Temporal Variation in Sap-Flux-Scaled Transpiration and Cooling Effect of a Subtropical Schima superba Plantation in the Urban Area of Guangzhou

Agriculture could suffer the water stress induced by climate change. Because climate warming affects global hydrological cycles, it is vital to explore the effect of tree transpiration, as an important component of terrestrial evapotranspiration, on the environment. Thermal dissipation probes were used to measure xylem sap flux density of a Schima superba plantation in the urban area of Guangzhou City, South China. Stand transpiration was calculated by mean sap flux density times total sapwood area. The occurrence of the maximum sap flux density on the daily scale was later in wet season than in dry season. The peak of daily sap flux density was the highest of 59 g m-2 s^-1 in July and August, and the lowest of 28 g m-2 s-1 in December. In the two periods （November 2007-October 2008 and November 2008-October 2009）, the stand transpiration reached 263.2 and 291.6 ram, respectively. During our study period, stand transpiration in wet season （from April to September） could account for about 58.5 and 53.8% of the annual transpiration, respectively. Heat energy absorbed by tree transpiration averaged 1.4×10s and 1.6×10s kJ per month in this Schima superba plantation with the area of 2 885 m2, and temperature was reduced by 4.3 and 4.7℃ s^-1 per 10 m3 air.

马占相思(Acacia mangium)树干液流密度和整树蒸腾的个体差异

利用Granier热消散探针观测了华南丘陵地区马占相思人工林（18a树龄）的树干液流（Sap Flow）。日变化的观测结果显示，不同大小胸径的14株样树液流密度（山）个体间的差别较大（CV：36．42％-80．80％），日间最大液流密度从最高的80．05（gH2Om^-2s^-1）到最低的11．25（gH2Om^-2s^-1），差异显著。液流密度的个体差异与树形的大小并不显著相关（P〉0．24），即液流密度的大小不是与树木形态相关联的固有特征。然而，树木胸径的大小却是影响液流随时间变化的重要因子。树形较大的树木日总液流量（E1，kgH2Otree^-1d^-1）较高，但中等大小的树木却具有较高的单位基面积日液流量（E2，kgH2Odm^-2d^-1），发现，单位基面积的日流量最大值并不出现在胸径最大的树木，而出现在胸径稍小的树木，意味着后者对自身结构的水分利用效率较高。由液流密度计算的整树蒸腾，个体间差异也比较大（3．35—72．42kgH2Otree^-1d^-1），且与胸径以幂函数的形式呈现正相关（P〈0．001）。尽管整树蒸腾在个体之间的差别较大，但随时间的变化规律却是一致的，整树蒸腾的变化格型基本上受环境因子的控制。以液流反映马占相思的蒸腾与冠层的实际蒸腾存在明显的时滞，14株样树的液流变化比光合有效辐射滞后40,in至110,in，相关分析显示，时滞的长短与树木的胸径、高度、边材面积和冠幅均不呈现明显的相关性（P〉0.36）。

应用热脉冲系统对桉树人工林树液流通量的研究

应用热脉冲式树液流测定系统和自动气象站 1 999年 9月～ 2 0 0 0年 9月的观测资料 ,探讨了广东省湛江市雷州半岛两个桉树人工林树液流通量 (Sap flux density,SFD)的时空动态及其与环境因子的相关关系。河头和纪家两地桉树林的树液流变化具有明显的昼夜节律性 ,大约从清晨 7:0 0开始萌动 ,1 2 :0 0以后达到峰值 ,夏季连续 4 d中 (2 0 0 0年 6月 1 5日～ 6月 1 8日 )河头 SFD最大值 44.2 1± 4.5 ml/ (cm2 · h) ,纪家 2 9.2± 7.2 ml/ (cm2· h)。此后 ,SFD逐渐减小 ,一直到日落前后降至最低值。树液流在不同的季节具有不同的昼夜节律性变化规律。两地 SF D值的季节波动节律相似 ,湿季时相对较大。但是河头日平均 SFD值 (2 4 36± 1 1 92 .5 ml/ (cm2 · d) )要比纪家 (1 70 3± 82 4 .5 ml/ (cm2 · d) )高 ,这主要是由于两地土壤质地的差异所导致的。在所选时段内 ,SFD的最大值出现在河头的冬季和纪家的夏季 ,这是由于这两天的大气饱和水气压差 ,太阳辐射和土壤有效持水量都比较高的缘故。在空间上 ,从形成层到心材 ,SF D最初有所增加 ,随后持续减小。整个观测期间两地 SFD的极大值均出现在 6月中旬 ,河头为 51 .53ml/ (cm2· h) ,而纪家为 39.85ml/ (cm2 · h) ,显然 ,由于环境条件的限制 。

