茂兰喀斯特森林亚优势种短萼海桐树干液流特征及其环境因子响应

使用热扩散液流探针,于2012年2月—2014年3月连续测定茂兰喀斯特常绿落叶阔叶林的亚优势种短萼海桐的树干液流,同步测定气温、太阳辐射、降水量和土壤含水量等环境因子,分析海桐树干液流速率和整树蒸腾量在日、季节时间尺度和天气类型下的变化特征,以及液流速率与环境因子的关系。结果表明:海桐单株日均液流速率为(3.14±0.10)g H2O/m2·s中白天和夜间的液流速率分别为(5.20±0.17)g H2O/m2·s和(0.55±0.02)g H2O/m2·s,相差9.45倍。不同天气类型的液流速率表现为:晴天(5.71±0.15)g H2O/m2·s阴天(1.95±0.10)g H2O/m2·s雨天(1.65±0.10)g H2O/m2·s。海桐样树单株日均蒸腾量为(2.10±0.07)kg,范围为(0.09~8.05)kg,其中白天蒸腾量(1.94±0.06)kg和夜间补水耗水量(0.16±0.01)kg分别占日耗水量的92.38%和7.62%。各季节的单株日蒸腾量依次为:夏季(3.32±0.14)kg/d秋季(2.18±0.12)kg/d春季(2.14±0.12)kg/d冬季(0.76±0.05)kg/d。相关分析表明:在不同天气类型的各时段,液流速率均与气温、水汽压亏缺和风速呈极显著正相关(P0.01),与空气相对湿度呈极显著负相关;太阳辐射在白天时段和全天尺度与液流速率呈极显著正相关;液流速率与降水量在雨天夜间呈极显著正相关,与土壤体积含水量在晴天、阴天的夜间及雨天所有时段呈极显著正相关。在相关分析的基础上,分时间尺度和天气类型建立了单株日均液流速率与环境因子的逐步回归方程。逐步回归结果表明:白天和夜间,影响海桐液流最主要的环境因子分别是太阳辐射和20cm层土壤体积含水量。晴天和阴天,气温对液流的影响高于其它环境因子,在雨天,太阳辐射则是主要影响因子。春季、秋季和冬季,海桐液流主要受太阳辐射控制,夏季则主要受VPD控制。太阳辐射、气温、VPD是影响海桐液流速率的主要环境因子,土壤水分是夜间补水液流的驱动因子。     

杨树春夏季树干液流与耗水变化规律

以北京市大兴区榆伐镇大兴林场沙地杨树人工林107欧美杨(Populus×euramericanacv.“74/76”)为研究对象,采用热扩散式探针(TDP)结合HOBO自动气象站,于2011年3-7月对杨树树干液流及林地环境因子进行连续观测.结果表明:杨树春夏季边材液流的日变化均呈单峰曲线,夏季液流每天启动的时间早于春季3h左右,达到峰值的时间晚于春季1h左右,迅速下降的时间晚于春季2h左右,峰值和日平均液流速率小于春季;3-7月的月平均液流通量介于5.31～51.31 cm3/h;平均液流通量夏季(47.92 cm3/h)＞春季(35.72 cm3/h);日耗水量随胸径的增大而增加,与树干胸径和边材面积的相关性达极显著水平(p＜0.01),相关系数分别为0.956和0.984.杨树边材液流速率和液流通量的季节变化说明杨树夏季蒸腾量大,是水分管理的关键时期.     

长三角区麻栎树干液流的季节变化特征

2012-05-2013-04,利用树干液流仪和小气象站对南京东善桥林场的麻栎（Quercus acutissima）树干液流速率及环境因子进行连续观测,研究分析麻栎树干液流的季节变化特征.结果表明：1）春、夏、秋季晴天与阴天的液流速率日变化表现出明显的昼夜变化规律,白天液流速率高于晚上,晴天液流速率高于阴天,而冬季则波动较大;2）春季液流速率平均峰值约为5.69 kg/h,夏、秋、冬季的平均峰值分别约为春季的1.58、1.08、0.012倍;3）春、夏、秋季液流速率峰值与太阳辐射峰值主要存在滞后效应,约1 ～2h,与空气温度、饱和水汽压差、土壤温度的峰值主要存在置前效应,约1 h;4）春、夏、秋季液流速率及日液流量与环境因子的相关系数较高,而冬季的相关系数则较低;5）春、夏、秋季液流速率及其日液流量与环境因子的回归模型决定系数均在0.8左右,而冬季的决定系数较低.     

