热扩散式茎流计在测定植物蒸腾耗水中的应用

热扩散式茎流计是测量树体蒸腾耗水速率的一种仪器。介绍了热扩散式茎流计的工作原理,从树木液流速率的变化规律、边材液流速率的运输格局规律、树木蒸腾耗水特性、影响树木蒸腾速率的因子4方面介绍了热扩散式茎流计在树木上的应用,最后提出了用热扩散式茎流计测定蒸腾规律的优点及应注意的问题。     

国内树木三维可视化研究进展

利用科学的计算方法,将自然界中千变万化的树木形态转换为直观的几何图形,并将其生理结构、生长过程的复杂数据在计算机中进行计算和模拟,称为单株树木的可视化研究.文章介绍了中科院的双尺度自动机模型、浙江大学对于树木的图形图像处理技术的研究以及北京林业大学针对树木生理机构对树木进行的可视化研究.分析了目前树木三维可视化研究中存在的问题,提出了今后的研究方向.     

新西兰树木生理学家爱德华博士来华进行学术活动

经林业部批准,应中国林科院林研所刘奉觉、郑世锴的邀请,著名新西兰树木生理学家爱德华博士(Dr.W R N Edwards)于1991年8月25日至9月15日来华进行了学术活动。爱德华博士近年研制的热脉冲速度记录仪,可以连续记录树干液流速度与流量。 应邀来华的第一项工作是在中国林科院举办了为期一周的《树木液流动力学讲座》,讲授内容有:用热脉冲测定树木蒸腾的理论与技术;Lysimeter与其它测定树木蒸腾方法;目前国际上树木耗水测定技术发展概况。在中国林科院内现场演示了热脉冲仪的测定过程。刘奉     

铅酸蓄电池复合脉冲活化原理及电路设计

分析铅酸蓄电池充、放电化学反应过程及其硫化现象、原因和危害,探讨解决硫化问题的途径和主要方法,研究铅酸蓄电池脉冲充电的活化原理,设计了一种复合脉冲循环充放电工作电路.为铅酸蓄电池活化与修复研究提出了新的观点和应用技术.     

天然物质转化法制造无胶人造板研究进展

阐述了无胶人造板胶合方法中天然物质转化法的原理与方法,将利用此原理的热压成型方法分为普通热压法、蒸汽爆破预处理法和喷蒸热压法.介绍了各方法的国内外研究现状,分析了目前研究与生产中面临的难题,并对天然物质转化法制造无胶人造板研究方向和应用前景进行了展望.     

选择树木蒸腾耗水测定方法的研究

树木耗水是一个复杂的生理学与物理学过程,不同树种蒸腾差异很大,通过选择５种蒸腾测定方法进行田间对比研究,结果表明,５种方法可分两类：一类属劳动密集型技术,如快称法,整树容器法;另一类属资本密集型技术,如热脉冲法、气孔计法和微气象法。用户可根据测试目、经费、设备条件选择。     

选择树木蒸腾耗水测定方法的研究

树木耗水是一个复杂的生理学与物理学过程,不同树种蒸腾差异很大,通过选择５种蒸腾测定方法进行田间对比研究,结果表明,５种方法可分两类：一类属劳动密集型技术,发快称法,整树容器法;在属资本密集型技术,如热脉冲法、气孔汁法和微气象法。用户可根据测试目、经费、设备条件选择。     

蒙特卡罗法在热磨机磨片优化设计中的应用

热磨机磨片生产加工木纤维的工作环境十分复杂,影响其齿形结构设计的因素较多,用传统的方法优化设计具有一定的局限性,而蒙特卡罗方法在优化设计方面具有极大的优越性。首先对其算法原理进行初步的研究,然后将其应用到热磨机磨片的优化设计中,设计出符合实际生产需求的磨片。     

"多树水分平衡法"的方法与应用

针对黄土高原土石山区植被群落蒸散量测定及其分量确定的问题,基于林地水分平衡原理,提出了“多树水分平衡法”的概念、具体布设和计算方法,并应用本方法较为准确地测定了2种不同密度的华北落叶松林分的蒸散量及其分量,通过与热脉冲测定方法的对比和验证,表明2种方法计算结果相差不大,说明它可以作为测水分平衡的一种方法加以应用,最后对该方法在理论和实践中存在的若干问题进行了探讨。     

国内树木三维可视化技术研究进展

由于树木形态的复杂性对模拟技术和系统开销的要求较高,树木生长的生理确定性和长势不确定性等特点,使树木三维可视化的研究至今仍未得到一个完备的具有林业研究意义的三维计算机树木模型.本文在广泛研究国内树木三维可视化软件开发的基础上,从分形理论、图像解析和GIS技术三个方面对现有研究进行分类阐述,简要叙述了现有研究的主要技术思路与最新研究成果,并指出了现有研究中存在的主要不足.     

