[发明专利]一种树木灌溉方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种树木灌溉方法。

背景技术

树木在拦蓄降水、涵蓄水源、减少地表水土流失、提高土壤蓄水和降水利用率等方面具有巨大的水文效益。以树木为主体的城市园林绿地是维持和改善城市生态环境重要的生物屏障，具有调节气候、减缓温室效应、提高空气湿度、降低噪音、吸附粉尘和其它有害大气成分等广泛的生态功能，同时还在改善城市景观、提供游憩空间和体现城市文化内涵等方面发挥着不可替代的作用。但是，树木作为城市生态系统的生物有机体，在发挥自身巨大生态功能的同时，为了维持其正常的生存和更新，需要一定的水量以支持生态系统物质和能量的正常循环。树木通过叶片散失的水量是惊人的，据观测，一株100年生的水青冈，一个夏季通过蒸腾消耗的水分高达180000kg。

北京为严重缺水城市，目前，北京市人均水资源量只有300m³，仅相当全国人均水平的1/8，世界人均水平的1/30，远远低于国际公认的人均1000m³的下限，属重度缺水地区，北京是世界上最缺水的城市之一。为了改善北京的生态环境，实现绿色奥运的目标，北京市已建成庞大的绿地系统，至2005年底止，北京建成区(指城八区)园林绿地总面积为30611.05hm²，年灌溉用水量为1.92亿m³，2005年北京全年总用水量约为35亿m³，绿地灌溉用水量占总用水量的5.5％。可见，北京园林绿地灌溉用水量是非常巨大的，加剧了城市水资源供求矛盾。就全世界范围来说，缺水也是全球化的重大问题，节约水资源刻不容缓。

对园林树木实行节水灌溉是节约水资源的重要途径，但长期以来，我国在节水灌溉方面主要停留在先进灌溉设施和集水技术的采用上，如引进灌溉设备进行喷灌、滴灌和收集雨水、中水用于灌溉等，有的城市不惜花费巨资引进先进的灌溉设备，虽取得了一定的成绩，但并未从根本上解决水资源浪费和绿地水分利用效率低下的问题。原因是未从源头上搞清楚植物的水分需求，因为只有在了解植物需水量的前提下，采取先进的灌溉技术进行有的放矢的灌溉，才能真正达到节水的目的。

要实现灌溉量的精准核算就必须掌握树木的耗水量，树木主要是通过叶片蒸腾耗水的，但直接测定乔木大树整株蒸腾量是非常困难的，只能寻找替代办法。树木蒸腾的水分是通过树干边材传输的，树干边材液流量的99.8％被叶片蒸腾所消耗(武维华，2003)。因此，可以用木质部边材液流量代替整株叶片的蒸腾用水量。目前测定边材液流量最先进的仪器是热扩散式边材液流探针(Thermal dissipation sap flow velocity probe，TDP)，它的原理是：将同时内置有热电偶的一对探针插入树干边材中，通过检测热电偶之间的温差，计算液流热耗散(液流携带的热量)，建立温差与液流速率的关系，确定液流速率的大小，再根据被测部位的边材横断面积求得单木整株液流量。但该测定需要的仪器价格昂贵，无法在生产上广泛应用。因此，要观测树木群体的耗水量，关键是找到一个容易调查的纯量，建立起该纯量与树木耗水量之间的关系模型，然后沿该纯量的值域展开。

发明内容

本发明找到了树木耗水量观测的理想纯量——胸径，研究了侧柏(Platycladusorientalis)、油松(Pinus tabulaeformis)、元宝枫(Acer truncatum)、刺槐(Robiniapseudoacacia)、银杏(Ginkgo bilba)的胸径与天气、季节之间的关系，可根据具体的气候条件对这些植物实施灌溉，实现节约用水的目的。

树木主要通过叶片上的气孔蒸腾消耗水分，但在目前的技术条件下，无法直接测定整株大树叶片的蒸腾量。树木蒸腾的水分是通过树干边材传输的，树干边材液流量的99.8％被叶片蒸腾所消耗。因此，可以用木质部边材液流量代替整株叶片的蒸腾用水量。但树干边材液流的测定需要一套价格昂贵的仪器，无法在生产上广泛应用。因此，要观测树木群体的耗水量，关键是找到一个容易调查的纯量，建立起该纯量与树木耗水量之间的关系模型，然后沿该纯量的值域展开。本研究找到了胸径这样一个理想的纯量，胸径容易观测，它与树干边材面积和边材液流量关系非常密切。通过边材液流量和边材面积的观测，找到树木胸径与整株耗水量的统计关系，建立双方的数学模型，在生产上只需对树木的胸径进行观测，就能推算整株树木的耗水量。

本发明建立了树木耗水量模型、实现了树木耗水的尺度扩展。