柽柳不同季节树干液流特征及其与土壤含水量及土壤温度的关系

为揭示库姆塔格沙漠东南部柽柳的水分传输过程,探究柽柳的耗水特性,本研究利用PS-TDP8树木茎流监测系统对柽柳的树干液流速率进行测定,分析土壤因子与液流速率在不同季节的差异。结果表明,夏季树干液流的启动时间最早,为7:20,峰值最大(6.93 cm·h~(-1)),春季启动时间为7:40,峰值为6.46 cm·h~(-1),秋季启动时间最晚,为8:40,峰值最小(4.22 cm·h~(-1))。在日尺度上,春、夏、秋季柽柳树干液流速率与土壤含水量及土壤温度呈正相关,土壤温度分别单独能解释61.1%、65.6%、64.0%的树干液流变化,土壤含水量与土壤温度分别共同能解释73.4%、74.1%、76.9%的树干液流变化。在小时尺度上,春、夏、秋季树干液流与20、50 cm层土壤含水量及土壤温度呈显著负相关,50 cm层土壤温度是影响树干液流的主导因子。本研究建立了不同季节柽柳液流速率与土壤因子之间的回归方程,能够较好地解释不同季节树干液流速率变化,为柽柳树干液流速率预测与耗水量估算提供了很好的途径,明确了在不同季节通过土壤因子估算柽柳树干液流速率的可行性,可为制定水分管理措施提供参考。     

不同时间尺度土壤因子与柽柳液流速率关系的差异

【目的】研究土壤因子对柽柳液流的影响及存在时间尺度差异,为不同时间尺度下更为准确的分析柽柳液流的变化规律。【方法】利用PS-TDP8树木液流监测系统及5TM土壤温度与湿度传感器对库姆塔格沙漠东南部柽柳液流速率及土壤因子(土壤含水量SWC及土壤温度Ts)持续 5个月同步观测。【结果】月尺度下,Ts_20cm是液流速率变化的主要影响因子,单独能解释91.7%的液流速率变化;日尺度下,进入的土壤因子依次为Ts_20cm、Ts_200cm、SWC_50cm、SWC_150cm、SWC_20cm,Ts_20cm可以解释液流速率变化的72.1%,5个因子共同可以解释82.9%的液流速率变化,日尺度下对柽柳液流速率影响最大的也是20 cm层土壤温度;小时尺度下,对液流影响最大的是Ts_20cm,Ts_20cm可以解释液流速率变化的37.6%,6个因子共同可以解释55.9%的液流速率变化。随着时间尺度的扩大,与柽柳树干液流显著相关的土壤因子个数有减少的趋势,而对其解释程度则有增加的趋势。【结论】土壤因子模拟计算小时尺度柽柳液流速率需要的参数较多,预测月尺度液流速率需要的参数最少,可靠性最大,能够较好地解释柽柳液流速率变化,月尺度预测柽柳液流速率更加准确。     

张家口崇礼区3种优势树种蒸腾耗水特征研究

依据组织热平衡原理,运用热扩散探针法,于2016年4月1日-2017年4月1日对张家口市崇礼区清水河流域油松、落叶松、白桦混交林中3个树种的树干液流速率进行连续监测,并同步观测气温、空气湿度、净辐射、总辐射、风速、日照时数、土壤温度、土壤含水量等环境因子,研究油松、落叶松、白桦的蒸腾耗水特征。结果表明:1）油松、落叶松、白桦3树种晴天条件下树干液流速率日变化呈典型的“单峰”曲线,阴天呈“双峰”或“多峰”曲线,雨天呈“多峰”曲线。3树种树干液流速率均表现为晴天＞阴天＞雨天。2）树龄相近的白桦、油松、落叶松生长季液流速率平均值分别为0.066、0.013、0.012 kg·h^-1·cm^-1,阔叶树种白桦液流速率明显高于针叶树种,分别是油松、落叶松液流速率的5.19和5.75倍。3）林分密度986株/hm²,油松、落叶松、白桦混交比例38%、54%、8%,林龄40 a左右,林分生长季总耗水量297.4 mm,其中油松、落叶松、白桦分别耗水98.0、118.1、81.3 mm。生长季林分耗水量占同期降雨量的58.3%,4、5、9月降雨量小于耗水量,水分供不应求。4）Pearson分析结果表明,油松、落叶松、白桦树干液流速率与气温、净辐射、总辐射、风速、日照时数显著正相关,与空气湿度显著负相关;偏相关分析结果表明,影响3树种树干液流速率的主导气象因子为气温、土壤温度和日照时数。     

