雷州半岛尾巨桉人工林树干液流对台风天气的响应

[目的]为正确认识台风对桉树人工林蒸腾耗水的影响。[方法]采用热扩散茎流计对尾巨桉树干液流在台风前后进行连续监测,分析其对台风天气的响应,并同步测定林分气象条件,分析台风过程中树干液流与气象因子之间的相关性。[结果]表明:台风当天,树干液流密度与台风登陆前后(单峰)不同,呈不规律多峰型曲线,树干日均液流密度(2.89 mL·h~(-1)·cm~(-2))较台风前减少53%,夜间液流波动较大;日间最大峰值(7.76 mL·h~(-1)·cm~(-2))出现在下午,峰值较台风前降低55%,树干液流日通量极显著小于台风登陆前后;台风登陆前树干液流密度峰值(17.4 mL·h~(-1)·cm~(-2))及平均液流密度(6.15 mL·h~(-1)·cm~(-2))分别是台风登陆过后的1.24倍和1.14倍,台风后树干液流日通量较台风前均有所下降;台风当天,影响液流的主要气象因子为风速、大气温度、空气湿度、水汽压亏缺和降雨量,液流与风速的相关系数较台风前增大52%,与降雨量的相关系数是台风前的2.6倍,与其他因子的相关系数较台风前均下降了50%左右,而台风登陆前后之间的主要影响因子差异不大。[结论]台风当天的日均液流密度、白天的平均液流密度和日通量均极显著小于台风前后,而夜间液流显著大于台风前后;台风前后的日均液流密度差异不显著,夜间液流台风前显著大于台风后;台风过程中风速成为影响液流的关键因子,与太阳辐射相关性不显著,其他影响因子与台风前后相同,但相关系数除风速和降雨量外均显著下降。     

应用热扩散技术对柠条锦鸡儿主根液流速率的研究

运用热扩散技术对柠条锦鸡儿根部液流速率(Fs)进行连续测定,同步进行环境要素的实时监测。选择2008年4—10月30天典型晴天日观测数据。结果表明:1)Fs在晴天日表现出典型的宽峰型正态分布,可划分为4个特征差异明显的阶段,反映了大气环境因子对液流的直接驱动效应,以及柠条锦鸡儿叶片气孔行为对液流变化的调控作用。2)液流的变化受多个环境因子共同驱动,其中潜在蒸发散(ET0)综合性强、与Fs相关紧密,是分析液流特征更为可靠的复合型环境变量。Fs与主要环境因子间的耦合关系因时段而异,在早晨启动的液流上升阶段,Fs与太阳辐射、ET0间均呈线性关系,反映了太阳辐射等因子对液流的驱动与对光合作用的激活效应,而在峰值后的下降阶段基本呈Sigmoidal-Hill函数关系;Fs随大气水分亏缺(VPD)的变化与随太阳辐射、ET0的变化趋势相反,表明VPD在达到一定值后启动气孔调节行为以及抑制过度蒸腾耗水的效应。3)柠条锦鸡儿根部Fs与主要环境要素间的变化近似同步,试验期间没有出现典型的时滞现象。4)在整个生长季的大部分时间内观测到柠条锦鸡儿根部夜间持续存在着液流现象,夜间液流量平均占全天液流量的3.83%。试验结果可例证热扩散技术在根部测定液流并用来计算灌木树种单株耗水方法的科学性与优越性。     

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。     

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。     

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.     

辽东栎不同方位边材液流季节动态及其对蒸腾耗水测算的影响

利用Granier树干液流测定系统,对黄土高原半干旱区天然辽东栎树干不同方位的边材液流动态进行了长期监测,并同步监测环境因子(空气温度、湿度、太阳辐射等),分析了不同方位液流通量密度的相互关系、对液流通量和蒸腾耗水量测算的影响以及与环境因子的关系。结果显示,辽东栎东、西、南、北4个方位测得的液流通量密度存在显著差异,并显著相关。辽东栎生长季内(5-10月)单株日蒸腾耗水量分别与日总太阳辐射和日均白天空气水气压亏缺进行指数饱和曲线拟合,拟合效果较好。采用2个方位和1个方位树干液流通量密度测算的整株蒸腾耗水量与采用4个方位的测算值分别相差约18%和30%,说明不同方位之间的液流差异可能成为蒸腾耗水测算的重要误差来源。     

杨树春夏季树干液流与耗水变化规律

以北京市大兴区榆伐镇大兴林场沙地杨树人工林107欧美杨(Populus×euramericanacv.“74/76”)为研究对象,采用热扩散式探针(TDP)结合HOBO自动气象站,于2011年3-7月对杨树树干液流及林地环境因子进行连续观测.结果表明:杨树春夏季边材液流的日变化均呈单峰曲线,夏季液流每天启动的时间早于春季3h左右,达到峰值的时间晚于春季1h左右,迅速下降的时间晚于春季2h左右,峰值和日平均液流速率小于春季;3-7月的月平均液流通量介于5.31～51.31 cm3/h;平均液流通量夏季(47.92 cm3/h)＞春季(35.72 cm3/h);日耗水量随胸径的增大而增加,与树干胸径和边材面积的相关性达极显著水平(p＜0.01),相关系数分别为0.956和0.984.杨树边材液流速率和液流通量的季节变化说明杨树夏季蒸腾量大,是水分管理的关键时期.     

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。     

马占相思树干液流的研究

采用ICT-2000TE树干液流测定系统,对华南地区的主要造林树种马占相思的液流变化进行了为期1a的观测,并对树干液流变化特征、液流量日变化、各位点液流及全年液流量的变化进行了深入研究。结果表明:马占相思的树干液流量日进程呈单峰型曲线,雨、旱季的全天总液流量分别为10.988×103、5.082×103g,全年总液流量为2238.265×103g;马占相思木质部不同部位输水能力差异较大,液流速率最大的位点位于木质部15mm处;马占相思单位边材面积日累计液流量在雨、旱季分别为85.203×103、57.463×103g·m-2左右,整个过程呈"S"形。