华北石质山区4种乡土树种耗水特征

采用热扩散式液流探针(TDP)配合watchdog 900ET小型全自动气象站的方法,对华北石质山区乡土树种乔木山杏、刺槐和灌木酸枣、荆条的树干液流进行了连续监测,进而分析比较了它们的耗水特征。结果表明:①晴天时,乔木树种液流变化呈"几"字状,具有宽峰,而灌木树种则呈波动性变化,具有多峰;其液流速度大小为山杏酸枣荆条刺槐,而液流通量大小为山杏刺槐酸枣荆条;灌木树种液流启动、达峰值和终止时间均比乔木树种早。阴天时,乔灌木树种的树干液流变化比较平缓,而且液流速度较低,灌木树种液流启动、达峰值和终止时间也比乔木树种早。雨天时,乔灌木液流变化多次起落,但灌木树种对降雨敏感,液流速度显著增高。②乔灌木树种树干液流月变化呈现出5、6、10月份低,7、8、9月份高的规律。乔灌相比,10月份,灌木液流速度比乔木下降的程度大;5、6月份乔木耗水比率低于灌木。③影响乔木树干液流的主导环境因子是大气温度,土壤含水量和太阳辐射,而灌木树种为大气温度和土壤含水量;以环境因子作自变量,以乔灌木树种液流速度为因变量,经过逐步回归,建立了多元线性模型,回归方程极显著,调整R2依次为0.915、0.849、0.870、0.918,方程拟合良好。     

大兴安岭北部兴安落叶松树干液流规律及影响因子分析

利用Granier 热扩散植物液流技术(TDP),于2012 年5—9 月连续对大兴安岭北部兴安落叶松蒸腾进行测定, 结合同步观测的环境因子,分析兴安落叶松树干液流规律及其与环境因子的关系。结果表明:1) 兴安落叶松蒸腾速率具有明显的昼夜变化规律,晴天和阴天均为单峰曲线,雨天为双峰曲线,且晴天和阴天的蒸腾速率高于雨天。夜间液流通量占整日液流通量的百分比为晴天(5.91%) 雨天(4.88%) 阴天(2.57%),在高温无雨情况下,液 流通量呈现随高温无雨日数的增加而逐渐降低的趋势。2) 6—8 月兴安落叶松蒸腾量占观测期总耗水量的80%, 液流速率日峰值较高,其中7 月最高达23.6 cm3 / (cm2·h),5 月次之,9 月最低为2.03 cm3 / (cm2·h)。3) 边材液流速率与环境因子存在良好的相关性,多元回归模型决定系数为0郾79;影响兴安落叶松树干液流的主要影响因子为蒸汽压亏缺和光合有效辐射。4) 生长季内兴安落叶松林蒸腾耗水量为566郾49 t/ hm2 ,即56郾65 mm,占同期降雨量 的12%。      

兴安落叶松天然林蒸腾特征及其影响因素研究

[目的]了解兴安落叶松(Larix gmelinii)林分日蒸腾变化及其对环境因子的响应,进一步阐明环境条件调控林分蒸腾的机理.[方法]以兴安落叶松林为研究对象,在2018年生长季68月份对样地内林木根据胸径大小划分为3个径级,每个径级选取一株样树,利用热探针技术测定其树干液流密度,经尺度扩展得到林分蒸腾量,同步观测太...     

