水蚀风蚀交错区河北杨树干液流密度特征及其对环境因子的响应

目的研究黄土高原水蚀风蚀交错区乡土树种河北杨的树干液流密度变化特征及其与环境因子的关系,为该地区水资源承载力研究和树种选择提供理论依据。方法利用Granier热扩散探针法和自动气象监测系统对陕北吴起县河北杨树干液流密度和周围气象条件、土壤含水量等进行连续测定分析。结果河北杨树干液流密度日变化呈宽幅单峰形,液流密度峰值提前于太阳辐射强度峰值约2.5h,提前于水汽压差(VPD)峰值约4h。夜间液流活动主要发生在后半夜00:00—06:00,晴天液流密度变化幅度小,雨天变化幅度大;灌水当天干基液流密度峰值出现的时间明显提前,峰值大小比灌水前提高66.66%,冠基处峰值比灌水前提高73.62%,灌水处理后实验组连续两日液流密度均值比灌水前减少2.21%,而对照组减少21.89%,晴天条件下,树干液流密度与太阳辐射、VPD、气温和风速极显著正相关(P < 0.01),与土壤含水量显著正相关(P < 0.05),与相对湿度极显著负相关(P < 0.01)。降雨天树干液流密度与太阳辐射、气温和风速极显著正相关(P < 0.01),与VPD显著正相关(P < 0.05);与对照组比较,灌水之后液流密度与气象因子的相关系数绝对值没有明显增加;河北杨树干储存水的日动态总体表现为上午释放和下午补充,并存在两次较明显的释放-补充周期。结论河北杨树干液流密度主要受太阳辐射强度、VPD、气温、相对湿度、风速和土壤含水量的影响,液流密度峰值时间与太阳辐射强度、VPD、气温等气象因子存在时滞,土壤水分的增加可缩短液流密度与气象因子峰值的时间差,上午储存水的持续释放是导致树干液流密度与气象因子时滞效应的重要原因。      

退化红壤区针阔混交林3种优势树种树干液流特征比较

运用Granier热扩散法对退化红壤区针阔混交林3种优势树种杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)和木荷(Schima superba)树干液流速率进行测定,结合自动气象站同步监测太阳净辐射、空气温度、空气相对湿度等气象因子,为退化地区植被恢复林分结构配置以及林地水分管理提供理论依据。结果表明:3树种晴天树干液流呈"昼高夜低"的单宽峰型曲线,但液流启动、到达峰值的时间以及数值大小存在差异。木荷比杉木、马尾松提前0.5 h启动、到达峰值。木荷液流速率平均值分别为杉木、马尾松的4倍和1.5倍。3树种雨天树干液流呈多峰型曲线,液流速率值明显低于同时期晴天水平。3树种树干液流与太阳净辐射、水汽压亏缺昼夜变化间存在时滞时间,表现为树干液流滞后太阳净辐射,而提前于水汽压亏缺。偏相关分析结果表明:树干液流速率与空气温度、太阳净辐射、水汽压亏缺呈极显著正相关,与空气相对湿度呈极显著负相关。在考虑液流速率与气象因子间时滞现象的情况下,采用逐步剔除法建立各生长时期液流速率与气象因子的多元线性回归方程。所有回归方程的拟合效果良好,复相关系数基本在0.8以上,经F检验,均达到极显著水平。在整个生长季,太阳净辐射、空气温度和空气相对湿度共同解释杉木液流速率的81.3%~92.2%,太阳净辐射和水汽压亏缺共同解释马尾松液流速率的91.9%~93.6%。对于木荷而言,在4、5、6、7月,太阳净辐射和水汽压亏缺共同解释液流速率的72.1%~92.5%,而在8、9、10月,太阳净辐射和空气相对湿度共同解释液流速率的80.7%~92.7%。因此,在整个生长季,太阳净辐射为影响3树种液流速率的主导因子。     

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。     

酸枣树干液流速率与环境因子的关系

选择华北地区典型灌木酸枣为研究对象,用TDP传感器测定树干液流速率,并对不同气象条件下的液流速率与环境因子进行了相关性分析及模型模拟。结果表明:不同气象条件下,各环境因子都对树干液流速率有影响,但程度不同。晴天、阴天、雨天影响树干液流速率最重要的环境因子分别是空气温度、太阳辐射和降雨量。在不同气象条件下,酸枣树干液流速率与环境因子间回归模型的自变量构成有很大差异,且晴天和阴天模拟效果较好,雨天模拟效果不佳。      

