核桃树干液流特征研究

应用热脉冲技术对核桃树干液流进行了测定,探讨了核桃液流的日变化、月变化规律和水分的供求关系。结果表明:核桃树干液流速率存在明显的昼夜变化规律,呈单峰形曲线;典型晴天耗水大小顺序为8月>7月>5月>6月>9月>4月>10月,月总耗水大小顺序为5月>8月>6月>7月>9月>4月>10月;6~9月份降雨量与耗水量比>1,水分供大于求;4、5、10月份降雨量与耗水量比<1,水分供不应求,不利于土壤水分积累;大气温度、辐射强度与液流速率极显著正相关,相对湿度与液流速率呈极显著负相关。     

柽柳不同季节树干液流特征及其与土壤含水量及土壤温度的关系

为揭示库姆塔格沙漠东南部柽柳的水分传输过程,探究柽柳的耗水特性,本研究利用PS-TDP8树木茎流监测系统对柽柳的树干液流速率进行测定,分析土壤因子与液流速率在不同季节的差异。结果表明,夏季树干液流的启动时间最早,为7:20,峰值最大（6.93 cm·h^-1）,春季启动时间为7:40,峰值为6.46 cm·h^-1,秋季启动时间最晚,为8:40,峰值最小（4.22 cm·h^-1）。在日尺度上,春、夏、秋季柽柳树干液流速率与土壤含水量及土壤温度呈正相关,土壤温度分别单独能解释61.1%、65.6%、64.0%的树干液流变化,土壤含水量与土壤温度分别共同能解释73.4%、74.1%、76.9%的树干液流变化。在小时尺度上,春、夏、秋季树干液流与20、50 cm层土壤含水量及土壤温度呈显著负相关,50 cm层土壤温度是影响树干液流的主导因子。本研究建立了不同季节柽柳液流速率与土壤因子之间的回归方程,能够较好地解释不同季节树干液流速率变化,为柽柳树干液流速率预测与耗水量估算提供了很好的途径,明确了在不同季节通过土壤因子估算柽柳树干液流速率的可行性,可为制定水分管理措施提供参考。     

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。      

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。     

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.     

利用校准的热脉冲方法测定松树树干液流

树干横断面上的液流速度的总趋势是随进入树干的深度的增加而减少，但也发现液流速度次层（树干８～１６ｍｍ深处）高于外层（树干０～８ｍｍ深处）的情况。在土壤可利用水量最多时期，树木蒸腾耗水量与大气蒸发量成线性相关，其比率也趋于相对稳定，在０５～０６之间；当土壤含水量严重限制树木蒸腾耗水时，则树木蒸腾量与大气蒸发量的比值也相应降低，并且，此时木材含水量也降低，引起热扩散系数的增加。     

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。     

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.     

应用TDP技术研究油松树干液流流速

应用TDP(ThermalDissipationProbe)技术对油松树干液流及其影响因素进行了初步研究,经过野外近1a的实地定位观测,研究结果显示该研究区油松在研究年份中除4、6、7、8月份外,土壤含水量低于10%,土壤水势小于-15MPa.油松树干液流速率与土壤容积含水量和土壤水势呈明显线性相关关系.油松在全生长期受水分胁迫影响.油松树干液流速率在7、8月份明显受气象因素影响,在5、6月份则主要受土壤水分影响,在9、10月份不同时间段分别以土壤水分或气象因素为主要影响因素.在7、8月份油松树干液流速率与太阳总辐射、大气水势、空气相对湿度、绝对温度呈明显的线性相关关系.从油松树干液流速率及影响因素的变化可以看出,油松在该研究区大部分时间受到干旱胁迫的影响,通过抚育间伐降低密度,割灌、除草降低其他植物的耗水竞争,均可能是有利于油松良好生长的营林措施.     