岩溶区青冈栎整树蒸腾的季节变化

应用Granier热消散树干液流技术,在裸露岩溶区坡地上对青冈栎样树的树干液流和整树蒸腾过程变化及其驱动因子进行了研究.结果表明:青冈栎树干液流密度与树木胸径大小的关系是随机的,日间液流密度峰值出现在13:30—14:30;日液流密度峰值夏季最大,为56.00g H2O·m-2·s-1,春季最小,在35.86g H2O·m-2·s-1.岩溶区单树日蒸腾量随着天气变化起伏较大,单树日蒸腾量与水汽压亏缺和太阳辐射呈显著的幂函数相关关系(R=0.97,P<0.01).平均整树日蒸腾量变化格型为夏季高冬春低,秋季(旱季)随土壤水分的减少由高到低变化.与其他地区的树种相比,即使受旱季的干燥少土双重胁迫,裸露岩溶区坡地上的青冈栎整树日蒸腾量仍然较高,推断在岩溶区旱季青冈栎的水分来源可能很大程度上依赖于富水的表层岩溶带.

Granier树干液流测定系统在马占相思的水分利用研究中的应用

介绍了Granier热消散探针在树干液流测定中的工作原理,并利用该系统长期监测广东鹤山马占相思林14株样树的液流密度,分析了树木个体内和个体之间液流密度的差异、整树和林段水分利用的量化特征。由于树木边材结构以及周围微环境的差别,树木内和个体间的液流密度差异非常明显,变异系数的平均值分别为15.51%-37.26%、37.46%-50.73%。尽管液流密度的差异较大,但同一株树木不同方位的液流密度之间却呈现明显的线性相关(p<0.0001),这是重要的特征值,使得只需测定某一方位的液流密度经尺度外推计算整树和林段蒸腾成为可能。树木液流对环境因子响应的变化规律取决于所参照的时间尺度,日变化主要受光辐射、水汽压差等气候因子的控制,而土壤水份对液流的季节变化影响较大。形态特征明显影响树木的液流,高大树木由于边材较厚、树干粗壮和冠幅较宽而承载较多的辐射能量,因而水分蒸腾较高。对树木液流密度在径向和方位上进行适当的整合,可较准确地计算整树和林段蒸腾。由液流估测的马占相思整树和林段蒸腾的结果显示,该群落的水分利用在时间和空间上均有明显的分化。

木荷树干液流的密度特征

树干液流在微时空尺度上具有较大的变异性,尺度扩展过程中又极易引起误差,而有些环境因子则是在较大空间尺度上发生变化,容易降低液流密度研究结果的可靠性。引入单位面积液流日累积量(Qa)和液流密度峰值(Jsmax)这2个参数,根据树高和胸径划分不同优势度,研究木荷树干液流时空动态特征及与环境因子的关系,探讨液流密度研究更合理的方法。结果表明:2007年9月到2008年4月木荷优势木、中等木和劣势木液流日进程均呈现单峰格型,根据树高划分优势度等级的木荷中等木平均液流密度要略大于优势木,劣势木的平均液流密度远远低于优势木和中等木;而根据胸径划分优势度等级的木荷优势木液流大于中等木,中等木液流大于劣势木;光合有效辐射是影响优势木和中等木液流密度的主要环境因子,劣势木液流密度主要受气温影响;在干旱胁迫下,土壤含水量对优势木和中等木液流密度瞬时变化的影响比劣势木显著;总体而言,土壤湿度对液流瞬时值影响不大,但显著影响大时间尺度上优势木液流累积量的变化。按树高划分的木荷等级对环境因子的响应更敏感,而按胸径划分的木荷等级显示树形因子对液流的影响不可忽略。根据研究的需求不同,按树高或胸径分级各有优势。

