1、封面位置（預留）最新自動排版信息請WordPB如果有封面，排版結束最后添加（不要刪除下面的分節符）；無封面請直接刪除本節摘要封面部分請在獨立的文檔中手工設置，軟件主要用于正文部分的處理，文中的顏色是為了便于檢查打印時去除本文于 2007 年 4 月-9 月，采用熱擴散液流法（TDP）試驗觀測了華北平原農區農田防護24 年生毛白楊林帶蒸騰速率、采用自動氣象觀測系統觀測了林帶內農田小氣候參數、采用 TDR 技術觀測了土壤含水量、采用 PenmanMonteith 模型測算了林帶內作物（冬小麥/）蒸騰量，從林帶蒸騰變化規律及其影響機制、防護作物蒸騰變化特征及其與開闊農田作物的差異、林帶與作物耗水比例

2、關系，分析了華北平原農田防護林系統主要生長期耗水特征，以期為該地區農田防護必要的理論依據。1、林帶蒸騰變化規律及其影響機制農林復合系統的可持續發展提供蒸騰日際或月份變化變化趨勢是：蒸騰量從 4 月份開始逐漸升高，5 月份由于林網內農作物灌溉量加大的影響，與 6、7 月份基本持平，并達到全年最，89 月份逐漸降低。2007 年在生長季（49 月）蒸騰耗水總值為 488.02mm，各月耗水量所占生長耗水量的比例：11.17、18.71、19.30、19.29、16.66、14.88。Tr=0.240*Ta-0.035*RH+0.007*Q+0.0260*V-0.734，R2=0.822（=0.01

3、），R2=0.8337。蒸騰速率與葉面積指數的關系則表現為冪函數：Tr=0.2568LAI2防護作物蒸騰變化特征及其與開闊農田作物的差異防護冬小麥蒸騰與開闊農田在不同期變化趨勢基本一致，在拔節抽穗期，耗水量較小，揚花灌漿期耗水量達到最大，成熟期耗水量有所降低。其中，系統內外日平均耗水量在拔節期分別為 2.45mm/d、3.23mm/d，揚花灌漿期分別為 2.68mm/d、 3.90mm/d，成熟期分別為為 2.61mm/d、3.20mm/d；系統內外耗水量在拔節期分別只占主要生長期（拔節到成熟期）耗水的 33.18%、31.97%，揚花灌漿期為 51.46%、48.30%，成熟期為 18.52

4、%、16.57%。總體而言，冬小麥在拔節到成熟期，系統內外冬小麥的耗水量分別為：212.14mm、155.18mm，復合系統內冬小麥的耗水量降低了 26.85%，在0.01 水平上二者差異顯著。3、林帶與作物耗水比例關系從 4 月到 9 月生長季節，在實際區域面積上，復合系統中冬小麥與蒸騰耗水量的比值為 4.8：1，與蒸騰耗水量的比值為 8.9：1，說明作物耗水是農田防護林系統耗水的主要特征方式，從合理利用水資源的角度而言，該地區適度發展該類農田楊樹農田防護林或寬帶距：華北平原復合系統是可行的。農田防護林系統冬小麥蒸騰耗水1.8392AbstractWith the thermal dissi

5、pation probe(TDP) method and the Penman-monteith modle, thetranspiration of 24-year-old poplar (Populus tomentosa Carr.)and the crop(Triticum aestivum L.& Zea mays L.) were measured and estimatedhe poplar sheltbelts overriod from April toSeptemberhe Cropland of North China Plaeanwhile,the parameter

6、of microclimatehesheltbelts were observed by the automatic weather s ion system.The water consumption characteristics of the poplar-crop systems in the cropland of North China Plain were yzed form three aspects:英文字體為 Times New Roman1、The rules of the variation of the poplar belts transpiration and t

7、he mechanism of its influenceIn every month during the growing seasons of 2007,Tr showes significantly compound correlated with the solar radiation(Q), air temperature(Ta), air relative humidity(RH) and wind speed(V) (=0.01),and Ra is the most important meteorology factor effecting on Tr though comp

8、aring the partial coefficient. In the growing months(4-9),the multivariate linear mbet n Tr and the meteorological factors is:R2=0.822Tr=0.240*Ta-0.035*RH+0.007*Q+0.0260*V-0.734And the relationship betn Tr and the poplars LAI is described by theer function:,R2=0.8337.Tr=0.2568LAI2、The variation of t

9、he crops transpiration(Tr)he sheltbelts andhe open croplandFor the wheat, the variations of the Trhe sheltbelts is consistent with the Trhe opencropland in different growth period. The Tr is lowerhe shooting phase,and reaches the highestin the grain-filling phase, decreases in the mature phase. Conc

10、rey, the daily mean Tr in thesheltbelts andhe open cropland is 2.45mm/d and 3.23mm/d respectivelyhe shooting phase,2.68mm/d and 3.90mm/d in the graining-filling phase,2.61mm/d and 3.20mm/d in the maturephase.And the rate of the Tr to the main growth period in sheltbelts and in open cropland is33.18%

11、 and 31.97% respectively in shooting phase, 51.46% and 48.30%he graining-fillingphase, 18.52% and16.57%he mature phase. From the shooting to the mature phases, the Tr ofthe wheat ercropsystem.he sheltbelts and the open cropland are 212.14mm and 155.18mm respectively, thesignificantly reduthe Tr by 2

12、6.85%(=0.01) compared with monoculture3、The relation of water consumption proportion betn belt and the crop:1.8392he main growing months(4-9), the water consumption ratio of the wer wheat to thepoplar belts is 4.8:1,for the summer maize,its 8.9:1,it showest the water consumption ratio ofthe crop is

