黃土高原林冠修剪對(duì)山地蘋(píng)果耗水與生產(chǎn)的調(diào)控及模擬
發(fā)布時(shí)間:2021-06-14 00:01
黃土高原蘋(píng)果產(chǎn)量占全球的27%,尤其是山地蘋(píng)果因其品質(zhì)好口感佳,成為農(nóng)民脫貧致富和全面建成小康社會(huì)的支柱產(chǎn)業(yè)。但是該區(qū)干旱缺水且超過(guò)80%的蘋(píng)果園為雨養(yǎng)管理,水分供需矛盾突出,影響蘋(píng)果園的高質(zhì)量發(fā)展。修剪是一種重要的生產(chǎn)力和水分調(diào)控措施,但是林冠修剪如何影響果園蒸騰和土壤水分等關(guān)鍵生態(tài)水文過(guò)程的研究較為薄弱。本文采用了果樹(shù)液流高頻連續(xù)監(jiān)測(cè)、剖面土壤水分和土壤蒸發(fā)定位監(jiān)測(cè)、物理過(guò)程模擬等方法,以山地蘋(píng)果為對(duì)象,研究不同夏季修剪強(qiáng)度(無(wú)修剪對(duì)照;輕度修剪SP-I:去除10%的側(cè)枝長(zhǎng)度;中度修剪SP-II:去除25%的側(cè)枝長(zhǎng)度;重度修剪SP-III:去除40%的側(cè)枝長(zhǎng)度),對(duì)山地蘋(píng)果樹(shù)蒸散和剖面土壤水分動(dòng)態(tài)變化及果樹(shù)生長(zhǎng)、產(chǎn)量和水分利用效率的影響,尋求適宜的修剪措施,為黃土高原蘋(píng)果田間水分管理和果業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供科技支撐。主要取得如下研究發(fā)現(xiàn):(1)蘋(píng)果樹(shù)液流晴天日變化主要呈現(xiàn)“單峰”曲線形式,多云天氣下太陽(yáng)輻射等氣象因子波動(dòng)較大,液流呈現(xiàn)出“多峰”的變化特征。林冠修剪明顯地改變了日蒸騰的大小,重度修剪(SP-III)處理的峰值較對(duì)照相比降低了約40%;MAESPA模型較好地捕捉了不同修剪強(qiáng)...
【文章來(lái)源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
研究區(qū)地理位置圖
10采用PVC管制作,在每株樹(shù)下相同位置布置。為了便于測(cè)量及不破壞微型蒸滲儀周?chē)馏w,采用內(nèi)徑為11.5cm的鍍鋅柱狀鐵皮進(jìn)行包裹固定。為保證土壤相對(duì)一致,土壤取自試驗(yàn)地周邊原狀土壤,微型蒸滲儀底部采用高密度紗網(wǎng)進(jìn)行封底;為保證測(cè)量的精度,每隔7d更換一次內(nèi)部土壤,降水后則立即更換土壤。每天日落時(shí)(18:00),使用精度為0.1g的電子天平對(duì)微型蒸滲儀進(jìn)行稱(chēng)重,通過(guò)兩次稱(chēng)重的差值計(jì)算當(dāng)天蒸發(fā)的重量,然后根據(jù)底面積進(jìn)行換算得到當(dāng)天的土壤蒸發(fā)量。公式如下所示:=10×()(2-4)E為土壤蒸發(fā)量(mmd-1);ΔW為24小時(shí)稱(chēng)重的土壤質(zhì)量差(g);ρ為水的密度(gcm-3);D為微型蒸滲儀的內(nèi)徑(cm);10為換算系數(shù)圖2-2土壤微型蒸滲儀圖Fig.2-2Thepictureofmicro-lysimeter(5)葉面積指數(shù)使用美國(guó)LI-COR公司生產(chǎn)的LAI-2200C冠層分析儀進(jìn)行測(cè)量,每次測(cè)量時(shí),選擇晴朗無(wú)云的傍晚或陰天,為避免過(guò)強(qiáng)的太陽(yáng)輻射和相鄰果樹(shù)之間的影響,選擇90°遮蓋帽。測(cè)量時(shí),先將探頭放置于冠層上方,記錄背景值A(chǔ)值,保持探頭水平,按下測(cè)定按鈕,聽(tīng)到兩聲蜂鳴后將探頭放入樹(shù)冠下部,探桿水平緊貼樹(shù)干讀取B值,按下測(cè)定按鈕,聽(tīng)到兩聲蜂鳴聲后完成一次測(cè)量,沿著樹(shù)干繞樹(shù)一周共測(cè)量5次,包含樹(shù)的各個(gè)方向。重復(fù)測(cè)量5次,測(cè)量頻率為2周一次。(6)植被光合作用測(cè)定采用Li-6400XT便攜式光合測(cè)量系統(tǒng),在試驗(yàn)期果實(shí)膨大期8月份選擇一晴朗無(wú)云的天氣利用Li-6400XT便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)(美國(guó),LI-COR公司制造)測(cè)定凈
