油松边材液流时空变化及其影响因子研究

2000～2001年,利用热扩散式边材液流探针及微型自动气象站对北京林业大学西山实习林场低山阴坡45年生人工油松林单木边材液流速率进行了连续观测.持续的春季干旱导致油松边材液流速率时空变化特征发生很大变化.油松边材液流速率日变化呈现"早晨启动并迅速上升-中午前后出现峰值-峰值后缓慢下降-夜间进入低谷"典型的液流波形特征.树干上位液流波峰值明显大于下位,且峰值和低谷出现时间较早,但二者周期相同.随着时间推移和春季干旱胁迫的加剧,边材液流启动和峰值出现时间提前至17:50和6:00, 峰值进一步减小.灌水后树干液流启动时间和峰值出现时间明显提前,树干边材液流速率显著提高,连续两日树干上位液流峰平均值较灌水前提高40.1%,树干下位液流速率提高95.1%.油松边材液流速率与林内太阳辐射、空气温湿度、土壤温度、风速等环境因子密切相关,其多元线性回归模型达到极显著水平.     

油松树干边材液流空间变化规律

利用热扩散探针配合自动气象站,于2005年在北京林业大学妙峰山试验林场对油松树干边材液流指标空间变化规律进行了研究。结果表明:油松树干不同高度边材液流速率随树干高度的升高而增加,而且,高层液流峰值的出现时间比低层早,高层液流曲线窄、斜率大,低层液流曲线变化平缓、斜率小。树干不同高度的平均液流速率峰值为:6.6m处为0.0013cm·s-1,4.6m处为0.0010cm·s-1,2.6m处为0.0006cm·s-1,0.6m处为0.0003cm·s-1。在树木生长正常的情况下,无论是液流速率还是连日耗水量,不同直径的单株树干液流都随直径的增加而增加(树干直径和边材面积与日平均液流速率和平均耗水量相关分析表明,除油松直径与液流速率的相关系数为0.867之外,其它相关性都在0.9以上,差异性极其显著),但其变化并不是线性的,在一定范围内,相差一个径阶,液流速率并无明显的变化。土壤的含水量极大地限制着树木的耗水能力,日平均液流通量与土壤含水量呈现良好的指数关系:y=0.597e25.154x(决定系数R2=0.8999),其中,20~40cm土层的这种关系更为密切。不同气象因子对树干的液流影响方式不同:太阳辐射、大气温度、风速与液流指标呈正相关,并且属于第一主分量,对液流的影响较为直接;空气相对湿度和土壤温度与液流指标呈负相关,属于第二主分量,对液流的影响较为缓慢。多元线性回归分析表明:各气象因子和液流相关性都比较高,通过气象因子可以预测树干液流。     

滨海盐碱地不同衰退程度刺槐树干液流规律

以滨海盐碱地31 a衰退刺槐为研究对象,采用TDP树干液流测定系统测定树干边材液流变化规律,同时进行全自动微型气象站全天候检测林分气象和土壤生态环境因子。结果表明:衰退树木同方位同高度液流速率降低,高度愈大下降愈快,树木衰退与液流速率呈显著相关。正常树体液流速率日变化呈宽峰曲线,随着衰退程度的增加逐渐变为窄峰,树体液流启动时间晚,开始迅速,下降时间早;正常树体1.5 m处液流启动时间在每天7:00左右,12:30左右出现峰值,19:00左右开始迅速下降,中等衰退树体在7:30左右启动,13:30左右出现峰值,18:30左右迅速下降,严重衰退树体在9:30左右启动,12:00左右出现峰值,17:30左右迅速下降,随高度增加,启动时间、峰值出现时间和下降时间提前。北侧液流速率显著高于南侧,随着衰退程度增加,南北侧液流速率相差减小。健康木不同高度液流速率6 m>4 m>1.5 m,随着衰退程度增加,6 m和4 m液流速率减小,不同高度速率差异变小。南北方位液流速率相差显著,北侧显著大于南侧。     

银杏树干边材液流及水容特性研究

为探明银杏(Ginkgo biloba)枝叶水势、水容特征及其对树干边材液流的调节和影响。利用热扩散式边材液流检测技术、压力室技术等对其树干边材液流、枝叶水势、水容等进行测定。结果表明,春、夏、秋三季银杏树干边材平均液流速率分别为（1.11±0.76）×10^-3、（0.82±0.58）×10^-3、（0.94±0.21）×10^-3 cm·s^-1,三者之间无显著差异。银杏枝条与叶片水势、水容具有相似的“V”型日变化。整个生长季,银杏枝条和叶片平均水势分别为（-1.74±0.24）MPa和（-1.80±0.20）MPa;枝条和叶片水容分别为（0.38±0.02）×10^-3 g·cm^-3·MPa^-1和（5.83±1.9）×10^-3 g·cm^-3·MPa^-1。银杏枝叶水势、水容与树干边材液流速率呈负相关,共同作用和调节其蒸腾耗水,但不同时段其主导因子不同。     