黄土塬区不同生育期小麦光合性能及茎流速率变化规律

通过陕西长武黄土塬区的田间品种试验,就2个小麦品种拔节期和开花期的叶面积指数、光合性能和茎流速率日变化做了研究,并对蒸腾速率(Tr)和茎流速率之间的相关性做了分析。结果表明:2个品种的叶面积指数开花期大于拔节期,陕麦893大于郑农16;叶片光合速率(Pn)拔节期呈现先升高后下降再升高和下降的双峰曲线模式,开花期呈现单峰曲线;Tr日变化在不同时期基本上都呈现先升高后降低的趋势,拔节期的值大于开花期;同时拔节期和开花期的茎流速率日变化也都呈现先升高后下降的趋势;陕麦893的产量为4 093.0kg/hm2,大于郑农16(3 464.5kg/hm2)。对不同时期日茎流速率和叶片Tr变化进行时间同步性相关分析得出,茎秆茎流速率比叶片的Tr滞后。     

一种适用于茎流检测的PID温度控制系统设计

[目的]为了解决热平衡方法进行植物茎流检测中的温度控制问题。[方法]利用研华1710HG多功能数据采集控制卡,在Lab-VIEW的平台上采用PID控制算法和PWM输出控制编程,采用闭环控制方法建立一套简单、适用的高精度的温度控制的虚拟仪器系统,并在水竹上进行实际测试。[结果]测试结果温度控制精度达到0.1℃,实现了用热平衡原理检测低流速流量的温度控制要求。[结论]该研究为采用热平衡法测茎流的发展和应用提供了一个可行的温度控制方案。     

环境因子对大兴安岭南段白桦树干液流变化特征的影响

为揭示半干旱区大兴安岭南段白桦(Betula platyphylla)树干液流变化特征及其对环境因子的响应,以该地区赛罕乌拉国家级自然保护区的主要树种白桦为对象,在2019年6月初至9月末,运用Granier热扩散边材树干液流探针(TDP)对白桦进行树干液流观测,并利用WS1000自动气象站同步监测太阳辐射、空气温度、空气相对湿度等环境因子,分析白桦树干液流特征及其对环境因子的响应。结果表明:各月的日累计液流密度值由大到小依次为7月(70.769 5 cm3·cm-2·d-1)、8月(69.045 9 cm3·cm-2·d-1)、9月(67.955 3 cm3·cm-2·d-1)、6月(57.292 4 cm3·cm-2·d-1)。液流密度日变化表现为单峰曲线,总体变化规律为昼高夜低。液流密度与各环境因子相关系数由大到小依次为太阳辐射Rs(0.837)、空气温度Ta(0.608)、空气水汽压亏缺VPD(0.589)、空气相对湿度RH(0.453),并且均达到极显著检验水平(P<0.01),在7月时液流密度对林内小气候有极显著响应。采用多元线性回归分析建立液流密度与各环境因子的回归方程的决定系数R2=0.747,拟合度较高,总体回归效果显著,且模拟值与实测值动态变化规律较为一致,绝对误差为8.76%。白桦树干液流密度对太阳辐射以及空气温度的变化具有较高敏感性,液流密度与各环境因子之间存在显著线性相关性。     

生长季刺槐树干液流昼夜变化特征及其对气象因子的响应

【目的】研究刺槐Robinia pseudoacacia生长季树干液流昼夜变化规律,探究气象因子对刺槐蒸腾的影响,为估算林木耗水和林分水资源管理提供理论依据。【方法】在山西省吉县蔡家川流域刺槐样地选择8株样树,于2021年5—9月采用热扩散探针(TDP)对样树树干液流进行连续观测,并同步监测太阳辐射、气温、土壤温度、风速、相对湿度等气象因子,并采用随机森林与逐步线性回归法分析气象因子对树干液流的影响。【结果】(1)生长季各月昼间树干液流速率从小到大依次为9月、5月、6月、8月、7月,昼间树干液流速率对整日树干液流速率的贡献率为88%～93%;夜间树干液流速率从小到大依为9月、5月、8月、7月、6月,夜间树干液流速率对整日液流速率的贡献率为7%～12%。(2)影响昼间树干液流速率的主导气象因子在各月基本一致,主要为太阳辐射和气温;影响夜间液流速率的主导气象因子在各月存在差异,5、6月主要为土壤温度、水汽压亏缺,7月主要为气温,8月主要为水汽压亏缺、相对湿度,9月主要为风速与水汽压亏缺。(3)采用随机森林回归法构建的各月昼夜树干液流速率模型拟合度优于逐步回归法。【结论】昼夜树干液流速率在各...     

