天目山柳杉树干液流春秋季特征及影响因素分析

利用热扩散式液流探针(TDP)对天目山柳杉树干液流进行连续观测,并对多个环境因子进行同步测定.结果表明:柳杉树干液流晴天、阴天日变化呈单峰曲线,雨天则变化不明显.春季晴天树干液流在6:00启动,13:00达到峰值,启动时间比秋季早1h,春季液流维持时间长于秋季.春、秋季阴天液流变化与晴天相似,但启动时间、达到峰值及开始下降时间的变化节律明显不同.液流速率与光合有效辐射、空气温度、空气湿度、叶面湿度呈显著性相关关系,但与二氧化碳浓度的关联性较低,而且不同季节液流速率与叶面湿度的关联属性相异.利用多元统计方法建立了不同季节树干液流与环境因子的回归方程,春季:Vs=-23.785+0.032PAR+9.944Ta-1.022Rh+1.263Lh,秋季:Vs=29.635+0.069PAR+4.641Ta-0.756Rh-1.072Lh.     

天目山柳杉树干液流动态及其与环境因子的关系

以浙江临安天目山森林生态定位观测站160年生柳杉古树为研究对象,于2007年12月—2008年11月,采用热扩散技术对柳杉树干液流进行连续监测,同步测定相关环境因子,研究了树干液流速率的日变化、季节变化及其与各环境因子的关系。结果表明:晴天和阴天,柳杉树干液流速率日变化均呈现为单峰曲线,最大值一般出现在13:30—15:00,而雨天则无明显的日变化规律;冬、春、夏、秋季柳杉日液流量分别为(44.92±3.76)kg/d、(62.86±3.86)kg/d、(56.59±3.85)kg/d、(53.47±3.55)kg/d;在不同月份,柳杉月液流量存在差异,1月份最小为1 064.30 kg,5月份最大为2 122.62 kg,全年柳杉树干液流总量为19 853.19 kg。回归分析表明,树干液流与环境因子的关系随不同的研究尺度而不同,影响瞬时液流速率的环境因子主要是空气温度和10 cm深处的土壤温度,影响日液流量的环境因子主要是光合有效辐射,影响月液流量的环境因子主要为空气温度和光合有效辐射。     

胡杨的夜间蒸腾——来自树干液流、叶片气体交换及显微结构的证据

不完全的气孔关闭引起的夜间蒸腾在不同物种和环境中普遍存在,且其大小与水汽压差和土壤水分有效性正相关,这意味着荒漠河岸林是研究夜间蒸腾的理想区域。本文基于木质部液流、叶片气体交换、显微结构及环境因子测定证实了胡杨夜间蒸腾的存在:1)夜间叶片气孔是不完全关闭的,平均气孔导度为45 mmol/(m2·s),远大于文献报道的杨属最小气孔导度(约为5 mmol/(m2·s)),平均蒸腾速率为0.7 mmol/(m2·s),两者分别占白天的26%和17%,这表明高的气孔导度和蒸腾速率主要是气孔开放引起;2)木质部平均液流速率白天为31.3 cm/h,夜间为16.5 cm/h,约为白天的53%,无论是白天还是夜间,液流速率与水汽压差均呈显著的对数关系,水汽压差可以解释55%的夜间液流变化,这表明夜间液流由蒸腾和组织补水两部分组成,因此,如何将夜间液流区分为夜间蒸腾和组织补水还有待进一步研究。午夜后液流速率的增加与木质部水势和径向生长变化是一致的,而与水汽压差是相反的,说明午夜后液流速率的增加是组织补水而非蒸腾。      

马尾松、栓皮栎生长盛期树干液流的研究

用 ICT-2 0 0 0 TE研究了 7年生马尾松 ( Pinus Massoniana)、栓皮栎 ( Quercusvariabilis)生长盛期树干液流的特点及其与环境因子的关系 ,结果表明 :1马尾松和栓皮栎的单位面积液流通量分别为 1 4 1 .1、 1 4 9.5cm3· cm- 2 · d- 1 ,栓皮栎的蒸腾耗水强度更大 ;2栓皮栎夜间有微弱上升液流 ,可能存在根压 ;3白天的树干液流是一条多峰曲线 ,有“午休”现象 ;4两树种的树干液流与太阳辐射、温度、湿度、CO2 浓度有较好的生态学同步性 ;5逐步回归结果表明 ,树干液流受环境因子的综合影响 ,树种不同 ,其受影响的主导环境因子有所不同     

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%。      

不同林型和灌溉条件对毛白杨蒸腾耗水特征的影响

研究不同林型、不同灌溉条件时的毛白杨(Populus tomentosa)蒸腾耗水特征,以及环境因子对毛白杨蒸腾耗水特征的影响,为毛白杨人工林水分管理提供理论参考。在山东高唐县国有林场,以4年生毛白杨-刺槐(Robinia pseudoacacia)混交林、毛白杨纯林为研究对象,设置雨养(不进行人工灌溉)、充分灌溉(当滴头正下方20 cm处的土壤水势达到-20 Pa时灌溉)两种灌溉条件。利用热扩散液流探针、自动气象站监测2021年6月—11月的树干液流和气象数据。结果表明：(1)不同林型、不同灌溉条件时,毛白杨树干液流速率变化趋势相似,呈现单峰型,峰值为3.14×10^-3～5.69×10^-3cm·s^-1。4—6月树干液流启动时间在雨养、充分灌溉条件时,均为05:50～09:40,灌溉对树干液流启动时间没有影响。灌溉条件使液流峰值增高0.40×10^-3～1.87×10^-3cm·s^-1,使达到峰值时间提前15～30 min;(2)纯林、混交林内灌溉条件的液流较...     