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%。      

冀西北山地油松和落叶松树干液流昼夜变化特征及其与环境因子的关系

依据组织热平衡原理,运用热扩散探针法,于2016年3月1日—2017年3月1日采用捷克生产的Ems 51树干液流测定系统对张家口市崇礼区清水河流域油松(Pinustabulaeformis)、落叶松(Larixprincipis-rupprechtii)混交林中2个树种的树干液流速率进行连续监测,用美国HOBO公司生产的小型自动气象站同步观测环境因子(温度(T_a)、湿度(H)、净辐射(R_n)、总辐射(R_t)、风速(S)、土壤温度(T_s)、土壤含水量(C_s)、水气压亏缺(P_d))的变化,研究油松、落叶松树干液流速率的昼夜变化特征以及与环境因子的关系。结果表明:油松晴天、阴天、雨天树干液流速率日均值分别为0.019、0.008、0.006 kg·h~(-1)·cm~(-1),落叶松分别为0.016、0.006、0.005 kg·h~(-1)·cm~(-1),由大到小的顺序均表现为晴天、阴天、雨天。两树种夜间水分补充主要集中在前半夜(20:00—23:00);生长季初期(4月份)和末期(10月份)后半夜液流速率明显要高于旺盛生长期(7月份),4、10月份后半夜液流速率,油松分别是7月份的3.41和2.38倍,落叶松分别是7月份的1.86和1.61倍。油松、落叶松整树生长季昼间液流速率均值分别为1.12、0.98 kg·h~(-1),夜间液流速率均值分别为0.11、0.09 kg·h~(-1)。旺盛生长期(6—9月份)液流量夜间贡献率小于10%,昼间贡献率大于90%;而在生长初期(4—5月份)和末期(10月份)夜间贡献率有所增加,达到10%以上。两树种昼间液流速率的主要影响因子是T_a和H,夜间液流速率的主要影响因子是T_s。     

神农架2树种树干液流特征及与环境因子关系

采用热扩散探针法和自动气象站，于2018年6-8月对神农架华山松和日本落叶松树干液流和环境因子进行连续观测，分析生长旺季树干液流密度变化规律及其与环境因子的关系。结果表明，日本落叶松生长旺季的月树干液流密度（1 824.80 mL·cm^-2）显著高于华山松（1 026.15 mL·cm^-2）。2个树种晴天树干液流密度均高于雨天，晴天树干液流日变化规律均为单峰曲线，而雨天树干液流日变化规律不明显。2个树种树干液流主要影响因子不同，在小时尺度下，华山松液流密度的主要影响因子依次是光合有效辐射＞风速＞土壤温度＞土壤含水率＞空气温度＞空气相对湿度＞降水量＞蒸汽压亏缺，而日本落叶松主要影响因子依次是光合有效辐射＞风速＞空气相对湿度＞土壤温度＞蒸汽压亏缺；在日尺度下，华山松液流密度主要影响因子依次是土壤含水率＞蒸汽压亏缺＞光合有效辐射＞降水量＞空气相对湿度＞风速，而日本落叶松主要影响因子依次是光合有效辐射＞蒸汽压亏缺＞土壤含水率＞空气温度。     

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.     

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.     

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     

华北平原主要造林树种107杨扦插苗夏季茎流及耗水特性

采用以热平衡为原理的Dynamax包裹式茎流测量系统,于2008年夏季对107杨Populus × euramericana ‘74/76’扦插苗的液流变化进行连续监测,利用实验区自动气象站同步检测光合有效辐射、气温和相对湿度等气象因子,结合人工记录的天气状况,分别选取3种最典型的天气条件,分析了107杨扦插苗的茎流变化、茎干耗水量及其与气象因子的关系。结果表明：在不同天气条件下,液流日变化波动曲线及其主要影响因子各异,但光合有效辐射始终是液流变化的主导因子。茎干液流通量密度的变化是各种气象因子综合作用的结果。107杨扦插苗日耗水量的总体变化趋势是从晴天、阴天到雨天依次减少,其平均值分别为1 064.126,567.975和405.914 g·d^-1。图3表3参27     