树木胸径大小对树干液流变化格局的偏度和时滞效应

通过分析具不同水力结构的马占相思、荷木和粉单竹液流变化格局的偏度和时滞,探讨液流的空间分布特征及对冠层蒸腾的影响。结果表明:荷木的液流格局偏度和时滞随树木胸径的增加呈减小的趋势,但马占相思由于冠层开阔和林分分化程度高而规律不明显,粉单竹液流偏度随胸径减少,由于冠幅较小,接受的光照较均匀,个体间的时滞差异不明显,但时滞值比胸径近似的荷木小。树干水分传输过程中存在液流再分配的现象,边材的导水效率可能是影响时滞的重要原因。冠层蒸腾的空间异质性与树木储存水有关,大树储存水较多,冠层蒸腾的异质性小;小树储存水较少,液流被优先分配到光照充足的东南方位,导致冠层蒸腾较高的异质性。旱季受土壤水分的限制,大树储存水对蒸腾的贡献大于湿季,而小树蒸腾由于受到储水容量的制约,储存水对蒸腾的贡献小于湿季。冠层接受光照的迟或早以及辐射量的大小是引起蒸腾时间变化格局和树干不同方位液流格局差异的重要原因,但液流的横向交换弱化了这种现象,往往是个体间的差异掩盖了方位的差异。湿季较小胸径的树木比偏值(枝下高与胸高处液流偏度的比值)大于旱季,而较大胸径的树木比偏值恰好相反,总体而言,比偏值随着胸径的增加而逐渐下降。

缙云山典型树种树干液流日际变化特征及与气象因子关系

运用Granier热扩散探针方法,于2012—2015年8—9月对重庆缙云山自然保护区内3个典型优势木（杉木、马尾松、四川山矾）的树干液流进行测定,并运用微型气象站同步监测太阳辐射（ES）、大气温度（T）、大气相对湿度（RH）、风速（W）、饱和水汽压差（VPD）等气象因子及土壤含水量（SWC）,分析3个树种的树干液流在日尺度及典型天气条件（晴、阴、雨）下的差异和特征及其与气象因子的关系。结果表明：树种间导水能力差异表现为四川山矾〉马尾松〉杉木,阔叶树种蒸腾速率高于针叶树种;3个树种树干液流日变化规律均呈现＂昼高夜低＂的单峰走势;液流启动时间和达到峰值时间均为山矾最早,杉木最晚;典型天气条件下3个树种液流量均呈现晴天〉阴天〉雨天,与晴天液流量相比较,阴、雨天液流量减少幅度为41%至86%;白天树干液流贡献率表现为晴天（94.74%~98.04%）〉阴天（93.63%~96.71%）〉雨天（81.43%~85.43%）,夜晚树干液流贡献率表现为雨天（14.57%~18.27%）〉晴天（3.29%~6.37%）〉阴天（1.96%~5.26%）;导致雨天夜间液流贡献率最大的因子为SWC;影响3个树种树干液流的主要气象因子为ES和VPD;T、RH、W对3个树种的影响程度都很小,且略有不同。气象因子与杉木、马尾松、四川山矾的树干液流多元回归方程决定系数分别为0.873、0.873、0.903。