13、the main features of the poplar-crop system,and it is feasible to develop the broad-rowpoplar-crop systemhe cropland of North China.Keywords： North China Plain, Poplar Sheltbelts System , wheat,maize, transpiration目錄摘要IAbstractII目錄IV第一章 緒 論(黑體，20 磅行距，段前 20 磅，段后 14 磅)11.1 引言（黑體四號，20 磅行距，段前 12 磅，段后 8

14、磅）11.1.11.1.21.1.3背景（黑體小四，20 磅行距，段前 8 磅，段后 4 磅）1目的和意義1項目來源與經費支持21.2 國內外現狀與評述21.2.11.2.21.2.31.2.41.31.3.11.3.21.4國內外農林復合系統實踐與概況2農林復合系統耗水特征的（三級標題段前段后各 0.5 行）4植物蒸騰及蒸散測算方法5評述（三級標題段前段后各 0.5 行，靠左）9目標和主要內容9目標9主要內容9技術路線10第二章材料與方法（格式要求與上相同）11試驗地概況11試驗材料與內容112.2.12.2.22.2.3試驗材料11觀測內容與方法11防護試驗布設示意圖15第三章 結果與分析

15、163.13.1.1帶蒸騰耗水特征16蒸騰耗水的時間變化規律163.1.3 小結18參考文獻20在讀 期間的學術. 21致 謝22第一章 緒 論(黑體，20 磅行距，段前 20 磅，段后 14 磅)1.1 引言（黑體四號，20 磅行距，段前 12 磅，段后 8 磅）1.1.1背景（黑體小四，20 磅行距，段前 8 磅，段后 4 磅）要獲得理想的排版效果，段落建議按照 第章 1.11.1.1（1） 1）等數字嚴格編號。并控制標題行在適當的長度內（默認參數為 50 字符）農林復合系統或稱復合農林業（Agroforestry）既是一種傳統而新興的土地利用方式，又是一門新型的交叉型領域。自 20 世紀

16、 70 年代，由于“人口劇增、糧食短缺、資源、環境”等全球性問題的出現，促使人們愈來愈深刻地森林與 21 世紀可持續發展休戚相關的意義以及拯救森林的緊迫性。但由于林木生長周期相對較長、幼等現實問題，因此在短時期內完全恢林期資源利用率較低、效益滯后，以及農林用地復森林狀態，特別是在農區既不可能也無必要，從而人們才真正從科學的角度重視農林復合系統的（特別是與開發。目前，農林復合系統的理論及技術已受到世界上眾多的國家和地區）的普遍關注和日益重視。復合農林業現已成為一門新型的邊緣性學科，出現在農業科學和林業科學的交叉領域，成為可持續農業、林業技術與理論優先的重點課題，為農業農村可持續的發展提供一種新的

17、思維和理論。農田防護林系統是農林復合系統的重要類型。20 世紀以來，我國大力提倡以農田防護主體的農林復合系統。近 20 年來，三北防護林、長江中上游防護林、平原綠化、沿海防護林等大型林業生態工程陸續展開，各地相繼出現許多一縣或幾縣連片得大面積（中小尺度）綜合農田防護林體系，僅農田防護林營造面積已達 200以上，使我國成為世界上營造農田防護林最多得國家改善區域生態環境、抵御風沙方面起到了重要的作用。，農田防護林已成為我國生態建設的重要組成部分，在、控制沙塵暴、防止荒漠化、保持水土、提高糧食產量但是由于林木特別是喬木因根深葉茂，其單株或水平上蒸騰耗水強度較農作物相對要高，故將林木引入原本單作的農田

18、生態系統，就可能存在“林木水分脅迫”、農林“爭水”等潛在問題。尤其是在干旱半干旱地區或無灌溉條件下，農林水分競爭更為突出，由此，水分生態特征一直是農林復合系統的重要內容之一。因此系統地了解農林復合系統水分生態特征，深入揭示不同植被組分的水分關系，對水資源緊缺地區發展農田防護農林復合系統具有十分重要的理論指導意義。1.1.2目的和意義華北平原包括河北、山東、江蘇、及等五省二市的大部或部分，一年兩熟，糧食產量約占地區，面積約 33104 km2，種植作物主要是冬小麥4,16321產量的 1/7，是我國的主要糧倉。但由于其地處我國季風氣候區，全年降水時空分布不均，僅 69 月集中了全年降雨量的 80

19、左右，水資源本已十分緊缺。20 世紀 90 年代后期以來，隨著農村經濟的發展，城鎮生活用水及其農業灌溉水加大等原因，又導致位不斷下降。因此，水資源緊缺已成為制約當地農業、林業可持續發展的主要生態水。華北平原早在 20 世紀 60 年代就開始營造以中低產治理為目的的農田防護林，并于 80年代后期，開始發展以生態經濟型防護主體的農林復合系統。但從農田生態系統的穩定性和區域水文效應的角度考慮，在天然降水偏少、季節降水分布不均、水補給不多而又嚴重超采的地區，大面積發展農田防護林體系或農林復合系統會不會導致土壤水分更加干旱?以致水分生態環境？由此涉及的林業建設方向、內容和規模一直是人們關注的焦點問題。為

