神农架华山松树干液流特征及其影响因素

以神农架华山松为研究对象,采用热扩散探针法对树干液流进行连续1 a的测定,结合同步观测的环境因子,分析华山松树干液流规律及其与环境因子的关系。结果表明:(1)华山松树干液流具有明显的昼夜与季节变化规律。全年夜间树干液流量占整日液流量的10.37%,树干液流速率在不同季节表现为夏季春季秋季冬季。(2)不同天气条件下树干液流速率表现为晴天阴天雨天,晴天和阴天树干液流速率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。(3)空气相对湿度和蒸汽压亏缺为影响华山松树干液流月通量的主要因子。不同季节影响树干液流日通量的主要因子存在差异,春季主要影响因子是太阳总辐射和蒸汽压亏缺;夏季主要影响因子是风速、空气相对湿度和太阳总辐射;秋季主要影响因子是降水量、空气相对湿度、太阳总辐射和蒸汽压亏缺;冬季主要影响因子是空气温度、空气相对湿度和蒸汽压亏缺。     

侧柏树干边材液流的空间变化规律及其相关因子

利用树干边材液流探针(TDP)和微型自动气象站对北京西山地区侧柏人工林树干秋季不同高度、不同方位、不同径阶边材液流及相关环境因子日周期变化动态进行连续观测,对环境因子与边材液流速率的相关性进行分析.结果表明:同一立木,树干上位边材液流启动早,上升快,到达峰值后随即急剧下降;树干下位边材液流启动时间明显推迟,且上升和下降缓慢;二者之间最大液流速率相差2倍以上.树干不同方位边材液流速率日变化进程有差异,其中南侧树干边材液流速率很低,北侧、西侧和东侧3个方位液流速率较高,边材液流速率与测定部位的边材宽度和冠幅关系不明确.单株树干边材液流速率与树干冠幅、树干直径和边材面积相关不显著,但液流通量随直径的增大而增大,不同径阶单木液流通量波动规律不尽相同.侧柏林分内部环境因子日周期变化规律明显,边材液流速率与主要环境因子相关显著,其中边材液流速率与空气湿度呈负相关,各径阶表现出相同的趋势;边材液流速率与太阳辐射强度和空气温度之间存在极显著的相关性,胸径大的立木呈正相关,胸径小的单株呈负相关;风速对边材液流速率有较大影响;20～40cm土壤层温度对树木耗水有显著的影响,大径阶立木表现为负相关,小径阶立木表现为正相关.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自变量,以边材液流速率作因变量,经过逐步回归,建立侧柏边材液流速率与环境因子的多元线性模型,回归方程极显著.     

Study on the Sap Flow Characters of Two Old Trees of Cryptomeria fortunei on Tiamnu Mountain

应用热扩散技术法,于2010年4-8月对浙江天目山自然保护区内的2株柳杉古树的树干液流进行连续观测,结合所测定的相关环境因子,分析了柳杉树干液流和耗水量的变化规律,以及液流与各环境因子的关系.结果表明:不同季节柳杉树干液流速率日变化规律基本一致,呈单峰波动曲线,但树干液流启动时间、达到峰值时间及迅速下降时间存在明显差异;树干液流密度与光合有效辐射、空气温度和水汽压差间存在极显著正相关,与空气相对湿度和CO2浓度呈极显著负相关;液流密度随树干直径的增加,无明显变化差异,但液流速率和日均耗水量均随树干直径的增加而增大;胸径75.6 cm柳杉和胸径62.8 cm柳杉的日均耗水量季节变化过程相同,但2者变化差异较大,6月份日均耗水量最低,分别为( 49.356±14.883) kg和(9.531±4.297)kg;4月份日均耗水量最高,分别为(110.022±21.890)kg和(49.352±2.629)kg.     

