黑河流域上游青海云杉林蒸散特征及其耗水机制研究

不同时空尺度蒸散过程的研究是生态-水文相互作用过程研究的重要切入点。在干旱区内陆河黑河流域径流形成区，以青海云杉森林生态系统研究对象，利用传统方法和热脉冲技术，对青海云杉森林生态系统中林木的光合生理参数和蒸腾耗水量、土壤水分和气象因子、土壤和地被物蒸发进行监测，研究青海云杉森林生态系统蒸散特征及其耗水机制，阐明祁连山青海云杉森林生态系统垂向水分运移规律；利用数理统计方法和微气象模型研究青海云杉森林生态系统环境与蒸散耗水的相互作用关系，揭示环境因子对青海云杉森林生态系统蒸散的影响机理，从而揭示祁连山青海云杉森林生态系统蒸散耗水机制，为对正确认识祁连山森林生态系统的水文功能、了解水循环过程和流域水文模型开发, 对制定合理的森林经营管理方案提供理论和技术支撑。

不同时空尺度蒸散过程的研究是生态-水文相互作用过程研究的重要切入点。在干旱区内陆河黑河流域径流形成区，以青海云杉森林生态系统研究对象，利用传统方法和热脉冲技术，对青海云杉森林生态系统中林木的光合生理参数和蒸腾耗水量、土壤水分和气象因子、林地蒸发进行监测，研究青海云杉森林生态系统蒸散特征、环境因子对青海云杉森林生态系统蒸散的影响及青海云杉森林生态系统垂向水分运移规律，从而揭示祁连山青海云杉森林生态系统蒸散耗水机制，为正确认识祁连山森林生态系统的水文功能、了解水循环过程和流域水文模型开发提供理论和技术支撑。经过3年的研究表明青海云杉树木树干液流速率在边材厚度2.0cm处达到最大，从边材厚度0cm向2.0cm树干液流速率逐渐增大；从2.0cm处向髓心方向，树干液流速率逐渐减小；青海云杉树干液流速率随边材深度呈Gussion曲线函数关系。树干液流速率与边材面积、胸径和胸径平方与树高之积呈显著线性相关, 而与树高呈呈二次幂函数关系。生长季节树干液流速率日均值在2.8±0.2～6.5±1.9gcm-2h-1之间。生长季节的林分蒸腾量在1.0～2.4mm d-1之间，三年的日均值分别为1.6、1.8和1.9mm d-1，总蒸腾量分别为 195.2、219.6和237.6mm。当总辐射低于800Wm-2、水汽压差小于1.4kPa和气温低于18.0℃时，青海云杉树干液流速率随水汽压差、气温的增加而增加；而当总辐射高于800Wm-2、水汽压差高于1.4kPa和气温高于18.0℃，青海云杉树干液流速率再不随它们的增加而增加。青海云杉树干液流速率与土壤水分呈逻辑斯谛函数关系。由于树干液流速率的变化受环境条件的综合作用，没有找到合适的描述树干液流速率的变化与环境因素的数学关系。青海云杉林冠层截留率在6.9%～75.5%，平均为38.3 %，冠层截留率与降水量呈指数函数关系。3年的生长季节青海云杉冠层截留蒸发量分别为15.5mm、13.8mm和19.1mm。青海云杉林地生长季节的蒸发耗水量在0.1～1.0 mm d-1之间，3年的平均值分别为0.4、0.5和0.6mmd-1，总蒸发量分别为48.8mm、61.0mm和73.2mm。经林分水量平衡分析发现，青海云杉的蒸腾量占降水量的71.0%，冠层蒸发量占降水量的5.3%，林地土壤蒸发量占降水量的19.9%，仅能提供3.8%的降水量到林地深层。