江西千烟洲湿地松生长旺季树干液流动态及影响因素分析

运用Granier热扩散式探针对湿地松树干液流密度进行长期连续测定,并对其周围多个环境因子进行同步测定.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,边材面积和胸径的关系可用二次函数很好地拟合.液流速率平均值、最大值均与胸径呈幂函数关系,相关关系的判定系数在0.99以上.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.湿地松各月液流密度日均值总体上呈逐渐减小的趋势,即6月份最高,其次为7月和8月.生长旺季边材液流密度主要受冠层温度、冠层相对湿度和光合有效辐射的影响.采用一元线性回归方程拟合液流密度与单个气象因子的相关关系,并建立液流密度与上述3个因子的多元线性回归方程,所有方程和回归系数的相关性检验均达到极显著水平.各气象因子与液流密度相关程度为冠层相对湿度＞光合有效辐射＞冠层温度.     

基于热扩散探针的便携式植物液流监测仪研究

液流是植物重要的生理指标,在蒸腾耗水规律研究及相关应用中需要对液流进行长期、精准的在线监测。针对国外商用液流仪价格偏高,模块化液流仪在体积、性能、野外供电及通信等方面存在诸多不足的问题,运用集成化设计理念,设计了一款基于热扩散原理的便携式植物液流监测仪。采用嵌入式微处理器STM32作为主控芯片,以AD620和OP07组成的低噪声精密放大电路为核心,设计了探针恒流加热、SD卡存储及GPRS通信、太阳能供电和电量监测报警等电路,运用迭代算法获得当天测量电压最大值,即时计算出植物液流密度。现场测试和对比试验表明,该仪器性能稳定,显示、存储、读取、传输和报警等功能正常,测得的液流密度数据准确,与对比仪器DeltaT数据采集仪测得结果具有良好的一致性。双探针监测时,在没有光照的情况下可连续工作7 d,在有光照天气情况下可实现长期连续工作。该液流仪性价比高、使用方便、通道易于扩展,可替代进口产品,在植物水分传输及利用研究、森林生态系统对环境变化的影响监测以及城市绿地水分管理等领域具有良好的应用前景。     

日光温室深埋秸秆不同灌水下限对土壤热扩散率的影响

通过温室小区试验,探讨深埋秸秆条件下不同灌水下限对土壤热扩散率的影响。利用Matlab数学软件对地表及距垄台表面深度为15 cm处实测地温数据进行拟合,标定正弦函数温度曲线。同时,利用常规方法计算振幅并拟合相位,得到正弦函数温度曲线。计算两种方法得到的模拟地温与实测地温误差,并比较两种方法的拟合度,选择适宜的深埋秸秆条件下正弦函数温度曲线。根据正弦函数温度曲线得到的振幅和相位分别计算相应的土壤热扩散率。结果表明:深埋秸秆条件下,两种方法在深层土壤处的温度曲线拟合度皆较高,深层土壤温度波动规律更加稳定。用标定法得到的模拟地温与实测地温间误差皆小于常规法误差,基于标定法计算出的土壤热扩散率精度更高。振幅法和相位法计算的土壤热扩散率存在一定差异,由振幅法计算的土壤热扩散率小于由相位法计算的土壤热扩散率,但两种方法计算的土壤热扩散率与不同灌水下限的关系是一致的,即在深埋秸秆条件下土壤热扩散率随土壤含水量的增加而增加,但当土壤含水量达到一定水平后,土壤热扩散率不再随含水量增加,甚至会随含水量的增加而减小。这说明不同灌水下限对土壤热扩散率的影响是非线性的。     

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5cm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．     

华北石质山区黄连木耗水特征研究

采用热扩散式液流探针(TDP)结合气象站资料,观测和研究黄连木生长季节树干液流与环境因子的关系,以揭示黄连木的耗水规律.结果表明:(1)黄连木树干液流日变化呈现“几”字型,呈“宽峰”型,夜间仍保持一定液流,日耗水量为12～ 14.5 L.液流规律受天气影响:阴天较晴天时具有“窄峰”,雨天时的液流变化不大;晴天比阴天液流启动早,进入低谷晚,雨天则表现无规律;树干液流峰值大小、日均液流速度和耗水量均为晴天＞阴天＞雨天.(2)黄连木各月树干液流变化有所不同,5月份呈“单峰”型,6-8月表现为“宽峰”型,而9-10月则呈现“双峰”型;液流启动6-8月早于其他月份;液流速度峰值大小顺序为:5月＞7月＞9月＞8月＞6月＞10月,日均液流速度及耗水量大小顺序为:7月＞5月＞8月＞6月＞9月＞10月.(3)影响黄连木树干液流的主要环境因子是太阳辐射、大气温度、空气相对湿度;各月份耗水模型拟合良好,调整R2大部分达到0.89以上.     

