次不同强度降水,降水总量1 173.56 mm;冠层截留量249.01 mm,占降水量的21.22%;穿透雨量916.54 mm,占78.10%;树干径流量8.01 mm,占0.68%;坡面径流量17.61 mm,占1.50%;土壤入渗量906.95 mm,占77.28%。在不消耗地下水的情况下土壤入渗量是森林植被可利用的最大水量,对于森林经营有重要意义。

    图  6  华北落叶松林大气降水量再分配
    Figure  6.  Redistribution of atmospheric precipitation in Larix principis-rupprechtii forest

    为通过华北落叶松胸径计算对应的木质部周长,建立了胸径(x)与木质部周长(y)的相关模型y = 2.541 7x + 1.322 9,决定系数R2 = 0.958(P < 0.01),呈现极显著线性正相关(图7),表明通过胸径计算木质部周长较为可靠。

    图  7  华北落叶松胸径与木质部周长相关模型
    Figure  7.  Correlation model between DBH and xylem perimeter of Larix principis-rupprechtii

    按照华北落叶松生长季月数、昼间蒸腾时长、平均液流速率、林下蒸散发速率、水量再分配土壤入渗分量、木质部周长与胸径的关系模型等试验数据,确定华北落叶松承载密度计算参数为:W = 0.833 kg/(m2·d),T = 6个月,t = 15 h,F=0.012 kg/(h·cm),v=77.28%。V按照450 ~ 700 mm计算,每50 mm一个梯度;S依据华北落叶松胸径与木质部周长模型代入胸径求得,胸径按照5 ~ 35 cm计算,每1 cm一个梯度。将以上参数代入公式(4),得到不同降水条件下不同胸径华北落叶松林最大承载密度(表3)。

    表  3  不同降水条件下不同胸径华北落叶松林最大承载密度 株/hm2
    Table  3.  Max. carrying density of Larix principis-rupprechtii forests with different DBH under varied precipitation conditions tree/ha
    胸径
    DBH/cm
    降水量 Precipitation/mm
    450 500 550 600 650 700
    5 1 053 1 903 2 753 3 603 4 453 5 303
    6 892 1 611 2 331 3 050 3 770 4 490
    7 773 1 397 2 021 2 645 3 269 3 893
    8 682 1 233 1 784 2 334 2 885 3 436
    9 611 1 104 1 596 2 089 2 582 3 075
    10 553 999 1 445 1 891 2 337 2 783
    11 505 912 1 319 1 727 2 134 2 541
    12 464 839 1 214 1 589 1 963 2 338
    13 430 777 1 124 1 471 1 818 2 165
    14 400 724 1 047 1 370 1 693 2 016
    15 375 677 979 1 282 1 584 1 886
    16 352 636 920 1 204 1 488 1 772
    17 332 600 867 1 135 1 403 1 671
    18 314 567 821 1 074 1 327 1 581
    19 298 538 779 1 019 1 259 1 500
    20 283 512 741 969 1 198 1 427
    21 270 488 706 924 1 142 1 360
    22 258 467 675 883 1 092 1 300
    23 247 447 646 846 1 045 1 245
    24 237 428 620 811 1 003 1 194
    25 228 412 596 779 963 1 147
    26 219 396 573 750 927 1 104
    27 211 382 552 723 893 1 064
    28 204 368 533 697 862 1 026
    29 197 356 515 674 833 992
    30 190 344 498 652 805 959
    31 184 333 482 631 780 929
    32 179 323 467 612 756 900
    33 173 313 453 593 733 873
    34 168 304 440 576 712 848
    35 164 296 428 560 692 824
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    表3可见,森林密度控制遵循两个基本规律,一是随着降水量的增加,林分密度呈现增加规律;二是随着胸径增加,林分密度呈现降低趋势。这主要是由水资源承载力和林木耗水规律决定的,降水量增加水资源承载力相应增加,可承载的林木数量增加;林木胸径增加,其单株耗水量相应增加,在水资源承载力一定的情况下可承载的林木数量减少。550 mm降水量下,华北落叶松胸径为10、20、30 cm时可承载的密度分别为1 445、741、498株/hm2。可见随胸径的增加可承载密度下降很快,因此当胸径增加到一定程度时必须进行抚育间伐来控制林分适宜密度,以满足当地水资源承载能力,促进华北落叶松林健康稳定生长。