12圖2-3小型自動(dòng)氣象站Fig.2-3Automaticweatherstationatstudyarea2.4MAESPA模型MAESPA模型是一個(gè)基于植物生理過(guò)程的冠層尺度光合蒸騰模型,模型采用FORTRAN語(yǔ)言編寫(xiě),各參數(shù)在相應(yīng)輸入文本中直接輸入,經(jīng)程序運(yùn)行得到輸出結(jié)果。由于MAESPA模型能對(duì)冠層進(jìn)行細(xì)致化的描述,利用冠型、冠幅,冠層中葉面積分布等定量指標(biāo)定義冠層,且在時(shí)間序列上能定義不同時(shí)間各冠幅、葉面積的變化,因此,MAESPA模型可以對(duì)果樹(shù)修剪進(jìn)行模擬。MAESPA模型共有控制模塊、氣象模塊、冠層結(jié)構(gòu)模塊、植被生理模塊等。模型對(duì)冠層蒸騰的模擬主要由光合—蒸騰、冠層輻射截獲2個(gè)子模型組成,氣象、冠層結(jié)構(gòu)等模塊的參數(shù)通過(guò)影響各網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)的冠層輻射截獲模型等來(lái)影響蒸騰-光合子模型。冠層輻射截獲模型是通過(guò)對(duì)樹(shù)冠的位置、形狀和大小定義冠層整體結(jié)構(gòu),在每個(gè)樹(shù)冠分層的基礎(chǔ)上,通過(guò)劃分網(wǎng)格點(diǎn)來(lái)定義冠層結(jié)構(gòu),從而計(jì)算不同網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)的輻射截獲。光合—蒸騰子模型采用Farquhar光合模型在冠層的每個(gè)格點(diǎn)內(nèi)分別對(duì)光合輻射進(jìn)行模擬,表達(dá)式如下所示:(2-5)(1)icCMAXiicOCAVOCKKΓ=++(2-6)min(,)ncjdA=AAR
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二元覆蓋對(duì)蘋(píng)果樹(shù)低耗水生育期土壤水分的影響[J]. 賈如浩,楊建利,趙西寧,高曉東,宋小林,張偉. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(12)
[2]夏剪強(qiáng)度對(duì)溫室葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 尹鴻飛,梁銀麗,朱帥蒙,安小娟. 水土保持學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]全有機(jī)營(yíng)養(yǎng)肥水耦合對(duì)番茄品質(zhì)、產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J]. 張鈞恒,馬樂(lè)樂(lè),李建明. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(14)
[4]北方土石山區(qū)典型樹(shù)種耗水特征及環(huán)境影響因子[J]. 賈國(guó)棟,陳立欣,李瀚之,劉自強(qiáng),余新曉. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(10)
[5]交替溝灌玉米灌漿期莖流影響因子敏感性分析與模型適用性研究[J]. 杜斌,胡笑濤,王文娥,馬黎華,周始威. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(02)
[6]喀斯特出露基巖生境兩種典型喬木的樹(shù)干液流特征[J]. 張慧玲,丁亞麗,陳洪松,王克林,聶云鵬. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(08)
[7]黃土丘陵區(qū)深層干化土壤中節(jié)水型修剪棗樹(shù)生長(zhǎng)及耗水[J]. 張文飛,汪星,汪有科,張敬曉,惠倩. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(07)
