移栽自不同纬度的兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr.)的树干液流特征

将4个纬度上（大兴安岭塔河、大兴安岭松岭、黑河孙吴、伊春带岭）8年生的兴安落叶松（Larix gmelinii Rupr．）幼树移栽到其分布区的南缘构成4个实验处理，以探索树木水分关系的时空变化格局及其影响因子。采用基于热平衡方法的包裹式茎流计和环境因子自动测定系统同步测定移栽自4个纬度的兴安落叶松的树干液流及其相应的环境因子。研究结果表明：兴安落叶松的树干液流密度基本上呈现单峰曲线日变化格局，而日最大液流出现的时间随生长季节和实验处理不同而略有变化。移栽自4个纬度的兴安落叶松的平均单位边材面积液流通量在展叶前、中和后期分别为26．24—54．45g·cm^-2·d^-1、114．33—355．39g·cm^-2·d^-1和58．32—304．03g·cm^-2·d^-1。展叶期间落叶松的日耗水量与距地面10cm处树干直径呈显著的正相关关系；单位边材面积液流通量与针叶长度呈显著的正相关关系。影响树干液流密度的环境因子随生长阶段和实验处理而变化，主要包括太阳辐射、水蒸气压亏缺、相对湿度、气温和风速，其中太阳辐射通常是影响树干液流密度的关键因子。

古尔班通古特沙漠南缘非灌溉条件下梭梭(Haloxylon ammodendron)蒸腾耗水特征

利用热平衡包裹式茎流计连续测定了古尔班通古特沙漠南缘原生梭梭2010年5月6日～10月12日的茎干液流及气象因子数据,探究了非灌溉条件下不同直径梭梭在其蒸腾耗水特性及与气象因子相关性之间的差异。结果表明:(1)茎干液流昼夜变化规律明显,蒸腾日变化呈双峰或多峰趋势,夜间保持较小液流;午休现象多出现于14∶00～16∶00。相同环境因子影响下,直径越大,茎干液流速率越大,午休现象也越明显;(2)在生长季,不同直径梭梭液流的启动和停止时间存在差异,6～8月,直径越大,液流启动时间越早,停止时间越晚。同一植株液流在不同月份的启动和停止时间差异较大,生长初期,液流启动早,停止迟;生长季末期,液流启动迟,停止早;(3)5～8月,液流日累积过程呈明显的"S"型趋势;9～10月,呈斜率一致的一条直线。直径越大,日累积量和累积速率越大,第一拐点到达时刻越早,第二拐点到达时刻越晚;(4)液流速率与太阳辐射的相关性最好,其次为气温和相对湿度,风速最小;相关性在7月份最大,6月和8月次之,10月最小。相同环境条件下,直径越大,其液流速率对气象因子的响应越明显;(5)观测时段内,7月耗水最多,6月、8月、9月次之,5月和10月最少。直径越大耗水量越多,直径9.9、13.4、22.9 cm日均耗水量为0.570、0.595、0.694 mm,总耗水量为92.904、96.923、113.052 mm,液流通量为0.263、0.284、0.346 L.cm-2.d-1。与干旱区不同生境的梭梭相比,古尔班通古特沙漠原生梭梭的液流通量相对较小。不同地点和生境的梭梭在耗水数量、耗水日过程特性等方面差异明显,这为天然荒漠植被防护林的管理及沙漠区人工灌溉植物的水资源合理配置提供了一定的决策支持。

