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。     

渭北高原矮化红富士苹果树蒸腾规律的研究

利用热扩散茎流测定系统(TDP)对渭北高原矮化红富士树干液流进行长期定点定位观测,结果表明:苹果树各月平均日蒸腾速率变化规律除5、6、7月表现为双峰曲线外,其余月份基本呈现单峰曲线趋势。各月平均日蒸腾量存在差异,7月份最大,1月份最小。一年中,不同施肥处理的红富士苹果树蒸腾量在5-10月表现为施95 kg有机肥的最大,其次是施有机肥150 kg,再次是施有机肥40 kg,不施肥的最小,其他月份影响较小。     

樟树树干液流特征及其与气象因子的相关性研究

为进一步了解和掌握樟树的蒸腾耗水机制,以期有效利用水资源,采用热扩散SF-L植物液流传感器测量得到的时间尺度为30 min的液流数据,结合同期相关气象因子的数值,分析了试验地区樟树的液流变化规律及其与气象要素的相关性。结果表明:(1)樟树液流具有明显的时间变化规律。单位边材面积上的日液流量大小在7、8月份最高,9月份开始呈下降趋势,次年1月份最小,之后又逐渐增大。液流速率月平均日变化均为单峰趋势,夜间液流速率很小,随着时间增加逐渐增大,午后达到最大值,且最大值出现在7月份,之后逐渐递减,1月份最小,3、4月份又逐渐回升;晴天条件下表现为单峰趋势,阴雨天表现为多峰趋势或无规则变化。(2)樟树的液流速率在白天与水汽压亏缺、太阳辐射和气温呈现显著正相关关系,与相对湿度呈现负相关关系,而与降水量无明显相关性,夜间樟树的液流速率与太阳辐射无明显相关性,与其它因子的正负相关性与白天相同;各相关系数在白天高于夜间,生长季高于非生长季。     

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。     

浅谈造林密度对杨树耗水的影响

不同的杨树造林密度对杨树的耗水特性有着不同的影响,用径流仪可观测不同的造林密度的白杨耗水特性,用微型气象站记录环境因子。不同密度的杨树的液流在晴天时呈现不规则的单峰曲线,和太阳辐射、温度与风速有着较好的生态同步特性。从单位面积的蒸腾耗水量、降水量和水分利用率等方面分析,初步确定杨树栽植密度的合理范围最好在5m×5m和6m×6m之间。     

液流—株间微型蒸渗仪法测定新疆杨蒸发蒸腾量适用性分析

采用液流—株间微型蒸渗仪法测定人工种植环境下新疆杨蒸发蒸腾量,并对此方法的适用性进行了分析。结果表明：在生长季5—10月,新疆杨蒸腾量具有明显的季节变化规律,总蒸发蒸腾量为508.26 mm,蒸发量、蒸腾量所占比率分别为37.1%和62.9%;树干液流速率与叶片蒸腾速率变化表现出较好的一致性,热脉冲法能够用于新疆杨蒸腾测定;液流—株间微型蒸渗仪法和水量平衡法测算结果的相对误差在±15%之内,液流—株间微型蒸渗仪法能够适用于新疆杨蒸发蒸腾量测定。     

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%。      

荔枝花果期树干液流特征的研究

为了给荔枝园的适时、适位和适量节水灌溉技术提供理论基础和技术指导,需要准确了解荔枝树蒸腾耗散过程,理解其对水分的吸收利用机制。利用热扩散式液流探针(TDP)对广州市桂味荔枝在3～5月的树干液流变化特征及其与主要气象因子间的关系进行了研究,结果表明:(1)荔枝树干液流速率呈现"昼高夜低"的变化特征。(2)在不同气象条件下,荔枝树干液流速率变化规律并不一致。晴天或多云天气下,荔枝树干液流速率的变化为单峰曲线;阴雨天气下荔枝树干液流速率的变化大多为多峰曲线,且晴天或多云时的液流速率大于阴雨天的液流速率。(3)不同月份树干液流速率变化存在差异,3月份荔枝树干平均液流速率显著低于4月和5月,4月份荔枝树干平均液流速率峰值出现时间比5月早。(4)荔枝树干液流速率与气象因子之间存在良好的相关性。树干液流与太阳光照度和空气温度呈正相关关系,与空气相对湿度呈负相关关系。     

