热扩散探针法在树木蒸腾耗水研究中的应用

介绍了热扩散探针方法(TDP)测定树干液流的基本原理,并综述了热扩散探针法在树木单株液流与耗水特征及其影响因素、林分蒸腾耗水量估计等研究中的应用现状,最后阐述了树干液流研究中存在的问题及展望.     

运用热技术检测树干边材液流研究进展

介绍了各种热技术测定树干边材液流的基本原理和方法,并对热技术在树干水分运输格局、影响和调节树干边材液流的内外因素、基于树干液流测定值推算林分冠层导度和尺度放大以及夜间树干液流等方面研究中的具体应用进行了综述.目前,在运用各种热技术对林木树干液流的研究中,树干水分运输格局还需借助其他手段和方法进一步准确测定和佐证;影响树木边材液流内外因素的协同和补偿作用还需系统研究;基于热技术测定的树干液流值进行耗水时空尺度的扩大将成为该领域的研究热点之一.     

基于热技术的活立木液流测量方法综述

比较不同研究目标和实验条件下适用的基于热技术的树干液流测量方法,展望不同热技术方法在液流测定中的应用前景,为活立木液流测量的方法选择提供参考。目前常用的基于热技术的液流检测方法包括热脉冲法、热平衡法、热扩散法、热场变形法和外热比法等5种。其中,热脉冲法通过测定热脉冲到达热电偶处所需的时间来计算液流速率,热平衡法通过加热元件输入的热量、热传导以及液流携带热量之间的能量平衡关系计算液流。而热扩散法、热场变形法和外热比法则是利用温度差值来表征树液流动产生的热场变化,进而确定液流速率和液流密度。近年来,结合相关热技术原理对已有热技术方法进行了改进,热平衡法、热场变形法和外热比法的测定精度有所提高。但热场变形法的测定过程较为复杂,外热比法的外部量规配置尚待探讨,应用并不广泛。热扩散法和热脉冲法虽然已经具备较成熟的商品化产品,但测定精度仍存在问题。液流速率的检测精度直接影响研究结果的准确性。在测定液流速率时,需依据不同条件选择适合的方法,从而有效提高液流速率的测定精度。图1表1参58     

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．     

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     

宁夏六盘山华山松树干液流的动态研究

为了解华山松树干的液流特征及其对微气象因素的响应,2008年5月～10月份,在宁夏六盘山应用热扩散液流探针测定了华山松树干的液流速率,并同步监测了气象因子.华山松树干液流速率呈现出明显的季节变化规律:生长季前期(5月、6月)随着气温回升华山松树干液流速率迅速增加;生长季中期(7月、8月)树干液流速率达到整个观测期的蜂值(0.201 3ml/cm2/min、0.177 3 ml/cm2/min);生长季后期(9月、10月)树干液流速率受生理调节影响明显降低,到10月初中旬液流速率已经降至很低(0.033 2ml/cm2/min).华山松瞬时树干液流速率主要受饱和水汽压差的影响(R=0.933),而日均液流速率则主要受太阳辐射的影响(R=0.582).     

树干液流研究进展与展望

树干液流是土壤-植物-大气连续体水流路径中一个关键的链接,承接了庞大的地下根系所吸收、汇集的土壤水,并决定着整个树冠的蒸腾量,因此成为分析树木耗水特性、研究树木水分传输机理的重要指标。结果表明,1）常见的测定树干液流的5种方法,对比分析各种方法的原理以及优点和缺点,热比率法是目前研究树干液流最可靠的方法。2）分析树干液流的日季变化、方位变化和高度变化,发现大多树干液流日变化呈单峰型,季节变化总体上呈现夏季液流速率最高,春秋次之,冬季最小的变化趋势。3）分析不同树种树干液流与环境因子的滞后效应及与环境因子的关系,发现树木液流与太阳辐射、水汽压亏缺等呈正相关,与空气相对湿度呈负相关。针对目前研究中存在的问题提出了有待进一步解决的问题,旨在为进一步研究树木耗水及生态需水提供理论依据。     

利用校准的热脉冲方法测定松树树干液流

树干横断面上的液流速度的总趋势是随进入树干的深度的增加而减少，但也发现液流速度次层（树干８～１６ｍｍ深处）高于外层（树干０～８ｍｍ深处）的情况。在土壤可利用水量最多时期，树木蒸腾耗水量与大气蒸发量成线性相关，其比率也趋于相对稳定，在０５～０６之间；当土壤含水量严重限制树木蒸腾耗水时，则树木蒸腾量与大气蒸发量的比值也相应降低，并且，此时木材含水量也降低，引起热扩散系数的增加。     

