核桃树干液流特征及其与气象因子的关系

运用热扩散式探针和自动气象站,对核桃树干液流密度及气象因子进行同步测定,研究不同树龄核桃树干液流密度特征以及与气象因子的关系。结果表明:核桃树干液流日变化呈单峰型,但不同树龄核桃树干液流启动、达到峰值以及夜间液流均存在差异。不同树龄核桃树干液流密度存在显著差异,中龄和老龄核桃树干平均液流密度分别为0.2042,0.5236mL/(cm2.min);最大液流密度分别为0.4909,1.5243mL/(cm2.min)。多元线性回归分析结果表明,核桃树干液流密度与水汽压饱和差、辐射之间呈显著正相关,与相对湿度呈显著负相关,气象因子对核桃树干液流存在显著影响。     

艾比湖自然保护区胡杨树干液流特征研究

运用热耗散法对胡杨(Populus euphratica)树干液流进行监测,同步测定部分生理特征和环境因子,并分析生长期树干液流变化特征及影响因子。结果表明:1)胡杨在生长期树干液流日变化呈现明显的昼高夜低的起伏趋势,白天液流变化呈双峰曲线,并伴有午休现象,夜间液流速率基本稳定。2)6月蒸腾和空气温度与液流率呈极显著正相关,8月则主要是由光合有效辐射和水汽压亏缺起主导作用,而10月空气相对湿度与液流率呈负相关关系,并且各影响因子与树干液流的时间滞后现象具有差异性。3)经过逐步回归,建立多元线性模型,回归方程显著。     

毛乌素沙地旱柳和小叶杨树干液流密度及其与气象因子的关系

研究毛乌素沙地旱柳(Salix matsudana)和小叶杨(Populus simonii)树干液流密度的变化特征及其与气象因子的关系,是实现该地区水与生态和谐发展的基础。利用Granier热消散探针法测量了旱柳和小叶杨不同方向和不同深度的树干液流密度。监测结果表明:不同方位间的树干液流密度日变化特征相似并具有较强的相关性,但监测结果相差较大;不同深度的监测结果也具有类似的特征。如果忽略这种方位间和深度上的变化,整树耗水计算结果的误差最大可达104%。树干液流密度与气象因子的相关分析表明,旱柳和小叶杨的树干液流密度与大气辐射相关性最好,其次为气温。时滞分析表明,旱柳和小叶杨的树干液流密度与净辐射没有时滞,与水汽压亏缺间存在1 h的滞后。由此可见,以树干径流结果为基础在推算单株耗水量时,必须考虑方位及探头深度并合理校正。     

毛乌素沙地沙柳液流特征及其对环境因子的响应

应用Flow32-1K包裹式热平衡液流仪,对毛乌素沙地沙柳不同径级枝条液流进行长期监测,同步观测试验样地气象变化,分析沙柳枝条液流变化规律并建立与环境因子关系模型。结果表明:(1)沙柳枝条随着径级的增加液流日变化从宽峰曲线到明显的单峰曲线,并且液流速率呈增大趋势;天气条件对液流影响较大,雨天液流速率波动较剧烈,呈明显的多峰曲线;晴天时液流速率变化呈明显的双峰曲线,雨天沙柳枝条液流速率及日液流量均比晴天低,随着径级增大,晴天和雨天日累计液流量差值逐渐变大。(2)液流速率与地表温度、大气温度、饱和水汽压差、太阳辐射和风速呈极显著正相关关系,与空气相对湿度呈极显著负相关关系。(3)雨天环境因子中饱和水汽压差和空气相对湿度对液流速率的影响较大,拟合结果平均R2在0.8以上;晴天太阳辐射强度是控制沙柳枝条液流速率的重要因子,拟合结果平均R~2在0.85以上。通过对沙柳枝条液流速率进行监测,分析沙柳群落的蒸腾消耗特征,为沙地水资源合理利用与群落结构优化调控提供数据支撑。     