张家口崇礼区3种优势树种蒸腾耗水特征研究

依据组织热平衡原理,运用热扩散探针法,于2016年4月1日-2017年4月1日对张家口市崇礼区清水河流域油松、落叶松、白桦混交林中3个树种的树干液流速率进行连续监测,并同步观测气温、空气湿度、净辐射、总辐射、风速、日照时数、土壤温度、土壤含水量等环境因子,研究油松、落叶松、白桦的蒸腾耗水特征。结果表明:1）油松、落叶松、白桦3树种晴天条件下树干液流速率日变化呈典型的“单峰”曲线,阴天呈“双峰”或“多峰”曲线,雨天呈“多峰”曲线。3树种树干液流速率均表现为晴天＞阴天＞雨天。2）树龄相近的白桦、油松、落叶松生长季液流速率平均值分别为0.066、0.013、0.012 kg·h^-1·cm^-1,阔叶树种白桦液流速率明显高于针叶树种,分别是油松、落叶松液流速率的5.19和5.75倍。3）林分密度986株/hm²,油松、落叶松、白桦混交比例38%、54%、8%,林龄40 a左右,林分生长季总耗水量297.4 mm,其中油松、落叶松、白桦分别耗水98.0、118.1、81.3 mm。生长季林分耗水量占同期降雨量的58.3%,4、5、9月降雨量小于耗水量,水分供不应求。4）Pearson分析结果表明,油松、落叶松、白桦树干液流速率与气温、净辐射、总辐射、风速、日照时数显著正相关,与空气湿度显著负相关;偏相关分析结果表明,影响3树种树干液流速率的主导气象因子为气温、土壤温度和日照时数。     

热扩散探针法在树木蒸腾耗水研究中的应用

介绍了热扩散探针方法(TDP)测定树干液流的基本原理,并综述了热扩散探针法在树木单株液流与耗水特征及其影响因素、林分蒸腾耗水量估计等研究中的应用现状,最后阐述了树干液流研究中存在的问题及展望.     

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     

板栗全生长季树干液流及蒸腾耗水特征

【目的】明确板栗（Castanea mollissima Bl.）蒸腾耗水特征,为板栗园制定科学合理的水分管理措施提供理论参考。【方法】采用热扩散探针法,对‘大板红’板栗植株全生长季树干液流速率进行连续监测,并同步观测7个相关环境因子：太阳辐射（solar radiation,SR）、水汽压亏缺（vapor pressure deficit,VPD）、空气温度（air temperature,AT）、空气相对湿度（air relative humidity,ARH）、风速（wind speed,WS）、土壤温度（soil temperature,ST）和土壤湿度（soil relative humidity,SRH）,解析板栗树干液流规律和耗水特征及其与环境因子间的关联性。【结果】板栗树干明显液流启动于5月3日,结束于10月26日,前后历时176 d。板栗全生长季晴天树干液流速率日变化呈单峰“几”字形曲线,其在6、7、8月每日启动到达峰值时间早于5、9、10月,而下降时间晚于5、9、10月,致6、7、8月份液流速率峰值持续时间长于5、9、10月。板栗全生长季液流速率日均值、日均耗水量和...     

雷州半岛尾叶桉人工林蒸腾耗水特征

2012年4-12月,应用热扩散技术对雷州半岛10年生尾叶桉人工林的树干液流进行连续测定,结果表明:树干液流变化具有明显的昼夜节律性,与太阳辐射强度日变化相似,在晴天呈现单峰型,阴雨天多峰型;树干液流变化拐点均滞后太阳辐射强度变化1h左右;在白天,尾叶桉单株的液流通量与大气温度、风速、光合有效辐射和饱和水汽压差呈显著正相关,而与空气相对湿度呈显著负相关;在夜间,则仅与空气相对湿度呈显著负相关,而与其他环境因子相关性不显著。在观测期内,10年生尾叶桉人工林单株平均日耗水量为28.03L/d,整个林分的蒸腾耗水量总共为963.3mm,占同期总降水量的58.61%。     