岩溶区青冈栎树干液流特征及其与环境因子关系

为阐明岩溶区植物液流变化特征,应用Granier热消散探针法,连续测定了桂林岩溶区植物青冈栎1年整的树干液流密度变化,并用ICT-2000TE环境气象站同步监测林地环境因子。结果表明:不同季节青冈栎树干液流密度差异较大,液流密度峰值分别为:1月份36.17gH2O/m2.s,4月份62.01gH2O/m2.s,7月份63.41gH2O/m2.s,10月份39.03gH2O/m2.s。土壤含水量在1月份、4月份、7月份与树干液流呈极显著相关;空气湿度和水汽压亏缺在1月份、10月份与树干液流呈极显著相关;空气温度在4月份、10月份与树干液流呈极显著相关,而光合有效辐射在所有的观测月份均与树干液流呈极显著相关。对各时期树干液流密度与环境因子的多元线性回归方程进行F值检验,均达到极显著水平。

甘肃石羊河流域人工种植长穗柽柳树干液流量变化规律研究

采用SF 200热脉冲液流测定仪对人工种植长穗柽柳的树干液流进行连续监测;利用管式-时域反射仪测定长穗柽柳根区附近3 m深土壤含水量;并用自动气象站对太阳辐射、空气温度、相对湿度、风速等主要气象因子进行同步监测.基于上述试验数据,分析长穗柽柳树干液流量的日季变化规律及与环境因子的关系.结果表明:人工种植环境下,霜冻对长穗柽柳树干液流量的影响较大;随着时间的推移,长穗柽柳日液流量可能会因环境因子的变化而上下波动,但总体上是逐渐减少的趋势;气象因子对长穗柽柳日液流量的影响依次为:太阳辐射>气温>空气水汽压差>大气相对湿度>风速.

不同阶段亏水处理对温室栽培梨枣树茎液流变化影响的研究

该文以在日光温室生长的6年生矮化密植成龄梨枣树为试材,试验分别在梨枣树的开花—坐果期、果实膨大期和果实成熟期进行了轻度、中度和重度水分亏缺处理,分别为处理2、处理3和处理4,对照为全生育期充分供水的处理1,研究不同阶段亏水处理对温室栽培梨枣树土壤水分变化和茎液流变化的影响,结果表明:处理2复水后其液流具有明显的补偿效应,处理3和处理4复水后并未出现补偿效应。果实膨大期末的气孔导度和茎液流日变化总体趋势一致,但中午12:00至下午14:00左右,二者存在明显的不同步现象。运用SPSS 11.0软件分析了各处理梨枣树日茎液流量与气象因子的相关关系,处理1至处理4的值分别为79.659、85.321、104.922和94.781,均大于F0.95(3,115)=2.69,R2值分别为0.675、0.690、0.732和0.712。亏水处理日茎液流量与对照处理1日茎液流量的比值与土壤相对有效含水量(RAW C)呈线性关系,其相关系数R2=0.4489。

利用TDP茎流计研究沙地樟子松的树干液流

用TDP茎流计连续测定了沙地樟子松南北两方向的树干液流，并用传感器同步记录环境因子变化，探讨环境因子对树干液流的影响。沙地樟子松树干液流日变化呈双峰有规律变化，南面树干液流速度和变化幅度大于北面树干液流速度和变化幅度；树干液流启动比环境因子晚1小时左右，然后迅速上升，在9：30达到第一个峰值，在17：20左右迅速下降，南面树干液流速度峰值出现在9：30左右，北面峰值出现在13：20左右；通过相关系数分析，树干液流与空气温度、空气相对湿度、太阳辐射和土壤水分相关明显，南北两方向的树干液流受环境因子的影响程度不一样，在南面，太阳辐射〉空气温度〉空气湿度，而在北面空气温度〉太阳辐射〉空气湿度；日树干液流量集中在9：30到17：20，占全天树干液流量的70％多，北面树干液流量是南面树干液流量的0．5～0．6。