不同坡向对栓皮栎耗水规律的影响

利用热扩散探针配合自动气象站,于2004年度在北京林业大学妙峰山试验林场对不同立地条件下栓皮栎的水分运移规律进行了研究.结果表明：栓皮栎水分运移规律受天气状况和立地条件的影响很大.在晴天,阳坡的液流峰值达到0.007 cm/s,是阴坡液流峰值0.001 5 cm/s的5倍;在阴天,阳坡栓皮栎的液流峰值为0.000 2 cm/s,而阴坡为0.000 3 cm/s,坡向的影响减小.林木的耗水量受到树种本身的遗传因素和外界气候因子的制约,其中太阳辐射、大气温度、风速与液流呈正相关,空气相对湿度、土壤温度对液流的影响表现为负向相关.     

华北石质山区乔、灌木耗水特征比较

本研究采用热扩散式液流探针（TDP）法对华北石质山区黄连木、刺槐、酸枣、荆条的树干液流进行了监测。结果表明：（1）4树种的树干液流均呈现＂几＂字形,其中黄连木呈单峰型,刺槐呈宽峰型,酸枣荆条呈波动状;液流启动黄连木的最早,酸枣和荆条的居中,刺槐最晚;液流停滞黄连木和刺槐晚于酸枣和荆条;液流速度大小为：黄连木〉酸枣〉荆条〉刺槐,日均耗水量为：黄连木〉刺槐〉酸枣〉荆条。（2）4树种树干液流变化阴天时要比晴天时平缓,液流启动晴天早于阴天,而停滞则晴天晚于阴天。（3）不同树干直径的各树种树干液流变化波形基本一致;黄连木树干液流直径大的启动晚,而停滞早,而刺槐则相反;酸枣和荆条不同直径的液流启动与停滞时间几乎一致;除刺槐外,各树种树干液流速度均表现为直径大的小于直径小的,而刺槐则相反;各树种日均耗水量均表现树干直径大的耗水量大。     

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5 cm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.     

木麻黄南北方位边材液流季节动态及其对蒸腾耗水测算的影响

利用TDP径流计对福建沿海木麻黄南北方位的边材液流动态进行长期监测，并同步检测空气温湿度、太阳辐射等环境因子，分析南北方位液流速率的相互关系、对蒸腾耗水量测算的影响以及与环境因子的关系。结果显示，木麻黄南北2个方位测得的液流速率存在显著差异和线性相关。木麻黄生长季（5～10月）内单株蒸腾耗水量与日总太阳辐射和昼间平均空气水汽压亏缺的指数饱和曲线拟合效果较好。采用单方位树干液流速率测算的整株蒸腾耗水量与2个方位的测算值相差18．19％。     

尾巨桉与杉木、香樟耗水特征分析

在广西黄冕林场采用Granier热扩散技术方法对人工纯林桉树、杉木和香樟的液流密度、液流通量、单株日均耗水量及耗水量与主要环境因子的关系进行了研究.结果表明:3个树种树干液流密度均与光合有效辐射有一致的变化规律和单峰曲线.综合分析显示桉树在3个树种中耗水能力最强,虽然香樟液流密度比杉木大,但因为边材面积最小,所以表现出耗水量最小,单株日均耗水量仅有桉树的0.5倍左右,而杉木虽然边材面积比桉树大,但耗水量并不高,仅为桉树的0.7倍左右;通过偏相关分析发现3个树种的液流通量均与光合有效辐射、水气压亏缺和空气温度有极显著的正相关关系,杉木和香樟液流通量与空气相对湿度有极显著的负相关关系,而桉树表现不显著;通过多元线性分析发现3个树种的液流通量均与光合有效辐射、空气温度和空气相对湿度有很强的线性相关关系.3个不同树种的耗水研究结果可为本地区造林树种选择的优劣性提供参考.     

Uncertainty in sap flow of Brazilian mahogany determined by the heat ratio method

The tropical arboreal species Brazilian mahogany(Swietenia macrophylla) is very important economically and ecologically,for which understanding ecophysiological variables such as sap flow will improve understanding of the species and its cultivation.This paper aims to measure uncertainties(U) involved in the application of the heat ratio method for determining sap flow in Brazilian mahogany using sets of heating probes and thermometers installed on plants of 18 months of age,cultivated in Yellow Latosol,under a weighing lysimeter and located in a protected environment.The uncertainty in sap flow was calculated as the combination of uncertainty in the thermal diffusivity(U_k),conductive section(U_(Sc)) and corrected sap velocity(U_(Vc)).U_k had greater weight in determining the flow of sap in Brazilian mahogany,when compared to U_(Sc) and U_(Vc).The thermal diffusivity during the cycle,or period evaluated,must be adjusted to improve the accuracy of the heat ratio method because the sap flow overestimated transpiration by 15.0%.When soil water was optimal In addition,the vapor pressure deficit linearly and indirectly influenced the SF with a difference of 14.6%.     