树干液流研究进展

树干液流是SPAC水分循环系统的重要组成部分,决定着整个林分的蒸腾耗水量,对树干液流的特征及其对环境因子的响应进行研究具有重要意义。本研究对比分析了测定树干液流的几种原理技术,简述了不同方法适用测量树种的范围,并对不同树种树干液流的时空变化及主要环境影响因子进行了整合分析。综述认为:树干液流日变化曲线主要呈单峰型、多峰型及宽峰型,启动时间基本都在日出前后;树木液流速率季节变化呈现夏季春秋季冬季;单木树干液流速率存在明显的空间变异性;液流变化主要受前期环境因子的影响,太阳辐射是主要影响因子。今后,应在全球环境变化背景下,进一步探究植物生理生化过程及环境对液流的影响,从而进一步量化和揭示林分的蒸腾耗水特征。     

天目山柳杉树干液流动态研究

利用热扩散式液流探针（TDP）对天目山柳杉（Cryptomeria fortunei）树干液流进行连续测定,同步测定太阳有效辐射、空气温度、空气湿度等气象因子,探讨环境因子与树干液流之间的内在响应关系。结果表明：柳杉树干液流速率呈单峰曲线;柳杉液流在7：00-8：00启动,12：30-14：00达到峰值,夜间仍然存在微弱的液流变化;不同天气柳杉液流日变化差异明显,晴天液流启动较早峰值最大,阴雨天气液流启动延迟峰值较小;柳杉液流速率与光合有效辐射、空气温度、水汽压亏缺呈极显著正相关关系,而与空气湿度呈极显著负相关关系,其相关性大小排序依次为：空气温度＞水汽压亏缺＞空气湿度＞光合有效辐射。     

天目山柳杉古树的液流特征研究

应用热扩散技术法,于2010年4—8月对浙江天目山自然保护区内的2株柳杉古树的树干液流进行连续观测,结合所测定的相关环境因子,分析了柳杉树干液流和耗水量的变化规律,以及液流与各环境因子的关系。结果表明:不同季节柳杉树干液流速率日变化规律基本一致,呈单峰波动曲线,但树干液流启动时间、达到峰值时间及迅速下降时间存在明显差异;树干液流密度与光合有效辐射、空气温度和水汽压差间存在极显著正相关,与空气相对湿度和CO₂浓度呈极显著负相关;液流密度随树干直径的增加,无明显变化差异,但液流速率和日均耗水量均随树干直径的增加而增大;胸径75.6 cm柳杉和胸径62.8 cm柳杉的日均耗水量季节变化过程相同,但2者变化差异较大,6月份日均耗水量最低,分别为(49.356±14.883) kg和(9.531±4.297)kg;4月份日均耗水量最高,分别为(110.022±21.890)kg和(49.352±2.629)kg。     

冀北山地华北落叶松全生长季树干液流及蒸腾耗水特征

依据组织热平衡原理,运用热扩散探针法,于2015年3月1日—2016年3月1日对冀北山地小五台自然保护区华北落叶松的树干液流速率进行连续监测,并同步观测气温、相对湿度、净辐射、总辐射、风速等环境因子的变化,研究其树干液流特征以及与环境因子的关系。结果表明:(1)小五台地区,华北落叶松树干液流启动于4月下旬,结束于10月上旬,前后历时160多d。晴天条件下,不同月份树干液流速率日变化均呈典型的单峰曲线,且液流的启动、到达峰值、结束时间以及液流升降速率存在差异。(2)生长季华北落叶松树干液流速率峰值以7、8、9月最高,都达到0.034 kg·h~(1)cm~(1)以上;日均值以7、8月最高,达到0.014 kg·h~(1)cm~(1)以上。(3)华北落叶松树干液流速率与空气温度、净辐射、总辐射、水汽压亏缺、风速呈极显著正相关,与空气湿度呈极显著负相关。环境因子对树干液流速率影响的大小顺序为:净辐射空气温度总辐射空气湿度风速。(4)整个生长季华北落叶松单株总耗水量为2 145.73±379.30 kg,其中以7、8月耗水量最大,分别为517.23±54.60和515.01±71.58 kg。     

非生长季糖槭树干液流特征及影响因子分析

采用EMS 62包裹式植物径流测量系统连续监测非生长季(2016年9月~2017年3月)内4 a生糖槭幼树的树干液流速率的动态变化特征及其影响因素。结果表明:(1)不同月份的糖槭树干液流的日变化呈多峰型,且呈"昼高夜低"的变化趋势,夜间液流特征明显,且零液流速率持续时长不同;(2)糖槭树干液流速率在非生长季的月变化总体上呈下降趋势;(3)9月份,晴天、阴天和雨天3种天气条件下的液流速率日变化均为单峰型,其日均值大小排序为:晴天阴天雨天;(4)3种天气条件下,糖槭树体主干的液流速率均大于侧枝的,但液流峰值有差异;(5)非生长季树干液流变化均与太阳辐射和空气温度呈极显著正相关,与空气湿度和根部土壤湿度均呈极显著负相关。     

