Granier树干液流测定系统在树木蒸腾研究中常见问题的解决方案

Granier树干液流测定系统基于电热平衡原理可精确、灵敏和连续地测定树干液流。然而在实际安装,测量和维护过程中的很多细节问题会直接影响数据的可靠性。对多年来在野外实际应用Granier测定系统过程中遇到的问题和解决方案进行阐述,重点介绍Granier树干液流测定系统的组成、工作原理及探针安装和维护过程中需要注意的事项,为其他使用者提供参考和帮助。

大连4种城市绿化乔木树种夜间液流活动特征

夜间液流有助于树木物质运输及其体内水分的补充(water recharge),它不仅对植物的生长发育具有重要的生理生态学意义,而且对大尺度植物蒸腾耗水的估算可能产生重要影响。2008年6月1日至8月31日,以热扩散探针(thermal dissipation probe,TDP)技术对大连市劳动公园内的雪松(Cedrus deodara)、大叶榉(Zelkova schneideriana)、丝棉木(Euonymus bungeanus)和水杉(Metasequoia glyptostroboides)4种乔木树种的不同径阶样木树干边材液流进行了测定,并结合同步土壤水分与小气候观测结果分析了树木夜间(18:00至次日5:00)液流特征。实验结果表明,树木普遍存在可感夜间液流,夜间液流总量占观测期液流总量的比例在样木个体间呈现显著差异,其变化范围为0.44%–75.96%;观测期雨天夜间液流波动活跃,显著高于晴天,其单日夜间液流总量可持平,甚至高于日间液流。相关分析表明:水汽压亏缺(vaporpressuredeficit,VPD)和风速的变化与夜间蒸腾显著相关,它们能够较好地解释液流变化(R2>0.6);树木夜间液流主要用于夜间蒸腾和自身水分补充,夜间液流现象主要发生在前半夜,后半夜液流平稳且极接近0,夜间液流量与相应的日间流量(R2=0.356,p=0.00)及胸径(R2Spearman>0.80)显著相关,说明植物本身的结构和生理特点也是影响树木夜间液流的重要因子。单株样木夜间液流占全天总蒸腾量的比例低于14.4%,如不考虑夜间液流的影响,根据日间液流通过尺度扩展推算的森林生态系统年蒸腾量可能偏低。

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。

森林蒸腾研究发展概述

文章从小尺度蒸腾的尺度上推、蒸腾的影响因素、间伐对蒸腾的影响及林分蒸腾模型的建立4个方面概述了林分蒸腾的测定方法、响应机理、社会生产等问题,重现森林生态系统的蒸腾过程并给出解决方案,以尺度上推中单株林木蒸腾的测定为基础,利用热技术测定样木的液流速率或液流密度计算蒸腾量。机理/经验模型是估计不同立地条件和林分密度森林蒸腾最有效的方法之一,随着测量方法与实验的完善,蒸腾模型的精度将会越来越高。文章总结了蒸腾研究的一些前沿成果,以期为未来相关的水文研究提供理论依据和借鉴资料。

Prediction of Fluid Velocity Distribution near a Rising Bubble

A model is presented for predicting the fluid velocity distribution around a rising bubble which startsfrom rest on a distillation column tray by considering the unsteady fluid flow based on the method of streamfunction. Experimental measurement of the velocity distribution by using whole field digitized PIV (particle imagevelocimetry) method is briefly described. The velocity distribution predicted by the present model is in betteragreement with the measurements than the others models published in literature.