沙地樟子松边材液流速率的方位差异特征

【目的】针对树干边材液流速率(Js)在树干不同方位间的差异及其对估算个体蒸腾量时的影响,本研究兼顾精度与节约成本的估算单株平均液流速率的方法,为单株蒸腾量的估算提供可靠方法和依据。【方法】利用热扩散技术(TDP)在科尔沁沙地樟子松整个生长季期间树干4个垂直方位的Js进行了监测,并对降水、土壤水分等进行了连续、同步的监测。【结果】沙地樟子松大树树干边材相对液流速率(液流速率除以该方位观测期间的最大值,Js/max)具有显著的方位差异(P 0. 01),其中以南侧边材的Js/max最高。各方位间Js/max值的相对大小具有个体间差异。土壤水分亏缺能引起各方位Js/max的同步显著降低(P 0. 05)。通过对不同方位整树平均液流速率(4个垂直方位的平均值)代表性的比较,确定以树干北侧Js值估算樟子松整树平均液流速率的简化模型(slope=1. 015,R2=0. 99,P 0. 01)。经独立样本的检验,模型精度为0. 99。【结论】沙地樟子松不同方位液流速率具有显著差异,且方位间的相对大小存在个体间差异。各方位液流速率间具有高度相关性。以北侧1个方位液流速率的测定就能较可靠地估算科尔沁沙地樟子松大树的平均液流速率。     

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。     

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.     

大青山油松人工林树干液流动态及其蒸腾耗水规律研究

应用TDP(Thermal Dissipation Probe)技术对大青山古路板林场的30a生油松人工林树干液流以及不同林分密度下的树木蒸腾耗水规律进行了研究。结果表明:1)在生长季内,树干径向断面形成层以下不同部位输水能力差异较大,最大流速位于形成层下3cm。2)油松树干液流的日进程呈现明显的昼夜变化规律。在11:00左右达到峰值,其值可达0.286 6~0.306 0cm3/s。3)树干液流量(Y)与树木的胸径(X)之间的关系可用Y=0.0053EXP(0.4823X)的指数函数模型表达。4)在相同立地条件下,随着阴坡林分密度从2 147株/hm2增加到4 463株/hm2,单株蒸腾耗水量从0.543 4cm3/s降低到0.319 7cm3/s,而林分蒸腾耗水量变化幅度较小,平均蒸腾耗水量为0.3710±0.0489(5)mm/h。结果指出,大青山30a生油松人工林经营密度应控制在3 307株/hm2左右。     

喀斯特森林宜昌润楠蒸腾耗水规律及其与环境因子的关系

使用热扩散液流探针,于2015年7月至2016年8月连续测定茂兰喀斯特森林宜昌润楠的树干液流,同步测定气温、太阳辐射、相对湿度、降水量、土壤含水量和风速等环境因子,分析不同天气、季节、时间尺度下宜昌润楠蒸腾的变化规律及其与环境因子的关系。结果表明:宜昌润楠树干液流速率呈现昼高夜低的变化规律,各季节日间树干液流速率平均值分别是夜间的8.95倍、14.32倍、10.0倍、5.24倍;不同天气下宜昌润楠日蒸腾速率(g·m-2s-1)依次为晴天(41.93±1.43)>阴天(12.73±0.63)>雨天(8.82±0.29);宜昌润楠日均蒸腾量为(5.75±0.31)kg/d,各季节日均蒸腾量(kg/d)表现为夏季(7.57±0.57)>秋季(6.75±0.72)>春季(4.00±0.54)>冬季(2.35±0.20);小时尺度上,各环境因子对蒸腾影响最大的是太阳辐射,影响最小的是降水量、土壤含水量,其中直接影响因素是相对湿度、太阳辐射(除雨天外),间接影响因素是风速(晴天、阴天)和太阳辐射(雨天);日尺度下因季节不同主要影响因子不同,月尺度下主要影响因子只有太阳辐射;随着时间尺度的增大,影响蒸腾的因素减少,且月尺度下环境因子对蒸腾的解释程度最高(78.9%)。各环境因子对蒸腾量的影响程度随天气条件、昼夜、季节、时间尺度等不同而不同,在任何尺度下太阳辐射都是影响蒸腾的主要环境因子。     