沙地杨树人工林树干液流特征

采用热扩散技术，对沙地杨树人工林107欧美杨树干液流密度动态特征进行研究，并对其周围环境因子中光合有效辐射、空气温度、空气相对湿度、风速、土壤温度和土壤含水量进行同步观测。结果表明：杨树树干南北方位测得的液流密度具有显著差异，并且具有显著相关关系；不同生长时期杨树液流速率差异显著，5-8月逐渐升高；不同个体间液流速率差异显著，冠幅是影响个体间差异的主要形态特征；杨树树干液流每天达到的峰值与光合有效辐射和水蒸气压亏缺达到的峰值存在一定的时滞，二者与液流的时滞分别提早30～60min和落后120～150min。5-7月影响树干液流密度日变化的主导因子是光合有效辐射，8月则是由光合有效辐射和水蒸气压亏缺共同决定。

六盘山北侧生长季内华北落叶松树干液流速率研究

2006年5～10月在宁夏六盘山北侧叠叠沟林场,运用德国Ecomatik公司生产的SF-L树干液流仪研究了9株华北落叶松的树干液流变化过程及其对环境因子（气象条件、土壤水分）的响应。结果表明：华北落叶松的树干液流昼夜变化明显,呈不太典型双峰型曲线,晴天变化幅度大（0.087～0.348 cm/min）,阴天变化幅度小（0.087～0.281 cm/min）。树干液流速率在生长季内呈现逐渐降低的趋势。对环境因子影响树干液流速率的偏相关分析表明：日液流速率（SFV）与太阳辐射（ESR）、土壤水分（Ps）各影响因子均存在显著正相关,而与温度因子（Tamean）的相关系数较低。经回归分析,建立了日液流速率与各环境因子的线性回归模型：SFV=0.106＋0.000 141Ps＋0.002 14ESR＋0.002 18Tamean-0.000 43P（R=0.883）。

宽窄行栽植下毛白杨不同方位树干液流的差异

毛白杨Populus tomentosa是我国北方主要速生用材树种,在华北地区多采用宽窄行模式栽植。该模式下,不均匀的生长空间可能会引起不同方位树干液流速率(F_d)的差异,从而影响对林木蒸腾耗水的准确估计。为探究宽窄行栽植下毛白杨不同方位F_d的变异特征及其与气象因子的变化关系,采用热扩散式液流探针和自动气象站,对9株不同胸径样树4个方位(东、南、西、北)的F_d及林地气象因子进行监测和分析。结果表明:所有样树不同方位的F_d均具有显著差异,平均变异系数(CV)为15.1%±9.2%。其中,西方位为优势方位,其F_d显著大于或与其他方位无差异,而其它三个方位F_d大小次序无明显规律。各方位F_d在不同气象条件下均具有相同的日变化趋势,且下午(12:00—24:00)的F_d显著高于上午(0:00—12:00)。林木各方位F_d受光合有效辐射(PAR)影响强烈,多重回归分析结果表明PAR几乎为各方位F_d的主要驱动因子,而水汽压亏缺(VPD)和空气温度(T_a)仅在个别方位对F_d具有一定驱动作用。不同方位F_d的CV和相对偏差(RD)与PAR、VPD不具有显著相关关系,表明F_d的方位差异并未受气象因子影响。综上,在研究宽窄行栽植模式下林木蒸腾耗水时,方位间F_d差异不能忽视;在液流探针数量有限的情况下,对每株样树随机选取一个方位进行F_d测定可能会获得更精确的林木蒸腾量估计。

刺槐耗水研究进展

刺槐是干旱半干旱地区的多用途造林树种,水分生理研究是抗旱造林和林分管理的基础,从苗木、单木和林分三个层面论述了刺槐耗水特性及其研究进展。苗木耗水是林木水分生理研究的基础,刺槐苗木耗水量和耗水速率的日变化均呈单峰型,峰值出现在中午12:00左右。苗木耗水速率除与自身遗传特性有关外,还与土壤水分条件密切相关,随着土壤水分亏缺的加重,耗水速率呈下降趋势。单木耗水除表现与苗木相似的日动态外,其耗水量和蒸腾强度还表现季节动态,生长季节初期和末期耗水量和蒸腾强度较低,生长盛期较强,此外蒸腾耗水还与光照、气温和风速等环境因子呈显著相关关系。林分蒸腾耗水占林分总耗水量的57.7%～60.2%,季节变化与单木相同,一般阴坡耗水大于阳坡,高密度林分耗水量大于低密度林分。

