河南洛阳马尾松树干液流昼夜变化特征及其影响因子分析

【目的】揭示马尾松(Pinus massoniana)在我国分布北界的树干液流昼夜特征及其与环境因子的关系,探索马尾松蒸腾耗水规律,为深入了解树木水分利用机制提供研究基础。【方法】以分布在河南洛阳的马尾松为研究对象,采用TDP热扩散探针和小型自动气象站对样地内的马尾松树干液流及周围环境因子进行连续监测,分析马尾松树干液流昼夜变化特征及其影响因子。【结果】(1)研究区马尾松树干液流速率呈昼高夜低的单峰曲线;马尾松存在夜间液流,零点前液流活动较零点后活跃。(2)6—10月的白天(太阳辐射大于5 W/m²)和夜间(太阳辐射小于5 W/m²)马尾松单株日均液流量为36.08 kg;夜均液流量为2.55 kg,占全天液流量的4.87%～9.27%;零点前液流量占夜间液流量的83.42%～95.54%。(3)马尾松树干液流速率与太阳辐射、饱和水汽压差(VPD)、温度、湿度、风速和降水量存在显著的相关性(P<0.05);太阳辐射是白天树干液流的最大影响因子,VPD是夜间树干液流的最大影响因子。【结论】在我国中西部地区相对干旱生境下,马尾松树干液流具有...     

茂兰喀斯特原生林细叶青冈树干液流环境响应特征

【目的】研究喀斯特森林细叶青冈树干流特征及其与环境因子的关系。【方法】基于热扩散技术的液流探针和Campbell自动气象站,测定了贵州茂兰地区2012年3月至2014年2月喀斯特原生细叶青冈林(Cyclobalanopsis gracilis)的树干液流和气温、降水等环境因子。分析液流速率在不同天气(晴天、阴天和雨天)、不同季节条件下的变化过程及特征,及其对环境因子的响应。【结果】整个观测期内,青冈日平均液流速率(5.78±0.19)g/(m²·s),不同天气日平均液流速率(g/(m²·s))依次为:晴天(10.35)>阴天(3.28)>雨天(3.16)。青冈日平均液流通量(3.37±0.11)kg/d,阴天和雨天日液流通量分别仅为晴天(6.03 kg/d)的31.7%和30.6%。各季节的日平均液流速率(g/(m²·s))表现为:夏季(8.28±0.38)>秋季(6.75±0.38)>春季(6.11±0.34)>冬季(1.91±0.15)。空气相对湿度(RH)与液流速率呈负相关,光照、饱和水汽压差(VPD)、气温(Ta)、土壤含水量等与液流速率呈正相关。【结论】在不同天气条件或季节,各环境因子对液流速率的影响程度不同。光照、VPD、RH、Ta是影响细叶青冈液流速率最主要的因子,土壤轻度干旱对细叶青冈液流速率没有影响。     

尾叶桉树干液流方位差异及其对环境因子的响应

研究不同方位间树干液流速率的差异及树干液流速率变化对环境因子的响应,有利于对桉树蒸腾耗水、水分利用效率的定量估算.以海南儋州林场尾叶桉人工林为研究对象,运用热扩散探针对尾叶桉树干东、南、西、北不同方位的液流进行连续监测研究.结果表明:(1)不同天气条件下的尾叶桉树干液流速率变化趋势不同,晴天液流变化呈单峰型曲线,阴天和雨天呈多峰型或无峰型曲线;尾叶桉树干不同方位之间的液流速率日变化趋势相似,但液流启动与到达峰值的时间存在时滞,其中东、南方位液流启动与到达峰值时间分别较西、北方位要早20 min左右.(2)不同天气条件下,尾叶桉树干不同方位之间的液流速率均呈极显著正相关(p0.01),且存在显著(p0.05)或极显著(p0.01)差异,晴天、阴天和雨天的东、南、西、北4个方位的树干液流速率最低值较最高值分别低13.7%、34.4%和9.4%.(3)晴天、阴天、雨天的光合有效辐射、大气温度、相对湿度和土壤水分等环境因子对树干液流速率变化的贡献不同;晴天和阴天是光合有效辐射对树干液流速率影响最大,其次是相对湿度;雨天是相对湿度对树干液流速率影响最大,其次是光合有效辐射;气温与土壤水分对树干液流速率影响相对较小.该研究为海南桉树林分尺度蒸腾耗水准确测算和人工林生态效应评估提供了基础数据,为进行更大时空尺度的树干液流监测提供了方法参考.     