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。     

兴安落叶松树干液流与太阳辐射的时滞效应

为了系统研究大兴安岭地区兴安落叶松树干液流与太阳辐射的时滞效应,采用热扩散技术测定树干液流,使用自动气象仪器测定辐射因子,利用逐行错位分析及相关分析法,分析兴安落叶松树干液流日变化和时期变化对总辐射(GR)、净辐射(Rn)、光合有效辐射(PAR)的时滞效应。结果表明:树干液流日变化对GR、Rn、PAR的响应不是同步进行,响应存在140~150 min的时滞,时滞效应显著;树干液流与Rn的相关性最好(R2=0.465)、时滞最短(滞后140 min);生长季树干液流量变化与GR的相关性高于Rn、PAR,树干液流与GR、Rn、PAR的时滞性的相关性不显著;树干液流对Rn的响应存在时滞,树干液流量时期变化与太阳辐射的时滞效应的相关性不显著。     

地膜包扎技术在苹果树高接中的应用

苹果树在皮下接高接换种时，用0．007mm厚的聚乙烯微膜包扎接口与接穗，成活率高，省工，成本低，接穗萌发后可自行顶破地膜，可替代高接方法中套塑料袋等传统接穗保湿方法。     

DelPhi预测法在林业中的应用

<正>Delphi法是征询有关专家意见,对专家意见进行统计处理、归纳和综合,然后进行信息反馈,促使专家意见趋于集中,从而得到协调一致的正确评价结果的一种预测方法。据有人统计所有定性预测和定量预测中,采用这种方法约占四分之一。Delphi法诞生于1986年,由美国兰德公司的数学家们发明的。他们曾预测未来五十年的科学突破、人口增长、航天技术、自动化技术、战争的可能等问题。经近二十年科技进展说明这些预测结果是准确的。80年代初,我国学者对上海新港址进行评价和选优中应用Delphi法,评价港址的设计指     

基于TLS数据的单木胸径和树高提取研究

利用TLS测量森林参数(树高、胸径和林分密度等)不仅节省人力,而且还能提高工作效率,目前已成为快速获取树木几何参数的有效方法之一。本文利用地基激光雷达数据,提出了一种半自动方式提取单木参数的方法。首先,利用发射脉冲与接收回波脉冲的形状偏差和强度对原始点云数据中的“飞点”和噪点进行滤除;然后,配准各站点云数据;接下来采用不同目标回波过滤方法滤除部分树叶点和其他非树干点;抽稀、合并各站点云数据,对合并后的点云数据水平分层并生成对应的灰度影像;对灰度影像采用Hough变换方法估测单木位置和胸径;对Hough变换检测层数较少的结果采用椭圆拟合方法重新检测;最后,结合Hough变换和椭圆拟合检测结果从点云数据中提取单木位置、胸径和树高。用小兴安岭凉水自然保护区的白桦天然次生林对算法进行了检验,5块多站扫描样地单木识别的平均精度为72.16%,将所提取的单木位置、胸径和树高与外业实际测量数据对比,结果一致性较高。5块多站扫描样地的胸径和树高均方根误差分别为2.38、2.55、3.58、2.21、1.92 cm和4.31、3.87、2.34、5.00、3.47 m。      

手持式超站仪摄影测量研建材积模型

精准快速测量立木胸径、树高、材积等基本信息一直是林业调查探索的热点问题。手持式超站仪作为目前市场上较为常见的一款新型森林资源计测仪器，具有无损、高精度、便携、易操作等特点。为获得精准材积模型，解决辽阳地区一元、二元材积表编制问题，提出一种利用手持式超站仪测量研建立木材积模型的方法。手持式超站仪以辽阳当地主要树种樟子松、油松、落叶松、柞树、刺槐、硬阔、软阔、速生杨树、中生杨树、慢生杨树为研究对象，采用手持式超站仪进行立木无损精测获取树高、胸径、材积数据，建立10个树种的一元立木材积模型、二元立木材积模型和树高胸径模型，并通过6项指标对所得模型进行评价。结果表明：10个树种模型中除樟子松外平均系统误差与总相对误差中均保持在3%内，一元材积模型与二元材积模型的决定系数除樟子松外均保持在90%以上，一元材积模型与树高胸径模型的平均百分比标准差除软阔外均取得良好拟合效果。总体来看，一元材积模型、二元材积模型、树高胸径模型均取得良好拟合效果，该方法可用于野外森林资源调查与立木材积模型研建等。     