基于树干液流及涡动相关技术的葡萄冠层蒸腾及蒸散发特征研究

针对西北干旱区绿洲经济作物葡萄树冠层蒸腾及蒸散发特征的相关问题,在甘肃省敦煌市南湖绿洲开展无核白葡萄树液流速率及蒸散发观测试验,采用基于热平衡原理的包裹式茎流计,详细分析了典型生长季7—9月份葡萄树蒸腾耗水规律,使用"单位叶面积上的平均液流速率SF×叶面积指数LAI"的方法,实现了从单株到林分冠层蒸腾的尺度扩展,并通过与涡动相关技术所测蒸散发数据对比,详细研究了葡萄地冠层蒸腾及蒸散发规律。结果表明:典型生长季中葡萄树液流速率日变化为单峰型曲线,日均耗水量从2.76 kg到10 kg不等,胸径越大的葡萄树日均耗水量越大;冠层蒸腾及蒸散发日变化曲线亦为单峰型,白天8:00—12:00与17:00—20:00期间,葡萄冠层蒸腾与蒸散发曲线均比较吻合,该时间段葡萄地蒸散发绝大部分来源于葡萄冠层蒸腾,而12:00—17:00之间由于午后太阳辐射强烈土壤蒸发量增加,葡萄蒸散发大于冠层蒸腾;典型生长季3个月中,葡萄冠层蒸腾量的变化范围在1.88—8.12 mm/d之间,日均冠层蒸腾量为6.12 mm/d,蒸散发在1.74 mm/d至10.78 mm/d之间,日均蒸散发量为7.13 mm/d;日均土壤蒸发量约为1.01 mm/d,只占总蒸散发量的14.2%,日均冠层蒸腾占日均蒸散发的比重达到85.8%,说明该生长阶段冠层蒸散发以作物蒸腾为主。

山西太岳山地区辽东栎林夏季热量平衡的研究

采用波文比能量平衡法对暖温带具有代表性的群落辽东栎纯林夏季热量平衡进行研究 ,测定热量平衡各分量。同时用TDM(ThermalDissipationMethod)法通过测定树干液流流量通量 ,得到蒸腾耗热通量 ,进而把蒸腾和蒸发从蒸发散中分开 。

科尔沁沙地玉米茎流变化规律研究

以Dynamax包裹式茎流测量系统对科尔沁沙地玉米的液流变化进行了连续监测,结合实验区自动气象站同步测定的光合有效辐射、气温、相对湿度和风速等气象因子以及人工记录的天气状况,分析了4种典型天气条件下玉米的茎流变化、蒸腾耗水规律及其与气象因子的关系。结果表明,不同天气条件下,玉米液流日变化波动曲线不同,影响液流量的主要气象因子也不同,光合有效辐射始终是液流变化的主导因子。晴天,玉米液流速率的日进程为"几"字型峰或单峰曲线;阴天,玉米的液流曲线通常呈多峰状态;风天和雨天是单峰曲线,或是呈不规则的多峰曲线。玉米茎秆液流通量密度的变化是各种气象因子综合作用的结果。单株日耗水量的总体变化趋势是从晴天、风天、阴天到雨天依次减少,其平均值分别为588,401,399和305g/h。

液流—株间微型蒸渗仪法测定新疆杨蒸发蒸腾量适用性分析

采用液流—株间微型蒸渗仪法测定人工种植环境下新疆杨蒸发蒸腾量,并对此方法的适用性进行了分析。结果表明:在生长季5—10月,新疆杨蒸腾量具有明显的季节变化规律,总蒸发蒸腾量为508.26mm,蒸发量、蒸腾量所占比率分别为37.1%和62.9%;树干液流速率与叶片蒸腾速率变化表现出较好的一致性,热脉冲法能够用于新疆杨蒸腾测定;液流—株间微型蒸渗仪法和水量平衡法测算结果的相对误差在±15%之内,液流—株间微型蒸渗仪法能够适用于新疆杨蒸发蒸腾量测定。

小麦液流及蒸腾速率测定方法初探

为寻求一种无伤测定小麦植物茎内汁液物质流量进而估算农田植物蒸腾速率的生物电子测试方法，作者改良了一种基于热量平衡原理的新型探测器。该探测器由微型加热片和热电偶组成，热电偶产生的信号用２１Ｘ型微电脑数据记录器采集处理；在春小麦上进行了茎秆热量平衡法测定值与称重法测定值对比。结果表明两者之间误差不超过１．４ｇ／ｈ·株。