晋西黄土区刺槐和油松树干液流比较

应用TDP(Thermal Dissipation Probe)热扩散探针技术,通过对晋西黄土区刺槐和油松进行一个生长季(2010-04-10)的野外实地定位观测,结合同步测定的大气相对湿度、大气温度、太阳总辐射等气象因子,研究刺槐、油松树干液流的日变化及季节变化规律.结果表明:1)刺槐在5月上旬仅产生微弱液流,日均液流速率小于油松,无明显昼夜变化规律,到5月下旬,日均液流速率超过油松,并与油松呈现相同的昼夜变化规律,2树种夜间存在一定的树干液流,液流速率均于09:00开始快速上升,到12:00左右达到峰值;2)8月刺槐日均液流速率均大于油松,2树种液流速率连日变化规律基本相同,液流速率开始快速上升和达到峰值的时间与5月基本一致,峰值分别为5月的1.79和1.49倍,月平均值分别为5月的3.01和1.48倍;3)剌槐、油松树干液流和月耗水量呈现明显的季节性变化规律,耗水旺季集中在6-9月,4月达到最小值,7月达到最大值,在整个生长季(4-10月),油松林的总耗水量是刺槐林的1.63倍.经回归分析可知,影响刺槐、油松液流速率的主要因子均为太阳总辐射.     

油松树干液流进程与太阳辐射的关系

 为了系统研究太阳辐射与边材液流时间进程间的关系,利用热扩散式边材液流测定系统和自动气象站对京西山区油松边材液流速率和太阳辐射强度进行一年的同步监测。结果表明,晴天条件下,不同季节太阳辐射和油松边材液流时间特征的变化呈现很大差异:液流的启动时间、停止时间以及液流高峰出现时间,一般滞后于太阳辐射03 h,春季滞后的时间相对更长,多在3.5h以上;液流持续时间在不同季节差异明显,没有表现出良好的规律性。夏季太阳辐射和油松树干液流的上升持续时间、上升速率、到达峰值时刻和下降持续时间等时间进程特征量之间表现出较好的定量相关性,而春秋季只有极个别特征量表现为相关性显著。液流速率的季节模型说明,利用太阳辐射强度模拟油松的季节耗水模型（尤其是秋季）更具实用性,但还有待于优化。     

杉木幼树树干液流影响因子及其对杉木林蒸腾量的贡献

2012年9月至2013年8月,利用包裹式树干液流仪、插针式树干液流仪和小气象站对南京市东善桥林场的杉木幼树树干液流速率、杉木树干液流速率及环境因子进行了连续观测,研究了杉木幼树树干液流影响因子及其对杉木林蒸腾的贡献。结果表明:(1)杉木幼树液流速率的日变化具有季节差异性,均表现为单峰曲线并且日间液流速率大于夜间;(2)春、夏、秋、冬季液流速率峰值分别为:79.97,105.22,70.30,33.19g/h;(3)太阳辐射是影响杉木幼树树干液流速率的主导因子,其次是饱和水汽压差,日液流量与太阳辐射、空气温度、饱和水汽压差、各层次土壤温度呈极显著的正相关关系;(4)分别建立了液流速率、日液流量与环境因子的模型,可以较好地解释液流速率与日液流量的变化;(5)杉木幼树全年液流量对杉木林蒸腾量的贡献率为6.12%,夏季的贡献率最大。     

热脉冲法对胡杨树干液流的监测与蒸腾过程模拟

利用热脉冲技术对胡杨树干液流进行了研究,分析了胡杨树干液流日变化、不同胸径树干液流流量及胡杨液流的变化规律和其主要影响因子的关系。结果表明：在正常生长状态下,胡杨树干单位面积液流通量为0.450L/（cm^2.d）,在4～8月生长期内,日平均耗水量为78.335 L/d。胡杨树干断面单位时间内液流量变化呈明显的昼夜节律,白天的流速变化曲线呈双峰型,夜间树干液流速度处于平稳的低值,白天10：00与午后18：00左右达到两个峰值。随着胸径的增大,树干液流速度和液流量也随之增大。最后从理论分析着手建立2种类型的胡杨蒸腾模型,并用监测资料进行了验证。     

东北寒区日光温室葡萄液流特征及其主要环境影响因子研究

为了探明东北冷寒区设施环境下,葡萄液流特征及其与温室内环境因子之间的响应特征,对葡萄液流速率以及环境因子进行连续监测和系统分析,结果表明:葡萄日内液流和全生育期逐日蒸腾均呈现单峰变化趋势,日内液流峰值出现在10:30-13:00之间,在液流最为旺盛的8月,其峰值达406.32g/h。葡萄全生育期日蒸腾量在8月变化相对最为剧烈,日均蒸腾量超过4 mm/d。液流速率与光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR),气温、水汽压亏缺(vapor pressuredeficit,VPD)及实际水汽压均表现为显著正相关(P0.01),与相对湿度表现为显著负相关(P0.01)。瞬时液流速率与日蒸腾最主要的影响因子是PAR与VPD,月尺度液流最主要影响因子在PAR与蒸腾整合变量(variableof transpiration,VT)之间变化。全生育期液流最主要的影响因子是PAR与VT,但其决定系数随研究时间尺度的增加而降低。不同气象因子与液流之间存在明显的时滞效应,PAR的启动时间及停止时间均提前于液流,到达高峰时间滞后于液流,时滞时间最长为1.5 h。VPD整体滞后于液流。     