不同林型和灌溉条件对毛白杨蒸腾耗水特征的影响

研究不同林型、不同灌溉条件时的毛白杨(Populus tomentosa)蒸腾耗水特征,以及环境因子对毛白杨蒸腾耗水特征的影响,为毛白杨人工林水分管理提供理论参考.在山东高唐县国有林场,以4年生毛白杨-刺槐(Robinia pseudoacacia)混交林、毛白杨纯林为研究对象,设置雨养(不进行人工灌溉)、充分灌溉(当滴头正下方20 cm处的土壤水势达到-20 Pa时灌溉)两种灌溉条件.利用热扩散液流探针、自动气象站监测2021年6月—11月的树干液流和气象数据.结果表明:(1)不同林型、不同灌溉条件时,毛白杨树干液流速率变化趋势相似,呈现单峰型,峰值为3.14×10-3～5.69×10-3cm·s-1.4—6月树干液流启动时间在雨养、充分灌溉条件时,均为05:50～09:40,灌溉对树干液流启动时间没有影响.灌溉条件使液流峰值增高0.40×10-3～1.87×10-3cm·s-1,使达到峰值时间提前15～30 min;(2)纯林、混交林内灌溉条件的液流较雨养条件分别高31.96％、13.41％,灌溉对不同林型内毛白杨的蒸腾耗水均有促进作用,但是纯林内促进作用大于混交林内;(3)饱和差(VPD)与树干液流速率呈显著正相关,混交林内毛白杨与饱和差的回归方程斜率(a=0.75)小于纯林内斜率(a=1.24),毛白杨与刺槐混交会降低饱和差对毛白杨液流速率的影响,灌溉能够调节其速率.毛白杨与刺槐混交后,其蒸腾耗水量及饱和差对毛白杨液流速率的影响显著降低,充分灌溉能够调节不同林型内毛白杨人工林水分生理对环境因子的适应过程,应该进一步改善生长季混交林内林地水分管理.     

喀纳斯自然保护区2树种树干液流变化特征及其与气象因子的关系

采用热扩散式探针法 (TDP) 对西伯利亚落叶松、疣枝桦的阳生面和阴生面树干液流进行测定,结合自动气象站同步监测光合有效辐射 (PAR)、空气温度 (T)、空气湿度 (RH)、饱和水汽压、风速等气象因子,分析气象因子与2树种树干液流的相关关系。结果表明：西伯利亚落叶松和疣枝桦阳生面、阴生面树干液流日变化均呈明显的 “昼高夜低” 的典型单峰曲线型变化,且阳生面高于阴生面,树干液流变化幅度西伯利亚落叶松大于疣枝桦。在生长季节,西伯利亚落叶松阳生面、阴生面树干液流月平均值均呈递减趋势,其液流平均最大值出现在6月,平均最小值出现在9月。疣枝桦阳生面树干液流月平均值呈先增后减的趋势,最大值出现在8月,最小值出现在6月;阴生面树干液流呈递增趋势,最大值出现在9月,最小值出现在6月。相关分析表明,气象因子与2树种树干液流相关性大小依次为：气温 > 光合有效辐射 > 空气相对湿度 > 风速 > 水汽压,气温和光有效辐射是影响液流速率的主要因子。     

受蛀干害虫危害树干的液流特征及其与环境因子的关系

研究树干液流对空气温度、相对湿度以及风速等环境因子的响应关系,分析蛀干害虫侵蚀下的树干液流特征,为树干液流研究在病虫害方面的应用做初步探索。采用自主研发的热脉冲速度(HPV)茎流仪,测量行道树无患子(Sapindus mukorossi)、乐昌含笑(Michelia chapensis)、银杏(Ginkgo biloba)的树干日液流,并通过生态环境参数数采仪同步测量温度、湿度及风速等环境因子。各树种健康木液流与温度、相对湿度、饱和水汽压亏缺(VPD)等因子呈显著相关(P<0.05),而受害木液流变化受环境因子的影响较弱,液流峰值均低于健康木。受害木与健康木之间一致性指数D分别为0.897、0.913、0.937,RMSE为8.561、4.617、2.594,MAE为5.527、3.153、1.663,表明HPV方法可以有效测量树木液流的动态变化,蛀干害虫受害木的树干日液流格局发生明显改变,对温度、湿度、VPD等环境因子的响应程度减弱。     