20、此，就需深入了解該地區典型農田防護林系統水分生態特征，才能為明確解釋上述焦點問題，才能為防護林系統的結構配置、模式優化及經營管理提供理論依據。其中，系統內不同組分的蒸騰耗水特征及數量關系、復合系統與單作或開闊農田作物蒸騰耗水的差異性（或稱蒸騰效應）等問題是農林復合系統水分生態特征的最主要內容。是華北平原主要防護林樹種，帶是農田防護林系統的重要內容。冬小麥-是當地農業的種植模式。本文以黃淮海平原的毛白楊林帶（）-冬小麥（）/（）復合模式為例，以林帶蒸騰變化規律及其影響機制、防護作物蒸騰變化特征及其與開闊農田作物的差異、林帶與作物耗水比例關系為內容，深入分析農田防護林系統耗水特征，為華北平原農田防

21、護農林復合系統的可持續發展提供必要的水分生態理論依據，為進一步深入農林復合系統水分生態特征提供一定的工作基礎。1.1.3 項目來源與經費支持本得到了科技部社會公益專項（2004DIB4J167）的資助。1.2 國內外現狀與評述1.2.1 國內外農林復合系統實踐與概況農林復合系統（Agroforestry system）是一種新型而傳統的土地利用方式，它通過空間布局或時間安排，將木本多年生植物精心地用于農作物和(或)家畜所利用的土地經營單元內，使其形成各組分間在生態上和經濟上具有相互作用的土地利用系統和技術系統的集合。它綜合考慮了社會、經濟和生態，將喬木和灌木有機地結合于農牧生產系統中，具有為社

22、會提供糧食、飼料和其他林副產品的功能優勢，同時借助提高土地肥力，控制土壤侵蝕，改善農田和牧場小氣候的潛在勢能，來保障自然資源可持續生產力。農林復合經營實踐活動在國內外均有較長的發展歷史。國外最早的復合農林生態系統可以追溯到 19 世紀初葉。1806 年，U pan Hle 在伊洛瓦底區的Tonze 林區，采用他稱8-107Zea mays L.Triticum aestivum L.Carr.Populus tomentosa65之謂“taungya”(湯加系統)的方法營造了一片抽木人工林，并將農作物與其實行間作,由于對農作物的精心管理,使得樹木的生長也受益。隨后，Taungya 系統迅速擴展

23、到其他地區，并到世界各地。上個世紀 50 年代,將這種系統引進了國內,并加以改進,以適應本地區的需要。在 50 年代初,他們就建立了 133hm2 的柚木和煙草的間作。尼西亞在上個世紀 50 年代也將該系統引進了國內,并取得了很好的效益,taungya 系統在東南亞各國得到了迅速的發展。其后,“taungya”系統又傳入非洲和南美洲的一些國家。1950 年Smith 教授撰寫的“Tree Crops:rmanent Agriculture”一書，是關于復合農林生態系統系統描述的最早專著，但當時并未得到響應。20 世紀 70 年代，針對發展中國家的食品、環境和能源等問題的日益嚴重，Mc.Nama

24、ra 在 1973 年對世界的農業和林業發展策略及實現途徑進行了重新評價，糧農組織在 1974 也重新審定了其林業發展策略，從而使未來的林業項目向農區林業的發展傾斜。1977 年在Bene 教授的一份關于貧困的熱帶國家農業和林業的狀況(題目為:Trees, Food and People)中，重點強調了“Agroforestry”這一新學科的和實踐，并解釋了它的含義，明確了該學科的主要內容，中提出了應優先推進復合型農林生態系統生產體系的。同年，在加中心(ICRAF)的舞臺。1979拿大國際IDRC）和糧農組織（FAO）資助下，國際農林成立，使農林復合經營被正式確立為一個特殊的分支科學,登上了農

25、林業年ICRAF 成功舉辦研討會，使農林復合系統的興起熱潮。隨著農林復合系統的迅速發展，很多專門從事農林復合系統工作的國際組織和機構相繼成立，不少大學開設了農林復合系統專業和課程，有關農林復合系統的論著開始出現。比較重要的國際農林生態系統機構有：ICRAF、國際熱帶農業(IITA)、國際樹作物大國際(ITCI)、熱帶農業(IDRC)、及培訓中心(ITARTC)、國際開發署(USAID)、加拿大學(UNU)等。另外一些國際組織和團體，如 FAO、開發計劃署UNDP)、教科文組織(UNESCO)和世界(WB)等機構通過制定復合農林生態系統發展計劃或資助項目為復合農林生態系統的推廣、教育、信息交流、

26、技術服務等提供保障。近幾年中，農林復合系統內容已由簡單描述、定性分析向全方位、多層次、定量發展，定量化和整體水平進一步加強，有些借助計算機模擬己經可以為實際工作提供指導。其中，復合系統結構、功能與生產力的較為具體和深入,并與農、牧、漁等基礎較多，但對農林復合系統的應用以及將其作為一個整體來相結合的工作相對較少，還有待于進一步加強。我國復合農林的栽培具有悠久的實踐歷史。我國多層次種植技術已有 2000 年以上之歷史,林木與農作物間作在原始農業時期已有萌芽。但是有組織、有規模地發展農林復合系統是在成立后。20 世紀 50 年代以后，一個包含農、林、牧、副等多種產業的多組分、多層次、多生物種群、多功

