干旱区荒漠梭梭柽柳蒸腾耗水对比分析

[目的]在克拉玛依造林碳汇基地外围,对比分析梭梭和柽柳蒸腾耗水的差异性.[方法]使用包裹式茎流计(Flow4)对梭梭(Haloxylon persicum)和柽柳(Tamarix elongata)枝液流动态进行了监测.对液流速率和枝直径进行相关性分析和回归分析.[结果]梭梭和柽柳枝液流速率同枝直径达到显著相关,可分别使用幂函数和指数函数进行拟合.在1.0～3.0 cm的枝直径范围内,柽柳的液流速率大于梭梭,液流速率均随枝直径的增大呈减小,液流速率的差异在减小.[结论]在1.0～3.0 em的径级范围内梭梭抗旱能力强于柽柳,随着植株的生长梭梭和柽柳抗旱能力增强,柽柳抗旱能力同梭梭的差距逐渐变小.     

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。     

阿克苏市3种绿化乔木树干液流日变化特征

为了测算园林树木的蒸腾耗水量,应用热脉冲技术对阿克苏市3种常见绿化乔木(小叶白蜡、法国梧桐、桑树)进行树干液流的测定,并分析其日变化规律,同时运用自动气象站记录各气象参数数据,分析树干液流日变化与气象因子之间的相关性。结果显示：3种乔木树干液流速率之间有一定的差异,但其日变化过程几乎相似,均有明显的昼夜变化规律。白天的液流速率比夜间大,午间由于太阳辐射( Rs)过强出现午休现象,凌晨和晚上树干液流速率较低,夜间保持微弱的树干液流过程。小叶白蜡、法国梧桐、桑树等树干液流日变化都与太阳辐射、空气温度( Ta)、风速( Ws)呈显著正相关,而与空气湿度( H)呈显著负相关;逐步回归模型显示,影响小叶白蜡树干液流的主要气象因子是太阳辐射和空气湿度,模型拟合度为0.962,法国梧桐的是空气温度和空气湿度,拟合度为0.971,桑树的是空气温度和太阳辐射,拟合度为0.915。不同乔木的日累计液流量大小排序为小叶白蜡(57000±2400) mL﹥法国梧桐(55400±2100) mL﹥桑树(7600±1800)mL。     

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。     

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。     

喀纳斯自然保护区2树种树干液流变化特征及其与气象因子的关系

采用热扩散式探针法(TDP)对西伯利亚落叶松、疣枝桦的阳生面和阴生面树干液流进行测定,结合自动气象站同步监测光合有效辐射(PAR)、空气温度(T)、空气湿度(RH)、饱和水汽压、风速等气象因子,分析气象因子与2树种树干液流的相关关系。结果表明:西伯利亚落叶松和疣枝桦阳生面、阴生面树干液流日变化均呈明显的"昼高夜低"的典型单峰曲线型变化,且阳生面高于阴生面,树干液流变化幅度西伯利亚落叶松大于疣枝桦。在生长季节,西伯利亚落叶松阳生面、阴生面树干液流月平均值均呈递减趋势,其液流平均最大值出现在6月,平均最小值出现在9月。疣枝桦阳生面树干液流月平均值呈先增后减的趋势,最大值出现在8月,最小值出现在6月;阴生面树干液流呈递增趋势,最大值出现在9月,最小值出现在6月。相关分析表明,气象因子与2树种树干液流相关性大小依次为:气温光合有效辐射空气相对湿度风速水汽压,气温和光有效辐射是影响液流速率的主要因子。     

