【摘要】：植物的水分來(lái)源是干旱半干旱地區(qū)植物水分關(guān)系研究的重要方面,有助于理解該地區(qū)植物對(duì)季節(jié)性干旱環(huán)境的適應(yīng)。北京山區(qū)不僅是北京市區(qū)的重要生態(tài)屏障,也是整個(gè)華北平原生態(tài)屏障的重要環(huán)節(jié),該區(qū)土壤淺薄貧瘠,降水量有限而且年內(nèi)分布具有顯著的季節(jié)性,旱季和雨季交替出現(xiàn),森林植被常常面臨土壤水分活性的季節(jié)性變化。而在全球氣候變化的背景下,區(qū)域降水格局的變化勢(shì)必將會(huì)影響植物的建立、生長(zhǎng)以及再生產(chǎn),使得植被與水分的關(guān)系變得更為復(fù)雜。目前,對(duì)北京山區(qū)森林植被如何適應(yīng)水資源短缺和季節(jié)性干旱環(huán)境條件的研究還較少,有必要對(duì)森林植被在不同季節(jié)的水分利用方式和來(lái)源進(jìn)行研究,并根據(jù)生理生態(tài)特征變化規(guī)律,分析兩個(gè)樹(shù)種適應(yīng)季節(jié)性干旱的機(jī)制。本研究選取了北京山區(qū)典型優(yōu)勢(shì)樹(shù)種落葉闊葉林栓皮櫟(Quercus variabilis L.)和常綠針葉林側(cè)柏(Platycladus orientalis L.)為研究對(duì)象,系統(tǒng)地研究了他們的水分利用模式和機(jī)制。對(duì)水文、土壤、植被和地形因子進(jìn)行野外調(diào)查與觀測(cè),通過(guò)對(duì)不同時(shí)間尺度的降水、土壤水、植物水以及地下水的野外采樣和室內(nèi)穩(wěn)定同位素分析,研究不同時(shí)間尺度不同水體同位素特征動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,基于土壤水分同位素特征與土壤含水量的結(jié)合,分析降水入滲過(guò)程和運(yùn)移方式;通過(guò)土壤水和植物水同位素特征的結(jié)合,利用直接相關(guān)法和Isosource多元線性混合模型分析了植物的水分利用來(lái)源及貢獻(xiàn)率；并總結(jié)了不同生長(zhǎng)期內(nèi)樹(shù)種的水分利用模式；通過(guò)對(duì)不同生長(zhǎng)期兩樹(shù)種生理生態(tài)特征變化規(guī)律的分析,結(jié)合樹(shù)種水分利用模式,分析植物適應(yīng)季節(jié)性干旱的機(jī)制。主要研究結(jié)果如下：(1)大氣降水的同位素特征由于水汽來(lái)源的季節(jié)性差異,以及研究區(qū)地形條件帶來(lái)的強(qiáng)烈局地水汽再循環(huán),而顯示出獨(dú)特的變化規(guī)律。研究區(qū)典型次降水過(guò)程,大氣降水線的斜率和截距以及降水同位素的年均值與全球、中國(guó)和北京地區(qū)之間顯示出較大的差異。(2)兩種林分土壤水分對(duì)降水響應(yīng)的敏感區(qū)域集中于表層0-30cm；側(cè)柏林下降水在土壤中以“驅(qū)替”的形式運(yùn)移,而栓皮櫟林下土壤,在旱季運(yùn)移方式為“混合擴(kuò)散”,雨季為“驅(qū)替”。(3)研究區(qū)地下水穩(wěn)定同位素特征集中分布于大氣降水線附近,表明北京山區(qū)地下水受到了來(lái)自當(dāng)?shù)亟邓难a(bǔ)充。(4)兩個(gè)樹(shù)種在年內(nèi)的水分利用模式表現(xiàn)出相似的變化規(guī)律,但栓皮櫟的水分利用深度相對(duì)于側(cè)柏更淺。雨季,水分利用來(lái)源都集中于表層土壤0-10cm,在干旱前期和中期水分主要來(lái)源區(qū)域接近,隨著干旱的加劇,在干旱末期,主要水分來(lái)源區(qū)域都下移至更深的土壤層。且兩者都不利用地下水作為他們的水分來(lái)源。(5)在旱季,側(cè)柏對(duì)降水的反應(yīng)較栓皮櫟更加敏感,導(dǎo)致兩個(gè)樹(shù)種對(duì)降水閡值要求的差異,降水閾值最小值9.2mm;在雨季,由于栓皮櫟林內(nèi)長(zhǎng)期積累的枯落物層的影響,導(dǎo)致栓皮櫟對(duì)降水的響應(yīng)敏感,并且隨著無(wú)雨期的延長(zhǎng),其對(duì)栓皮櫟的貢獻(xiàn)率在逐漸減小。(6)在旱季,根系分布和土壤水分含量都是植物水分利用的限制因素,但是在它們之間不存在主導(dǎo)因素。而在雨季,根系分布為他們水分利用的主要限制因素。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S718.4
【圖文】：