可见/近红外光谱技术识别树叶树种的研究

探索使用可见/近红外光谱技术识别树叶树种的可行性,为野外可见/近红外光谱技术用于树种识别提供方法。本试验识别了9个树种,测试了光谱预处理方法、识别方法对可见/近红外光谱识别的准确率的影响。对9种阔叶树种共46棵树,分别采用距离法和PLS-DA建立识别模型,比较不同波段和导数预处理方法对模型预测效果的影响。结果表明,使用距离法对原始光谱进行识别时,识别准确率<50%,不能够有效识别树叶树种。使用距离法对预处理后的光谱进行识别时,识别准确率为近红外350～2 500nm(99.16%)>350～1 000nm(88.05%)>1 000～2 500nm(81.24%),且任意单个树种的识别准确率都>98%,能够有效识别树叶树种。使用偏最小二乘法(PLS-DA)结合单列识别变量矩阵时,识别准确率高达100%,识别模型的相关系数为0.993 6,RMSEC为0.120,RMSEP为0.144,但只能成功识别4种树叶树种,当树叶种数>4时,预测模型的识别准确率陡降。使用偏最小二乘法(PLS-DA)结合多列识别变量矩阵对9种树叶的识别准确率高达99.58%,识别模型的相关系数为0.888 6～0.956 9,RMSEC为0.084 5～0.15,RMSEP为0.088 7～0.155。本试验为可见/近红外光谱技术快速识别树种提供了一种新的方法和思路。     

油奈选优研究

在注意油选种树丰产因素的基础上．进行选优工作．３ａ来通过初选、复选和决选，采用加权评分法与模糊综合评判，选出了果大质优的优良单株９１００１，可供繁殖推广．     

退耕还林尾叶桉模式生物量及枯落物持水特性研究

根据退耕还林尾叶桉模式3个样地的调查资料,对乔木层采用平均木法,对灌木层、草本层、枯落物层采用收获法获取生物量,同时对样地内的枯落物进行持水量计算。结果表明:退耕还林尾叶桉模式的乔木层、灌木层、草本层、枯落物层的生物量分别为59 654.7、1 027.38、02.7和3 393.0 kg/hm2,其中乔木层中尾叶桉各器官生物量大小的排列顺序为:干材>树根>树皮>枝>叶。随着林龄的增加,尾叶桉枯落物的持水能力逐年增加。     

树鼩脂蛋白脂肪酶的cDNA克隆、组织分布及活性测定

目的了解不易感动脉粥样硬化动物树鼠句的脂蛋白脂肪酶的结构和活性特点,并与其它种属比较,探讨脂蛋白脂肪酶在树鼠句独特脂代谢中的作用。方法以树鼠句脂肪细胞mRNA反转录获得的cDNA一链为模板,应用SMART-RACE技术获得树鼠句脂蛋白脂肪酶的cDNA序列并推导出其氨基酸序列;实时定量PCR方法检测树鼠句脂蛋白脂肪酶mRNA在各组织中的分布;真核表达树鼠句和人脂蛋白脂肪酶蛋白,放射性同位素法测定二者的活性并比较。结果树鼠句脂蛋白脂肪酶cDNA序列全长为3293bp,其中编码区1437bp,编码20个氨基酸的信号肽和458个氨基酸的成熟蛋白,该成熟蛋白N-端比人脂蛋白脂肪酶多10个氨基酸。树鼠句脂蛋白脂肪酶与其它哺乳类动物的氨基酸序列同源性大于90%,功能域高度保守。树鼠句脂蛋白脂肪酶的组织表达谱比较广泛,在心肌和脂肪组织中大量表达,但在骨骼肌中未检测到,却在肝脏中有中低水平表达,与人脂蛋白脂肪酶在这两种组织中的表达相反。活性测定结果显示,树鼠句脂蛋白脂肪酶活性显著高于人(7.67倍),这与测定的树鼠句血浆低甘油三酯水平相符。结论树鼠句的高活性脂蛋白脂肪酶可能是其血浆低水平甘油三酯的主要原因。     

IVR系统可扩充流程树的构造及应用

提出了一种可扩充交互式语音应答系统 ( Interactive VoiceResponse IVR)流程树的构造 ,介绍了其基本原理 .在此基础上设计出可扩充的流程树 ,并在 IVR系统中具体实现了其可扩充功能 ,从而为 IVR流程的灵活设置提供了一种可行的方案 ,解决了当前存在的 IVR系统流程不可自由设置 ,扩展性差的问题 ,满足了系统随时扩充的需要     

树高曲线聚类分析研究

针对在大区域森林资源连续清查中使用的一元立木材积表不能适用于该区域内任何县一级调查的问题，提出了用树高曲线，相对欧氏距离和组平均法，形式聚合图，再截树的方洪进行聚类分析研究，使材积表在允许误差范围内，对相近的县域进行归类，为所编制的大区域的一元立木积表适用县级的调查提供理论依据。图2表1参10。