幼龄桉树茎流特征及其对环境因子的响应

旨在揭示幼龄桉树茎流速率变化特征及其与环境因子关系,为桉树人工林可持续经营与管理提供依据。于2014年6-9月利用Dynagage包裹式茎流传感器和DL2e环境因子测量系统对海南西部儋州林场幼龄桉树树液茎流及主要环境因子进行连续监测。结果表明,1）雨季幼龄桉树茎流速率具有“昼高夜低”的节律性,夜晚茎流速率都很小,约为日均值的0.10%~7.27%。2）晴天、阴天、雨天树液茎流速率差异明显,晴天的树液茎流速率峰值、日均值分别为13.861 mL·cm^-2·h^-1和2.349 mL·cm^-2·h^-1,是阴天的2.27倍和1.50倍,雨天的10.52倍和4.90倍。3）雨季幼龄桉树茎流速率与太阳辐射、空气湿度、空气温度等气象因子均具极显著的相关关系,而受土壤水分影响较小;晴天太阳辐射对茎流速率影响最大,阴天和雨天空气温度对茎流速率影响最大。液流速率与环境因子逐步回归分析结果表明,3种天气条件下的影响液流速率变化的主导因子不同。     

冀西北山地油松和落叶松树干液流昼夜变化特征及其与环境因子的关系

依据组织热平衡原理,运用热扩散探针法,于2016年3月1日—2017年3月1日采用捷克生产的Ems 51树干液流测定系统对张家口市崇礼区清水河流域油松(Pinustabulaeformis)、落叶松(Larixprincipis-rupprechtii)混交林中2个树种的树干液流速率进行连续监测,用美国HOBO公司生产的小型自动气象站同步观测环境因子(温度(T_a)、湿度(H)、净辐射(R_n)、总辐射(R_t)、风速(S)、土壤温度(T_s)、土壤含水量(C_s)、水气压亏缺(P_d))的变化,研究油松、落叶松树干液流速率的昼夜变化特征以及与环境因子的关系。结果表明:油松晴天、阴天、雨天树干液流速率日均值分别为0.019、0.008、0.006 kg·h~(-1)·cm~(-1),落叶松分别为0.016、0.006、0.005 kg·h~(-1)·cm~(-1),由大到小的顺序均表现为晴天、阴天、雨天。两树种夜间水分补充主要集中在前半夜(20:00—23:00);生长季初期(4月份)和末期(10月份)后半夜液流速率明显要高于旺盛生长期(7月份),4、10月份后半夜液流速率,油松分别是7月份的3.41和2.38倍,落叶松分别是7月份的1.86和1.61倍。油松、落叶松整树生长季昼间液流速率均值分别为1.12、0.98 kg·h~(-1),夜间液流速率均值分别为0.11、0.09 kg·h~(-1)。旺盛生长期(6—9月份)液流量夜间贡献率小于10%,昼间贡献率大于90%;而在生长初期(4—5月份)和末期(10月份)夜间贡献率有所增加,达到10%以上。两树种昼间液流速率的主要影响因子是T_a和H,夜间液流速率的主要影响因子是T_s。     

用热扩散式茎流计测定园林树木蒸腾耗水量

采用热扩散式边材液流探针和环境自动监测系统对北京3种园林树木的树干液流及主要环境因子进行了一个生长季的同步观测．结果表明,3树种树干液流的日变化呈明显的单峰曲线,晴天的液流速率大于多云天和阴天,紫叶李和悬铃木的日耗水量明显大于元宝枫,对不同天气3树种每h的液流速率与相应的环境因子进行逐步回归分析．结果显示．影响3树种液流速率的主要环境因子是空气温度、空气相对湿度、辐射强度和5cm土层温度,在不同天气里起主导作用的因子不同。环境因子与树干液流之间的数量关系能较好地预测树木的蒸腾耗水量．     