冀北山地白桦全生长季树干液流特征

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山自然保护区白桦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及其与环境因子的关系。结果表明:1)小五台地区白桦树干液流启动于4月下旬,结束于10月上旬,前后历时160多天。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。2)生长季各月白桦树干液流速率日均值变化表现为单峰型,以7、8月最高,分别达到0.074和0.083kg·h~(-1)·cm~(-1);5、6、9月次之,达到0.06kg·h~(-1)·cm~(-1)以上。3)白桦5-9月单株日耗水量在65.04-86.69kg·tree-1·d-1之间;生长季单株总耗水量11452.07kg·tree-1,其中以7、8月耗水量最大,分别为2374.32和2687.24kg·tree-1。4)白桦树干液流速率与空气温度、净辐射、总辐射、水汽压亏缺呈极显著正相关,与空气湿度呈显著负相关,与风速相关关系不显著。辐射和气温是影响白桦树干液流速率的主要因子。     

不同地表覆盖对枣树树干液流特征的影响

为探究不同地表覆盖模式对枣树树干液流特征的影响,基于不同地表覆盖模拟试验,应用热扩散探针技术对枣树主要生长季(2013年6月—9月)树干液流进行定位监测,分析枣树枝全覆盖(WJBM)、枣树枝半覆盖+白三叶生草(JBM+SWC)、白三叶全生草覆盖(WCC)、清耕(CC)4种处理树干液流速率变化规律及其对环境因子的响应。结果表明:晴天各处理树干液流速率日变化均呈典型"几"字形宽峰曲线;阴天则均呈多峰波浪曲线,且变化趋势基本一致。阴天4种处理日均树干液流速率皆低于晴天,降低量分别为48.45%(WJBM)、41.94%(JBM+SWC)、45.59%(CC)、62.51%(WCC)。同一天气条件下,WJBM和JBM+SWC两处理树干液流速率均居于较高水平,WCC则较低。晴天,WCC与WJBM、JBM+SWC两处理均差异极显著(P0.01),与CC则差异显著(P0.05),WJBM与CC差异显著(P0.05);阴天,WCC与WJBM、JBM+SWC均存在显著差异(P0.05)。不同地表覆盖下枣树树干液流速率月变化规律基本相似,各处理均表现为8月份月平均树干液流速率最高,分别为0.0984 cm·min~(-1)(WJBM)、0.1032 cm·min~(-1)(JBM+SWC)、0.0723 cm·min~(-1)(CC)、0.0538 cm·min~(-1)(WCC),9月份则最低。4种处理月平均树干液流速率和0~70 cm土层平均土壤体积含水量整体表现为:WJBMJBM+SWCCCWCC。不同处理枣树蒸腾速率(Tr)均与空气相对湿度(RH)呈负相关,与光合有效辐射(PAR)、空气温度(Tair)、风速(Vwind)呈正相关,PAR是影响各处理枣树蒸腾最主要的环境因子。     

准噶尔盆地南缘梭梭树干液流规律比较

采用SF-300热脉冲树干液流仪,分析比较了准噶尔盆地南缘人工种植和原生条件下,梭梭树干液流及其土壤水分的变化,建立了人工种植梭梭树干液流速率与气象因子的最优回归方程。结果表明：人工种植梭梭日累积液流量过程线呈近似 “S”型,与土壤含水率具有极显著的相关性;液流速率日变化多呈双峰型,昼夜变化明显,对气温的时滞约1 h;原生梭梭耗水特征相对稳定,日累积液流量过程线近似直线型,与土壤含水率无相关性,液流速率日变化多呈多峰型,无明显日过程。观测期人工梭梭单位面积液流通量平均为0.240 L/(cm².d),是原生梭梭的1.5倍;降雨后人工和原生梭梭液流速率峰值分别比降雨前提前3 h和30 min。     

天山中部白杨沟天然林区森林小气候观测与分析

运用自动气象站对天山中部白杨沟天然林区森林内外气象因子进行同步观测,分析晴-多云、阴雨天森林的气温、相对湿度、土壤温度日变化和季节变化特征.结果表明:各季节林冠层平均最高温度和平均最低温度林内均低于林外,平均最高温度林内比林外低2.04℃,平均最低温度林外比林内高1.95℃.冠层相对湿度的平均值较林外高出3.63%,4...     