[8]修剪強(qiáng)度對(duì)錐栗葉片生理及產(chǎn)量的影響[J]. 王剛,袁德義,鄒鋒,熊歡,朱周俊,劉智強(qiáng),歐陽(yáng)芬. 植物生理學(xué)報(bào). 2017(02)
[9]大興安嶺地區(qū)落葉松用材林不同撫育間伐強(qiáng)度經(jīng)營(yíng)效果評(píng)價(jià)[J]. 朱玉杰,董希斌. 林業(yè)科學(xué). 2016(12)
[10]隴東旱塬蘋(píng)果根系分布規(guī)律及生理特性對(duì)地表覆蓋的響應(yīng)[J]. 孫文泰,馬明,董鐵,劉興祿,趙明新,尹曉寧,牛軍強(qiáng). 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2016(10)
碩士論文
[1]黃土丘陵區(qū)盛果期蘋(píng)果樹(shù)土壤水分利用來(lái)源研究[D]. 王紹飛.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
本文編號(hào):3228622
【文章來(lái)源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
研究區(qū)地理位置圖
10采用PVC管制作,在每株樹(shù)下相同位置布置。為了便于測(cè)量及不破壞微型蒸滲儀周?chē)馏w,采用內(nèi)徑為11.5cm的鍍鋅柱狀鐵皮進(jìn)行包裹固定。為保證土壤相對(duì)一致,土壤取自試驗(yàn)地周邊原狀土壤,微型蒸滲儀底部采用高密度紗網(wǎng)進(jìn)行封底;為保證測(cè)量的精度,每隔7d更換一次內(nèi)部土壤,降水后則立即更換土壤。每天日落時(shí)(18:00),使用精度為0.1g的電子天平對(duì)微型蒸滲儀進(jìn)行稱(chēng)重,通過(guò)兩次稱(chēng)重的差值計(jì)算當(dāng)天蒸發(fā)的重量,然后根據(jù)底面積進(jìn)行換算得到當(dāng)天的土壤蒸發(fā)量。公式如下所示:=10×()(2-4)E為土壤蒸發(fā)量(mmd-1);ΔW為24小時(shí)稱(chēng)重的土壤質(zhì)量差(g);ρ為水的密度(gcm-3);D為微型蒸滲儀的內(nèi)徑(cm);10為換算系數(shù)圖2-2土壤微型蒸滲儀圖Fig.2-2Thepictureofmicro-lysimeter(5)葉面積指數(shù)使用美國(guó)LI-COR公司生產(chǎn)的LAI-2200C冠層分析儀進(jìn)行測(cè)量,每次測(cè)量時(shí),選擇晴朗無(wú)云的傍晚或陰天,為避免過(guò)強(qiáng)的太陽(yáng)輻射和相鄰果樹(shù)之間的影響,選擇90°遮蓋帽。測(cè)量時(shí),先將探頭放置于冠層上方,記錄背景值A(chǔ)值,保持探頭水平,按下測(cè)定按鈕,聽(tīng)到兩聲蜂鳴后將探頭放入樹(shù)冠下部,探桿水平緊貼樹(shù)干讀取B值,按下測(cè)定按鈕,聽(tīng)到兩聲蜂鳴聲后完成一次測(cè)量,沿著樹(shù)干繞樹(shù)一周共測(cè)量5次,包含樹(shù)的各個(gè)方向。重復(fù)測(cè)量5次,測(cè)量頻率為2周一次。(6)植被光合作用測(cè)定采用Li-6400XT便攜式光合測(cè)量系統(tǒng),在試驗(yàn)期果實(shí)膨大期8月份選擇一晴朗無(wú)云的天氣利用Li-6400XT便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)(美國(guó),LI-COR公司制造)測(cè)定凈
12圖2-3小型自動(dòng)氣象站Fig.2-3Automaticweatherstationatstudyarea2.4MAESPA模型MAESPA模型是一個(gè)基于植物生理過(guò)程的冠層尺度光合蒸騰模型,模型采用FORTRAN語(yǔ)言編寫(xiě),各參數(shù)在相應(yīng)輸入文本中直接輸入,經(jīng)程序運(yùn)行得到輸出結(jié)果。由于MAESPA模型能對(duì)冠層進(jìn)行細(xì)致化的描述,利用冠型、冠幅,冠層中葉面積分布等定量指標(biāo)定義冠層,且在時(shí)間序列上能定義不同時(shí)間各冠幅、葉面積的變化,因此,MAESPA模型可以對(duì)果樹(shù)修剪進(jìn)行模擬。MAESPA模型共有控制模塊、氣象模塊、冠層結(jié)構(gòu)模塊、植被生理模塊等。