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。     

地面覆盖对核桃树干液流变化动态的影响

为探明地面覆盖对核桃树干液流变化动态的影响,以盛果期核桃为试验材料,对各试验树进行连续观测。结果表明:从核桃茎流通量的典型日变化特征来看,晴天各处理的树干液流日变化呈单峰曲线,阴天呈多峰曲线,各处理变化趋势一致。在干旱季节(6月份),覆盖有机肥、覆盖碎木屑及对照的日最大茎流通量分别为8 183.86、5 765.06、7 269.31 g·h~(-1),处理间差异显著;在雨季(8月份),各处理日最大茎流通量分别为6 468.12、5 670.28、7 093.32 g·h~(-1),处理间差异不显著。晴天各处理的日累积茎流通量分别为72 373.52、54 797.61、62 674.55 g,处理间差异显著;阴天各处理的日累积茎流通量分别为54 945.03、47 248.34、48 476.46 g,处理间差异不显著。各处理的茎流通量与土壤温度的相关系数均达0.9以上,而覆盖处理的茎流通量与土壤温度的相关系数均在0.95以上;各处理的茎流通量与土壤含水量的相关系数均达0.85以上。     

A Preliminary Analysis of the Relationship between Longan Canopy Temperature and Air Temperature during Overwintering Period

[Objective] The study aimed to provide supports for developing chilling and freezing injury monitoring and disaster damage assessment of longan(Dimocarpus Longan Lour.).[Method] Based on field observation data,the relationships between longan canopy temperature and air temperature under different weather types(sunny,cloudy to sunny,cloudy,rainy,radiation chilling injury and advection chilling injury)in 2007-2008 winter were analyzed.[Result] Diurnal variations of longan canopy temperature under sunny and radiation chilling injury weather conditions were most dramatic,followed with those under cloudy to sunny condition,while variations under cloudy,rainy and advection chilling injury conditions were mild.Diurnal variations of orchard air temperature were also closely related to weather types.By using linear and curvilinear regression methods,the relationship models between longan canopy temperature and observation station air temperature were established.The models for cloudy,rainy and advection chilling injury had better effects than those for sunny,cloudy to sunny and radiation chilling injury;the models for night were better than those for daytime and the whole day.[Conclusion] To some extent,applying the relationship models between longan canopy temperature and observation station air temperature could make up the shortcoming of meteorological data which were higher than the real values.     

龙眼越冬期间冠层温度与大气温度关系的初步分析(英文)

[Objective] The study aimed to provide supports for developing chilling and freezing injury monitoring and disaster damage assessment of longan(Dimocarpus Longan Lour.).[Method] Based on field observation data,the relationships between longan canopy temperature and air temperature under different weather types(sunny,cloudy to sunny,cloudy,rainy,radiation chilling injury and advection chilling injury)in 2007-2008 winter were analyzed.[Result] Diurnal variations of longan canopy temperature under sunny and radiation chilling injury weather conditions were most dramatic,followed with those under cloudy to sunny condition,while variations under cloudy,rainy and advection chilling injury conditions were mild.Diurnal variations of orchard air temperature were also closely related to weather types.By using linear and curvilinear regression methods,the relationship models between longan canopy temperature and observation station air temperature were established.The models for cloudy,rainy and advection chilling injury had better effects than those for sunny,cloudy to sunny and radiation chilling injury;the models for night were better than those for daytime and the whole day.[Conclusion] To some extent,applying the relationship models between longan canopy temperature and observation station air temperature could make up the shortcoming of meteorological data which were higher than the real values.     

龙眼越冬期间冠层温度与大气温度关系的初步分析

[目的]为开展龙眼寒害冻害监测及灾损评估提供依据。[方法]基于野外实测数据,按晴天、多云到晴、阴天、雨天及辐射寒害、平流寒害(湿冷)等天气类型,分析2007~2008年度冬季龙眼冠层温度与大气温度的变化关系。[结果]晴天和辐射寒害天气下龙眼冠层温度昼夜变化最为剧烈,多云到晴天气次之,阴天、雨天和平流寒害天气下变化相对平缓;果园大气温度昼夜变化同样与天气类型有关。按天气类型建立的观测站大气温度与冠层温度之间的线性、曲线回归关系模型表明,阴天、雨天和平流寒害天气模型效果好于多云到晴、晴天及辐射寒害天气,夜间模型效果好于全天和白天。[结论]该研究建立的关系模型可在一定程度上弥补观测站温度偏高的不足。