油松树干边材液流空间变化规律

利用热扩散探针配合自动气象站,于2005年在北京林业大学妙峰山试验林场对油松树干边材液流指标空间变化规律进行了研究。结果表明:油松树干不同高度边材液流速率随树干高度的升高而增加,而且,高层液流峰值的出现时间比低层早,高层液流曲线窄、斜率大,低层液流曲线变化平缓、斜率小。树干不同高度的平均液流速率峰值为:6.6m处为0.0013cm·s-1,4.6m处为0.0010cm·s-1,2.6m处为0.0006cm·s-1,0.6m处为0.0003cm·s-1。在树木生长正常的情况下,无论是液流速率还是连日耗水量,不同直径的单株树干液流都随直径的增加而增加(树干直径和边材面积与日平均液流速率和平均耗水量相关分析表明,除油松直径与液流速率的相关系数为0.867之外,其它相关性都在0.9以上,差异性极其显著),但其变化并不是线性的,在一定范围内,相差一个径阶,液流速率并无明显的变化。土壤的含水量极大地限制着树木的耗水能力,日平均液流通量与土壤含水量呈现良好的指数关系:y=0.597e25.154x(决定系数R2=0.8999),其中,20~40cm土层的这种关系更为密切。不同气象因子对树干的液流影响方式不同:太阳辐射、大气温度、风速与液流指标呈正相关,并且属于第一主分量,对液流的影响较为直接;空气相对湿度和土壤温度与液流指标呈负相关,属于第二主分量,对液流的影响较为缓慢。多元线性回归分析表明:各气象因子和液流相关性都比较高,通过气象因子可以预测树干液流。     

绦柳树干液流变化及其影响因子研究

该文于2006年4—11月利用Granier热扩散探针观测了绦柳的树干液流速率在生长季节的动态变化,并利用全自动气象站同步监测了环境因子。观测结果显示,在土壤水分充足的8月份,绦柳树干平均液流速率为0.004 1 cm/s,液流峰值为0.014 6 cm/s;而在相对干旱的5月份平均液流速率为0.000 503 cm/s,液流峰值为0.003 47 cm/s;土壤水分充足时期液流速率明显高于相对干旱期。在整个生长季节,绦柳液流速率日变化均为明显的单峰曲线,5—11月份各月的峰值分别为0.002 8、0.002 4、0.004 8、0.008 6、0.006 1、0.005 8、0.004 2 cm/s,启动时间和达到峰值时间具有明显的规律性;以太阳辐射强度、气温、空气湿度、风速、不同层次土温等环境因子作为自变量,以边材液流速率作为因变量,经过逐步回归,建立了绦柳液流速率与环境因子的多元线性模型,回归方程极显著,其主要影响因子为空气温度、空气相对湿度和太阳辐射强度。      

修剪方式对核桃生理特性影响的研究

以10 年生早实核桃‘绿岭’为对象,研究了重回缩、拉枝、重回缩结合拉枝,以及自然生长对树干液流速率、液流通量、水势、净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率及果实产量和品质的影响。结果表明,重回缩、拉枝、既重回缩又拉枝和放任生长4种修剪方式下树体整个生长季的液流通量分别为0.58、1.04、0.64 L·h^-1和0.95 L·h^-1,液流速率分别为4.61、7.52、5.19 cm·h^-1和7.35 cm·h^-1,液流速率和液流通量均以拉枝的最大;叶水势分别为-1.153、-1.267、-1.068 MPa和-1.317 MPa,以既重回缩又拉枝的水势最高;净光合速率分别为2.19、2.50、3.25 μmol·m^-2·s^-1和1.45 μmol·m^-2·s^-1;株产分别为2.94、3.51、3.53 kg和2.21 kg,以既重回缩又拉枝处理的产量最高;核桃脂肪含量分别为65.43%、67.55%、68.52%和64.77%,总蛋白含量分别为20.68%、21.23%、21.77%和19.83%,可溶性蛋白含量分别为2.16%、2.23%、2.27%和2.11%,3项指标均以既重回缩又拉枝处理最高。     

天目山柳杉树干液流春秋季特征及影响因素分析

利用热扩散式液流探针(TDP)对天目山柳杉树干液流进行连续观测,并对多个环境因子进行同步测定.结果表明:柳杉树干液流晴天、阴天日变化呈单峰曲线,雨天则变化不明显.春季晴天树干液流在6:00启动,13:00达到峰值,启动时间比秋季早1h,春季液流维持时间长于秋季.春、秋季阴天液流变化与晴天相似,但启动时间、达到峰值及开始下降时间的变化节律明显不同.液流速率与光合有效辐射、空气温度、空气湿度、叶面湿度呈显著性相关关系,但与二氧化碳浓度的关联性较低,而且不同季节液流速率与叶面湿度的关联属性相异.利用多元统计方法建立了不同季节树干液流与环境因子的回归方程,春季:Vs=-23.785+0.032PAR+9.944Ta-1.022Rh+1.263Lh,秋季:Vs=29.635+0.069PAR+4.641Ta-0.756Rh-1.072Lh.     