半干旱区玉米茎流规律及其对气象因子的响应

采用包裹式茎流计和小型自记式气象站对甘肃省会宁县太平镇主要农作物玉米的茎流速率及其周围的气象因子进行同步观测。分析结果表明:1)玉米的日茎流速率变化趋势基本一致,都呈"几"字型变化。晴朗天气下,茎流启动时间为6:00,于14:00~15:30达到峰值,持续较短时间后迅速降低,至晚上22:00达到较低值且在夜间保持了一定的茎流活动。而多云和阴雨天气玉米茎流速率则呈不规则曲线。2)玉米茎流速率与气象因子变化趋势相吻合。相关性分析结果表明,影响玉米茎流的主要因子依次是:光合有效辐射、空气温度、空气湿度、风速。玉米茎流速率与气象单因子分析及逐步回归方程表明,对半干旱区玉米茎流起关键作用的气象因子是光合有效辐射与空气湿度。     

井式节水灌溉下干旱区灰枣树干液流动态及其对气象因子的响应

在干旱区采用热扩散式液流仪(TDP)、HOBO小气候仪连续监测井式节水灌溉方式下盛果期枣树干液流及气象因子,探讨井式灌溉条件下盛果期枣树干液流变化对气象因子的响应。结果表明:枣树整个生育期树干液流总量为3 935 kg,夏季液流累积量为2 387 kg,约占整个生育期液流总量的61%,蒸腾耗水量夏季最为严重。影响各月枣树干液流的主导气象因子不同,而太阳辐射占各月比例较多。太阳辐射、水汽压亏缺值越大并不代表液流速率越大,液流速率的大小取决于时间、气象及枣树生理状态。     

西天山雪岭云杉林分密度对森林生物量分配格局和异速生长的影响

雪岭云杉林是新疆天山北坡山地森林中广泛分布的优势种,探讨林分密度对天山雪岭云杉林器官生物量分配格局和树高-胸径异速生长的影响,对于阐明雪岭云杉林生物量在不同环境中的适应具有重要意义。通过分析在不同林分密度(≤300株·hm^-2、300~450株·hm^-2、450~600株·hm^-2、>600株·hm^-2)下雪岭云杉林(Picea schren?kiana)的生长特性,研究林分密度对雪岭云杉林器官生物量分配格局及树高-胸径异速生长的影响。结果表明,随着林分密度增加,雪岭云杉林各器官平均生物量均降低;树干和树根生物量占比增加,树枝生物量占比减少,树叶和树皮生物量占比变化不显著;雪岭云杉林树高和胸径均随林分密度的增加而降低。此外,雪岭云杉林树高(H)和胸径(D)间具有显著的异速生长关系,其中树高-胸径(H-D)的最优异速生长方程为:y=2.312×x^0.900(R²=0.761,P<0.01);随着林分密度增加,雪岭云杉林lgH-lgD呈现出复杂非线性异速生长关系,该关系的显著性受林分密度变化呈现逐渐降低的趋势,这表明林分密度通过雪岭云杉林对生长资源的竞争影响各器官的生长发育。研究结果可为雪岭云杉林的可持续经营与管理提供理论依据和数据支撑。     

