单株油蒿蒸腾耗水特征及其与环境因素的关系

[目的]探究油蒿的蒸腾耗水规律及其对环境因子的响应,旨在为固沙植被建设提供科学依据。[方法]利用野外大型称重式蒸渗仪于2014年6—9月底对单株油蒿的蒸腾过程进行连续观测,并同步监测了土壤含水量及相关气象因子。[结果]油蒿单日蒸腾强度曲线在晴天表现为双峰曲线,而在阴雨天双峰曲线不明显;研究期间,单株油蒿蒸腾耗水量为101.66mm,日平均蒸腾强度为0.83mm/d。蒸渗仪内土壤蒸发量106.05mm,日平均土壤蒸发强度为0.87mm/d,试验期间蒸散量占降雨量的82.98%。降雨可以维持油蒿正常生长,并对土壤水分进行一定补充;油蒿蒸腾强度与空气相对湿度(p0.01)、空气温度(p0.01)、太阳净辐射(p0.01)和20cm深度土壤体积含水量(p0.05)具有很好的相关性,且相关性依次减小。[结论]油蒿蒸腾耗水日变化明显,其蒸腾速率受土壤水分状况、气象条件及自身生理特征等因素的影响。     

北京山区典型人工林的耗水规律

在我国的北方地区植被与水资源之间的关系是森林植被构建的关键性问题.如何依据水分条件的承载力,构建水分稳定的森林植被是一项重要研究.以北京妙峰山侧柏、油松为研究对象,应用大型可称量式蒸渗仪测定林木个体耗水规律,并在此基础上进行尺度扩展,分析2种林分群体耗水特征.研究发现：在晴天条件下,侧柏和油松蒸腾强度的日变化趋势均为单峰曲线;在典型阴天和雨天条件下,2树种间蒸腾速率差异明显,受云量动态变化影响,蒸腾强度的日变化趋势为多峰曲线.通过相关分析发现,在选定的环境因子中太阳辐射通量、大气水汽压饱和差、空气温度、土壤含水率和土壤水势均与林木蒸腾速率呈正相关,而空气相对湿度与林木蒸腾速率呈负相关.另外,利用边材面积作为尺度转换因子实现由单木到林分的尺度扩展,根据测定的样木蒸腾量,推算得出侧柏林6-9月总蒸腾量为321.43 mm,油松林的总蒸腾量为192.83 mm.     

黄土半干旱区油松苗木蒸腾特性与影响因子的关系

 为分析土壤水分与气象因子对油松蒸腾作用的影响程度,提高造林成活率,并为林地水分管理提供科学依据。在2004年生长季典型晴天,采用盆栽试验,人为控制土壤水分,利用针叶Li-1600稳态气孔仪和BP-3400精密天平等仪器,对黄土半干旱区油松苗木的蒸腾特性及其影响因子的关系进行研究。结果表明:在不同的土壤水分条件下,油松蒸腾速率和气孔阻力的日变化曲线分别呈“双峰型”和“W”型;在典型晴天下,蒸腾速率与土壤含水量的关系呈三次曲线相关,7、8和10月份,油松叶片蒸腾速率达到最大值时所对应的土壤含水量分别为17.7%、19.8%和17.5%。蒸腾速率除自身生理特性的影响外,还受土壤水分和气象因子综合影响,当土壤水分充足时,蒸腾速率与气象因子相关性高;当土壤水分产生胁迫时,蒸腾速率与气象因子相关性降低。在严重土壤水分胁迫下,7和8月份气温对蒸腾作用的影响最大,10月份光合有效辐射的影响最大。在土壤充分供水的条件下,7月份空气相对湿度对蒸腾作用的影响最大,8月份是气温,10月份是叶温。     

晋西黄土丘陵沟壑区油松刺槐混交林蒸腾耗水

 为了研究黄土丘陵沟壑区主要造林树种和林分蒸腾耗水规律,以位于山西省吉县蔡家川流域内密度为2 450株/hm2的16a油松刺槐混交林为对象,在2008年7—10月,应用热扩散探针技术(TDP)对油松和刺槐4个径阶共17株样木进行蒸腾液流野外实地定位连续观测,同时对环境因子进行同步连续动态观测。结果表明:典型晴天条件下,油松和刺槐树干液流速率在液流启动时间、达到峰值时间、开始快速下降时间和峰值波动范围上有较为显著的差异;2树种不同径阶单木日均蒸腾量的大小排序为油松12 cm>10 cm>6 cm>8 cm,刺槐12 cm>8 cm>6cm,呈现出日蒸腾量随胸径增加而增加的趋势;太阳辐射和水汽压差是影响油松和刺槐树木冠层蒸腾的主要因子;2008年7—10月油松刺槐混交林月蒸腾耗水量分别为30.8、24.1、26.3和18.4mm,总蒸腾量小于同期降雨量。     