月尺度下杨树树干液流对环境因子的响应

以北京市大兴区榆伐镇大兴林场沙地107欧美杨(Populus×euramericana cv.“74/76”)人工林为研究对象,运用热扩散法(TDP)并结合自动气象站(HOBO)的连续观测,基于连续1 a(2011.1-2011.12)的树干液流密度和空气温、湿度(Ta,RH)、太阳辐射(Rs)、土壤温度(T)、土壤含水量(SWC)和风速(w)等环境因子的测定数据,探讨月尺度下树干液流密度与环境因子的关系.结果表明:太阳辐射、空气温度、土壤温度和风速的最大均值分别是326.25 W· m-2、21.66℃、24.16℃和1.1m·s-1,土壤含水量和空气湿度的最小均值分别是0.054 m3·m-3和54.1％;各环境因子与液流密度均呈良好的三次曲线关系,R＞0.714;太阳辐射、空气温度、土壤温度、风速与液流密度呈正相关,相关系数分别为0.82、0.705、0.962、0.578,土壤含水量、空气湿度与液流密度呈负相关,相关系数为-0.24和-0.911.可见,空气湿度、土壤温度和太阳辐射是影响液流最主要的因素.     

乌兰布和沙漠人工梭梭夏季茎干液流变化特征及其与气象因子的关系

为了揭示乌兰布和沙漠人工梭梭水分利用规律，探究人工梭梭的生态适应能力，利用PS TDP8树木茎流监测系统和自动气象站对乌兰布和沙漠1979年人工种植梭梭的液流变化及其周围的环境因子进行观测，采用逐步回归及相关分析法对茎干液流变化规律及其与太阳总辐射、空气温度、相对湿度、风速、土壤温度、土壤含水量的相关关系进行研究。结果表明：梭梭晴天茎干液流日变化呈“单峰型”，雨天茎干液流日变化呈“双峰型”；夏季晴天梭梭茎干液流在7:00左右启动，9:30左右出现峰值，液流在10:20以后开始迅速下降，至21:30基本下降到极低值，夜间仍有液流。直径125和895 cm的梭梭液流日累积量分别为1423 和260 L。晴天，茎干液流速率变化幅度较大，白天的液流速率高于夜间。雨天的液流峰值显著低于晴天，且夜间液流小于晴天。相关性分析表明，晴天，影响梭梭液流速率的环境因子依次为太阳总辐射、土壤含水量、空气温度、空气相对湿度、土壤温度、风速；雨天，影响梭梭液流速率的主要环境因子依次为太阳总辐射、空气温度、空气相对湿度、土壤温度、风速、土壤含水量。研究结果可为人工梭梭林的经营管理提供理论支撑，对沙漠地区人工梭梭的管理和保护有重要的理论和实际意义。     

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。     

雷州半岛尾叶桉人工林蒸腾耗水特征

2012年4-12月,应用热扩散技术对雷州半岛10年生尾叶桉人工林的树干液流进行连续测定,结果表明:树干液流变化具有明显的昼夜节律性,与太阳辐射强度日变化相似,在晴天呈现单峰型,阴雨天多峰型;树干液流变化拐点均滞后太阳辐射强度变化1h左右;在白天,尾叶桉单株的液流通量与大气温度、风速、光合有效辐射和饱和水汽压差呈显著正相关,而与空气相对湿度呈显著负相关;在夜间,则仅与空气相对湿度呈显著负相关,而与其他环境因子相关性不显著。在观测期内,10年生尾叶桉人工林单株平均日耗水量为28.03L/d,整个林分的蒸腾耗水量总共为963.3mm,占同期总降水量的58.61%。     

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。     

新温185号核桃茎直径和茎液流速日变化及其与环境因子的关系

利用 Phytalk 植物生理生态监控系统同步自动采集新温185号核桃（J uglans regia ‘Xinwen185’）的茎直径、茎液流速及其所处环境因子的日变化过程,并采用多元线性逐步回归分析方法分析其茎直径变化、茎液流速与其所处环境因子之间的相关关系。结果表明,新温185号核桃茎直径连日变化过程曲线呈现以24 h 为周期的不规则锯齿状波动变化,茎直径变化与其所处的土壤温度和土壤含水量之间存在线性正相关关系,而与其所处环境的太阳总辐射、空气相对湿度和饱和水汽压差之间存在线性负相关关系;新温185号核桃茎液流速呈明显的昼夜节律变化,茎液流速与所处环境的太阳总辐射、空气温度之间存在线性正相关关系,而与其所处环境的空气相对湿度、饱和水汽压差和风速之间存在线性负相关关系。     