不同坡向雪岭云杉天然更新影响因素分析

为了解不同坡向环境因子对雪岭云杉林天然更新的影响，在天山北坡中段同一海拔雪岭云杉林的阴坡、半阴坡、半阳坡、阳坡设置系列样方开展调查，构建不同坡向环境因子-更新指数结构方程模型，根据各坡向环境特征分析云杉幼苗存活现状与环境因素间的关系。结果表明：（1）半阴坡和半阳坡更适宜幼苗的存活和生长，二者更新指数(0.065、0.057)显著高于阴坡和阳坡；（2）凋落物对雪岭云杉更新有双重作用，凋落物未分解层过厚不利于更新，丰富的有机质可促进土壤形成高氮环境，有利于林下幼苗更新；（3）不同坡向环境因子对更新指数的作用强度依次为：全氮含量（0.60）>成年树密度（0.46）>凋落物半分解层（0.37）>全钾含量（0.24）>有机质含量（0.23）>全磷含量（-0.16）>速效磷含量（-0.32）>凋落物未分解层厚度（-0.34）。综合来看，该区域的雪岭云杉幼苗在郁闭度大小为0.6左右，凋落物厚度为2.5 cm左右，土壤全氮、全钾含量较高的半阴坡、半阳坡更新较好。     

华北落叶松树干液流速率主要影响因子及关系的时间尺度变化

为探究树干液流速率Y(ml·cm~(-2)·min~(-1))与主要环境因子的关系随时间尺度(小时、日、月)的变化,在半干旱的宁夏六盘山叠叠沟小流域,于2014年生长季(5-10月)对华北落叶松树干液流速率及其环境影响因子进行同步监测。结果表明:1)树干液流速率在小时尺度上呈现"几"字变化特征,在日尺度上具有不规则波动现象,在月尺度上呈现整体先上升后下降的特征变化。2)树干液流速率在不同时间尺度上与环境因子的相关性发生变化,饱和水汽压差(VPD,k Pa)、空气相对湿度(RH,%)和太阳辐射强度(SR,w·m~(-2))对液流速率的影响在小时尺度上高于日尺度,土壤温度(Ts,℃)、空气温度(Ts,℃)和土壤含水量(SWC,%)对液流速率的影响在日尺度上高于小时尺度。3)回归分析表明,影响液流速率的主要环境因素具有时间尺度差异,饱和水汽压差是影响液流速率变化的最重要因素,月尺度上回归方程为:Y=-0.0350+0.0821×VPD;小时和日尺度上饱和水汽压差、土壤温度、太阳辐射强度和空气相对湿度对液流速率起关键作用,小时尺度方程为:Y=-0.0812+0.0612×VPD+0.0002×SR+0.0027×Ts+0.0004×RH;日尺度方程为Y=-0.0707+0.0524×VPD+0.0022×Ts+0.0002×SR+0.0005×RH。     

沙木蓼蒸腾耗水规律研究

采用热平衡包裹式树干茎流测量系统(Stem Heat Balance,SHB)和自动气象站观测沙木蓼生长季茎干液流以及环境因子,以揭示毛乌素沙地沙木蓼(Atraphaxis bracteata A.Los)蒸腾耗水规律。结果表明:1)沙木蓼液流具有明显的昼夜节律,启动、停止与日出、日落同步,夜间仍保持一定液流,以补充植物体水分亏缺。2)沙木蓼液流规律受天气影响显著:降雨时白天的液流速率大幅下降,夜间液流却大幅提升,日液流总量降至晴天的一半;阴天液流速率平缓,昼夜差距减小,液流总量较晴天小幅下降;多云天液流速率波动剧烈,但总液流量变化不大。3)沙木蓼生长季的液流量与土壤水分状况和植物体的生长阶段密切相关,6、7月份沙木蓼植株处在旺盛的营养生长阶段,新叶生长迅速,加上土壤含水充足,液流量总体是增长趋势,从7月末到8月份沙木蓼植株从营养生长期过渡到生殖生长以开花结果为主的阶段,蒸腾减小,同时天气干旱土壤水分逐渐亏缺,液流量呈下降趋势。4)从6月到8月基茎9mm,16mm,25mm的沙木蓼总耗水分别为100.8kg,170.5kg,301.3kg。沙木蓼植株生长季茎干液流总量基本与基茎成正比,平均为11.5kg/mm/a,可以用来作各个茎级沙木蓼植株的茎干液流推算,进而推算已知林分的总蒸腾耗水量。     