圖２－１北足市局程圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｂｅｉｊｉｎｇ邋ｅｌｅｖａｔｉｏｎ邋ｄｒａｗｉｎｇ逡逑

Ｆｉｇ．２－４邋ｔｈｅ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋ｓｔｕｄｙ邋ａｒｅａ逡逑和地質(zhì)地貌逡逑國(guó)家森林公園地勢(shì)西高東低，坡度陡哨，起伏變化較大，是由中成山形骨架，園內(nèi)最高處蘿色地北尖海拔１１５０ｍ，相對(duì)高差要分布的四種母巖沿海拔從高到低依次為：分布于海拔９００ｍ－１００布于６００ｍ－１０００ｍ的火山角碌巖，分布于８００ｍ－２００ｍ凝灰?guī)r和下的低海拔區(qū)域的花崗巖。母巖的不同以及地形地貌和環(huán)境條件海拔梯度土壤類型的差異，在海拔１００ｍ至３００ｍ前山為褐土型到９００ｍ為淋溶褐土，９００ｍ以上為棕壤。逡逑和水文逡逑家森林公園屬于華北暖溫帶半濕潤(rùn)半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，平原氣候明顯有所不同。年均溫１１．６邋°Ｃ，最高氣溫４１．６邋°Ｃ，最低均降雨量近６３０ｒｎｉｎ，而年蒸發(fā)量高達(dá)１８００ｍｍ－２０００邋ｍｍ。無(wú)霜期

Ｆｉｇ．３－３邋Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ邋ｗｅａｔｈｅｒ邋ｓｔａｔｉｏｎ逡逑氣象因子逡逑設(shè)置在綜合觀測(cè)樣地內(nèi)，儀器的安裝型號(hào)和觀測(cè)指標(biāo)與據(jù)懫集的密度與林外同步。逡逑分特征測(cè)定逡逑重量含水率逡逑樣地中土壤重量含水量通過(guò)測(cè)定土壤烘干前后的重量差量。在研究期內(nèi)利用土鈷在研究樣地（２號(hào)和３號(hào)），０ｃｍ，邋３０－４０ｃｍ，邋４０－６０ｃｍ邋等采集土壤樣品，上層邋４０ｃｉｎ邋每每間隔２０ｃｍ為一層，每個(gè)樣地隨機(jī)選擇３個(gè)采樣點(diǎn)。中，室內(nèi)１０５°Ｃ烘干至恒重，稱量其烘干前后的重量變的平均值。在２０１３－２０１５年的土壤質(zhì)量含水量，我們主提前后重量變化來(lái)進(jìn)行的。逡逑體積含水量和土壤水勢(shì)逡逑

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 賈劍波;北京山區(qū)典型森林生態(tài)系統(tǒng)水分運(yùn)動(dòng)過(guò)程與機(jī)制研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2016年

2 陳婕;內(nèi)蒙古西鄂爾多斯荒漠珍稀瀕危植物水分利用策略[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2016年

3 朱金方;渤海海岸貝殼堤濕地灌木水分生態(tài)位時(shí)空分異研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 付青云;科爾沁沙地不同樹(shù)齡小葉錦雞兒用水策略研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

2 李楠;基于穩(wěn)定氧同位素的黃土丘陵區(qū)不同樹(shù)齡棗樹(shù)土壤水分利用研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2018年

3 呂婷;黃土丘陵區(qū)典型天然灌叢和人工灌叢優(yōu)勢(shì)植物土壤水分利用策略[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2017年

4 趙培培;蘭州市植物水穩(wěn)定氫氧同位素特征及常見(jiàn)植物吸水深度研究[D];西北師范大學(xué);2017年

5 朱磊;普者黑峰林湖盆區(qū)穩(wěn)定同位素水文過(guò)程研究[D];云南師范大學(xué);2016年

6 婁源海;基于同位素技術(shù)的森林生態(tài)系統(tǒng)水分通量解析[D];北京林業(yè)大學(xué);2016年

7 馬士友;北京地區(qū)側(cè)柏人工林徑向生長(zhǎng)對(duì)采伐、氣候因子的響應(yīng)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2750136