树干液流及其主要影响因子对摘芽强度的响应

为了探讨摘芽强度对树木液流变化特征及其主要环境调控因子的影响,为人工林及果园等高效抚育管理提供参考,该研究以毛白杨(Populus tomentosa)为研究对象,设置4种摘芽处理(不摘芽CK、轻度摘芽BP1.0、中度摘芽BP1.5、重度摘芽BP2.0),采用热扩散式液流检测技术,结合自动气象站,对造林后第2～3个生长季不同摘芽处理后的树干液流、环境因子等进行连续观测。结果表明:1)摘芽对树干液流速率日变化趋势无影响,晴天都呈"单峰型";2)摘芽对树干液流特征值影响显著,试验期间CK、BP_(1.0)、BP_(1.5)、BP_(2.0)处理的液流速率平均值分别为1.405×10~(-3)、1.503×10~(-3)、1.462×10~(-3)、1.033×10~(-3)cm/s,BP_(2.0)显著小于其他处理,CK、BP_(1.0)、BP_(1.5)之间无显著差异(P0.05);3)影响不同时段、不同处理树干液流的主要环境因子不同,瞬时值日进程的影响因素为太阳辐射和饱和水汽压亏缺,白天及全天日均值的主要影响因子为太阳辐射和日空气温度最大值,夜间液流日均值的影响因子主要为日空气温度最小值和日平均相对湿度;4)不同摘芽强度下毛白杨幼林夜间液流占全天液流的5%～70%,夜间液流与白天及全天液流间呈显著负相关。因此,从促进植物水分生理活动的角度看,轻度和中度摘芽更合适。     

缙云山典型树种树干液流径向变化及单株日蒸腾量估算

为分析树干液流速率径向变化,准确估算单木蒸腾量,运用Granier热扩散探针方法于2015年7-9月对重庆缙云山自然保护区内2个典型树种(杉木、四川山矾)树干木质部3个深度(10mm,30mm,50mm)的液流速率(V)进行测定。结果表明:杉木树干液流速率径向分布规律为:V_(30~50mm)V_(10~30mm)V_(0~10mm),V_(30~50mm)是V_(0~10mm)的1.65倍,V_(10~30mm)是V_(0~10mm)的1.12倍。四川山矾树干液流速率径向分布规律为:V_(10~30mm)V_(0~10mm)≈V_(30~50mm),V_(10~30mm)约为V_(0~10mm)和V_(30~50mm)的2.6倍;各深度处的液流速率之间呈显著线性相关关系;树干木质部不同深度处液流速率日变化规律呈单峰或双峰走势;7月份液流速率值最大,树木蒸腾出现"午休"现象;液流启动及到达峰值的时间在时间和空间上都存在差异。7月份液流启动时间和到达峰值时间早于8,9月份。径向上液流速率最大的位置,液流启动时间最早,到达峰值时间最晚;运用3个深度的液流速率分区域计算得到的杉木日蒸腾量为7 274.815g,四川山矾日蒸腾量为12 481.494g;忽略树干液流径向差异,以单一深度处液流速率估算日蒸腾量,对杉木产生的误差为10.29%~22.60%,变异系数CV为37%~60%,对四川山矾产生的误差为42.41%~66.88%,变异系数CV为19%~26%。     

黄土塬区小麦茎流速率变化及其与环境的关系

利用Dynamax茎流测量系统和自动气象站分别对黄土塬区小麦(陕麦150)拔节期和开花期的液流变化及其周围气象环境因子变化进行了监测。结果表明:(1)两个时期小麦茎流速率日变化趋势基本相同,为单峰型;液流启动时间分别为早晨7:00—8:00和6:00—7:00,在中午12:00—14:00左右达到各自峰值,其值大小分别为1.90和2.66g/h(4月24日和25日,晴天,拔节期),3.39和2.96g/h(5月18日和19日,晴天,开花期),21:00左右降到最低,夜间无明显液流;晴天茎流速率明显大于阴天。(2)不同时期茎流速率日变化与环境因子日变化紧密相关。相关分析显示,影响小麦茎流变化的主要因子是光合有效辐射、大气温度、湿度和风速等;其中,湿度与茎流速率负相关。     