27、能、多指標的綜合性開放式人工生態經濟系統農林復合系統在各地展開。如：華北平原自 60 年代以來所發展的間作、間作、棗糧間作、梨糧712-1411間作等間作模式及各類農田防護林模式；在華南地區的海南島 70 年代末就發展林膠茶間作模式,即在橡膠園四周建立防護林帶,林帶間巷狀種植膠樹和茶樹,對抵御寒風和熱帶風暴的自然有明顯的作用。華北低山丘陵山地的果農間作；黃土高原、（蘋）果糧、（蘋）果經、杏糧、（刺）槐藥、（刺）槐菌等復合模式；東北的林參間作模式等模式的發展，對改善生態環境和提高農民收入均起了很大的作用；西南丘陵地區自 90 年代以來發展的等高植物籬技術在坡地沿等高線布置灌木或矮化喬木作為植物籬

28、帶,帶間種農作物,能有效地防止水土流失和提高土壤肥力,取得良好的經濟效益、生態效益和社會效益。江蘇里下河地區在 80 年代發展了林漁農復合經營系統，在灘地開溝或挖塘,溝塘邊形成臺地,溝塘養魚,臺地農林間作,在里下河地區大面積推廣。國家級防護林工程三北防護林工程、長江中下游防護林體系、長江中上游水源涵養林體系、沿海防護林體系,是農林復合經營系統在客觀水平和宏觀尺度上應用的光輝典范。年來，我國在加強農林復合系統建設的同時，也積極開展了對復合系統結構與功能等方面的效應等，在，內容涉及復合系統的規劃設計、結構配置、造林技術及其經營管理、綜合的廣度和深度上均有了較大的發展但與與外國相比，整體而言，技術落

29、后，監測缺乏連續性，結果缺乏系統性和整體性。理論落后于實踐，未能給實踐以很好的指導作用。1.2.2 農林復合系統耗水特征的（三級標題段前段后各 0.5 行）水分是植物生長的重要條件和基礎，蒸騰是植物耗水的主要方式。農林復合系統耗水特征涉及系統內不同組分的蒸騰耗水特征及數量關系、復合系統與單作或開闊農田作物蒸騰耗水的差異性等內容。關于蒸騰耗水特征，因技術條件的限制及目的的不同，以往大多數結論是在短時期內的個別典型天氣條件下得到的，往往不能全面地、動態地評價較長時期內的耗水和土壤水分變化規律牧草的蒸騰耗水問題的算整個復合系統耗水量的，難以深入分析其影響機制。且孤立地開展復合系統中作物或相對普遍，同

30、時林木耗水及其與作物耗水比例，并逐日計工作，除等、等外，鮮有他人公開文獻。關于復合系統與單作或開闊農田作物蒸騰耗水的差異性，也稱復合系統對蒸騰的影響效應，目前，仍未形成完全一致的結論。面，許多觀測資料表明：復合系統具有降低作物蒸騰的作用，提高了農田土壤的含水量。在林帶與作物產量一書中，農田防護林帶能極大地降低農田的可能蒸騰量，林帶保護下的中等大小的網格內可能蒸騰量約降低 1020%。法國農科院也防護林具有較大的減弱潛在蒸騰作用，并使實際蒸騰僅有可能蒸騰的一半。馬國驊在 1964 年觀測到 510 月林帶減小蒸發 12.2%27.8%，蒸發減小量與風速有關，風速一方1918171615015越大

31、，蒸發減小越明顯。另外，運英等在 1991 年對間作進行的表明，在晴天天氣條件下，間作系統冬小麥的可能蒸騰和實際蒸騰都低于單作冬小麥，間作密度越大，蒸騰減少幅度也越大。等對黃淮海平原區銀杏冬小麥間作系統的熱量效應（白天）合水分效應的表明，冬小麥抽穗乳熟期和拔節臘熟期，間作系統冬小麥日蒸騰速率比單作麥田低 18.4%；等對黃淮海平原農區寬帶距多行梨麥間作系統水分效應進行，結果表明，冬小麥拔節乳熟期間，間作系統內冬小麥日蒸騰耗水比單作麥田低 21.6%。等了黃土丘陵溝壑區退耕還林還草區土壤水分后發現，退耕還林還草后，不同林地的土壤含水量均有不同程度的提高。另外，也有者認為，農林復合系統中，林帶削弱

32、了系統中的風速和亂流交換，系統內絕對濕度和相對濕度比曠野高，導致作物或牧草的冠層溫度升高和氣孔導度增加。風速的降低，只有在水分充足的情況下，才有可能起到降低蒸騰的作用；在空氣較濕潤時，還會增加作物(牧草)的蒸騰耗水量。Lynch認為，只有在土壤水分充足的條件下，防護有可能起到降低土壤蒸發和牧草蒸騰的作用；Brenner 對地處半干旱地區的 Sahel 農田防護林系統進行表明，由于林木的防護作用，導致小米葉片溫度和氣孔導度增加，而飽和水汽壓差又直接依賴于葉片溫度，最終會使小米蒸騰耗水量增加；Cleugh，防護植物蒸騰與土壤蒸發起增加作用還是降低作用，主要取決于土壤及植物本身的水分狀況和當時的天氣

33、情況，只有在土壤水分不成為蒸騰發生的制約因子條件下，風速的減少才是農田蒸騰降低的主導因子。林業科學在 1975 在觀測到林網內日平均絕對濕度在 0.8m、1.5m 高度上分別提高 2.1mb、0.7mb，相對濕度分別提高 12.5、4.8%，在干熱風天氣條件下，林網內相對濕度比曠野高 10%。和等通過 4 年對農田小氣候的測定，說明間作條件下農田小氣候發生了明顯的變化，與對照相比，毛白楊幼體使間作田平均氣候下降 1.0-1.2，濕度提高 4.1%-12.2%，風速降低 32.1%-59.8%；而毛白楊對間作農田也有相似的結果。等對江淮丘陵崗地栗園 5 年果園的觀察測定：栗苗間作，具有良好的生物