不同时间尺度农田蒸散影响因子的通径分析

基于2011-2015年冬小麦农田实测大型称重式蒸渗仪数据及农业气象观测数据,分析不同时间尺度农田蒸散量的分布特征,并利用通径分析方法对各时间尺度农田蒸散的影响因子进行辨识。结果表明:(1)冬小麦开花-乳熟期典型晴天小时尺度蒸散呈单峰变化,最大值为0.9~1.1mm·h~(-1),日累计蒸散量7.0~9.1mm·d~(-1);冬小麦全生育期多年平均蒸散总量为385.4mm,日平均蒸散量为2.6mm·d~(-1),最大日蒸散量11.0mm·d~(-1),变化趋势为前期较低、后期较高;在生育期尺度,播种-返青期的蒸散速率较小,多年平均值为1.1mm·d~(-1),返青后,农田蒸散速率加快,多年平均值为4.2mm·d~(-1)。(2)不同时间尺度蒸散变化的影响因子主要包括净辐射(Rn)、饱和水汽压差(VPD)、0cm地温(T_(g0))、20cm土壤水分(SW20)。在小时尺度,VPD对典型晴天蒸散变化的直接作用最大,其次为Rn,T_(g0)通过Rn路径对EThourly变化产生间接影响,对蒸散的综合决定能力排序依次为VPDT_(g0)Rn;在日尺度,Rn作为最关键的影响因子,对蒸散的直接影响最大,VPD对蒸散的间接影响最大,VPD、T_(g0)主要通过Rn路径间接影响蒸散,SW20再通过T_(g0)路径间接影响蒸散且为负效应,各因子决策系数排序依次为RnVPDT_(g0)SW20;在生育期尺度,T_(g0)和Rn是驱动蒸散变化的最主要因子并起直接影响作用,决策系数表明T_(g0)对蒸散变化的促进作用比Rn明显。     

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。     

北京松山林下典型灌木绣线菊光、水利用效率的季节动态及其对环境因子的响应

[目的]植物资源利用效率是反映植物对环境条件适应性的重要指示指标,是气候变化生态学领域的研究热点,因此对林下灌木物种光能利用效率(LUE)和水分利用效率(WUE)的环境调控机理需进一步明晰。[方法]以北京松山天然阔叶林下典型灌木绣线菊(Spiraea salicifolia)为研究对象,于2019年6月至9月完全展叶期开展原位叶片光合测定和同步环境因子的连续观测,分析了绣线菊LUE和WUE的变化特征及其对环境因子的响应。[结果]LUE和WUE具有较为明显的季节变化特征,其中LUE随着光合有效辐射(PAR)和空气温度(T_a)的变化呈现逐渐增大的趋势,季节平均为0.03 mol/mol; WUE随PAR和空气饱和水汽压差(VPD)的变化呈现先增大后减小的趋势,季节平均为8.32 μmol/mmol。PAR和T_a是影响LUE变化的主要因子,分别为指数和线性负相关; PAR和VPD是影响WUE变化的主要因子,均与WUE呈线性负相关,其中VPD通过影响气孔导度(g_s)限制叶片蒸腾,从而影响WUE; LUE、WUE的季节变化和土壤含水量(SWC)均无显著相关性。LUE与WUE对环境因子存在趋同响应关系。[结论]研究初步确定光合有效辐射、空气温度和空气饱和水汽压差是研究区林下灌木绣线菊资源利用效率的主要限制因子,而非土壤水分; 林下灌木绣线菊在有限资源条件下呈现资源保守策略,具体表现为在光能受限的条件下能够最大限度地使用光能进行光合作用,从而具备较高的光能利用效率。     

温室内作物茎秆直径变化对基质含水率的响应

通过对北京地区温室内黄瓜和番茄生长期茎液流(SF)和茎直径变化(径差SD)过程以及同期温室内微气象因子的连续观测，利用相关分析方法分析了总辐射通量密度和饱和水汽压差(VPD)对茎液流和茎直径变化的影响以及茎直径变化与基质含水率的关系。发现SF与SD与温室内总辐射通量密度间的相关性并不显著，而与VPD的相关性均达到了极显著水平。分别对每日12∶00、13∶00、14∶00和15∶00的SD(与每日6∶00的茎直径之差)与VPD进行相关分析，均通过了0.01水平的显著性检验，其中以14∶00的相关系数最大。以各种作物每日14∶00的SD/VPD(径差与饱和水汽压差的比值)与基质含水率进行相关分析，表明两者间有极显著正相关关系。而且，在不同基质含水率范围内,每日14∶00的SD/VPD值保持在一个相对稳定的区间,说明14∶00的SD/VPD对基质中的水分状况很敏感,可以作为启动温室灌溉系统的参考指标。     

