摘要
晋西黄土区属干旱半干旱区，气候干旱且水土流失严重，人工林成为改善黄土区气候与环境最重要的手段之一。然而，近年来，全球干旱事件出现频率与程度正显著增加，降雨作为野外植被生长需水的主要来源，仍是制约黄土高原人工防护林生长发育的关键因素。在此背景下，探究人工防护林主要森林水文过程以及在不同降水条件下其生理响应成为改善人工防护林经营管理策略的重要依据。本研究选取晋西黄土区典型造林树种人工刺槐林作为研究对象，通过野外监测与室内分析相结合的方法，对晋西黄土区刺槐人工林生长季期间(6～9月)降雨输入特征、枯落物持水特征、土壤蒸发特征及不同土壤水分条件下叶片生理指标变化特征等展开研究，主要研究结论如下: (1)研究期间，共监测降雨再分配组分均存在的有效降雨事件33次，共产生降雨量566.8 mm。穿透雨均为次降雨事件的最大组分，共480.58 mm，累积占比为84.79％,树干茎流均为次降雨事件的最小组分，共28.76 mm，累计占比为5.07％,冠层截留量累积值为57.46 mm,所占比例为10.14％。次降雨量是决定林内降雨输入最主要的影响因子，穿透雨量、树干茎流量均与其呈极显著线性正相关关系(p＜0.01),冠层截留量与其呈极显著正对数函数关系(p＜0.01)。 (2)刺槐林下枯落物层中，半分解层枯落物蓄积量远大于未分解层蓄积量，两者对降雨的拦截作用均主要发生在降雨前3 h内。此阶段持水量随持水时间迅速上升，持水速率迅速下降，半分解层持水速率大于未分解层且更快达到稳定状态，半分解层有效拦蓄量也明显大于未分解层有效拦蓄量，分别为22.48 t·hm-2、15.54 t·hm-2,最大持水量分别为39.07 t·hm-2和19.19t·hm-2。由此来看，半分解层成为林内降雨量拦截的重要部分。 (3)刺槐人工林土壤物理性质随土层深度变化呈现一定的变化特征，在100cm土层深度内，土壤容重随土层深度的增加而增加，土壤最大持水量、田间持水量、毛管持水量、总孔隙度、毛管孔隙度均随土层深度的增加而减小。研究期间，日均土壤蒸发量变化范围为0.46±0.23 mm～0.85±0.21 mm，因受太阳总辐射、风速、降雨量等气象因子的影响而引起土壤蒸发量产生差异，且在不同月份起主导作用的气象因子不同。 （4）研究期间，刺槐林分蒸腾速率、光合速率、气孔导度均随土壤含水量的增大而增大，且日尺度下各生理指标到达峰值的时间未受到明显影响。在不同土壤水分条件下，蒸腾速率、光合速率及气孔导度均随光合有效辐射、饱和水汽压差及大气温度的增加而增加，土壤体积含水量是最主要的影响因子。蒸腾速率与光合速率主要通过气孔导度对土壤含水量的响应而产生变化，且在不同土壤水分条件下，各生理指标对环境因子的响应、蒸腾速率与光合速率对气孔导度的响应均比较稳定。
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