34、學基礎，能形成合理而穩定的群體結構，林與純栗園相比，可充分利用空間，增加光能利用；炎熱季節冠下降低光照程度 50%以上，降低溫度 2以上，相對濕度增加 10%30%；增加枯枝落葉、提高土壤肥力等。一般在較干旱的天氣條件下，林帶增濕作用較明顯，但在長期嚴重干旱季節，這種作用就不明顯了。同時，林帶削弱了土壤蒸發，使土壤濕度增大，但在很近距離內由于林木根系吸水大量水分供給蒸騰，因而濕度減小。也就是說，農田防護林只能降低潛在蒸騰量，而不能降低實際蒸騰量。總之，關于農林復合系統水分效應及其影響機制問題，雖然較多，但由于試驗方法、對象和試驗區域的不同，其結果也有很大的差異，尚需進一步深入的。1.2.3 植

35、物蒸騰及蒸散測算方法植物耗水征的內容是準確計算和分析蒸騰及蒸散耗水量。因此，選擇適合的2423222120耗水量測算方法，是上述的重要工作基礎。蒸騰及蒸散耗水量的計算方法大致可以分為:水文學法、微氣象學法、植物生理學法以及SPAC 綜合模擬法1.2.3.1 水文學法。此法是基于一定區域面積和土體深度在某一時段內的水量平衡,間接測定總蒸騰量,故又可稱為“水量平衡法”。測量的空間尺度可小至幾平方米,大至幾十平方公里。水量平衡法,時間尺度要求一周以上。各平衡分量因空間變異特性所導致的測量誤差,將會集中到蒸騰總量上,從而會影響計算精度。和在 1991 年的中發現，在土壤空間較大、樹木株距較遠的森林中,

36、需要的測點布置,才能保證蒸騰的測算精度。該方法最大的優點是,不受氣象條件的限制。缺點是,測定時間相對較長,所以難以反映蒸騰的日動態變化規律。1.2.3.2 微氣象學法隨著電子計算機技術、氣象儀器的不斷發展，數據的自動化與運算系統的日益先進，該方法已成為較為常見的蒸騰計算方法。它主要包括：能量平衡法、空氣動力學法、能量平衡和空氣動力(1) 能量平衡法合公式法、渦度相關法等。即波能量平衡法(BRER)，該方法的物理概念明確、計算方法簡單，對大氣層結沒有特別的要求和限制。通常情況下，精度較高，作為檢驗其它蒸騰計算方法的準判別標準。BRER 最基本的假設條件是：空氣動量擴散系數、熱量擴散系數和水汽湍流

37、擴散系數相等，所以，只有在開闊、均一的下墊面情況下，才能保證有較高的精度。另外，儀器的安裝高度要有足夠的風浪區長度(fetch)。一般認為風浪區長度應是儀器傳感器的安裝高度的 100 倍以上。因此，采用 BRER 法計算沙漠綠洲農田、四周干燥的濕潤農田、表面粗糙較大的高桿作物和森林植被，以及多種植被共存的農林復合系統等植被蒸騰時，會有較大的誤差。(2) 空氣動力學方法空氣動力學方法又可稱紊流擴散學法，是由 Thornthwaise 和 Holzman 與 1939 年基于地面邊界層梯度擴散理論首次。認為：近地面層溫度、水氣壓和風速等各種物理屬性的垂直梯度，受大氣傳導性制約，可根據溫度、濕度和風

38、速的梯度及廓線方程，求解出潛熱和熱通量。只有在湍流渦度尺度比梯度差異的空間尺度小得多的條件下，梯度擴散理論才能成立。故在平流逆溫的非均勻下墊面、粗糙度很大的植物覆蓋以及在植物冠層內部情況下，該理論不適用。也就是說，空氣動力學方法對下墊面的粗糙度和大氣的穩定度的要求極為嚴格，因而，該方法很難在實際工作中得到推廣應用。(3) 能量平衡空氣動力學阻抗聯合法Penman 于 1948 年將能量平衡原理和空氣動力學原理結合起來，首次提出著名的Penman 公式，用以計算潛在蒸發量。爾后，于 1953 年又提出植物單葉氣孔的蒸騰計算模式。Covey 于 1959 年將氣孔阻抗的概念推廣到整個植被冠層表面。

39、Monteith 于 1965 年在2625Penman 和Covey 工作的基礎上，提出了冠層蒸騰計算模式，即著名的 Penman-Monteith 模式（PW 模式）。該模式全面考慮影響蒸騰的大氣物理特性和植被的生理特性，具有很好的物理依據，能比較清楚地了解蒸騰的變化過程及其影響機制，為非飽和下墊面蒸騰的研究開辟了新的途徑，現已得到了廣泛(4) 渦度相關法與應用。是一種可直接測算下墊面顯熱和潛熱的湍流脈動值，而求得植被蒸騰量的方法。相比其它微氣象法，其物理理論最為完善和可靠，且精度很高。但需昂貴的探頭、及計算機系統，而且還會由于超聲脈動儀探頭及其支架對氣流的擾動引起嚴重的觀測誤差。另外，由