刺槐树干液流的环境响应

2010年6月3-6日,利用热扩散式树干液流探针对北京西山林场刺槐Robinia pseudoacacia树干液流进行连续4 d观测,同时测定环境因子的数据。结果显示,太阳总辐射和土壤温度是影响刺槐树干液流的主要因子,其相关系数排序为:土壤温度太阳总辐射风速空气温度空气水汽压亏缺空气相对湿度,其中,只有空气相对湿度与液流呈负相关关系,其他因子均为正相关;刺槐液流存在一定的时滞;与各环境因子的曲线拟合均为三次曲线;同时建立了刺槐树干液流速率与各环境因子的多元回归模型。     

不同时间尺度下兴安落叶松树干液流密度与环境因子的关系

基于连续1年的兴安落叶松树干液流密度和环境因子(光照、空气温度、空气湿度、土壤温度和土壤湿度)的测定结果,探讨不同时间尺度下树干液流密度与环境因子的关系差异.在月时间尺度上,土壤温度和土壤湿度显著影响树干液流密度变化,土壤温度单位增加引起树干液流上升0.084～0.123 L·cm-2 month-1;在天时间尺度上,显著影响因子有土壤温度、光照和空气温度,其中土壤温度为最主要的影响因子,单位增加会导致树干液流上升1.9 ～2.7 mL·cm-2 d-1;在小时时间尺度上,主要影响因子在不同季节不同,但最主要因子多是直接影响地上叶片生理指标如光照和空气湿度,二者单位上升平均分别引起树干液流上升1.239 mL·cm-2 min-1和下降0.0566 mL·cm-2 min-1.随尺度由大到小,对树干液流影响最大的因子有从地下直接与根系水分吸收相关的土壤环境因子向地上直接影响叶片蒸腾的环境因子(光照和空气湿度)转变的趋势.同时,随着尺度增大,与树干液流显著相关的环境因子数明显下降,且相关系数R2显著提高,长期监测树木耗水可以采用监测环境因子反推的方法,而在小尺度上相同方法可能导致很大误差,最好采用直接测定法.     

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。     

幼龄枣树树干液流的动态研究

利用FLGS-TDP插针式植物茎流计,研究了阿克苏市红旗坡农场棉花试验基地中幼龄枣树树干液流的特点及其与环境因子的关系,结果表明:(1)在整个生长季的晴天,枣树树干液流的日变化呈现明显的单峰曲线;液流在10:00迅速上升,在14:00左右达到高峰,17:30又迅速下降;日累计液流为1.43 L/d,白天液流量占全天的91.19%～98.07%,晚上占1.93%～8.81%;由于夜间空气温度的缓慢上升,枣树在夜间有微弱上升液流。(2)4月份液流量最小为7.18 L,7月份最大为29.85 L,4月的累计流量仅为7月的23.96%。(3)生长季液流速率与环境因子逐步回归分析表明,树干液流受环境因子的综合影响,在日变化中大小依次是净辐射、总辐射、空气温度、风速和相对湿度,相关系数为0.68,决定系数为0.48;在季变化中影响大小依次为空气温度、总辐射、净辐射、相对湿度和风速,相关系数和决定系数都是0.89。     

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％。     

Change of trunk sap flow of Ginkgo biloba L. and its response to inhibiting transpiration treatment

For this paper, GREENSPAN sap flow system was used to monitor the dynamics of trunk sap flow of Gingkgo biloba. Results indicate that sap flow velocity is significantly different among different heights, depths, and directions of the trunk. Sap flow velocity at the upper position of the trunk is higher than that of the middle and lower position, but cumulative flux is not significantly different among the upper, middle and lower sections. Sap flow velocity at 10 mm reached the most and that at 20 mm the least. However, sap flow velocity at 5 mm and 15 mm was similar and was second among the four depths. Results also showed that sap flow velocity of the south was the highest, and that of the west was next. An Automatic Weather Station of HOBO was synchronously applied to measure these meteorological parameters, and the relationship between these parameters and the changes of trunk sap flow velocity were analyzed. We found that the change of sap flow velocity was a single-crest curve on clear days and multi-crest curve on cloudy and rainy days. In addition, it is also revealed that by stepwise regression analyses photosynthetical active radiation (PAR), temperature and wind speed are the main environmental factors affecting sap flow velocity. The efficient methods of reducing water transpiration of trees, including leaf pruning, overshadowing and antitranspirant spraying, were found by investigating the effects on inhibiting transpiration, which indicated that spraying of antitranspirants, leaf pruning and overshadowing could significantly reduce transpiration but the effects of leaf pruning and overshadowing were far better than that of antitranspirant spraying. Translated from Scientia Silvae Sinicae, 2006, 42(5): 22–28 [译自: 林业科学]     