不同胸径日本柳杉树干液流及其蒸腾耗水差异

利用热扩散式探针法对庐山自然保护区内不同胸径大小的日本柳杉在2016年7月树干液流情况进行连续监测,并同期监测样地区域的气象因子(降雨、气温、湿度、太阳辐射等),揭示不同胸径日本柳杉的液流变化规律和蒸腾耗水特征以及对主要气象因子改变的响应情况。结果表明:液流呈现明显昼夜变化规律,其日变化呈多峰曲线型,平均每日峰的次数晴天约3.5次,雾天3次;在典型晴天,液流每日平均起始时间为6:45,总持续时间15 h,首次峰值出现时间约为11:45,峰值总持续时间4.25 h,雾天,液流每日平均起始时间为7:30,总持续时间11.5 h,首次峰值出现时间约为10:45,峰值总持续时间4.5 h,且液流峰值出现时间、下降时间、结束时间、最大峰值出现时间雾天均要早于晴天;不同胸径树干液流的日变化规律有差异,总体来看,随着树干胸径的增加,液流日波动次数增加,各样树的液流首次到达峰值和峰值结束的时间分布不同,液流最大峰值随着胸径的增加而增大;晴天液流日均值与胸径的大小存在良好线性正相关关系,而雾天的线性相关拟合一般,太阳辐射和大气水汽压亏缺(VPD)是树干液流的主要影响因素,树干液流对太阳辐射和VPD均以幂函数形式呈正相关关系,液流变化对于太阳辐射变化存在45～135 min的时滞效应,但是其峰值持续时间比太阳辐射峰值持续时间少1 h;在典型晴天,胸径越大树木日总蒸腾量越大,蒸腾量与胸径以幂函数的形式呈现正相关关系,在雾天,蒸腾量与胸径之间的正相关性不如晴天。     

新疆乌拉泊库区主要乔木树种树干液流对比研究

选择新疆乌拉泊库区沙枣、银白杨、大果榆、白榆和火炬等5种乔木树种,于2009年5月份和8月份对树干液流和气象进行同步监测。结果表明:(1)沙枣、银白杨和火炬树干液流表现为单峰曲线;大果榆和白榆树干液流则为双峰曲线;5月份平均液流流速为火炬>银白杨>沙枣>大果榆>白榆;8月份树干液流平均流速为沙枣>白榆>大果榆>火炬=银白杨。(2)5种树种的树干液流流速与气温、太阳辐射强度呈极显著正相关,与空气相对湿度呈极显著负相关;除大果榆树干液流与风速呈显著相关外,其余树种树干液流流速与风速关系不密切。(3)沙枣、大果榆和白榆8月份树干液流流速比5月份高;火炬则表现出相反的变化趋势;银白杨变化不明显;5种树种的日耗水量也表现出类似的变化;各树种5月份日耗水量为大果榆>白榆>火炬>银白杨>沙枣;8月份的日耗水量为大果榆>白榆>沙枣>银白杨>火炬。     

核桃树干液流特征研究

应用热脉冲技术对核桃树干液流进行了测定,探讨了核桃液流的日变化、月变化规律和水分的供求关系。结果表明:核桃树干液流速率存在明显的昼夜变化规律,呈单峰形曲线;典型晴天耗水大小顺序为8月>7月>5月>6月>9月>4月>10月,月总耗水大小顺序为5月>8月>6月>7月>9月>4月>10月;6~9月份降雨量与耗水量比>1,水分供大于求;4、5、10月份降雨量与耗水量比<1,水分供不应求,不利于土壤水分积累;大气温度、辐射强度与液流速率极显著正相关,相对湿度与液流速率呈极显著负相关。     

生长季刺槐树干液流昼夜变化特征及其对气象因子的响应

  目的  研究刺槐Robinia pseudoacacia生长季树干液流昼夜变化规律,探究气象因子对刺槐蒸腾的影响,为估算林木耗水和林分水资源管理提供理论依据。  方法  在山西省吉县蔡家川流域刺槐样地选择8株样树,于2021年5—9月采用热扩散探针(TDP)对样树树干液流进行连续观测,并同步监测太阳辐射、气温、土壤温度、风速、相对湿度等气象因子,并采用随机森林与逐步线性回归法分析气象因子对树干液流的影响。  结果  ①生长季各月昼间树干液流速率从小到大依次为9月、5月、6月、8月、7月,昼间树干液流速率对整日树干液流速率的贡献率为88%~93%;夜间树干液流速率从小到大依为9月、5月、8月、7月、6月,夜间树干液流速率对整日液流速率的贡献率为7%~12%。②影响昼间树干液流速率的主导气象因子在各月基本一致,主要为太阳辐射和气温;影响夜间液流速率的主导气象因子在各月存在差异,5、6月主要为土壤温度、水汽压亏缺,7月主要为气温,8月主要为水汽压亏缺、相对湿度,9月主要为风速与水汽压亏缺。③采用随机森林回归法构建的各月昼夜树干液流速率模型拟合度优于逐步回归法。  结论  昼夜树干液流速率在各月存在明显差异,夜间树干液流对刺槐耗水的影响不可忽视,气象因子对昼夜树干液流速率的影响程度不同,在根据气象因子模拟树木蒸腾耗水时应该区分昼间和夜间。图3表6参24     