    许多学者从不同角度对华北落叶松和其他树种的合理密度进行了大量的研究。王绪芳等[20]以宁夏六盘山19年生不同密度的华北落叶松人工林为研究对象,依据胸径、树冠面积和立木密度的相关规律,确定了华北落叶松胸径和最适林分密度的相互关系,按照当地年均降水量600 mm计算,在胸径小于15 cm时与本文的适宜承载密度相差不大,但在胸径大于15 cm时差距较大,可能原因是建立回归方程时的样本范围所致,未覆盖到15 cm以上样本。张丽楠等[21]以陕西秦岭华北落叶松人工林为研究对象,应用树冠面积与胸径的相关关系,推算出不同径阶林分的适宜经营密度,与本文结果差距较大,可能由于降水资源已不是限制因子(年降水量900 ~ 1 200 mm),其他因子才是确定承载密度的关键因素。也有从不同生态功能出发研究华北落叶松人工林适宜密度。从土壤保育功能出发,应用密度比较法研究得出山西太岳山1 402株/hm2的华北落叶松人工林土壤质量最好[22];从林下物种多样性出发,山西太岳山保留密度1 467株/hm2的华北落叶松人工林林下物种多样性最高,群落结构最复杂[23];也有从更新效果出发,得出山西省关帝山中密度(400 ~ 560株/hm2)华北落叶松林天然更新优于过疏和过密林分[24]。由于研究目的不同,无法与本文做出准确比较,但通过研究区降水量和样地平均胸径查阅本文结果,发现大部分基于生态功能目标研究得出的适宜密度均接近或小于本文的承载密度。比如山西太岳山华北落叶松林保留密度1 467株/hm2林下物种多样性最高[22],与本文同等条件下(降水量650 mm,胸径16 cm)的承载密度1 488株/hm2相近。总之,由于经营目标、研究方法和地理区域等的不同,研究结论也不尽相同,但水资源是森林生长的基本物质条件,直接影响着森林的健康和稳定,因此森林植被密度与区域水资源承载能力的适宜程度应引起足够的重视。当前,众多学者基于冠幅–胸径关系模型、密度–胸径生长模型或者密度与某种生态功能之间的关系研究了不同树种的合理密度[2527],但由于区域水源承载能力和林木耗水监测指标的复杂性和长期性,基于水量平衡和林水关系研究承载密度的鲜有报道。韩辉等[28]将液流通量应用到合理林分密度研究,确定了樟子松人工固沙林14 ~ 20 cm胸径的合理密度,发现现有同径阶林分普遍存在密度过大的问题。在北方干旱半干旱区由于水资源欠缺,基于可利用水资源量的承载密度应是关键限制因子密度,直接影响华北落叶松人工林的健康和生态系统稳定性,特别是在三北地区定量测算植被水资源承载力和林分耗水量,进而确定其可承载密度,是森林质量精准提升时代背景下的关键技术和主要内容之一。

    本研究只进行了华北落叶松有限胸径液流速率的测定,并且认为除去供水、光照等环境因素影响,不同胸径华北落叶松潜在液流速率无差异,被压木液流速率低于优势木主要原因是光照等环境因素影响[29]。另外,土壤入渗水量所占降水量的比例直接影响林木可利用水量的多少,此处用长期定位监测数据,虽然一定程度上消除了降水强度不同导致的误差,但没有考虑降水量和林分密度变化后土壤入渗分量和林下蒸散发分量的协同变化,需要在今后的研究中加以完善。

    本研究通过长期定位观测确定了小五台地区华北落叶松人工林蒸腾耗水及大气降水水量再分配的重要参数,包括:小五台地区华北落叶松生长季6个月,生长季昼间蒸腾平均时长15 h,平均液流速率0.012 kg/(h·cm);生长季华北落叶松林下平均蒸散发速率1.448 kg/(m2·d),全年平均速率0.833 kg/(m2·d);华北落叶松林冠层截留量占降水量的21.22%,穿透雨量占78.10%,树干径流量占0.68%,坡面径流量占1.50%,土壤入渗量占77.28%。建立了华北落叶松胸径与木质部周长的大样本模型:y = 2.541 7x + 1.322 9(R2 = 0.958),实现由胸径到木质部周长的计算,为不同胸径华北落叶松单株耗水量计算提供重要参数。依据以上参数,最终确定小五台地区不同降水条件下华北落叶松林各径级可承载密度,对于冀北地区现有林分的科学经营具有重要指导意义。