干旱区杏李树干液流时滞特征研究

为探讨树干液流速率与气象因子之间的时滞特性,采取PS-TDP8型热耗散式树干液流测定系统持续监测,以掌握树体蒸腾耗水规律,从而为杏李科学灌溉提供理论依据。研究结果表明:杏李生长季液流速率日均最大值在6月18日;决定其第1主成分大小的是温度及水气压亏缺,决定第2主成分大小的是光照强度及空气相对湿度。4—8月液流速率均与1 h前第1、2主成分相关性最大;杏李生长季液流与1 h前光照强度相关性最大,相关系数为0.810,与1 h后的气温、空气相对湿度、水汽压亏缺相关性最大,系数分别为0.757,-0.572,0.736;回归方程中液流与实时气象因子拟合决定系数最大,为0.751。杏李生长季液流速率与实时气象因子回归拟合模型效果最好,体现了杏李在长期树干液流数据模拟中,可以不用考虑液流速率与气象因子的时滞效应。     

应用热扩散式探针法对南方红壤丘陵区湿地松人工林耗水量的研究

运用Granier热扩散式探针法对湿地松(Pinus elliottii)树干液流密度进行长期连续测定,并对其周围多个气象要素和土壤要素进行同步测定。湿地松生长旺季不同月份晴天液流密度日变化规律基本一致,但液流启动、到达峰值的时间以及开始升高、开始下降的时间间隔存在差异。样木解析结果表明,处于低龄期的湿地松,整个木质部都可看作边材,边材面积和胸径可用二次函数很好地拟合。方差分析结果表明:不同胸径湿地松树干液流密度不存在显著性差异,与胸径无紧密关系。回归分析结果表明:湿地松日累计液流量与边材面积呈显著的线性相关关系,相关关系的判定系数达0.99。另外,单位边材面积日累计液流量与入选各气象因素的相关性显著,相关程度大小顺序为光合有效辐射>冠层相对湿度>冠层温度。结合边材面积-胸径回归方程和样木胸径调查资料,分别采用2种方法推算整个标准地的耗水量。经比较,2种方法所得结果差别不大,各自适用于一定的范围。     

热平衡茎流计在荒漠灌木植物耗水研究中的应用

首先对茎流热平衡技术测定植株茎流的基本原理进行了介绍。在此基础上,探讨了4种干旱沙区常见造林灌木的日耗水变化规律。并通过对同时观测的气象因子的分析,揭示植物耗水与太阳辐射、气温和大气湿度等因子的相关关系,建立了在西北干旱沙区,预测这4种植物蒸腾耗水的方程。     

木荷树干液流的密度特征

树干液流在微时空尺度上具有较大的变异性,尺度扩展过程中又极易引起误差,而有些环境因子则是在较大空间尺度上发生变化,容易降低液流密度研究结果的可靠性。引入单位面积液流日累积量(Qa)和液流密度峰值(Jsmax)这2个参数,根据树高和胸径划分不同优势度,研究木荷树干液流时空动态特征及与环境因子的关系,探讨液流密度研究更合理的方法。结果表明:2007年9月到2008年4月木荷优势木、中等木和劣势木液流日进程均呈现单峰格型,根据树高划分优势度等级的木荷中等木平均液流密度要略大于优势木,劣势木的平均液流密度远远低于优势木和中等木;而根据胸径划分优势度等级的木荷优势木液流大于中等木,中等木液流大于劣势木;光合有效辐射是影响优势木和中等木液流密度的主要环境因子,劣势木液流密度主要受气温影响;在干旱胁迫下,土壤含水量对优势木和中等木液流密度瞬时变化的影响比劣势木显著;总体而言,土壤湿度对液流瞬时值影响不大,但显著影响大时间尺度上优势木液流累积量的变化。按树高划分的木荷等级对环境因子的响应更敏感,而按胸径划分的木荷等级显示树形因子对液流的影响不可忽略。根据研究的需求不同,按树高或胸径分级各有优势。     

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.