晋西黄土区苹果树液流特征及其与环境因子的关系

为研究晋西黄土残塬沟壑区苹果园的水分利用特征，对黄土残塬沟壑区苹果园主要生长季（4-9月）苹果的树干液流速率进行测定，并与环境要素进行对比分析。结果表明:（1）苹果树干液流速率值的季节动态表现为6月 > 5月 > 9月 > 7月 > 8月 >4月，4-9月典型晴天的液流日变化均表现为单峰曲线，液流速率的峰值依次为1496、1736、1607、1537、1474、1674 cm3·cm-2·h-1。（2）液流速率在白天和夜间表现出较大的差别，有较明显的昼夜节律性。（3）苹果树干液流与太阳辐射（PY）、净辐射（Rn）、大气水分亏缺（VPD）均存在正相关关系，与大气相对湿度（RH）存在负相关关系，液流速率与气象因子PY、Rn、VPD、RH的相关系数分别为0789、0783、0619和-0482。研究结果对于加强果园的经营管理水平，提高苹果果品与产量具有重要意义。     

华北落叶松夜间树干液流特征及生长季补水格局

在宁夏六盘山北侧半干旱区的叠叠沟小流域,采用热扩散探针法在2011年生长季监测了华北落叶松(Larix principisrupprechtii)人工林的树干液流速率,分析了夜间树干液流和补水量的变化特征及与气象、土壤水分等环境因子的关系.结果表明:树干液流速率日变化表现为典型的单峰宽峰曲线,且整个生长季均存在微弱的夜间液流,一般表现为逐渐减小,特别是在晴天,且晴天的变幅显著大于雨天.除生长季中期雨天夜间液流平均速率显著高于晴天,生长季初期及末期雨天与晴天的差异并不显著.生长季内,夜间树干补水总量为11.03 mm,占总蒸腾量的7.22％;5月份的树干补水量最大(4.19mm),其他月份的树干补水量明显减小,在0.9-1.7mm的范围波动.但不同月份间的补水贡献率存在明显差异,表现为生长季末期(9、10月)＞初期(5月)＞中期(6-8月).相关分析表明,日补水量与各气象因子关系不大,仅与降水量显著正相关(P＜0.05),与土壤含水率、日间蒸腾量、日蒸腾总量极显著正相关(P＜0.01).夜间补水的月蒸腾贡献率与月均土壤含水率、月均气温、月均日间蒸腾量、月总蒸腾量等显著相关(P＜0.05);而夜间补水的日蒸腾贡献率与日最高气温、日均气温、日间蒸腾量、日均饱和水汽压差、日总蒸腾量、日均太阳辐射强度、日最低气温、日均空气相对湿度、日降水量、土壤含水率等极显著相关(P＜0.01),经逐步回归分析建立了日补水量蒸腾贡献率与环境因子的多元线性模型.     

自然条件下美国红栌的叶色表达

以自然条件下的美国红栌为研究对象,在生长季连续测定其叶片色素、可溶性糖含量,并观测叶片组织厚度及花色素苷分布。结果表明,生长季中,各月份叶片色素含量不同,叶绿素含量呈单峰曲线,7月达到顶峰,至9月时衰减度达66.1%;类胡萝卜素含量变化与叶绿素相同;花色素苷含量的变化与叶绿素正好相反,即在5—7月呈下降趋势,7月含量最低,8—9月逐渐上升;自然条件下,叶片在生长季中可溶性糖含量变化也呈单峰曲线,7月含量最高,8—9月下降。对叶片的解剖观测表明,美国红栌叶片中栅栏组织发达,约占叶片厚度的39.7%,海绵组织约占叶片厚度的37.8%,叶片上下表皮厚度约占叶片厚度的22.5%;花色素苷主要分布于上表皮细胞中,而在栅栏组织和海绵组织中未见分布。     