桉树液流径向变化及其对整树蒸腾估算的影响

目的 分析液流密度径向差异及其对整树蒸腾量估算的影响,以期为中大径级桉树人工林蒸腾的准确估算和尺度扩展提供可靠依据。 方法 采用Granier热扩散探针法(TDP)测定了10年生中等径级尾巨桉(Eucalyptus urophylla × Eucalyptus grandis)3个边材径向深度0～2、2～4、4～6 cm的液流密度。 结果 尾巨桉液流密度径向分布格局为递减型,日变化格局均为单峰型。用单点径向深度0～2、2～4、4～6 cm液流密度代表整个边材液流密度估算的整树日蒸腾量Tr2、Tr4和Tr6较基于多点估算值Tr246分别高估92.9%、低估28.2%和低估74.0%。由于0～2 cm 边材深度液流密度对环境变化较为敏感,并且 Tr2与Tr246之间的拟合精度较高(R2=0.964),因此,基于Tr2构建的整树日蒸腾量估算校正函数Tr246=0.522Tr2有效的提高了整树蒸腾估算的便捷性和准确度。 结论 中等径级尾巨桉液流密度具有明显的径向变化特征,不考虑这种径向变化将会导致整树蒸腾估算的较大误差。基于边材最外侧（0～2 cm）液流密度估算的整树蒸腾经过校正后可以方便准确地估算中等径级桉树人工林蒸腾耗水。     

树木蒸腾耗水测算技术的比较研究

１９８９—１９９１年，分别在山东（Ｉ－６９杨）与宁夏（合作杨）人工林中，用五种方法（整树容器法、热脉冲法、快速称重法、稳态气孔计法和微气象法）进行了蒸腾耗水的比较测定，结果表明：１．以整树容器法测定的单株日耗水量为１００％，则水分饱和下快称法相应值为１３０％—１４０％；气孔计法值为２９１％；热脉冲法值为９０．１４％。２．以热脉冲法测定的日耗水量为１００％，则快称法的测值为８８％（六年生树）与１１２％（二年生树）。３．气孔计法测值高于快称法，在宁夏干旱地区为后者的１３０％—１９０％，在山东较湿润地区为２４０％—３２０％。４．微气象法中午蒸腾值十分接近整树容器法与热脉冲法，其误差小于２％。     

CO2倍增与干旱胁迫交互作用对幼树蒸腾耗水日变化的影响

采用BP3400精密电子天平和Licor-7000开路式CO2/H2O分析仪,于2007年夏季研究了不同CO2浓度梯度和不同干旱胁迫水平下,4种幼树的实际耗水量及蒸腾耗水速率的日变化规律。结果表明,在各干旱胁迫水平下,CO2浓度倍增有效地降低了幼树的蒸腾耗水量和耗水速率。在干旱胁迫后期,白蜡、丁香、黄杨、侧柏的日平均耗水量分别比对照下降了42%、52%、37%和19%;日平均耗水速率平均下降了50%-65%。经过CO2倍增处理后,4种幼树的叶面积都明显增加,并且连续处理时间越长,效果越明显。     

干热河谷大叶相思树干液流季节动态及其与气象因子的关系

应用热扩散式探针法(TDP)对干热河谷主要造林树种大叶相思的树干液流进行了湿季(7-8月)和干季(1-3月)典型月连续监测,并结合自动气象站对周围气象要素进行同步测定,据此分析液流速率的昼夜、季节变化规律及其与气象因子的关系.结果显示:(1)无论是干季还是湿季,大叶相思树干液流均表现出明显的昼夜变化规律,即呈现“昼高夜低”典型的液流单峰曲线;(2)树干南面液流速率均高于北面,干季南、北方位液流速率最大相差0.0037 cm· s-1,湿季最大相差0.0014cm·s-1;(3)干、湿季液流平均值和最大值具显著差异,湿季树干液流速率平均值和峰值约为干季的2.8倍和2.5倍;(4)大叶相思树干液流速率与光合辐射强度、水汽压亏缺、大气温度、风速呈极显著的正相关关系,而与相对湿度呈极显著负相关关系,按相关程度排序为光合辐射强度＞大气温度＞水汽压亏缺＞相对湿度＞风速,其中,光合有效辐射、相对湿度、水汽压亏缺是影响液流速率的主导因子.     