107杨夜间液流变化规律及其影响因子

为了实现杨树的精准灌溉,本研究以107杨为研究对象,采用热扩散探针法(TDP)配合小型自动气象站的方法,对107杨的树干液流及气象因子进行了同步监测,统计分析了其夜间树干液流变化规律以及影响因子。结果表明,白天(5:00—20:00)液流呈现单峰多峰的趋势,且液流速率值较大,夜间(20:00至次日5:00)液流速率值很小,但不为0;夜间树干液流前半夜(0:00之前)呈下降趋势,且下降速率由快到慢,后半夜(0:00之后)液流速率呈上升趋势,且上升速率较慢;夜间树干液流只与风速表现出了显著正相关性,相关系数为0.080,而与其他因子均未表现出显著相关性。     

油松树干液流特征及其与环境因子的关系

利用TDP(thermal dissipation probe)茎流计观测油松树干液流速率在生长季节的动态变化,并结合全自动气象站同步监测了环境因子。结果表明,油松树干液流速率连日变化为昼夜单峰曲线变化规律,白天差异显著,夜间差异不大。在油松主要生长月份(5-10月),各月的均值分别为19、26、36、41、21、9 cm.h-1;以气象因子作为自变量,以边材液流速率作为因变量,经过逐步回归,建立油松液流速率与环境因子的多元线性模型,回归方程极显著,其相关程度:太阳辐射>大气温度>相对湿度>风速>水汽压。     

天目山柳杉古树的树干液流速率时空变化

应用热扩散式边材液流计,研究了天目山柳杉Cryptomeria fortunei树干液流速率时空变化、蒸腾耗水量及其与环境因子的关系,揭示了柳杉水分生理的内在机制。结果表明：柳杉树干液流速率的日变化呈单峰曲线．春季于6：20左右启动,12：30左右达到峰值,18：50左右开始迅速下降。夏季于7：00左右启动,13：20左右达到峰值．19：40左右开始迅速下降。春季液流启动比夏季早,达到高峰和迅速下降时间均比夏季提前。春季液流峰值、日均液流速率和液流量均显著大于夏季,且胸径越大的柳杉液流速率越大：在柳杉不同方位上．春季柳杉南向液流速率最大,为平均值的187．3％,西向最小仅为平均值的15．4％。夏季东向液流速率最大,为平均值的226．2％．北向最小为平均值的33．1％。同一季节不同测点的液流速率目变化有明显差异．但具有较好的一致性．不同季节液流变化节律表现不同;在柳杉垂直高度上,柳杉春季日均液流速率大小排序为中位（61．71g．min-1）〉上位（48．36g．min-1）〉下位（35．10g·min-1）,夏季则为上位（20．65g·min-1）〉下位（14．81g·min-1）〉中位（10．43g·min-1）,不同高度的树干液流速率差异明显,且上位液流的波动节律明显早于中位和下位．上位液流峰值出现的时间比下位要早。图5表3参30     

西伯利亚落叶松树干液流的动态变化

基于热扩散原理,利用TDP茎流计连续测定6—9月西伯利亚落叶松的树液流动速率,分析其季节变化和日变化特征。结果表明:(1)西伯利亚落叶松树干液流的最大速率出现在7月,且其南向树干液流值为是其北向液流值的1.08倍;但二者的变化趋势相同,但变化速率和变化幅度有差异。(2)树干液流的日变化呈"昼高夜低"的多峰型变化规律,12:00—17:00时段的液流处于高水平状态,5:00—8:00夜间液流的为0,夜间补水完成。(3)南向树干液流启动时间较北向的早0.5h,日最大液流速率是北向树干的1.16倍。(4)树干液流速率与气温和太阳辐射呈极显著正相关(P0.01),与相对湿度和土壤温度呈极显著负相关(P0.01),与风速呈显著正相关(P0.05),各因子的影响力排序为:气温空气相对湿度光合有效辐射土壤温度(10~20cm)土壤温度(0~10cm)风速。     

元宝枫树干液流的时空变异性研究

该研究应用热扩散式边材茎流计,对北京植物园绿地中元宝枫树干液流的时空变异特征进行了观测.研究结果显示:树干液流的日变化和季节差异与太阳辐射日变化和季节差异具有较好的一致性,夏季太阳升起比春秋早,落日比春秋晚,相应地树干液流启动夏季比春秋季早,进入低谷比春秋季晚;元宝枫为春季耗水性树种,树干平均液流速率春季0·00188cm/s、夏季0·00112cm/s、秋季0·00086cm/s;元宝枫树干液流存在明显的方位差异,同一样木,液流最大方位的流速可达平均值的122·1%,最小为平均值的86·3%,在同一株样木上,液流的方位差异较为稳定,不同样木液流最大和最小的方位不同,树干液流的方位差异与冠幅大小无关;在垂直高度上,春夏两季上部液流的波动节律明显早于下部和中部,液流速率上部最大,中部次之,下部最小.     