热平衡茎流计在荒漠灌木植物耗水研究中的应用

首先对茎流热平衡技术测定植株茎流的基本原理进行了介绍。在此基础上,探讨了4种干旱沙区常见造林灌木的日耗水变化规律。并通过对同时观测的气象因子的分析,揭示植物耗水与太阳辐射、气温和大气湿度等因子的相关关系,建立了在西北干旱沙区,预测这4种植物蒸腾耗水的方程。

基于热技术的活立木液流测量方法综述

比较不同研究目标和实验条件下适用的基于热技术的树干液流测量方法,展望不同热技术方法在液流测定中的应用前景,为活立木液流测量的方法选择提供参考。目前常用的基于热技术的液流检测方法包括热脉冲法、热平衡法、热扩散法、热场变形法和外热比法等5种。其中,热脉冲法通过测定热脉冲到达热电偶处所需的时间来计算液流速率,热平衡法通过加热元件输入的热量、热传导以及液流携带热量之间的能量平衡关系计算液流。而热扩散法、热场变形法和外热比法则是利用温度差值来表征树液流动产生的热场变化,进而确定液流速率和液流密度。近年来,结合相关热技术原理对已有热技术方法进行了改进,热平衡法、热场变形法和外热比法的测定精度有所提高。但热场变形法的测定过程较为复杂,外热比法的外部量规配置尚待探讨,应用并不广泛。热扩散法和热脉冲法虽然已经具备较成熟的商品化产品,但测定精度仍存在问题。液流速率的检测精度直接影响研究结果的准确性。在测定液流速率时,需依据不同条件选择适合的方法,从而有效提高液流速率的测定精度。

基于植物生物学参数的多枝柽柳耗水量估算方法

为了确定无灌溉多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb)人工林的耗水特性,运用热平衡茎流仪,监测了景泰县退耕还林地柽柳群落的枝干液流动态。同时,测定了柽柳冠幅、株高,分枝叶干重、基径、枝条长度和数量。结果表明:(1)柽柳茎干液流与叶干重极显著相关,在P<0.001水平上相关度R2达0.965,经叶干重标准化处理后可以很好地消除不同径级茎干液流间的差异。(2)以冠幅周长与株高建立的单株柽柳叶片总干重模型的平均精度达89.43%。在建立模型时依据灌木体积分级构建,可提高模型精度。(3)基于叶干重建立的柽柳单株耗水模型模拟值与实测值的平均误差为11.657%,可望准确估算柽柳耗水量。基于模型估算研究区柽柳生长季5-10月的累计耗水量约124.2 mm。

Water use measurement by non-irrigated Tamarix ramosissima in arid regions of Northwest China

Tamarix ramosissima Ledeb. is a typical hardy desert plant growing in arid regions of Northwest China. Sap flow in stems of Z ramosissima plants were measured continuously to determine the diurnal and seasonal variations of sap flow and to understand the water requirements of this species and the response of sap flow to meteorological factors. This article compared the sap flow rate measured by the heat balance method with the transpiration rate measured by rapid weighing, and validated that heat balance sap flow gauges were reliable for monitoring transpiration. The influence of meteorological factors on stem sap flow during the growing season was： solar radiation 〉 vapor pressure deficit 〉 air temperature 〉 rela- tive humidity 〉 wind speed. Bidirectional sap flows occurred at night, and negative sap flow generally corresponded to high atmospheric humidity. The average error in predicted sap flow rate ranged from -0.78% to 14.00% from June to September and for transpiration the average error was 8.19%. Therefore, based on the functional equations between sap flow and meteorological factors as well as sapwood area, transpiration of an individual plant, and even the stand-level transpiration, can be estimated accurately through extrapolation.