40、于是一種直接測定技術，所以不能解釋蒸騰的物理過程和影響機制。因此，目前，渦度相關法還不能作為蒸騰的常規計算方法。在我國采用這種方法測算作物或林木蒸騰的工作并不很多。1.2.3.3 植物生理學法植物生理學法，主要用于測定植株的一部分或整體的水分耗損量，可作為一種分析植株與水分關系的輔助方法。主要包括：快速稱、氣孔計法、整樹容器法和熱擴散法等。(1) 快速稱使用該方法的前提是:在離體短時間內蒸騰改變不大的條件下,可以剪取在田間進行兩次間隔稱重,用離體失水量和間隔時間換算蒸騰速率,以此來推算正常生長狀況下的蒸騰速率。但如果離體后蒸騰立即發生變化,則會導致較大的偏差。其測定的依據是多次重復測定的離體蒸

41、騰平均值與離體前相近。葉的水分飽和程度制約著導管中水柱張力的大小,從而影響著蒸騰偏差的方向與大小。此方法適用于蒸騰比較,對不同樹種、不同時間、不同天氣、不同處理之間的蒸騰比較,都會取得滿意的效果。與封閉葉室相比,此法的優點是離體葉處在原來的自然環境中,能較好地反映環境對蒸騰的影響,如經偏差訂正,其值可接近于自然樹木的蒸騰耗水量。局限性在于樹木蒸騰是連續過程,而快稱法只能間斷測定,數據的連續性不強，取樣損失葉片較多,對小樹影響較大。(2) 氣孔計法穩態氣孔計用通入干燥空氣的方法保持葉室相對濕度的穩態,通過干空氣水汽密度、葉室水汽密度、干空氣流量和葉面積可以計算出蒸騰量。由于干空氣的混入與葉室內扇

42、驅動的氣流,葉片的界面層阻力變小,蒸騰測值大大提高。但此種由于儀器條件引起的系統偏差,可用校正系數予以訂證,校正值相當于自然條件下的蒸騰耗水量。1600 穩態氣孔計可進行不離體無損傷測,適用于室內外不同樹種、不同處理、不同時空的蒸騰比較,還可用于同一葉的上、下兩個表面蒸騰的比較。由于儀器相對濕度可LI-25以人為設定,所以可以比較同一葉片在不同相對濕度下的脅迫反應。在儀器葉室穩定條件下,可測定葉片處理過程中的蒸騰變化。但由于葉室條件與自然條件不同,蒸騰值不能直接用于估計自然條件下的蒸騰耗水量。(3) 整樹容器法凌晨將樹干從地面處鋸斷,移入盛水容器中,定時容器中水量損失,即為樹冠的蒸騰耗水量。就

43、本方法來說,以樹干吸入量確定樹冠蒸騰量在理論上是合理的。但操作中切斷了與樹的聯系,處于最優供水之下,所以不能代表周圍有根樹木的蒸騰值,可以作為樹木最優供水條件來考慮,不過此法用于同步比較,確有其獨到之處。作為自身準確的測定耗水量的方法,可用以檢驗其它方法的準確程度。去根樹木改變了根系部位的吸水阻力,供水異常導致蒸騰值增大;樹木鋸斷后只能延續測定數日,由于樹木沒有根系,再延長時間,發生一系列生理變化,使蒸騰量變異的解釋更加復雜。(4) 熱擴散法(TDP 方法)通過熱擴散式林木蒸騰測定系統（Thermal dissipation sap flow velocity Probe，簡稱TDP）可以直接

44、測定單株樹木的蒸騰量。根據 Granier 的熱擴散方法，熱擴散探頭是由兩根探針組成,上部針恒定連續加熱,內含有加熱元件和熱電偶,下部探針為參考端,只有熱電偶。通過測定兩根探針在邊材的溫差值計算蒸騰速率。當蒸騰速率等于 0 或很小時,兩根探針的溫差(dT)最大,當蒸騰增大時,溫差值減小。通過已知的 dT 與蒸騰密度的關系可以連續測定蒸騰速率的變化。由于邊材不同部位的蒸騰速率不同,TDP 測定的值是在邊材徑向蒸騰速率的整合。通過樹干邊材的蒸騰除了很少的一部分（不到 1）作為細胞內水分留在了樹體內，其余的都作為蒸騰的耗水被樹木蒸騰出去。所以，本方法具有很好的精度和準確性，適合于測量單株樹木的蒸騰變

45、化。并且本方法具有較高的分辨率，可以測量樹木在短時期內的蒸騰變化，確保了蒸騰日變化數據的準確性。1.2.3.4 SPAC 水分傳輸綜合模擬法無論是水量平衡法，或微氣象學法，或遙感學法，或植物生理學法，其理論基礎都是側重于各自的學科，對涉及其它學科的問題往往作簡化或近似處理。而蒸騰卻是一個廣泛的生態過程，是土壤、大氣和植物生理的綜合函數，故這些方法都難免存在學科間的差異性和局限性。直至 Philip 于 1966 年提出較為完整的土壤植物大氣連續體（SPAC）概念以后，才使 SPAC 水分傳輸綜合有了的突破。這對蒸騰的物理與生物機制的了解，農業水資源的合理支配與節水農業的發展起到了十分重要的作用

46、。近些年來，由于計算機應用技術與計算語言的快速發展，為 SPAC 水分傳輸動態模擬提供了有力的工具。基于SPAC 水分傳很多在這一方面的論，模擬計算植被蒸騰耗水量，現已成為蒸騰計算均取得了比較滿意的結果。在我國，這一方面的的重要途徑，主要集中在農業領域，而在林業領域，極少有文獻。1.2.4評述（三級標題段前段后各 0.5 行，靠左）目前，關于農林復合系統是增加還是降低農田蒸騰等問題尚未形成比較的結論，雖然關于農、林之間的水分競爭較多，但由于試驗方法、對象和試驗區域的不同，其結果也有很大的差異，尚需進一步深入的。就華北平原地區，雖然已有對農林復合系統耗水特征以及水分效應進行，但主要側重于 4-6