库车白杏茎直径和茎液流速日变化及其与环境因子的关系

[目的]通过对库车白杏(Armeniaca vulgaris‘Kuchebaixing')茎干直径、茎液流速日变化及其与环境因子的关系分析,探讨环境因子对茎干直径和茎液流速变化的影响,为进一步认识库车白杏生长与环境的关系提供科学依据.[方法]利用以色列PhyTech公司生产的Phytalk植物生理生态监控系统对库车白杏的茎干直径、茎液流速及其环境因子日变化过程进行同步自动采集,并采用逐步回归分析方法进行分析.[结果]库车白杏茎直径变化过程曲线呈不规则锯齿状24h左右的周期性波动变化,晴天茎直径变化过程曲线比较平滑,阴天和雨天波动较大;茎直径变化与空气相对湿度、空气温度、太阳总辐射和土壤水势呈线性正相关,而与土壤温度和饱和水汽压差呈线性负相关.库车白杏茎液流速呈明显的昼夜节律变化,雨天的茎流速率变化过程有较大的起伏震荡;茎液流速与空气温度、空气相对湿度和土壤温度呈线性正相关,而与太阳总辐射、饱和水汽压差和风速呈线性负相关.[结论]库车白杏茎直径日变化呈白天收缩,傍晚、夜间复原或膨胀,与空气相对湿度、空气温度、太阳总辐射、土壤水势、土壤温度和饱和水汽压差紧密相关;茎液流速日变化呈单峰型曲线,与空气温度、空气相对湿度、土壤温度、太阳总辐射、饱和水汽压差和风速紧密相关.     

罗布麻茎直径和茎流变化日过程及其与环境因子的关系分析

采用以色列PhyTech公司生产的Phytalk植物生理生态监控系统,对生长在塔里木河下游极端干旱环境条件下的半灌木植物罗布麻(Apocynum venetum L.)的茎直径、茎流变化日过程及其环境因子进行了同步监测,并对它们之间的关系进行了分析.结果表明:生长在极端干旱区的罗布麻茎直径变化日过程呈现出明显的昼夜变化规律,白天收缩,傍晚、夜间复原或膨胀,径差连日变化呈增长趋势,说明罗布麻能够在极端干旱的环境中正常生长;罗布麻茎直径变化主要受太阳总辐射、土壤湿度和风速的影响;罗布麻茎流日变化呈单峰型曲线,且夜间仍保持一定流速,茎流变化受饱和水汽压差、太阳总辐射、土壤湿度和空气温度的影响.     

‘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。     

尾巨桉树干液流动态及其影响因子分析1）

为了正确认识桉树的耗水规律,利用热扩散探针法对2～3年生尾巨桉树干液流进行连续监测,分析其动态特征,并利用自动气象站同步测定林分气象条件,分析各气象因子与液流的关系。结果表明：2～3年生尾巨桉树干液流白天变化幅度较大,呈单峰曲线,占全天液流量的85％以上,变化特征与4年生尾巨桉相似,日平均树干液流密度为5．06 mL· h－1· cm－2较4～6年生尾巨桉日平均液流密度大,夜间液流曲线平坦且较弱,夜晚平均树干液流密度为1．79 mL· h－1· cm－2是4年生的3．8倍。不同月份间晴天的树干液流特征存在较大差异。不同天气条件下,晴天的液流启动时间最早（7：00）,达到峰值所需时间最短（4．5 h）,且液流峰值最大（18．47 mL· h－1· cm－2）,持续时间最长,日液流量也最大;其次是阴天,最后为雨天。2～3年生尾巨桉树干液流密度与大气温度、风速、太阳辐射、光合有效辐射以及水汽压亏缺呈极显著正相关（P＜0．01）,与空气湿度呈极显著负相关（P＜0．01）,相关系数分别为0．468、0．127、0．903、0．909、0．778、－0．626,这与4年生尾巨桉影响因子略有不同;日耗水量与大气温度、太阳辐射、光合有效辐射和水汽压亏缺呈极显著正相关（P＜0．01）,与空气湿度呈显著负相关（P＜0．05）,相关系数分别为0．489、0．489、0．523、0．408、－0．184。     

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。