基于大型称重式蒸渗仪的日光温室黄瓜蒸腾规律研究

为探索在日光温室条件下黄瓜蒸腾规律,利用大型称重式蒸渗仪对其开展相关研究。研究发现,在试验采用的种植模式下,黄瓜全生育期（105 d）蒸腾量为147.74 mm,其中：苗花期、盛果期和尾果期蒸腾耗水量分别为14.06 、102.85和30.84 mm,日均蒸腾强度为1.41 mm/d,盛果期的蒸腾量占到蒸腾总量的69.6％。各生理指标、气象因子与蒸腾强度的相关性依次为：净辐射>相对湿度>水面蒸发量>叶面积指数>温度。经回归分析,建立了多个日光温室迷你黄瓜蒸腾经验模型,可用以估算蒸腾量。     

多年冻土区白桦次生林蒸腾特征及其对影响因子的响应

探究多年冻土区白桦次生林蒸腾特征对影响因子的响应,为准确评估该地区森林生态系统水文效应提供科学参考。运用热扩散式探针法,从2021年5—9月对多年冻土区的白桦树干液流进行监测,并同步观测影响因子变化情况。结果表明：整个观测期,白桦次生林蒸腾表现出明显的小时、日、月变化。(1)白桦次生林小时蒸腾特征表现为优势木>中等木>被压木,蒸腾动态在晴天呈单峰曲线,在雨天呈双峰曲线。日尺度上,白桦次生林蒸腾平均值为1.47 mm/d,且最大值出现在7月。在整个观测期,林分蒸腾表现出明显的月变化,即7月>6月>8月>9月>5月,分别为65.08,62.43,54.27,22.92,19.84 mm;(2)林分累计蒸腾量共计224.54 mm,占同期降雨量的32.41%,其中优势木为林分蒸腾的主要贡献者,占林分总蒸腾量的62.64%;(3)在小时尺度上,林分蒸腾量主要受大气温度和饱和水汽压差所影响;日尺度上,林分蒸腾与潜在蒸散、空气温度、太阳辐射、饱和水汽压差、叶面积指数以及土壤温度极显著正相关(p<0.01);与空气相对湿度极显著负相关(p<0.01);...     

不同水分胁迫条件下温室番茄茎流和叶片水势的反应

以番茄"金粉2号"(Jingfen 2)品种为试材,设正常灌溉(T1)、轻度胁迫(T2)和重度胁迫(T3)3个土壤水分处理,观测不同土壤水分条件下番茄植株的茎流速率和叶片水势。结果表明,番茄植株茎流速率日变化呈现明显的规律性,晴天,T1和T2的番茄茎流速率呈明显的双峰曲线,中午12:00左右气孔关闭,茎流速率出现低谷。阴天,T1和T2处理番茄茎流日变化趋势总体较为平缓。不同水分处理下番茄的蒸腾量差异明显,水分胁迫处理的番茄蒸腾量均小于正常灌溉,土壤水分胁迫程度越严重,日蒸腾量越低。随着水分处理天数的增加,不同灌溉处理番茄的蒸腾量差异逐渐缩小。叶片水势随灌溉后天数增加而逐渐减少,叶片水势T1>T2>T3。相关分析表明,影响番茄茎流的主要气象因子为太阳辐射、空气温度和空气湿度。研究认为,番茄茎流与太阳辐射、空气温度和土壤水分呈正相关,叶片水势与空气相对湿度呈负相关。研究结果可为设施番茄水分管理提供科学依据。     

滤减UV-B辐射强度对植烟环境小气候要素的影响

以烤烟（Nicotiana tabacum L.）品种‘K326’为试验材料,采用盆栽方法,以覆盖3种不同厚度透明薄膜滤减UV-B辐射的处理方式进行试验。在成熟初期,于试验设定时间点分别测定50cm和150cm高度处烤烟环境小气候要素,应用多元统计岭回归分析方法分析了滤减自然条件下25%（T1）、50%（T2）和65%（T3）的UV-B辐射强度对各要素的影响。结果表明：叶片周围空气温度（Ta）、光合有效辐射（PAR）和饱和水汽压亏缺（VPD）的日变化曲线总体呈上升趋势,而二氧化碳浓度（Ca）、相对湿度（RH）则呈下降趋势。岭回归分析表明,滤减UV-B辐射对植烟环境小气候要素作用显著,具体表现在T1、T2、T3处理对Ca和RH总体上均具有抑制作用,滤减50%的UV-B辐射对叶片周围Ca的抑制作用最大;滤减UV-B辐射对Ta有明显的促进作用,滤减50%的UV-B辐射对Ta促进作用最强;相对于自然条件而言,滤减65%的UV-B辐射更有利于烟叶对辐射能的吸收和利用;T1处理对VPD具有明显的促进作用,T2处理在不同高度上对VPD作用方向不一致,T3处理的抑制效应则表现不明显,即在不同处理的UV-B辐射强度水平下,植烟环境小气候要素对UV-B辐射的响应存在一定的差异。     