利用液流法估算樟子松和小叶锦鸡儿人工林蒸腾耗水

利用Dynamax茎流测量系统,于2006年对科尔沁沙地一处20年生樟子松和小叶锦鸡儿人工混交林的液流动态进行监测。在液流测定的基础上,分别选择边材面积和叶面积为纯量进行尺度扩展来推算樟子松和小叶锦鸡儿林分蒸腾耗水量,分析林分蒸腾耗水量与沙地水分动态关系。结果表明:植物蒸腾耗水量的大小与太阳有效辐射和水蒸气压亏缺显著相关; 在土壤水分严重匮缺的月份,樟子松日蒸腾耗水量呈现明显的下降趋势,变化范围为0.21～1.17 mm/d,平均0.81 mm/d; 小叶锦鸡儿在低土壤含水量条件下对水分利用能力较强,表现出良好的耐旱性和稳定性,其蒸腾耗水的变化范围为0.51～2.79 mm/d,平均1.98 mm/d; 8月份樟子松和小叶锦鸡儿蒸腾耗水量为86.5 mm,是同期降水的137.7%,水分条件是限制人工林存活状况的最主要因素。      

天目山柳杉的茎干液流特征

利用Envis网络生态监测系统,对天目山柳杉Cryptomeria fonunei古树的茎千液流特征及环境因子的动态变化进行了监测,并对柳杉古树茎干液流速率的日变化、月变化进行分析。结果表明：柳杉古树茎干液流速率的日变化呈单峰或多峰曲线,并有明显的昼夜变化规律,茎干液流随环境因子的变化而波动。冬季的平均茎干液流速率在11月份最大,为56．7mL·min^-1,比2月份高22．9mL·min^-1。晴天茎干液流变化幅度较大,雨天茎干液流变化幅度较小。柳杉古树的茎干液流速率与环境因子之间经关联度分析得出：茎干液流速率与光合有效辐射关系最为密切．其次为气温和空气相对湿度。图5表1参26     

树干液流监测系统的研制

树干液流速率是判断根系水分吸收和蒸腾作用强弱的关键指标,被普遍应用于树木蒸腾耗水研究,常用的植物液流仪普遍是价格高昂、采样数据类型单一的进口设备,因此亟待研发集多因素于一体的树干液流监测系统。基于树干液流及气象和土壤因子建立树干液流监测系统,其采用基于热扩散技术的TDP液流计监测枝干液流,采用多类型传感器实现气象和土壤因素数据的收集,系统平台采用PHP+HTML+MySQL作为开发语言和设计工具。与对照植物液流仪对比,二者电压差、液流速率相关系数分别为0.834 3、0.876 5。选取环境因子对全天、日间、黑夜时段的白玉兰液流速率进行相关性分析,发现不同时段环境因子对液流速率的影响程度不同。此外,建立液流速率与环境因子的多元线性回归模型,其中全天时段的回归模型拟合程度较好,R²为0.674。该系统具有性价比高、监测指标多、各指标数据可视化等特点,可用于研究林木液流速率和环境因子的时空变化规律。     

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。     

树干液流研究进展与展望

树干液流是土壤-植物-大气连续体水流路径中一个关键的链接,承接了庞大的地下根系所吸收、汇集的土壤水,并决定着整个树冠的蒸腾量,因此成为分析树木耗水特性、研究树木水分传输机理的重要指标。结果表明,1）常见的测定树干液流的5种方法,对比分析各种方法的原理以及优点和缺点,热比率法是目前研究树干液流最可靠的方法。2）分析树干液流的日季变化、方位变化和高度变化,发现大多树干液流日变化呈单峰型,季节变化总体上呈现夏季液流速率最高,春秋次之,冬季最小的变化趋势。3）分析不同树种树干液流与环境因子的滞后效应及与环境因子的关系,发现树木液流与太阳辐射、水汽压亏缺等呈正相关,与空气相对湿度呈负相关。针对目前研究中存在的问题提出了有待进一步解决的问题,旨在为进一步研究树木耗水及生态需水提供理论依据。     

日本柳杉在不同岩性土体上的生长情况研究

[目的]进一步研究日本柳杉的生长与土体的关系,为其合理布局提供依据。[方法]选择贵州黔中地区石英砂岩、煤系砂页岩、紫色砂岩、第四纪粘土、灰质白云岩及变质砂岩栽种日本柳杉,观察其在不同岩性土体上的生长情况。[结果]日本柳杉的保存率在石英砂岩和煤系砂页岩上较高,在第四纪粘土上最低。不同岩性土体对日本柳杉的树高生长有一定的影响,随着年限的增加,影响越来越小。不同岩性土体对地径生长在生长早期存在显著差异(P<0.05),随着年限的增加,差异逐渐减小。不同岩性土体对日本柳杉的胸径生长没有产生显著差异。[结论]不同岩性土体上栽种的日本柳杉反映出不同的适应性和生长效应。     

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。     

环境变化对树干液流的影响

探讨了环境变化对树干液流的影响及其响应机制,为树干液流及变化的环境条件下植物水分利用的研究提供依据。     

环境因子对树干液流的影响

分析了水分、盐分、水蒸汽压、温度、太阳辐射,土壤养分等环境因子对树干液流的影响,探讨了树干液流对环境因子变化的响应机制。