干旱荒漠区银白杨树干液流动态

应用热扩散式树干茎流计(TDP)于2012年7月1日至7月25日,在克拉玛依地区农业开发区对银白杨(Populus alba L.×P.talassica)人工林树干液流速率进行了连续测定,并对气象、土壤水分等指标进行了同步测定。结果表明:7月份的晴天银白杨树干液流速率日变化呈单峰型,阴天呈多峰型,在测量时期液流速率日平均值为0.6059 L/h;银白杨树干单位边材面积的液流速率与太阳总辐射、大气温度、水汽压差呈极显著正相关关系,与相对湿度呈负相关关系。其相关系数绝对值顺序为太阳总辐射>大气温度>水汽压差>相对湿度>风速;银白杨边材面积与胸径之间存在着显著的线性相关关系,相关系数为0.834,单位边材面积的液流速率随树干胸径的增大而减小。     

应用热脉冲方法对红富士苹果树干茎流速率的研究

采用热脉冲探针和数据采集器,测定了黄土高原地区苹果园红富士树干的液流速率.结果表明,单棵树的边材径向液流速度的总趋势是从形成层向内逐渐减少,边材12 mm处的液流速率占5 mm处液流速率的0.6～0.7,而32 mm处的速率仅为5 mm处的0.2左右.苹果园红富士树干的液流速率变化在晴天表现为单峰曲线,在生长季4～8月期间晴天,树干茎流在早晨6:30～7:00 时开始启动,形成层下5 mm处树干液流速率在4～5 cm/h以上,在12:30～14:30 时达到最大值,期间树干液流速率基本保持在45～57 cm/h以上,最大值可达到64.6 cm/h.在22:00时树干液流速率降低到最低水平,并维持到第二天液流启动时,这段时间树干内几乎没有树液流动.在阴天表现为较低水平的多峰曲线.     

新疆乌拉泊库区主要乔木树种树干液流对比研究

选择新疆乌拉泊库区沙枣、银白杨、大果榆、白榆和火炬等5种乔木树种,于2009年5月份和8月份对树干液流和气象进行同步监测。结果表明:(1)沙枣、银白杨和火炬树干液流表现为单峰曲线;大果榆和白榆树干液流则为双峰曲线;5月份平均液流流速为火炬>银白杨>沙枣>大果榆>白榆;8月份树干液流平均流速为沙枣>白榆>大果榆>火炬=银白杨。(2)5种树种的树干液流流速与气温、太阳辐射强度呈极显著正相关,与空气相对湿度呈极显著负相关;除大果榆树干液流与风速呈显著相关外,其余树种树干液流流速与风速关系不密切。(3)沙枣、大果榆和白榆8月份树干液流流速比5月份高;火炬则表现出相反的变化趋势;银白杨变化不明显;5种树种的日耗水量也表现出类似的变化;各树种5月份日耗水量为大果榆>白榆>火炬>银白杨>沙枣;8月份的日耗水量为大果榆>白榆>沙枣>银白杨>火炬。     

水蚀风蚀交错区河北杨树干液流密度特征及其对环境因子的响应

目的研究黄土高原水蚀风蚀交错区乡土树种河北杨的树干液流密度变化特征及其与环境因子的关系,为该地区水资源承载力研究和树种选择提供理论依据。方法利用Granier热扩散探针法和自动气象监测系统对陕北吴起县河北杨树干液流密度和周围气象条件、土壤含水量等进行连续测定分析。结果河北杨树干液流密度日变化呈宽幅单峰形,液流密度峰值提前于太阳辐射强度峰值约2.5h,提前于水汽压差(VPD)峰值约4h。夜间液流活动主要发生在后半夜00:00—06:00,晴天液流密度变化幅度小,雨天变化幅度大;灌水当天干基液流密度峰值出现的时间明显提前,峰值大小比灌水前提高66.66%,冠基处峰值比灌水前提高73.62%,灌水处理后实验组连续两日液流密度均值比灌水前减少2.21%,而对照组减少21.89%,晴天条件下,树干液流密度与太阳辐射、VPD、气温和风速极显著正相关(P < 0.01),与土壤含水量显著正相关(P < 0.05),与相对湿度极显著负相关(P < 0.01)。降雨天树干液流密度与太阳辐射、气温和风速极显著正相关(P < 0.01),与VPD显著正相关(P < 0.05);与对照组比较,灌水之后液流密度与气象因子的相关系数绝对值没有明显增加;河北杨树干储存水的日动态总体表现为上午释放和下午补充,并存在两次较明显的释放-补充周期。结论河北杨树干液流密度主要受太阳辐射强度、VPD、气温、相对湿度、风速和土壤含水量的影响,液流密度峰值时间与太阳辐射强度、VPD、气温等气象因子存在时滞,土壤水分的增加可缩短液流密度与气象因子峰值的时间差,上午储存水的持续释放是导致树干液流密度与气象因子时滞效应的重要原因。      