环境因子对沙地人工杨树林树干液流的驱动影响

以唐山市滦南县林场107速生杨（Populus×euramericana cv.‘74/76’）为研究对象,使用滴灌法将土壤体积含水量分别设置为15%～20%、10%～15%和5%～10%,利用热扩散式探针法（TDP）测定杨树边材液流速率,同时监测太阳辐射、气温、大气湿度、大气压、风速等气象因子,探寻不同环境条件下107杨树树干日间和夜间的液流变化规律,分析不同环境下林木对水分的利用,为速生丰产林制定合理的水分灌溉策略提供指导。结果表明,晴天树干液流较阴雨天启动时间早、峰值高、持续时间长、夜间波动大;土壤缺水条件下,树干液流启动时间晚、峰值低、持续时间短,夜间液流变化平缓且增高;树干液流与气象因子存在“时滞效应”,树干液流滞后于太阳辐射40min,而提前于气温、相对湿度、VPD（水汽压亏缺）60min;树干液流与VPD呈现“迟滞回环”关系,时滞错位后气象因子对树干液流均具有显著驱动作用,日间树干液流与气温相关性最大,驱动力较强,而夜间与VPD相关性最大,驱动力较强;经过时滞错位后树干液流与气象因子拟合效果优于时滞错位前。可见,环境因子对树干液流具有明显的驱动作用,树干液流可以较好地反映沙地土壤的水分情况和林木的水分消耗特征。     

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％。     

大兴安岭北部兴安落叶松树干液流规律及影响因子分析

利用Granier 热扩散植物液流技术(TDP),于2012 年5—9 月连续对大兴安岭北部兴安落叶松蒸腾进行测定, 结合同步观测的环境因子,分析兴安落叶松树干液流规律及其与环境因子的关系。结果表明:1) 兴安落叶松蒸腾速率具有明显的昼夜变化规律,晴天和阴天均为单峰曲线,雨天为双峰曲线,且晴天和阴天的蒸腾速率高于雨天。夜间液流通量占整日液流通量的百分比为晴天(5.91%) 雨天(4.88%) 阴天(2.57%),在高温无雨情况下,液 流通量呈现随高温无雨日数的增加而逐渐降低的趋势。2) 6—8 月兴安落叶松蒸腾量占观测期总耗水量的80%, 液流速率日峰值较高,其中7 月最高达23.6 cm3 / (cm2·h),5 月次之,9 月最低为2.03 cm3 / (cm2·h)。3) 边材液流速率与环境因子存在良好的相关性,多元回归模型决定系数为0郾79;影响兴安落叶松树干液流的主要影响因子为蒸汽压亏缺和光合有效辐射。4) 生长季内兴安落叶松林蒸腾耗水量为566郾49 t/ hm2 ,即56郾65 mm,占同期降雨量 的12%。      

盐池毛乌素沙地白榆树干液流研究

采用基于热扩散原理的ES-SF茎流测量系统,监测了盐池毛乌素沙地白榆树干液流的动态变化,同时用自动气象站记录附近的太阳辐射、最高与最低气温、空气相对湿度、风速等气象因子,探讨气象因子对树干液流的影响。结果表明:白榆树干液流日变化为多峰型,昼夜变化显著且夜间液流量小而稳定,晴天变化幅度最大,阴天变化幅度最小;树干液流主要集中在8:00-18:00,占全天液流总量的80%多;白榆树干液流变化趋势与环境因子变化趋势相吻合,相关性分析表明,影响液流变化的主要环境因子依次为太阳辐射、空气温度、空气相对湿度和风速。     

青海云杉树干液流研究

采用基于热扩散原理的树干茎流测量系统,于2008年8月监测了黄土高寒区青海云杉树干液流的动态变化,同时用自动气象站记录当地的太阳辐射、气温、空气相对湿度、风速等气象因子,探讨气象因子对树干液流的影响。结果表明:青海云杉树干液流日变化为多峰型,昼夜变化显著且夜间液流量小,晴天变化幅度大且相对稳定,阴雨天变化幅度小但波动剧烈;青海云杉树干液流主要集中在8:30~20:30,占全天液流总量的95%以上;茎流变化趋势与环境因子变化密切相关,相关性分析表明,影响茎流变化的主要环境因子依次为空气相对湿度、空气温度、太阳辐射和风速。