47、 月與冬小麥復合模式耗水的，而冬小麥-是當地農業的種植模式，因此有必要在時間尺度上擴展到全生長季，從而為該地區縱向發展農田防護林復合模式提供必要的理論依據。在植物蒸騰測定方式上，也隨著選取對象和方法的不同而不同。相對而言，當前，長時期、連續測定植株尺度上林木蒸騰相對最為可靠的技術是熱擴散液流法（TDP），國內外已有很廣泛的應用，但由于這些在在對象上的不同、目的及目標等原因，未深入分析蒸騰變化特征及其影響機制，而且由于各地氣候條件存在差異，故某一試驗地區結論不一定能完全適用于另一地區的生產實踐。將熱擴散式樹木液流測定技術應用于華北平原農田防護林系統耗水的中，將有助于全面了解農林復合系統中耗水特征

48、的變化規律，從而為該地區發展農林復合模式提供更加精確的數據支持。1.3目標和主要內容1.3.1目標本文以毛白楊（Populus tomentosa Carr.）冬小麥（Triticum aestivum L.）/（Zeamays L.）復合模式為例，分析農田防護林系統不同組分耗水特征及比例關系、防護林對作物蒸騰耗水的影響作用等內容，揭示農林復合系統耗水特征。1.3.2 主要內容(1) 防護林系統中蒸騰耗水特征通過熱擴散液流（TDP）方法，測算液流及蒸騰速率，結合同步觀測的氣象、土壤、生物因子，分析液流及蒸騰的變化規律及其影響機制。(2) 防護作物蒸騰變化特征及其與開闊農田作物的差異利用田間小氣

49、候觀測數據及生物參數，計算冬小麥/的蒸騰耗水量，比較、分析防護林系統內外作物蒸騰變化特征，了解防護作物耗水的影響作用。(3) 比較、計算防護林系統中的林木與作物的耗水比例。29-401-2,18-19,27-281.4技術路線圖 1-1 技術路線圖Fig.1-1 Diagram of the research量不要使用單個的文本框(常見無邊框和填充)作為文本或圖形的標注,因為文本框浮動于文字上方,排版過程容易串動位置（本圖要求同學自行調整大小，如果沒有英文圖和表標題請刪除。）建議截圖或者在 Excel 中繪制，然后選擇性粘貼到 Word 中可有效避免串行，注意:盡第二章材料與方法（格式要求與上

50、相同）2.1 試驗地概況試驗區地處黑龍港流域的河北省饒陽縣官廳鄉（11540E，4038N）。屬暖溫帶大陸性氣候。年平均氣溫 12.2, 年均日照時數 2764h，年均降水量 549.8mm，且 75-80的降水量集中于 68 月份，水位 3050m。饒陽縣地處冀中平原，總面積 573 平方公里，人口 30 萬，耕地 58 萬畝，有效灌溉面積 38 萬畝，滹沱河自西向東從中部穿過，土地平坦。地貌類型為滹沱河決口淤積平原，土壤類型為砂壤質潮土。種植制度一年兩熟。2.2 試驗材料與內容2.2.1 試驗材料在試驗區中部選擇一代表性較好的林網，網格面積為 500250m2，主防護林方向為南-北，林帶樹

51、種為 24 年生毛白楊（Populus tomentosa Carr.），一路兩行（48m），平均樹高 20m，平均胸徑 45cm，林帶疏透度 0.5-0.7。林網內作物為冬小麥（其品種為“良星 99”，有灌溉條件。于冬小麥收割之后，換茬L.），品種為“958”，對照（單作冬小麥/地塊）選擇在防護林體系外 500m 處一片開闊地上，周圍沒有林木和高大建筑物的遮掩，土壤性狀與防護林系統內基本相同。2.2.2 觀測內容與方法2.2.2.1液流及蒸騰的觀測通過對試驗林帶每木檢尺，選取林帶南北兩側平均樣木 6 株，在各樣株胸徑（1.3m）處南、北 2 個方向處采用熱擴散液流法（TDP）測算樹干液流量。

52、液流測算公式如下: dTm dT 1.231 0.0019 3.6Fd式(2.1)dTTriticum aestivum（Zea maysL.），其41,42邊材面積通過以下方法求得：在林帶中選擇與被測木鄰近且有相似胸徑的樹木，用生長錐從胸高直徑部位鉆取木條，根據木條顏色深淺區分邊材、心材直徑，計算出邊材面積。取 6 棵樹的液流平均值為蒸騰最終測定值。器為 SQ2020(Grant InstrumentsCambridge，England)每 2min月。1 次，每 10min 輸出 1 組平均值。觀測時間：2007 年 4-9與處理：將筆記本電腦與數采器連接數據。后，利用 EXCEL、SPS

53、S13.0、DYNAMAX 公司提供的進行原始數據的處理并作圖。2.2.2.2小氣候的觀測在分別距南、北兩側風林帶方向 10m(0.5H)、20m(1.0H)、40m(2H)和 80m(4H)處及中心點（6H）、對照空曠地，作物上方 1.0m 活動面上，安裝微氣象自動觀測氣象站，主要測定指標有空氣溫度（Ta）、濕度（RH）、凈輻射（Rn）、風速（V）。另外，中心點、對照地還增加總輻射（Q）和降雨量（P）觀測測定。Q、V、P、Ta 和 RH 觀測所采用的傳感器（探頭）分別為 LI200X、05103、TE525M、HMP45C，器為AVALON 公司生產的AR5-20mV。程序設定為每 2s 掃