日光温室种植环境对葡萄液流特征的影响

为了探究我国东北地区日光温室种植条件下葡萄的液流特性及主要影响因素，对温室主棚（保温）与副棚（无保温措施）葡萄全生育期液流、生长指标及环境指标进行动态监测和系统分析。结果表明：（1）温室主棚与副棚葡萄液流的日内变化呈现单峰或多峰变化趋势，峰值出现在12∶00左右，液流基本停止时间为21∶00，夜间仍有微弱液流产生。不同月份液流强度不同，8月份液流速率最大，其次为6、10月。（2）全生育期下，主棚内相对液流速率（SF_R）主要受光能驱动的影响，光合有效辐射（PAR）是其主要影响因子，副棚的相对液流速率主要受到光能驱动和气孔导度的综合影响，饱和水汽压亏缺（VPD）和PAR均是其主要影响因子。气象因子与SF_R响应呈现明显的时间变异性，其中8月份SF_R与环境因子的相关性最为密切。（3）主棚的相对液流与影响因子的决定系数均大于副棚，且双因子组合模型预测精度高于单因素。（4）不同种植环境下葡萄的夜间液流有一定的占比，主棚的夜间液流占比略小于副棚的夜间液流占比，随着生育期的推进，葡萄植株夜间液流占比呈现先减小后增大的趋势。     

天山北坡中段雪岭云杉径向生长对气候变化的响应

分析树木径向生长对气候变化的响应，有利于准确预测未来森林的动态变化。天山北坡中山带广泛分布着以雪岭云杉（Picea schrenkiana）为单优树种的温带针叶林，本研究采集该处高海拔雪岭云杉树芯样本，用树木年轮学方法探究雪岭云杉径向生长对气候因子及干旱事件的响应特征。结果表明：（1）1960—2020年，雪岭云杉树轮宽度指数呈极显著上升趋势，未出现生长衰退现象，表明近期雪岭云杉生长状况良好。（2）雪岭云杉树轮宽度主要与当年6—8月气温，4月降水及除当年7月外的各月scPDSI显著正相关；滑动相关显示，雪岭云杉树轮宽度与气候因子的关系不稳定，1991年后，云杉对气候因子的正响应进一步加强。（3）雪岭云杉径向生长变化百分率在1879—1880年低于-25%，表明其在1879—1885年发生了生长衰退；随干旱频率和强度的增加，雪岭云杉应对干旱事件的抵抗力和恢复力下降，当云杉长时间处于水分较充足的环境而遭受突发干旱事件时，会导致其抵抗力严重下降，易发生生长衰退。综上所述，在气候变化背景下，升温在近期仍有利于该区域高海拔雪岭云杉径向生长，但升温过程中伴随着干旱频率和强度的增加，将使雪岭云杉的抵...     

天山不同海拔雪岭云杉径向生长对气候变化的响应

为研究不同海拔雪岭云杉(Picea schrenkiana)径向生长对气候要素的响应关系,分别在新疆伊犁尼勒克喀什河流域森林低、中、高海拔采集雪岭云杉树芯样本,建立不同海拔雪岭云杉树轮宽度年表。树轮年表与气象资料相关分析结果显示:影响3个采样点树木径向生长的气候因子主要是平均气温和相对湿度,对降水响应微弱。高、低海拔树轮径向生长对气温和相对湿度的响应相同,均对气温正响应,与相对湿度负响应,中海拔则与高低海拔相反。自1991年研究区气候突变后,雪岭云杉径向生长发生“生长分异”,高、低海拔树轮宽度指数呈显著下降,而中海拔呈显著上升。气候突变点前后,树木径向生长主要对气温和相对湿度响应关系不稳定,中海拔对5—9月的气温的正相关和对相对湿度的负相关显著增强,而低、高海拔主要与7—8月的气温转为显著负相关,与1—2月、7—8月相对湿度的正相关显著加强。根据雪岭云杉对气候要素的响应模式,气温的快速升温会加快水分蒸发,相对湿度随之下降,从而引起的干旱加剧对低、高海拔林区雪岭云杉生长产生负面影响,而适宜的增温可能对森林中部雪岭云杉生长具有促进作用。     

