黃土高原典型人工林水碳權(quán)衡及主要影響因素研究.pdf

1、黃土高原地處黃河中游，是典型的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，為應(yīng)對(duì)區(qū)域內(nèi)生態(tài)退化的問題，該地區(qū)開展了一系列的生態(tài)修復(fù)工作，尤以退耕還林最為典型。然而，受黃土高原地區(qū)干旱半干旱氣候的影響，人工林面積的擴(kuò)大，在增加當(dāng)?shù)靥純?chǔ)量的同時(shí)，加重了水資源的負(fù)擔(dān)，人工林固碳與水資源稀缺之間的矛盾也日益凸顯。因此，探究干旱半干旱地區(qū)人工林地的水碳權(quán)衡過程及影響因素的對(duì)于綜合評(píng)估退耕還林的生態(tài)環(huán)境效益，以及加強(qiáng)人工林生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)管理具有重要的意義。
　　本文選擇黃

2、土高原羊圈溝小流域作為研究區(qū)，常見人工造林樹種刺槐作為研究對(duì)象，從林齡和坡向角度出發(fā)，探究了葉片尺度影響植物水碳權(quán)衡的內(nèi)在調(diào)控因子和外在環(huán)境因子。分析結(jié)果顯示，影響植物葉片尺度水碳權(quán)衡的主要內(nèi)在調(diào)控因子有光合生理特性、葉屬性和葉片水分特征。植物的水碳權(quán)衡過程是光合固碳與蒸騰耗水過程的權(quán)衡，光合作用受氣孔導(dǎo)度（gs）和胞間CO2濃度（Ci）的共同限制，而蒸騰作用主要受到 gs的制約。葉片養(yǎng)分元素與植物水碳權(quán)衡過程的關(guān)系密切，同時(shí)基于面積尺

3、度的養(yǎng)分元素含量與光合生理指標(biāo)之間的關(guān)系更為顯著。持水力較弱的葉片其gs和Ci值較大，進(jìn)而促進(jìn)了植物葉片的蒸騰作用導(dǎo)致了水分利用效率（WUE）的下降。野外自然條件下，小流域尺度影響植物水碳權(quán)衡的主要外界環(huán)境因子是光照強(qiáng)度和大氣濕度。環(huán)境因子對(duì)植物水碳權(quán)衡的影響主要通過調(diào)節(jié)內(nèi)在控制因子實(shí)現(xiàn)，一定范圍內(nèi)光照強(qiáng)度和大氣濕度的提高會(huì)導(dǎo)致氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度的上升以及葉片飽和蒸汽壓虧缺（VpdL）的下降，進(jìn)而造成光合速率和蒸騰速率的提高，最終

4、導(dǎo)致了WUE的變化。
　　隨著林齡的增加植物葉屬性和主要生理生態(tài)指標(biāo)會(huì)隨之發(fā)生變化，這種變化一方面是環(huán)境對(duì)植物的影響，另一方面也是植物對(duì)外界環(huán)境適應(yīng)性的表現(xiàn)。不同林齡植物對(duì)養(yǎng)分元素吸收和保存方式也存在較大差異。本文研究結(jié)果表明，羊圈溝小流域不同林齡刺槐表現(xiàn)出不同生長(zhǎng)特點(diǎn)：12年生刺槐處于生長(zhǎng)旺盛期，其氣孔導(dǎo)度大、CO2供應(yīng)能力強(qiáng)，促進(jìn)了光合固碳和蒸騰耗水過程，而這一過程導(dǎo)致WUE下降。28年生刺槐處于生長(zhǎng)穩(wěn)定期，氣孔導(dǎo)度低，CO2