54、描一次，每 10min 保存一次數據，觀測時間從 2007年 4 月 10 日開始，到 2007 年 9 月 30 日結束。毛白楊葉面積指數的測定采用 Li-2000（LI-COR,Inc.，Lincoln，USA）植被冠層分析儀在不同的物候期測定葉面積指數（LAI），每隔 10 天測定一次，觀測時期：2007 年 4 月 1 日9 月 30 日。土壤含水量的測定用 TDR （ TimeDormainReflectometry,TRIME-FM,IMKO土壤容積含水量采 Micromodultechnik GmbH,Germany）測定技術，深度可達 150cm。在防護分別距離南側林帶 0m，

55、2m，4m，8m，10m(0.5HS)，20m(1.0HS)，40m(2HS)，80m(4HS)，125m（6H）處埋設土壤水分測管，然后從北側林帶開始，測管距離布置與南側林帶相同，即 0m，2m， 4m，8m，10m(0.5HN)，20m(1.0HN)，40m(2HN)，80m(4HN)。在每個土壤水分測點處，按020cm，2040cm，4060cm，120140cm 等 7 個層次觀測土壤水分垂直動態變化。每 10 天測定一次，雨后或典型干旱天氣均加測。對于單作作物試驗地中心埋設 3 根 150m 長的測管，其觀測時間與防護觀測一致。最后取平均值作為對照地的土壤水分。土壤水分2.2.2.5

56、 冬小麥/葉面積指數的測定作物葉面積的測定：采用 Li-2000（LI-COR,Inc.，Lincoln，USA）植被冠層分析儀在不同的物候期測定冬小麥/正得到。采樣方法：在防護葉面積指數（LAI），并與采樣測量得到的葉面積指數進行校各個氣象站點附近隨即抽取 15 株作物，帶回室內，量取葉長和，然后采用下式計算某單株葉面積：44TDP 儀器安裝點小氣候觀測點土壤水分測點250mTDP 儀器安裝點圖 2-1 護主要測點示意圖（要居中）Fig2-1 Diagram ofitions for measuring soil water content micro-climate factors and

57、 sap flow2.2.3 防護試驗布設示意圖（圖形排版處理還是有點問題，如上。圖形的前期排版建議您寫一個注意事項，要求期中如何處理：（1）單個圖（這好象沒問題，但要提示圖和圖的標題）；（2）兩個圖并列排在一行如何處理？（3）圖形較大，占用了一頁，如上圖又如何處理？這樣就不會如此亂了）如果沒有英文圖和表標題請刪除第三章 結果與分析3.1帶蒸騰耗水特征3.1.13.1.1.13.1.1.1.1蒸騰耗水的時間變化規律蒸騰耗水的日變化規律不同方位液流的日變化圖 31 中，被測木的南北兩個方向液流變化趨勢非常相似，相比之下，其變化幅度差異很大。其中，南側的液流速率最大，日最大液流速率為 20.78L

58、/h，而北側的則為 12.57L/h：這是由于在晴天天氣日，南側方向的樹干比北側方向的樹干的在輻射下，較強的輻射使得南部的液流加快，蒸騰增強；另一方面，由于被測木的南部方向的樹冠要比北部方向的樹冠要大，因此南側的液流速率大于北側的。這與前人等的結果一致；而對于被測 2 而言，由于其南側樹冠要遠小于北側樹冠，南側樹冠有幾根紙條甚至枯干，由此，樹冠分布對液流的南北差異有著重要的影響。陰雨日（圖 32），被測木 2 樹干南北方向兩側液流差別不大，主要原因在于陰雨天氣下，樹干南北方向所接收的輻射差別很小，氣象因子對樹干液流的影響很小。但圖 32 中被測木 1 南北方向兩側液流差別依然很大，與晴天相比，

59、樹干液流啟動比較晚，日最大液流速率為也低，被測木 1 平均為 11.60L/h，而陰天日僅為 5.98L/h。47整個測定階段，的蒸騰速率均表現出明顯的日變化規律（圖 3-7、8、9）。日內表現為在清晨（6:30-8:30）時，液流啟動并開始緩緩增大，隨著輻射的逐漸增加，氣溫逐漸升高，蒸騰速率逐漸增強，并于 13:00-15:30 到達峰值，16:30-17:30 以后輻射減弱，溫度降低，蒸騰速率迅速下降，19:30 時后蒸騰速率變慢，直至來日日出之前達到最低值。下面幾張的不能位于表格內，使用分圖表格，該表格邊框設置為打印不出的虛線，表格內標識分圖 A 分圖 B.，表格外進行圖的通過對 LAI

60、 與對應生長天數（從 4 月 5 日展葉開始算起）進行擬合，發現二者呈現很好的對數關系，R2 達到 0.9739。從生長季節中選擇天氣狀況基本相似的日期，建立平均日蒸騰速率與 LAI 的關系，結果發現二者的關系用線性關系、二項式、三項式、指數和冪函數均能擬合出來，相比之下，冪函數擬合效果最好，R2 為 0.8646，說明除了環境因子對蒸騰速率的影響外，LAI個白對蒸騰速率的大小也起著相當重要的作用，因為林木的蒸騰作用需要通過葉片這來實現，而LAI 則是對葉片大小以及數量的反映。常學向等干液流發現，液流與LAI 呈現為線性關系。在黑河中游的二表 3-3蒸騰速率與LAI 的擬和效果Tab.3-3