陕北山杏树干茎流变化及其影响因子分析

采用热扩散式树干茎流计（TDP）于2009年5—9月对农牧交错带的常用造林树种山杏（Prunussibirica L.）树干茎流的时空动态变化及其与相关环境气象因子（温度、湿度、太阳辐射等）的关系进行了观测研究。结果结果表明：（1）山杏茎流速率日变化呈宽峰曲线,每日约7：40启动,12：00—14：00达到峰值,约18：30迅速下降,没有明显的茎流停止界限,夜间有较高的茎流存在;日树干茎流量集中在8：00—l8：30,占全天树干茎流量的60%以上。（2）在典型的晴天、阴雨天气下,山杏树干茎流的日变化差异显著,茎流速率表现为晴天高于阴雨天气。（3）山杏茎流的月变化呈现为先上升后下降的趋势。7月份平均茎流速率最大,为64.247g/h;其次是6月份,其平均值为58.139g/h;9月最小,其平均值为49.156g/h。（4）主枝与侧枝茎流日变化趋势一致,主枝流速高于侧枝;侧枝对环境变化响应更加灵敏,波动强烈,与侧枝相比,主枝茎流变化响应迟钝且有明显滞后效应。（5）不同坡位山杏的茎流速率差异显著,茎流速率大小顺序为：下坡〉中坡〉上坡。（6）山杏茎流变化受周围环境因子的影响,影响强弱大小依次为：空气温度〉饱和蒸汽压〉相对湿度〉太阳辐射〉风速〉土壤温度。     

东北春玉米单株茎流变化规律及其农田尺度提升方法

为揭示春玉米单株茎流速率规律,明确单株茎流提升至群体蒸腾的尺度转换因子,2017和2018年连续在东北典型黑土区开展了春玉米田间试验,对春玉米灌浆期内茎流速率、气象数据、棵间蒸发及土壤剖面含水率进行观测和分析。结果表明:春玉米茎流速率有明显的昼夜变化规律,降雨对玉米茎流有较强的抑制作用,降雨后茎流速率明显升高;在晴、阴、雨天气情况下玉米白天茎流差异较大,且在阴雨天气情况下,茎流曲线呈多峰曲线,峰值较低。玉米茎流的变化是各种环境因素综合作用的结果,其中茎流速率与空气温度、光合有效辐射、相对湿度间相关系数的绝对值皆在0.8以上,表明他们是影响东北黑土区茎流速率的主要环境因素。以茎粗、茎干截面面积、叶面积为尺度转换因子将单株茎流尺度提升得到春玉米农田尺度群体蒸腾量,将2 a灌浆期春玉米群体蒸腾量与棵间蒸发之和,与水量平衡法计算得到的蒸发蒸腾量进行比较,误差均在20%以内。3种尺度提升方法和水量平衡法得到2 a春玉米灌浆期内日均蒸发蒸腾量分别在4.22～4.78、3.91～4.56 mm/d范围内。其中以叶面积为尺度转换因子计算的蒸发蒸腾量与水量平衡法的结果最为接近,相对误差在5%左右,表明东北高寒黑土区春玉米农田适合采用叶面积作为单株向农田尺度提升的转换因子。     

喀斯特区云南鼠刺树干液流及土壤水分动态

[目的]分析喀斯特区树干液流速率与土壤水分之间关系,揭示云南鼠刺的水分动态及对生境的适应机理,为喀斯特区生态环境建设提供理论依据。[方法]2009年7月26日至8月1日期间,利用热扩散式液流探针对喀斯特区的土面和石沟两种不同生境中云南鼠刺的树干液流进行连续测定,同时测定土壤水分含量的变化。[结果]两种不同生境中树干液流日变化呈现出不规则峰形曲线,每天液流速率的最大值均出现在白天,最小值均出现在夜间;同一深度土壤含水量随着时间的推移均逐渐降低,但降低速率不同,其变化与土壤深度的关系不明显;云南鼠刺树干液流速率与土壤含水量存在着不显著的正相关关系。[结论]云南鼠刺在喀斯特区的土面和石沟两种生境中的树干液流速率不同,但规律基本一致,树干液流速率与土壤含水量的相关关系不显著。     

毛乌素沙地沙木蓼茎干液流规律研究

植物的茎干液流量表征其蒸腾耗水量,能够准确反映单株植物的蒸腾作用和水分利用状况。利用Dynamax茎流测量系统和自动气象站对毛乌素沙地人工灌木树种沙木蓼的茎干液流变化及其周围的环境因子进行观测。研究结果表明,(1)沙木蓼茎干液流日变化呈多峰线型,昼夜变化明显,夜间仍有低值液流;晴天液流速率较大,变化幅度也大;阴雨天液流速率变化幅度较小但波动剧烈。(2)整个生长季沙木蓼总液流量为428.83L,5—10月沙木蓼日平均液流量为2.6395L/d。(3)沙木蓼液流速率变化趋势与环境因子变化趋势基本吻合。相关分析表明,影响沙木蓼茎干液流变化的主要环境因子为太阳总辐射、空气温度、空气相对湿度和风速。