  • 图  1   华北落叶松生长季树干液流速率变化过程

    Figure  1.   Process of changes in sap flow rate during the growth season of Larix principis-rupprechtii

    图  2   华北落叶松生长季树干液流速率月变化

    Figure  2.   Monthly variation of sap flow rate during the growing season of Larix principis-rupprechtii

    图  3   华北落叶松生长季树干液流速率日变化

    Figure  3.   Daily variation of sap flow velocity during the growing season of Larix principis-rupprechtii

    图  4   华北落叶松生长季林下蒸散发变化过程

    Figure  4.   Changing process of evapotranspiration under Larix principis-rupprechtii forest during the growing season

    图  5   华北落叶松林下蒸散发日变化过程

    Figure  5.   Daily variation process of evapotranspiration under Larix principis-rupprechtii forest

    图  6   华北落叶松林大气降水量再分配

    Figure  6.   Redistribution of atmospheric precipitation in Larix principis-rupprechtii forest

    图  7   华北落叶松胸径与木质部周长相关模型

    Figure  7.   Correlation model between DBH and xylem perimeter of Larix principis-rupprechtii

    表  1   树干液流监测样树主要参数

    Table  1   Main parameters of sap flow monitoring sample trees

    编号
    No.
    树高
    Tree height/m
    胸径
    DBH/cm
    冠幅
    Crown width
    116.425.14.5 m × 3.2 m
    212.523.26.2 m × 5.0 m
    310.820.85.3 m × 4.7 m
    410.417.33.8 m × 3.3 m
    59.817.14.3 m × 3.3 m
    612.517.04.0 m × 3.4 m
    79.515.53.9 m × 3.8 m
    87.310.63.1 m × 2.6 m
    96.18.52.3 m × 2.2 m
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    表  2   树干径流监测样树主要参数

    Table  2   Main parameters of trunk runoff monitoring sample trees

    编号
    No.
    树高
    Tree height/m
    胸径
    DBH/cm
    冠幅
    Crown width
    112.324.76.00 m × 5.00 m
    212.623.56.50 m × 5.60 m
    312.721.46.90 m × 5.90 m
    414.619.74.60 m × 4.06 m
    514.017.64.30 m × 4.00 m
    612.616.84.90 m × 4.00 m
    78.614.64.80 m × 3.00 m
    88.913.83.90 m × 3.80 m
    96.310.54.20 m × 3.00 m
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    表  3   不同降水条件下不同胸径华北落叶松林最大承载密度 株/hm2

    Table  3   Max. carrying density of Larix principis-rupprechtii forests with different DBH under varied precipitation conditions tree/ha

    胸径
    DBH/cm
    降水量 Precipitation/mm
    450 500 550 600 650 700
    5 1 053 1 903 2 753 3 603 4 453 5 303
    6 892 1 611 2 331 3 050 3 770 4 490
    7 773 1 397 2 021 2 645 3 269 3 893
    8 682 1 233 1 784 2 334 2 885 3 436
    9 611 1 104 1 596 2 089 2 582 3 075
    10 553 999 1 445 1 891 2 337 2 783
    11 505 912 1 319 1 727 2 134 2 541
    12 464 839 1 214 1 589 1 963 2 338
    13 430 777 1 124 1 471 1 818 2 165
    14 400 724 1 047 1 370 1 693 2 016
    15 375 677 979 1 282 1 584 1 886
    16 352 636 920 1 204 1 488 1 772
    17 332 600 867 1 135 1 403 1 671
    18 314 567 821 1 074 1 327 1 581
    19 298 538 779 1 019 1 259 1 500
    20 283 512 741 969 1 198 1 427
    21 270 488 706 924 1 142 1 360
    22 258 467 675 883 1 092 1 300
    23 247 447 646 846 1 045 1 245
    24 237 428 620 811 1 003 1 194
    25 228 412 596 779 963 1 147
    26 219 396 573 750 927 1 104
    27 211 382 552 723 893 1 064
    28 204 368 533 697 862 1 026
    29 197 356 515 674 833 992
    30 190 344 498 652 805 959
    31 184 333 482 631 780 929
    32 179 323 467 612 756 900
    33 173 313 453 593 733 873
    34 168 304 440 576 712 848
    35 164 296 428 560 692 824
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-01-21
  • 修回日期:  2024-03-24
  • 网络出版日期:  2024-07-02
  • 刊出日期:  2024-07-24

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