乌兰布和沙漠人工梭梭夏季茎干液流变化特征及其与气象因子的关系

为了揭示乌兰布和沙漠人工梭梭水分利用规律,探究人工梭梭的生态适应能力,利用PS TDP8树木茎流监测系统和自动气象站对乌兰布和沙漠1979年人工种植梭梭的液流变化及其周围的环境因子进行观测,采用逐步回归及相关分析法对茎干液流变化规律及其与太阳总辐射、空气温度、相对湿度、风速、土壤温度、土壤含水量的相关关系进行研究。结果表明：梭梭晴天茎干液流日变化呈“单峰型”,雨天茎干液流日变化呈“双峰型”;夏季晴天梭梭茎干液流在7:00左右启动,9:30左右出现峰值,液流在10:20以后开始迅速下降,至21:30基本下降到极低值,夜间仍有液流。直径125和895 cm的梭梭液流日累积量分别为1423 和260 L。晴天,茎干液流速率变化幅度较大,白天的液流速率高于夜间。雨天的液流峰值显著低于晴天,且夜间液流小于晴天。相关性分析表明,晴天,影响梭梭液流速率的环境因子依次为太阳总辐射、土壤含水量、空气温度、空气相对湿度、土壤温度、风速;雨天,影响梭梭液流速率的主要环境因子依次为太阳总辐射、空气温度、空气相对湿度、土壤温度、风速、土壤含水量。研究结果可为人工梭梭林的经营管理提供理论支撑,对沙漠地区人工梭梭的管理和保护有重要的理论和实际意义。     

小钻杨树干液流特征及其与环境因子的关系

利用SF200茎流仪监测小钻杨树干液流的运移规律表明,整个生长季各月最大日平均液流速率为7月>8月>6月>9月>5月>10月>4月.液流速率的日变化曲线5、7、8、9月为双峰型,4、6、10月为单峰型,5月为峰型过渡阶段.夜间仍维持较低液流速率.阴雨天里液流启动较晚,停止较早,变化缓慢,在上升或下降的过程中发生波动现象.树冠东南侧液流速率大,西北侧液流速率小.不同径向深度各位点液流速率不同,液流速率随径深增加而增大,最高液流位点在20 mm处,15和10 mm次之,5 mm处最小.土壤含水量与液流速率呈良好的对数关系,光照强度和空气温度与液流呈正相关,空气湿度与液流呈负相关,风速与液流关系复杂.通过多元线性回归,得出气象因子与液流速率呈极显著相关,相关系数均在0.795以上.空气温度和光照强度是影响液流速率最主要的因素.     

北京山区油松林蒸腾耗水特性研究

利用热扩散探针配合自动气象站,于2005年在北京林业大学妙峰山试验林场对油松水分运移规律进行研究.结果表明,油松树干液流速率呈明显的季节性变化规律,且与土壤含水量和当月降雨量有很好的相关性,相关系数为0.956;树干液流速率月平均值在1份有最低值,为0.00019m/s,最高值出现在6月份,为0.0006cm/s,是1月份的3.2倍;油松的连日变化规律在各个时期都呈明显的峰状曲线,只是土壤水分充足时期的液流速率值比干旱时期的要高一些,气象因子是影响油松树干液流日进程的主要因子.     

不同灌水量条件下苹果树茎流变化规律及其影响因素

为分析阿克苏地区苹果树在不同灌水量条件下(滴灌单次灌水量99.0、148.5、198 m3·hm-2,分别标记为W1、W2、W3)茎流变化规律和气象因子对其的影响,以红肉苹果树(红色之爱119/06)为试验材料,2020年6—9月通过TDP插针式茎流仪连续观测苹果树茎流速率,用HOBO小型气象站自动获取气象数据.结果表...