银杏树干边材液流及水容特性研究

为探明银杏(Ginkgo biloba)枝叶水势、水容特征及其对树干边材液流的调节和影响。利用热扩散式边材液流检测技术、压力室技术等对其树干边材液流、枝叶水势、水容等进行测定。结果表明,春、夏、秋三季银杏树干边材平均液流速率分别为（1.11±0.76）×10^-3、（0.82±0.58）×10^-3、（0.94±0.21）×10^-3 cm·s^-1,三者之间无显著差异。银杏枝条与叶片水势、水容具有相似的“V”型日变化。整个生长季,银杏枝条和叶片平均水势分别为（-1.74±0.24）MPa和（-1.80±0.20）MPa;枝条和叶片水容分别为（0.38±0.02）×10^-3 g·cm^-3·MPa^-1和（5.83±1.9）×10^-3 g·cm^-3·MPa^-1。银杏枝叶水势、水容与树干边材液流速率呈负相关,共同作用和调节其蒸腾耗水,但不同时段其主导因子不同。     

油松边材液流时空变化及其影响因子研究

2000～2001年,利用热扩散式边材液流探针及微型自动气象站对北京林业大学西山实习林场低山阴坡45年生人工油松林单木边材液流速率进行了连续观测.持续的春季干旱导致油松边材液流速率时空变化特征发生很大变化.油松边材液流速率日变化呈现"早晨启动并迅速上升-中午前后出现峰值-峰值后缓慢下降-夜间进入低谷"典型的液流波形特征.树干上位液流波峰值明显大于下位,且峰值和低谷出现时间较早,但二者周期相同.随着时间推移和春季干旱胁迫的加剧,边材液流启动和峰值出现时间提前至17:50和6:00, 峰值进一步减小.灌水后树干液流启动时间和峰值出现时间明显提前,树干边材液流速率显著提高,连续两日树干上位液流峰平均值较灌水前提高40.1%,树干下位液流速率提高95.1%.油松边材液流速率与林内太阳辐射、空气温湿度、土壤温度、风速等环境因子密切相关,其多元线性回归模型达到极显著水平.     

城市园林银杏液流变化特征及其主要影响因子

园林植被的蒸腾作用对城市生态系统的水量平衡至关重要,并且能够调节小气候环境。本研究通过热扩散探针法(TDP),对校园绿地中29 a和24 a的银杏树干液流速率进行动态监测,量化不同时间尺度城市园林绿地中银杏的蒸腾变化规律,并分析其与环境因子的关系。结果表明,同一时期,29 a银杏的树干液流速率和液流通量均大于24 a银杏,且在生长季旺盛期差异显著(P＜0.05)。29 a和24 a银杏蒸腾耗水季节性变动趋势相同,均为夏季＞春季＞秋季＞冬季。除自身生理调节以外,银杏树干液流速率变化受多种因子影响,土壤因子中,树干液流速率对表层土壤温度的变化最为敏感;气象因子中,对太阳辐射的变化最为敏感。不同季节影响银杏树干液流速率的主要环境因子不同,从不同季节出发建立回归模型,能够更好地解释对环境因子的响应。树龄与环境因子的改变,都会影响城市园林植被的蒸腾耗水量,是园林绿化配置与管理应考虑的重要因素。     

元宝枫树干液流的时空变异性研究

该研究应用热扩散式边材茎流计,对北京植物园绿地中元宝枫树干液流的时空变异特征进行了观测.研究结果显示:树干液流的日变化和季节差异与太阳辐射日变化和季节差异具有较好的一致性,夏季太阳升起比春秋早,落日比春秋晚,相应地树干液流启动夏季比春秋季早,进入低谷比春秋季晚;元宝枫为春季耗水性树种,树干平均液流速率春季0·00188cm/s、夏季0·00112cm/s、秋季0·00086cm/s;元宝枫树干液流存在明显的方位差异,同一样木,液流最大方位的流速可达平均值的122·1%,最小为平均值的86·3%,在同一株样木上,液流的方位差异较为稳定,不同样木液流最大和最小的方位不同,树干液流的方位差异与冠幅大小无关;在垂直高度上,春夏两季上部液流的波动节律明显早于下部和中部,液流速率上部最大,中部次之,下部最小.     