GREENSPAN茎流法对玉米蒸腾规律的研究

以盆栽玉米为试材、称重法为基准,验证了GREEN SPAN茎流法测量作物蒸腾量的可行性。茎流法与称重法两者测值的绝对误差为0.20~4.56 g/(株.h),相对误差为2.03%~10.42%,表明茎流计所测得的玉米茎流速率可准确的表示作物蒸腾速率。以此为基础,探讨了不同天气下GREEN SAPPAN茎流法实测玉米茎流的日变化规律:白天玉米茎流随太阳辐射及天气变化呈规律性变化,晚间有较细微而稳定的茎流。晴好天气,玉米茎流的日变化呈单峰曲线,多云或阴天天气,为不对称的“M”型,且茎流的启动时间存在一个受天气和太阳辐射变化共同影响的临界值。灰色关联度分析表明,晴好天气下,太阳辐射是影响蒸腾速率的主要因素;多云或多云转晴天气下,气温和相对湿度成为影响蒸腾速率的主要因素,太阳辐射的作用相对降低。     

海岸基干林带木麻黄蒸腾速率和水分利用效率的动态变化特征

采用Li-6400便携式光合系统,观测福建东山岛海岸基干林带木麻黄的蒸腾作用和水分利用效率在不同时间尺度上的动态变化。结果表明：1）基干林带木麻黄的蒸腾速率日动态为单峰曲线,湿季峰值出现在12：00,干季峰值出现在14：00,日均值湿季（1.33 mmol/（m2·s））〉干季（1.022 mmol/（m2·s））,湿季蒸腾速率的日变化与气温和光合有效辐射呈显著正相关,干季与气温和气孔导度呈显著正相关;2）蒸腾速率的季节动态为单峰曲线,6月最高,1月最低,不同季节蒸腾速率的平均值为夏季（1.74 mmol/（m2·s））〉春季（1.28 mmol/（m2·s））〉秋季（1.24mmol/（m2·s））〉冬季（1.06 mmol/（m2·s））,蒸腾速率的季节变化与气温、光合有效辐射和叶面水气压亏缺呈显著正相关;3）水分利用效率日动态为单峰曲线,湿季日变化较小,干季日变化较大,干季上午的水分利用效率高于湿季,水分利用效率的季节变化为双峰曲线,峰值分别为9月和1月。可见,在水分条件较好时,木麻黄具有较高的蒸腾作用和水分利用效率,在水分条件较差时,木麻黄可通过降低蒸腾作用,提高水分利用效率来维持生长,对水分变化具有较强的适应性。     

不同土壤水分条件下山杏的蒸腾特性与影响因子

 为了解干旱地区影响山杏苗木蒸腾特性的因素,在人工控制土壤水分的条件下,利用Li-1600稳定气孔仪等仪器,对生长在不同土壤含水量条件下的山杏苗木进行蒸腾特性及其大气环境因子测定。结果表明:在不同水分条件下,山杏蒸腾速率及气孔阻力的日变化曲线呈“双峰型”;蒸腾速率与土壤含水量的关系呈三次线性相关,8、9月份,山杏叶片蒸腾速率达到最大值时所对应的土壤含水量分别为18.01%、16.86%;在试验的4个土壤水分梯度中,蒸腾速率与大气环境因子的相关性随土壤水分的增大而增大;在土壤水分严重胁迫的条件下,8月光合有效辐射对蒸腾作用影响较大,9月气温对蒸腾作用影响较大;在土壤水分充足的条件下,8月空气相对湿度对蒸腾作用影响较大,9月太阳有效辐射对蒸腾作用影响较大。     

东北半干旱区主要农田防护林树种蒸腾速率研究

以黑龙江省西部半干旱地区主要农田防护林树种为研究对象,采用快速称重法对樟子松、落叶松、小黑杨和银中杨的蒸腾速率进行了研究。结果表明,各树种月蒸腾速率的变化不同,樟子松的蒸腾速率始终最小。樟子松蒸腾速率的月变化差异最小,各防护林树种的蒸腾速率均呈现抛物线变化趋势。农田防护林在多种环境因子的综合作用下,其蒸腾速率受大气温度和太阳总辐射的影响较大,并且蒸腾速率与大气温度、太阳总辐射和土壤水含量均表现出正相关,与相对湿度和风速均表现出负相关。