‘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。     

半干旱区华北落叶松林冠层蒸腾特征及其影响因子

准确量化半干旱区森林植被耗水特征及其影响因子对植被-水-土的综合管理至关重要。选择内蒙古大青山的华北落叶松人工林为研究对象,利用热扩散探针法监测树干液流,同步监测气象因子和土壤体积含水量。结果表明,研究期间华北落叶松冠层蒸腾存在明显月、季节变化,冠层蒸腾季节变化呈单峰曲线,冠层月蒸腾量（mm）为8月（55.08）＞7月（54.76）＞6月（48.76）＞5月（43.13）＞9月（40.20）＞10月（12.36）。华北落叶松林冠层蒸腾与气温、太阳辐射、大气湿度、饱和气压差、风速、土壤水分均存在极显著相关关系（P＜0.01）,回归分析表明气温、太阳辐射和大气湿度是影响冠层蒸腾的主要气象因子;基于边界线的分析表明,冠层蒸腾随太阳辐射、气温变化可用对数增长函数拟合,即随太阳辐射、气温增大,冠层蒸腾先快速后缓慢增大,达到阈值后趋于平稳;冠层蒸腾随大气湿度增加的变化遵循抛物线曲线,阈值为59.41%。次降水量对冠层蒸腾的影响存在差异,降水强度>10 mm的次降水量显著影响华北落叶松人工林冠层蒸腾。总体来看,气温、太阳辐射、大气湿度和降水是影响华北落叶松冠层蒸腾的主要环境因子。     

半干旱黄土丘陵区河北杨和油松生长季树干液流特征

为探究半干旱黄土区河北杨Populus hopeiensis和油松Pinus tabulaeformis树干液流密度变化特征,利用Granier热扩散探针监测陕西省延安市吴起县河北杨和油松人工林生长季（6-10月）树干液流密度的变化过程,并同步测定气象因子、林下土壤含水量和树木茎周长变化。结果表明:①2种树种树干液流密度日变化表现为“昼高夜低”单峰或双峰型曲线,油松比河北杨晚1 h左右到夜间水平。河北杨各月日均液流量大小为7月（3.69 kg·d-1）> 6月（2.90 kg·d-1）> 8月（2.63 kg·d-1）> 9月（1.47 kg·d-1）> 10月（1.16 kg·d-1）,油松为7月（5.74 kg·d-1）> 6月（3.30 kg·d-1）> 8月（3.29 kg·d-1）> 10月（2.06 kg·d-1）> 9月（1.76 kg·d-1）。2种树种晴天树干液流密度变化幅度较大,而雨天变化幅度较平缓。②观测期间,2种树种均存在夜间液流活动,主要发生在0:00-6:00,在1:00点开始逐渐上升。河北杨和油松夜间液流量占全天总液流量最大比例分别为23.8%和16.6%,观测期间平均比例分别为12.1%和10.0%。③相关分析表明:河北杨液流密度与太阳辐射和气温呈极显著正相关（P < 0.01）,与风速显著正相关（P < 0.05）,与相对湿度极显著负相关（P < 0.01）,油松液流密度与太阳辐射、风速、气温和土壤含水量呈极显著正相关（P < 0.01）,与相对湿度和气压显著负相关。2种树种液流密度日变化与茎周长日变化呈显著负相关关系,液流活动能够指示树干茎周长白天收缩和夜间膨胀的日变化。     

滨海沙地木麻黄蒸腾速率及其影响因子

对福建省东山县赤山林场滨海沙地木麻黄的蒸腾速率及其影响因子进行了为期1 a的研究。结果表明:(1)木麻黄小枝蒸腾速率(Tr)全年日变化均呈单峰曲线,峰值通常出现在12:00-14:00时,并在16:00时后急剧下降。蒸腾速率日变化在各月间差异较大,峰值在1.08-3.43 mmol.m-.2s-1之间,最大值出现在8月份,最小值出现在12月份。蒸腾速率日变化趋势与温度日变化趋势一致。(2)小枝蒸腾速率的季节变化明显,呈"单峰型",7-9月蒸腾速率较高,5、6、10月份蒸腾速率相对较低,11-4月蒸腾速率最低。(3)相对湿度、大气温度、水蒸汽压亏缺等气象因子是影响小枝蒸腾速率季节变化的主要环境因子,其中大气温度(Ta)是最主要的环境因子,经逐步回归分析,可用二次函数Tr=4.603-0.372Ta+0.009Ta2(R2=0.855,P<0.01)表达。土壤含水量(Wc)与蒸腾速率呈显著的相关关系,可用指数函数Tr=0.665e0.09Wc(R2=0.848,P<0.01表达。