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。     

岩溶湿地和稻田的土壤酶活性与CO2和CH4排放特征

【目的】探究土地利用变化对湿地土壤酶活性和温室气体排放之间关系的影响。【方法】以会仙岩溶湿地为研究样点,以湖泊湿地和其相邻的稻田为研究对象,采用比色法和静态暗箱法分别测定水稻整个生育期内主要土壤酶的活性及CO₂和CH₄的排放,并对二者之间的关系进行分析。【结果】稻田土壤的β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶、几丁质酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均高于湖泊湿地,高出幅度为11.8%—32.7%。稻田CO₂和CH₄排放通量分别为255.9—789.7和-0.41—1.74 mg·m^-2·h^-1,平均值分别为445.8和0.42 mg·m^-2·h^-1,低于天然湖泊湿地。与湖泊湿地相比,稻田CO₂和CH₄排放总量分别降低了22.3%和83.3%,而增温潜势（GHGs,含N₂O）降低了29.6%。相关性结果显示,CO₂排放通量与β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶和几丁质酶活性呈显著负相关关系,CH₄排放通量与6种土壤酶活性显著负相关（P<0.05）。【结论】在会仙岩溶湿地系统中,天然的湖泊湿地转变为稻田可显著提高土壤酶活性,同时降低CO₂和CH₄的排放量,有利于微生物碳利用率的提高和土壤碳的封存。     

杭州临安4种绿地内PM2.5中有机碳和元素碳的浓度变化及来源分析

总结城市绿地内PM_2.5中有机碳（OC）和元素碳（EC）质量浓度的时空变化规律,探究影响OC和EC质量浓度变化的因素,为改善人居环境质量提供依据。选取4种绿地（居住绿地、商业绿地、广场绿地和公共绿地）为研究对象,采用智能中流量TSP采样器采集绿地空气中的PM_2.5,通过热光反射法（TOR）检测样品上OC和EC的质量浓度,分析其来源。结果表明,4种绿地内OC和EC质量浓度季节变化一致,均为冬季>秋季>春季>夏季;春、夏、秋3个季节OC和EC质量浓度日变化均呈“一日双峰”型,8:00-12:00和16:00-20:00为早、晚高峰,12:00-16:00和20:00-次日8:00出现低谷值。二次有机碳（SOC）质量浓度为春季（2.84±0.27 μg·m^-3）、夏季（2.82±0.32 μg·m^-3）、秋季（2.99±0.34 μg·m^-3）和冬季（3.15±0.25 μg·m^-3）,分别占OC质量浓度的29.50%、11.96%、25.47%和32.12%,表明二次污染在各季节均存在。冬季机动车尾气和燃煤排放是PM_2.5中OC和EC的主要来源。     

我国北方冬季覆盖作物研究进展及发展前景

农田风蚀退化及其所导致的土地荒漠化是我国北方最大的生态环境问题之一,而冬春季农田长时间裸露是主要原因之一.冬油菜、冬小麦、麦茬等冬季覆盖度70％～ 95％,风蚀模数分别为22.3、23.3、83.5 kg·hm-2·h-1,分别为春播处理(543.6 kg·hm-2·h-1)的4.10％、4.28％、15.36％,在防...     

北京山区栓皮栎对土壤水分吸收与利用

  目的  探究北京山区优势树种之一栓皮栎林的液流特征、水分利用策略及二者之间的关系，为树木吸水过程的研究提供理论参考，为北京山区人工林管护提供科学依据。  方法  基于热扩散原理（插针式）茎流计和稳定氢氧同位素测定了2015—2017年间栓皮栎不同季节的液流速率与水分利用来源，并分析二者的相关性。  结果  （1）栓皮栎非生长季不同阶段（11—12月和1—3月）液流活动存在显著差异，随着休眠期逐渐结束日均液流速率逐渐升高，液流速率范围为2 × 10?4 ~ 3 × 10?4 cm/s；生长季液流速率日波动较大，为1.5 × 10?3 ~ 1.7 × 10?3 cm/s。在观测期间，不同年份的展叶期4—5月栓皮栎液流速率不存在显著差异，而6—10月栓皮栎液流速率存在显著差异；（2）栓皮栎对不同深度土壤水分利用比例随季节性发生变化较小，各土层对该树种水分活动的供给较为平均。非生长季栓皮栎对0 ~ 40 cm、40 ~ 80 cm、80 ~ 100 cm土层土壤水的吸收利用比例分别为（36.0 ± 3.5）%、（41.0 ± 1.6）%、（23.0 ± 2.3）%。生长季栓皮栎对0 ~ 40 cm土壤水利用比例增加，为（39.3 ± 2.6）%。对40 ~ 80 cm土壤水利用比例基本没有变化，为（40.0 ± 1.5）%，对80 ~ 100 cm土壤水利用比例减少，为（20.7 ± 1.8）%；（3）日蒸腾量与栓皮栎在生长季对40 ~ 80 cm土壤水的利用比例呈负相关，与对80 ~ 100 cm土壤水的利用呈正相关。  结论  在栓皮栎现有的季节性水分利用格局下，生长季的蒸腾量的增加会使其扩大对深层土壤水的吸收比例，对栓皮栎维持蒸腾具有重要意义。