干旱胁迫对7种绿化树种苗木蒸腾耗水的影响

在盆栽,水分胁迫条件下,研究红叶小檗、连翘、金叶莸、水蜡、紫丁香、国槐、金叶女贞7个北方常见园林绿化树种幼苗的蒸腾日耗水量变化规律,以探讨土壤干旱胁迫对树木蒸腾耗水的影响,评价这几个树种的抗旱性强弱。结果表明：7个树种幼苗的蒸腾日耗水高峰期均出现在12：00—16：00;随着盆栽土壤含水量的降低,各树种幼苗的日耗水量显著降低,根据蒸腾日耗水量的相对变化,7个树种抗旱性由强到弱依次为：国槐〉红叶小檗〉金叶莸〉金叶女贞〉连翘〉水蜡〉紫丁香。     

黄土高原半干旱区辽东栎的树干液流动态

利用Granier树干液流测定系统,长期监测黄土高原半干旱区延安市南郊天然辽东栎林优势木的树干液流,并同步监测环境因子(空气温度、湿度、太阳辐射、土壤含水量)。分析3株优势木边材液流在生长季内各月份的日变化特征以及液流通量密度与环境因子的关系。结果显示:辽东栎液流日变化总体上与太阳辐射和空气水气压亏缺呈相同趋势,但液流峰值出现时间较早,通常为10:00左右。随着生长季内物候变化,液流通量密度总体表现为前期(4—6月)较低、中后期(7—9月)较高、末期(10月)迅速下降的变化趋势。采用指数饱和曲线函数对液流通量密度和空气水气压亏缺进行拟合,有效地反映了各月份液流通量密度对空气水气压亏缺的响应特征。各月份的曲线特征和拟合参数的差异表明,蒸腾耗水过程也受到土壤水分状况等其他因素的影响。     

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.     

毛乌素沙地樟子松蒸腾变化规律及其与微气象因子的关系

本研究采用由热扩散植物液流技术测算得到的时间步长10 min的樟子松蒸腾速率数据,结合同步观测得到的冠层微气象要素值,分析了毛乌素沙区20年生樟子松主要生长季节蒸腾耗水规律及其冠层微气象的关系.结果表明:(1)樟子松蒸腾速率具有明显的时间变化特征.多云天气日,蒸腾速率日内变化总体呈多峰曲线趋势,单株蒸腾速率(Tr)在4-9月各月白天(6:00-19:00)的平均值为0.36～0.85 L·h-1;晴天日,除9月蒸腾速率日内变化呈多峰曲线趋势外,其余各月总体趋势呈单峰曲线,9月时Tr在10:00左右、13:00左右、15:00左右出现峰值,在14:00左右出现谷值.4-8月各月日内Tr在10:00左右出现峰值.4-9月各月Tr白天平均值为0.37～0.83 L·h-1;阴天天气日,蒸腾速率日内变化总体呈单峰曲线趋势,日内Tr最大值出现在10:00左右.4-9月各月Tr白天(6:00-19:00)平均值为0.29～0.63 L·h-1.在日际变化或季节变化方面,从4月份起,樟子松蒸腾耗水量逐渐增加,月耗水量在7月达到最高值,此后有所减小.4-9月总耗水量为1 143.7 mm,日平均为6.25 mm,7月份月耗水总量相对最大.4、5、6、7、8及9月耗水量分别占主要生长季节总量的10.76%、13.62%、14.05%、24.56%、19.47%、17.52%.(2)主要生长期内,Tr与冠层太阳总辐射(Ra),空气温度(Ta)、湿度(RH),风速(V)等气象要素有很好的复相关性,并通过显著性检验(a=0.01),且各月内影响樟子松蒸腾的最主要气象因子都是Ra.     

应用热扩散技术对亚热带红壤区湿地松人工林树干边材液流的研究

使用TDP热扩散技术在2003年5月21日15:54至6月6日9:04 对亚热带红壤丘陵区湿地松人工林液流速率进行连续测定和分析.结果表明:1)测量时间内湿地松日均液流速率表现出稳定的昼夜变动规律,平均液流速率为82.43 cm·d-1;2)对湿地松液流速率影响最明显的4个环境因子是空气温度、土壤温度、太阳辐射和空气相对湿度;3)对TDP液流数据质量控制可以通过特定时段的液流最大速率和平均速率之比及其置信区间分析,以及相关分析、配对t检验来进行.     

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。     

几种桉树、木麻黄苗期耐寒性研究初报

以5种桉树和5种木麻黄叶片为材料,在不同低温处理以后,测定其电导率,结果表明:直接采用电导率难以对桉树和木麻黄的耐寒性作出评价,而采用电解质透出率评价耐寒性结果较稳定,对电解质透出率配以Logistic曲线方程,且以处于拐点附近的温度做为半致死温度,能定量地评价其耐寒性,为早期选择耐寒桉树和木麻黄提供科学依据。     

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.     

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.     

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。