模型對(duì)冠層蒸騰的模擬主要由光合—蒸騰、冠層輻射截獲2個(gè)子模型組成,氣象、冠層結(jié)構(gòu)等模塊的參數(shù)通過(guò)影響各網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)的冠層輻射截獲模型等來(lái)影響蒸騰-光合子模型。冠層輻射截獲模型是通過(guò)對(duì)樹(shù)冠的位置、形狀和大小定義冠層整體結(jié)構(gòu),在每個(gè)樹(shù)冠分層的基礎(chǔ)上,通過(guò)劃分網(wǎng)格點(diǎn)來(lái)定義冠層結(jié)構(gòu),從而計(jì)算不同網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)的輻射截獲。光合—蒸騰子模型采用Farquhar光合模型在冠層的每個(gè)格點(diǎn)內(nèi)分別對(duì)光合輻射進(jìn)行模擬,表達(dá)式如下所示:(2-5)(1)icCMAXiicOCAVOCKKΓ=++(2-6)min(,)ncjdA=AAR
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二元覆蓋對(duì)蘋(píng)果樹(shù)低耗水生育期土壤水分的影響[J]. 賈如浩,楊建利,趙西寧,高曉東,宋小林,張偉. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(12)
[2]夏剪強(qiáng)度對(duì)溫室葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 尹鴻飛,梁銀麗,朱帥蒙,安小娟. 水土保持學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]全有機(jī)營(yíng)養(yǎng)肥水耦合對(duì)番茄品質(zhì)、產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J]. 張鈞恒,馬樂(lè)樂(lè),李建明. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(14)
[4]北方土石山區(qū)典型樹(shù)種耗水特征及環(huán)境影響因子[J]. 賈國(guó)棟,陳立欣,李瀚之,劉自強(qiáng),余新曉. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(10)
[5]交替溝灌玉米灌漿期莖流影響因子敏感性分析與模型適用性研究[J]. 杜斌,胡笑濤,王文娥,馬黎華,周始威. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(02)
[6]喀斯特出露基巖生境兩種典型喬木的樹(shù)干液流特征[J]. 張慧玲,丁亞麗,陳洪松,王克林,聶云鵬. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(08)
[7]黃土丘陵區(qū)深層干化土壤中節(jié)水型修剪棗樹(shù)生長(zhǎng)及耗水[J]. 張文飛,汪星,汪有科,張敬曉,惠倩. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(07)
[8]修剪強(qiáng)度對(duì)錐栗葉片生理及產(chǎn)量的影響[J]. 王剛,袁德義,鄒鋒,熊歡,朱周俊,劉智強(qiáng),歐陽(yáng)芬. 植物生理學(xué)報(bào). 2017(02)
[9]大興安嶺地區(qū)落葉松用材林不同撫育間伐強(qiáng)度經(jīng)營(yíng)效果評(píng)價(jià)[J]. 朱玉杰,董希斌. 林業(yè)科學(xué). 2016(12)
[10]隴東旱塬蘋(píng)果根系分布規(guī)律及生理特性對(duì)地表覆蓋的響應(yīng)[J]. 孫文泰,馬明,董鐵,劉興祿,趙明新,尹曉寧,牛軍強(qiáng). 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2016(10)
碩士論文
[1]黃土丘陵區(qū)盛果期蘋(píng)果樹(shù)土壤水分利用來(lái)源研究[D]. 王紹飛.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
本文編號(hào):3228622
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