辽西农林复合系统中杨树水分耗散规律

以辽西杨树-烟草复合系统为研究对象,采用Granier热扩散探针法,对杨树-烟草复合系统的杨树树干液流进行连续观测,并对环境因子(空气温度、空气湿度、净辐射、风速、土壤温度和土壤湿度)进行同步观测。结果表明:杨树液流速率具有明显的早晚低、中午高的单峰型日变化特征,并具有从6月到9月逐渐降低的季节性变化规律,6月液流速率月平均的日变化峰值为5.77×10-3cm/s,9月下降至2.34×10-3cm/s。相关分析表明:净辐射、空气温度、空气湿度是杨树液流速率的主要影响因子,风速和土壤温度次之,土壤湿度影响最小,并建立了依据环境因子估算液流速率的逐步回归模型。树干液流与环境因子之间的数量关系能很好地预测杨树的蒸腾耗水量。     

‘中林46杨’林分耗水特性及其与环境因子的关系

应用热扩散原理,采用径流计和自动气象站同步观测树干液流和林内环境因子,分析‘中林46杨’蒸腾耗水规律及其与环境因子关系,旨在为该地区更精确地估计生态用水定额提供科学依据,而且也可为该区域杨树胶合板用材林的造林、营林及流域综合管理提供理论基础。结果表明:在整个生长季的晴天,‘中林46杨’树干液流的日变化呈现明显的单峰宽峰曲线,在4、6~10月的液流速率分别为6.21、12.96、11.07、8.18、5.86和2.98 cm/h;‘中林46杨’在夜间有微弱的上升液流,这可能与根压有关;在生长季树干液流速率与环境因子回归分析结果表明,树干液流受环境因子综合影响,影响大小依次是太阳辐射、空气温度、相对空气湿度、林地10 cm土壤温度和风速,建立的回归方程达到极显著水平。     

热扩散探针(TDP)茎流计在测算树干液流中的应用

对树木个体蒸腾耗水的研究方法较多,如热技术法、同位素示踪法、风调室法、盆栽称重法、整树容器法和蒸渗仪法等.其中热技术法中的热扩散具有保持树木在自然生长条件下基本不破坏树木正常生长状况,可以连续测定树干液流的优点,而且易于野外操作及远程下载数据.目前利用热扩散探针(TDP)茎流计测量树干液流开始向精准化、普及化和系统化的方向发展.     

‘寒富’苹果树茎流特征及其对环境因子的响应

【目的】果树蒸腾规律集中体现在其茎流特征上,研究东北地区‘寒富’苹果Malus pumila Mill（‘Hanfu’）树蒸腾耗水规律,为制定适宜的灌溉制度提供理论依据。【方法】采用热扩散式茎流计（TDP）于2017年5—10月连续监测‘寒富’苹果树幼果期至落叶期的茎流速率,用果园内自动气象站获取气象数据;分析‘寒富’苹果树茎流特征及其与环境因子间的关系,建立树干茎流速率与环境因子的关系模型。【结果】‘寒富’苹果树单日茎流速率呈现昼高夜低的单峰“几”字型变化,夜间茎流速率变化稳定,零点到日出的时间段内茎流速率变化平缓且接近于0,日落后到次日零点的时间段内仍然保持较高的茎流速率水平。果树生长周期中,茎流启动时间和下降时间较集中,到达峰值的时间较分散。夜间茎流量占比为10月>9月>5月>6月>8月>7月,10月夜间茎流量占比达到33.69%,7月夜间茎流量占比仅为4.57%。瞬时尺度下环境因子与‘寒富’果树茎流相关性程度大小为：太阳辐射>大气温度>风速>水汽压差>相对湿度>30 cm土层温度;‘寒富’苹果树茎流速率和各环境因子的多元回归方程为：V=6.441+0.012Rn+1.874T–0.577Ts,_5cm+1.915Ws–9.766VPD–0.362RH,方程的相关系数R ²为0.842。茎流与10 cm土层含水率在日尺度下显著正相关,相关性系数为0.521,与其他土层含水率相关性不显著。 【结论】东北冷凉地区‘寒富’苹果树在6—9月蒸腾量较大,蒸腾受太阳辐射、风速等环境因子影响程度高,应注意在果实膨大期,尤其7、8月及时补充灌水,灌水时间宜避开太阳辐射最强的时间段,选在日出前或在日落后,以减少蒸发造成的水分损耗。     