宁夏盐池毛乌素沙地柠条锦鸡儿茎流及蒸腾特征

利用Dynamax茎流测量系统、JA2103N千分之一天平和自动气象站对毛乌素沙地优生灌木树种柠条锦鸡儿的液流变化、蒸腾速率及其周围的环境因子进行观测.结果表明:①柠条锦鸡儿茎干液流速率日变化趋势呈多峰曲线;液流启动时间为7:00,9:00左右达液流峰值,峰值大小168～450 g/h,20:00左右降为最低,晚间有明显的液流活动现象.②柠条锦鸡儿的茎干液流日变化曲线与叶片蒸腾速率日变化曲线并不吻合,实验测得的叶片蒸腾速率不能同步反映茎干液流的动态变化特征.③柠条锦鸡儿白天液流速率变化趋势与环境因子变化趋势相吻合.相关性分析表明,影响灌木液流变化的主因子依次是太阳有效辐射、土壤含水量、空气温度和相对湿度.     

塔里木沙漠公路防护林乔木状沙拐枣耗水特性

利用植物茎流计,测定了塔里木沙漠公路塔中段乔木状沙拐枣茎干液流变化及耗水特性.结果表明3株乔木状沙拐枣在一个生长季内的日平均耗水量为4 183.4 g;在现行的灌溉管理条件下,4～10月3株基径为3.6,3.1,1.9 cm的乔木状沙拐枣日平均耗水量分别为6 203.5,4 829.1,1 517.5 g;7月份是耗水量最大的季节.乔木状沙拐枣液流日变化呈单峰曲线型,并随环境因子的变化有所波动;液流高峰值出现在12:00～15:00,最小值出现在0:00～3:00,夜间仍保持较高的液流速率.乔木状沙拐枣液流速率与基径呈正相关关系,在6月底,3株基径为3.6,3.1,2.1 cm的乔木状沙拐枣日耗水量分别为9 521.2,5 803.1 g/d和1 818.8 g/d.不同天气条件下沙拐枣日平均率日耗水量的排列顺序为:小雨＜阴天＜浮尘＜沙尘暴＜多云＜晴天.干旱的环境条件和较为充足的水分供应是耗水量大的一个重要原因.     

胡杨夜间液流通量及其影响因子研究

夜间液流在树木的整个生长过程中起着非常重要的作用,它不但与夜间蒸腾有关,而且有助于夜间自根系向上运输物质,为植物器官的夜间呼吸提供氧传递的机制。采用热比率技术,测量了荒漠河岸林自然生长条件下胡杨(Populus euphratica)的夜间液流通量大小、变化规律及影响因子。结果表明:1 4月胡杨夜间液流通量变化不大;5月和9月前半夜缓慢下降,后半夜缓慢上升,但变化幅度不大;6、7、8月均呈先下降后上升的趋势,且变化幅度较5月和9月大。2前半夜胡杨累积液流量约占整夜液流量的53%~62%,而后半夜仅占整夜累积液流量的38%~47%;后半夜液流通量显著低于前半夜;胡杨各月夜间累积液流量占整日累积液流量的比例依次为:4月(45.7%)5月(30.7%)8月(30.1%)9月(29.5%)6月(28.6%)7月(26.2%),春季夜间累积液流量占整日累积液流量的比例大于夏季和秋季。3胡杨夜间液流通量受水汽压差、气温等影响,就4—9月来看,胡杨夜间液流通量与环境因子的相关系数依次为:水汽压差(0.63)气温(0.58)空气相对湿度(-0.335)土壤含水量(0.17)。水汽压差是影响夜间液流通量最关键的因子。