极端干旱区3种植物液流特征及其对环境因子的响应

运用热平衡法包裹式茎流计,对塔克拉玛干沙漠南缘地区优势植物种梭梭(Haloxylon ammodendron)、头状沙拐枣(Calligonum caput-medusae)和疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)(以下简称骆驼刺)生长季茎干液流速率变化规律进行持续观测。利用自动气象站对气象因子如太阳辐射(Rs)、气温(Ta)、相对湿度(RH)以及风速进行同步观测,并对气象因子与不同植物液流速率之间的相关关系进行分析。结果表明:①梭梭液流速率日变化趋势为双峰或多峰型,表现出明显的"午休"现象,而头状沙拐枣呈单峰或多峰型,骆驼刺则表现为单峰型,两者均没有明显的"午休"现象;头状沙拐枣与骆驼刺液流启动时间比梭梭延后1 h左右,却提前1 h左右到达液流峰值,液流速率下降时间基本一致;②整个生长季中,梭梭单枝液流量均保持较高水平,在7月达到最大值,而头状沙拐枣和骆驼刺则在8月时达到最大值;③3种植物在不同天气条件下液流速率大小依次为:晴天>沙尘暴>阴天>雨天;④3种植物液流速率与太阳辐射(Rs)、空气温度(Ta)和空气水汽压差(VPD)呈极显著的正相关(P<0.01),与空气相对湿度的关系则表现为极显著的负相关(P<0.01)。

应用热平衡法测定玉米/大豆间作群体内作物的蒸腾量

通过田间试验采用基于热平衡法的茎流计测定玉米/大豆条带间作群体内作物的蒸腾规律.结果表明:间作群体内,玉米和大豆植株的茎流速率在晴天呈单峰曲线,在阴天则呈多峰曲线.植株的茎流受多个环境因子的影响,其中太阳辐射是影响植株茎流最主要的气象因子.玉米和大豆的单株日茎流量与多个气象因子间存在较好的相关关系,达到极显著水平.茎流观测期内(2008年6月1—30日),间作群体内玉米植株的日均蒸腾量(1.44mm.d-1)为大豆(0.79mm.d-1)的1.8倍,玉米和大豆植株的蒸腾量分别占间作群体总蒸腾量的64%和36%.考虑到作物的茎直径和叶面积的空间变异,安装一定数量的茎流探头对于准确测定植株茎流是十分必要的.

敦煌葡萄液流特征及耗水分析

基于热平衡原理,运用FLOW32包裹式植物茎流计对甘肃敦煌南湖地区无核白葡萄液流速率进行长期连续观测,并对多个气象因子开展同步测定,分析探讨不同天气条件下葡萄液流速率及气象因子的日变化特征,进行了液流速率与各气象因子的回归分析,建立了液流速率的多元曲线回归模型,分析了葡萄树的耗水规律。结果表明:在不同天气条件下无核白葡萄树液流速率日变化差异显著,日均液流速率晴天>阴天>雨天;液流速率与光合有效辐射、水汽压亏缺呈线性相关,与冠层温度、冠层相对湿度呈曲线相关,相关程度大小顺序为光合有效辐射>水汽压亏缺>冠层温度>冠层相对湿度;建立液流速率的多元曲线回归模型,为研究葡萄树潜在耗水能力提供了预测手段;对比分析了无核白葡萄树的耗水量,为当地农业灌溉及种植等提供了合理化建议。

典型荒漠植物沙拐枣茎干液流密度动态及其对环境因子的响应

采用热平衡包裹式茎干液流仪和微气象监测系统,模拟中国西北河西走廊中段荒漠生态系统典型固沙植物沙拐枣2014年6—9月茎干液流变化过程.结果表明:沙拐枣茎干液流密度日变化呈宽幅单峰型,其峰值滞后于光合有效辐射峰值约30 min,提前于气温和水汽压亏缺峰值约120 min,其日变化与这3个环境因子日变化之间存在非对称性响应.观测期间,茎干液流密度变化与大气蒸腾需求密切相关,光合有效辐射、气温和水汽压亏缺是影响沙拐枣茎干液流密度的主要气象因子.构建的基于茎干液流密度与气象因子响应关系的模型,能够比较准确地模拟不同天气条件沙拐枣液流密度的变化,而且经过时滞校正模型模拟精度进一步提高,但是该模型对低液流密度和夜间液流密度存在低估,这主要与植物的生理特征有关.