杏树蒸腾与降水和冠层微气象因子的关系

利用热扩散植物液流技术(TDP)测定时间步长10min的杏树蒸腾数据,结合同步观测到的降水量和果树冠层微气象因子值,分析华北低山丘陵区杏树蒸腾耗水规律及其与降水、微气象因子关系。结果表明:1)杏树蒸腾速率具有明显昼夜变化特征,在夜晚杏树蒸腾速率很低,白天随着太阳辐射强度的逐渐增加,气温逐渐升高,蒸腾速率逐渐增强;而后,太阳辐射强度减弱,温度降低,蒸腾速度减小。且在同一生长期内晴、多云天气日的蒸腾速率高于阴天天气日。2)杏树在生长季(4—9月)、非生长季(1—3月、10—12月)蒸腾耗水量分别为294.4、68.4mm,分别占全年的81.1%、18.9%。从4月起,杏树的蒸腾耗水量迅速增加,5月和6月达到全年的峰值,此后杏树耗水量逐渐减小。3)年际总降水与杏树蒸腾量的比值为1.6,大于1.0,周年降水可以满足杏树蒸腾耗水的需要,但供(降水量)求(蒸腾量)比各月间差异很大。4)回归分析表明:杏树在主要生长期内蒸腾速率与冠层净辐射、空气温度、湿度、风速等气象因子有很好的相关性(R2=0.833),各气象因子与杏树蒸腾速率的相关程度为冠层净辐射相对湿度空气温度风速。     

滨海盐碱地不同衰退程度刺槐树干液流规律

以滨海盐碱地31 a衰退刺槐为研究对象,采用TDP树干液流测定系统测定树干边材液流变化规律,同时进行全自动微型气象站全天候检测林分气象和土壤生态环境因子。结果表明:衰退树木同方位同高度液流速率降低,高度愈大下降愈快,树木衰退与液流速率呈显著相关。正常树体液流速率日变化呈宽峰曲线,随着衰退程度的增加逐渐变为窄峰,树体液流启动时间晚,开始迅速,下降时间早;正常树体1.5 m处液流启动时间在每天7:00左右,12:30左右出现峰值,19:00左右开始迅速下降,中等衰退树体在7:30左右启动,13:30左右出现峰值,18:30左右迅速下降,严重衰退树体在9:30左右启动,12:00左右出现峰值,17:30左右迅速下降,随高度增加,启动时间、峰值出现时间和下降时间提前。北侧液流速率显著高于南侧,随着衰退程度增加,南北侧液流速率相差减小。健康木不同高度液流速率6 m>4 m>1.5 m,随着衰退程度增加,6 m和4 m液流速率减小,不同高度速率差异变小。南北方位液流速率相差显著,北侧显著大于南侧。     

尾巨桉液流密度动态及其影响因子分析

采用热扩散树干液流仪监测树干液流,自动气象站同步监测环境因子,研究尾巨桉不同季节液流密度日变化、液流密度日均值和月均值的季节变化及其主导环境影响因子。结果表明,尾巨桉单木液流密度日变化呈现昼高夜低的典型单峰变化规律;不同季节液流密度日变化差异较大,主要表现在液流密度启动并迅速增加时刻、液流密度峰值及到达时刻、白天液流持续时间和液流密度降低并保持微弱时刻;液流密度的季节动态总体表现为春季和夏季最大,秋季其次,冬季最小。光合有效辐射和水汽压亏缺是影响尾巨桉液流密度的主导因子,但研究地区土壤含水率不是限制液流密度的主要因子。以光合有效辐射和水汽压亏缺为自变量拟合的线性回归方程可用于估算尾巨桉液流密度瞬时值,为估算液流通量奠定基础。