基于“三温模型”的风沙采煤沉陷区柠条锦鸡儿灌丛蒸腾特征研究

长期以来,由于条件限制,野外条件下观测荒漠植物蒸腾十分困难。以毛乌素沙地采煤沉陷区柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)灌丛为研究对象,尝试采用“三温模型+热红外遥感”方法观测柠条锦鸡儿灌丛蒸腾速率及其影响因素,为观测植物蒸腾作用提供可靠的手段和思路。结果表明:①气温(T_(a))、太阳辐射(R_(s))和风速(V_(s))随测定时间呈先升高后降低的变化趋势,且在13∶00达到最大值;相对空气湿度(R_(h))则与之相反。②观测期内,柠条锦鸡儿灌丛日最大蒸腾速率可达0.71 mm/h,日蒸腾量可达4.6 mm。③太阳辐射和风速是显著影响毛乌素采煤沉陷区柠条灌丛蒸腾速率的主要气象因子。与传统监测方法相比,利用“三温模型+热红外遥感”非接触式、无损伤性测定柠条蒸腾速率具有可行性,准确度较高。研究结果可为采煤沉陷区修复植被适宜树种的筛选及水分管理提供方法学借鉴,同时为矿山恢复治理效果快速评估提供了一种技术思路。

采煤沉陷区生态修复树种蒸腾特征及能量收支

[目的]在改进蒸腾观测方法的基础上,对采煤沉陷区常见生态修复树种蒸腾特征及能量收支状况进行研究,为矿区生态修复工作中树种的选择和水分调控提供理论依据。[方法]选择采用“三温模型”+热红外遥感的方法在野外环境应用时的参考叶片类型,并对沙柳(Salix psammophila)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、柠条(Caragana korshinskii)3种植物的蒸腾特征进行测定,分析其蒸腾特征和蒸腾过程中的能量收支状况。[结果]①绿色卡纸可以在9:00—15:00时代替烘干植物叶片作为植物蒸腾测定时的参考叶片。②沙柳、沙棘、柠条的蒸腾速率日变化规律均为单峰曲线,最高瞬时蒸腾速率分别为0.57,0.61和0.71 mm/h,日蒸腾量分别为3.24,3.27和3.80 mm。③沙柳的h_(at)值(植物蒸腾扩散系数,用于评价植物水分亏缺状况)日变化规律为“单峰型”,柠条和沙棘则为“双峰型”,h_(at)日均值从大到小依次为:沙柳(0.18)>沙棘(0.11)>柠条(0.03)。④沙柳、柠条的显热通量(H)在15:00时小于0。[结论]沙柳、沙棘、柠条均可以通过冷岛效应向周围环境吸热用于蒸腾作用,降低环境温度。沙柳适合栽植于地势平坦,水分较为充足的地区。沙棘和柠条可以通过飞播的方式在人力难以到达和水分状况较差的地区进行生态修复。