典型固沙植物梭梭生长季蒸腾变化及其对环境因子的响应

蒸腾是植物重要的生理活动之一,受到多个环境要素的综合影响。该文利用热平衡包裹式茎干液流仪Flow32监测系统,对河西走廊中段绿洲—荒漠过渡带主要固沙植物梭梭(Haloxylon ammodendron)生长季的蒸腾过程进行连续监测,并分析了其对环境要素的响应。结果表明:(1)梭梭茎干液流速率随枝直径的增加而增加,液流密度随枝直径的增加而降低,梭梭液流密度日变化呈多峰特征,整个生长季液流密度变化比较稳定。(2)主成分分析表明第1、2、3主成分能够分别解释环境信息49%、15%、12%的变化,第一主成分中水汽压亏缺、光合有效辐射及气温反映了大气的蒸腾需求。(3)S型模型对液流密度日变化模拟精度达到0.86,考虑时滞效应后模拟精度提高至0.9,降水天气条件下模拟精度降低至0.65。(4)液流密度对主要环境要素存在非对称响应,同光合有效辐射呈逆时针环状,同水汽压亏缺、蒸腾需求指数呈顺时针环状。

科尔沁沙地杨树苗木生长过程中蒸腾耗水规律研究

应用热平衡茎流测量技术,Li-6400光合作用测量系统和自动气象站,对科尔沁沙地杨树苗木生长过程中的蒸腾耗水规律及其与环境因子的关系进行研究。结果表明,杨树液流日变化曲线根据天气条件的不同呈现为多峰或宽峰状态,液流启动时间为04:30,并在21:00达到最低值。液流通量密度变化趋势与环境因子变化趋势相吻合,液流的变化是受各环境因子综合作用的结果。光合有效辐射(Q)和空气水蒸汽压亏缺(D)是杨树苗木蒸腾耗水的主要驱动因子,它们对于液流变化的影响快速而直接。杨树属于高耗水低水分利用型植物,适合在水分条件较好的立地条件下进行栽植。

热平衡茎流仪测量精度及误差来源分析

目前国内借助热平衡技术开展荒漠植物蒸腾耗水的研究已十分普遍,但涉及测量精度与误差来源的分析研究鲜有报道。本文对茎干热平衡茎流仪监测植株茎流的基本原理进行了介绍,并在此基础上论述了茎干热平衡方法在实际应用中的测量精度及误差的主要来源,为使用热平衡茎流仪监测植物,尤其是荒漠植物提供参考。水分是干旱、半干旱区植物生长的主要限制因子。明确荒漠植物的需水与耗水规律可以为荒漠区生态环境建设过程中的植被种类选择、布局及管理提供科学依据。

月季切花和栀子切叶瓶插期间的茎流特征

采用包裹式热平衡茎流计初步探讨了月季‘影星’(Rosa hybrida‘Movie Star’)切花和栀子(Gardenia jasminoides Ellis‘Fortuniana’)切叶瓶插期间的茎流变化特征,并分别采用包裹式热平衡茎流计法、自制的水分吸收和散失连续自动侦测装置对栀子切叶的茎流速度和失水速率进行了同步测定.结果表明,二者的茎流速率在光暗交替条件下呈现明显的昼高夜低的变化节律,并总体呈现出随着瓶插时间延长而明显下降的趋势;栀子切叶日茎流积累量明显高于月季切花,但二者的日茎流积累量均随瓶插时间的延长而下降,且栀子切叶日茎流积累量的下降速度明显快于月季切花;栀子切叶的茎流速度和失水速率的结果极为相近、变化趋势也颇为一致,这意味着栀子切叶蒸腾失水的变化是引起其茎流变化的主要原因,同时也初步验证了包裹式热平衡茎流计法测定切花和切叶茎流的可靠性和可行性.