基于果树需水信号的精量灌溉控制理论与技术

在分析果树精量灌溉技术的科学意义和应用价值后,总结了国内外相关领域的研究结果,发现果树液流信号、茎杆直径变化和冠层温度变异在果树需水信号检测中最具有应用前景,并对它们的研究现状进行了评述。基于果树精量灌溉控制理论和技术产品的发展历程和问题,提出了果树精量控制灌溉技术未来研究内容和方向。最后指出果树精量控制灌溉技术未来需要解决的关键问题是降低技术成本和实现智能化。

长汀水土流失区生长季马尾松树干液流密度特征

应用热扩散探针测定福建长汀水土流失区生长季马尾松东南西北4个方位的树干液流密度,并比较不同人工治理措施下马尾松树干液流密度的特征,利用自动气象站同步记录环境因子变化,以探讨先锋树种的水分生理生态特征及其对环境变化的响应.研究表明,马尾松4个方位的树干液流密度日变化均呈现单峰型变化规律;南向树干液流密度峰值最高,日变化幅度也最大;东、西、南、北4个方位的液流密度差异显著(P<0.01),但各方位液流间呈现显著的线性关系;树干4个方位液流的启动时间与太阳辐射之间存在约3个小时的时滞;4个方位液流与环境因子相关性均极显著(P<0.01),其中与液流密度相关性最强的是空气温度,其次为土壤温度和太阳辐射,4个方位液流受环境因子的影响程度存在差异;不同治理措施下的马尾松液流密度日变化规律相似,但数值差异显著(P<0.01),经过人工施肥的样地马尾松树干液流密度峰值明显高于未施肥的样地.

生长季内官厅库区小叶杨单株树干液流通量密度的研究

利用热脉冲液流仪和微型自动气象站，在北京市延庆县上辛庄水土保持站观测研究了雨季不同天气条件下官厅库区的小叶杨树干边材液流通量密度变化规律及其对环境因子（气象条件、土壤水分）的响应。结果表明，边材液流通量密度曲线在不同天气条件下均具有明显的昼夜变化规律：液流通量密度通常于清晨5：30“：30时开始上升；12：00-13：00时达到峰值；16：00时开始持续下降，20：00时下降速度变慢，至次日日出之前达到低谷。日液流通量密度（SFA）与日太阳辐射量（ESR）、日均空气温度（Ta）和日均空气相对湿度（RH）均存在极显著正相关关系，与日均0～40em土层蓄水量（Sw40）存在极显著负相关关系，经回归分析建立了日液流通量密度与各环境因子的线性关系：SFA=69．7＋5．63ESR＋3．12Ta＋0．239RH-1．13Su40（R=0．752）。

晚霜冻害对黄土区苹果树水分利用能力的影响

[目的]通过对比研究,明确晚霜冻害对苹果树生长季水分利用能力影响的程度与机理。[方法]利用热扩散技术(TDP)对黄土区苹果树未发生霜冻年和霜冻年主要生长季边材液流速率( J s)开展连续监测,并同步观测净辐射(R n)、气温(T a)等气象因子,计算大气水分亏缺(VPD)等变量。通过对比、相关分析阐明晚霜冻害对苹果树水分利用能力的影响。[结果]霜冻发生后,当日午间液流速率最大值( J s-max )比霜冻前数日内的最大值降低9%-27%,苹果树水分利用能力(J s-max /VPD )在霜冻后的数日内连续下降。霜冻后当年(2018)生长季平均液流速率比未发生霜冻年(2017)同期下降35%。在整个生长季内,液流速率日平均值( J s-mean )与R n、VPD均具有显著的指数关系,但在相同的R n或VPD水平下,霜冻年的J s-mean 显著低于未发生霜冻年。[结论]严重低温霜冻和霜冻后快速升温共同导致了苹果树生长季水分利用能力的显著下降。研究结果为认识霜冻对苹果树水分生理的影响机制提供了理论支撑。