北京山区造林树种耗水规律初探

利用热扩散探针配合自动气象站于2004年度在北京林业大学妙峰山试验林场对不同立地条件下的油松、侧柏、栓皮栎等树种的水分运移规律进行研究。结果表明:不同树种之间、以及同一树种在不同的立地条件下的水分运移规律有很大差异;林木耗水量受到树种本身的遗传因素和外界气候因子的制约,其中太阳辐射、大气温度、风速与液流呈正相关,空气相对湿度、土壤温度对液流的影响表现为负向关系;不同树种间耗水量为:阳坡栓皮栎>阴坡栓皮栎>油松>侧柏。     

地面覆盖对核桃树干液流变化动态的影响

为探明地面覆盖对核桃树干液流变化动态的影响,以盛果期核桃为试验材料,对各试验树进行连续观测。结果表明:从核桃茎流通量的典型日变化特征来看,晴天各处理的树干液流日变化呈单峰曲线,阴天呈多峰曲线,各处理变化趋势一致。在干旱季节(6月份),覆盖有机肥、覆盖碎木屑及对照的日最大茎流通量分别为8 183.86、5 765.06、7 269.31 g·h~(-1),处理间差异显著;在雨季(8月份),各处理日最大茎流通量分别为6 468.12、5 670.28、7 093.32 g·h~(-1),处理间差异不显著。晴天各处理的日累积茎流通量分别为72 373.52、54 797.61、62 674.55 g,处理间差异显著;阴天各处理的日累积茎流通量分别为54 945.03、47 248.34、48 476.46 g,处理间差异不显著。各处理的茎流通量与土壤温度的相关系数均达0.9以上,而覆盖处理的茎流通量与土壤温度的相关系数均在0.95以上;各处理的茎流通量与土壤含水量的相关系数均达0.85以上。     

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.     

银杏树体茎流变化及其对环境因子的响应

为了动态地掌握银杏的蒸腾耗水规律,并揭示其生态、生理作用机理,采用热扩散式液流探针(TDP)监测银杏树体不同生长阶段的茎流变化,并通过气象站同步测定环境因子参数。结果表明:在典型的晴天、多云、阴雨天气下,银杏树干茎流的日变化差异显著,日累积茎流通量为晴天>多云天气>阴雨天气;银杏茎流的季节变化趋势呈现为先上升后下降的态势,在新梢生长期的蒸腾耗水量最大,日耗水量可达23L左右。在叶速生期、新梢生长期和叶黄期银杏日蒸腾耗水量的波动明显,其中以新梢生长期最为显著,日间差异最大可达20L。以各阶段日均耗水量来估算,12年生银杏年耗水量大约为2580L;银杏在年生长周期中茎流通量的变化趋势与气温、土壤湿度、土壤温度、相对湿度、光合有效辐射以及降雨量的季节变化趋势基本一致,逐步回归分析表明银杏年生长周期中大气温度是茎流最为主要的影响因子,回归方程达到极显著水平。     

应用热平衡技术测量龙爪槐液流的试验研究

介绍了包裹式茎流计测量植株液流的原理,应用茎流计测量了1株典型性龙爪槐的树干液流日进程,分析了树干液流与大气温度、累计液流量的关系。结果显示,龙爪槐干液流日进程白天变化比较大,呈现多峰曲线形式;夜间数值较低且相对平稳。大气温度、累计液流量日进程变化趋势与树干液流相一致。     

苹果树干液流与气象因子关系的定量分析

利用DYNAGAGE包裹式茎流测量系统和MONITOR自动气象站于2006年8~10月测量了鲁东大学学校附近一株典型苹果树树干液流和微环境气象条件,对所得的液流和气象数据进行多因子分析。多元线性回归、逐步回归和主成分分析得到的回归方程的决定系数分别为0.874、0.881和0.891,利用三种分析方法得到液流速率的拟合值与真实值回归方程的决定系数分别为0.878、0.904和0.941,主成分分析法在苹果树干液流与气象因子的回归分析中精度最高。