刺槐春夏季树干液流变化规律

用热扩散式树干茎流计(TDP)于4-8月对刺槐树干液流进行连续观测,结果表明:刺槐边材液流速率日变化呈宽峰曲线,每日6:50左右启动,13:00左右达到峰值,19:30左右开始迅速下降,没有明显的液流停止界限,夜间有较高的液流存在;夏季液流每天启动的时间早于春季10min左右,达到峰值的时间早于春季1h左右,迅速下降的时间晚于春季1h左右,即夏季液流高峰维持的时间长于春季,但是夏季的峰值、日平均液流速率和液流通量小于春季;树干液流速率与直径关系不大,但日周期单木耗水量随树干直径的增大而增加,与树干直径和边材面积相关显著,相关系数分别为0.983和0.999.     

兴安落叶松天然林不同分化等级林木树干液流对综合环境因子的响应

[目的]以大兴安岭北部典型寒温带针叶林优势建群树种兴安落叶松为对象,分析不同分化等级林木树干液流对环境因子的综合响应,构建不同分化等级林木树干液流模型。[方法]利用热扩散式液流监测系统和通量塔的梯度气象系统连续监测树干液流及环境因子的变化。[结果]表明:1)观测期间,优势木具有较强的蒸腾能力,其平均液流密度分别为中等木和被压木的1.9倍、2.5倍。总体上,分化程度越高的林木日树干液流持续时间越长,液流密度峰值出现时间越早,液流密度的峰值也越高。2)利用主成分分析将降雨、净辐射、空气温度、空气湿度、风速、土壤温度、土壤含水量和水汽压亏缺降维为蒸发需求因子(EDI)、土壤水热因子和降水因子。EDI(与净辐射、温湿度、水汽压亏缺显著相关)是影响该地区林木树干液流的关键环境要素,其携带环境数据信息量的45%;土壤水热因子和降水因子分别携带20%和13%。3)各分化等级林木树干液流密度对EDI呈顺时针时滞,对净辐射和水汽压亏缺则分别呈逆时针、顺时针时滞,且EDI的时滞效应明显较小。不同分化等级林木液流密度对EDI和水汽压亏缺的时滞表现一致,对净辐射的时滞则以优势木最小。4)各分化等级林木树干液流密度对EDI的响应均符合"S"型模型,即液流升高到阈值后,不再随蒸发需求的增加而增大。模型中,中等木(0.458)和被压木(0.457)的过渡斜率略高于优势木(0.443),表明优势木树干液流对环境因子的敏感性略低。该模型对不同分化等级林木液流密度的模拟精度均在90%以上,考虑EDI的时滞效应或引入土壤水热因子、降水因子对模型精度的影响较小。[结论]兴安落叶松树干液流对综合环境因子存在较强的响应性,且在不同分化等级间存在差异;利用"S"模型和综合环境因子可有效估算不同分化等级兴安落叶松的树干液流。     

A comparison of heat pulse and deuterium tracing techniques for estimating sap flow in Eucalyptus grandis trees

Sap flow rates were measured simultaneously by the heat pulse and deuterium tracing techniques in nine Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden. trees at two sites (1) to compare results from the two techniques and (2) to assess the impact of the assumptions underlying the deuterium tracing method on the calculation of sap flow for a range of tree sizes. The trees ranged in height from 4 to 14 m with leaf areas of 5 to 35 m(2). In all trees, sap flow estimated by the deuterium tracing technique was higher than sap flow estimated by the heat pulse method, with differences of 11 to 43% in eight of the trees and 113% in one tree. The largest difference was attributed to errors in the heat pulse method, as indicated by aberrant relationships between sap flow measured by the heat pulse method and tree size characteristics (i.e., diameter, sap wood area, leaf area) for that tree compared with the other experimental trees. Drilling holes in the trees to allow injection of deuterium had no significant effect on sap flow, even when 32 holes were drilled. Sap flow measured by the heat pulse method was only lower after drilling than before drilling in three trees, and the difference only persisted for about 1 h. Deuterium concentrations of water collected from the tree canopies had not returned to background values 17 days after injection. Twenty-one days after injection, sapwood and heartwood samples taken from trunks near the injection sites contained considerable concentrations of deuterium, indicating that some of the deuterium injected into the trees was still present. An experiment performed on two trees showed that deuterium was stored in the heartwood and sapwood throughout the trees, and its distribution within the trees four days after injection was similar whether it was injected into only the sapwood (where it should mix with sap and be transported from the tree most readily) or into both the sapwood and heartwood, indicating that there was considerable movement of deuterium between the heartwood and sapwood. Deuterium storage was accounted for by an approximate means in the sap flow calculations, and may have resulted in an error of about 10% in sap flow estimated by this method. We conclude that the heat pulse and deuterium tracing techniques can be used simultaneously to increase the number of sap flow measurements obtained from a forest, thereby increasing the precision of forest water use estimates. Their combination would be most effective in stands with a wide range of tree sizes and sap flow rates, where the relative differences in sap flux estimates between the methods is small compared with differences in sap flow between trees.