内蒙古大青山华北落叶松人工林蒸散特征及其影响因子

【目的】水分是半干旱区森林植被持续稳定的主要限制因子，通过对内蒙古大青山北侧华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林分蒸散及其组分的研究，分析山地人工林的蒸散耗水规律，为基于林水关系的森林植被精细化经营管理提供基础。【方法】利用热扩散探针等常规森林水文监测方法，同步监测树干液流、林冠截留、林地蒸散及气象因子和土壤体积含水量(土壤水分),分析林分蒸散及其组分的变化规律及与环境因子的关系。【结果】在季节尺度上，2016年、2017年华北落叶松林分蒸散量分别为522.57和583.67 mm,占同期降水量的120.13%、167.34%,年际差异主要受温度、土壤水分的影响；林冠蒸腾占林分总蒸散的比例平均为45.44%、林地蒸散占40.28%、林冠截留占14.28%。在月尺度上，林冠蒸腾占林分总蒸散的37.30%～52.43%,林冠截留占8.61%～21.81%,林地蒸散占31.52%～48.15%;林分蒸散和林冠蒸腾主要受温度、风速和水分条件的影响，林冠截留主要受降水和大气湿度的影响，而太阳辐射、饱和气压差和土壤水分是影响林地蒸散主要因素；2016年7月的林分蒸...     

2种典型荒漠植物多尺度蒸腾日变化特征及其尺度转换研究

针对西北干旱荒漠区水分循环与生态平衡问题,利用热扩散(TDP)探针监测典型荒漠植物梭梭和柽柳的枝条和胸径的液流日变化,并分析不同尺度液流与环境因子的关系及其尺度间的转换方法。结果表明:梭梭和柽柳的枝条和胸径的液流开始时间基本与太阳辐射开始增强的时间一致,且都滞后于温度和水气压亏缺(VPD)的开始升高时间。太阳总辐射是植物液流的启动器,而VPD是植物液流的加速器。不同环境因子对梭梭和柽柳不同尺度液流的影响作用不同,整体相关性大小为:总辐射光合有效辐射温度VPD。梭梭枝条间差异不明显,可以较好的上推出胸径的液流密度,即梭梭枝条尺度和冠层尺度间蒸腾作用可以较好的转换:y=1.925x+0.569,R2=0.956。柽柳枝条间差异较大,枝条液流与胸径液流间的相关性相对较小(y=2.418x+0.808,R2=0.697),把枝条液流上推到胸径尺度需分析不同位置的枝条间液流的差异性及其与微环境的关系,进一步修正尺度上推方程。     

浑善达克沙地榆树干液流动态研究

 应用Granier热扩散技术对内蒙古浑善达克沙地榆(Ulmus pumila var. sabulosa)疏林林分进行树干液流通量研究.选择该区占林分80%以上林木的3种胸径级(小径级,15—25cm;中等径级,25—35cm;大径级,>35cm)榆树,使用Granier探针进行每隔15min的树干液流测定,同步测定各林分环境因子.林分中不同胸径级榆树树干液流通量特征表现为:树干液流密度峰值大径级树＞中等径级树＞小径级树,且差异明显;大径级树由于林龄较大,液流密度曲线变化平缓,没有明显的峰值,呈弧形曲线;液流密度随季节推移在生长季中液流密度均值逐渐减小,在生长季末期(10月)基本处于微弱波动状态.液流通量最大月平均值一般出现在6—8月,不同径级树月液流通量变化差异较大.对样木的日液流通量比较发现,胸径对液流有显著影响.对不同胸径树木各树种影响较大的环境因子为饱和水汽压差(VPD),光合有效辐射(PAR),气温(Ta);在不同生长季节,对不同胸径类型树木起主要作用的环境因子也不尽相同,但是PAR和VPD是其中起主要作用的两个因子.     

基于深度神经网络的城市典型乔木日内蒸腾特征模拟研究

以城市典型乔木小叶榕全天24小时每10分钟的树干液流及同步气象观测数据为训练集,建立基于深度神经网络的城市典型乔木植被蒸腾估算模型,得到10分钟尺度的小叶榕蒸腾模拟结果,系统地探讨干湿季和昼夜影响小叶榕蒸腾的环境控制因子.基于深圳市91个气象观测站的常规气象观测数据,应用训练好的深度神经网络模型,估算得到站点尺度的深圳...     

西藏东南部急尖长苞冷杉蒸腾耗水及其驱动因子分析

目的 探讨不同径级急尖长苞冷杉个体蒸腾耗水规律,并分析其与主要气象因子的相关性,为明确西藏亚高山区林木生长规律提供重要参考。方法 应用树干液流测定系统在西藏色季拉山天然急尖长苞冷杉林内对8株不同径级急尖长苞冷杉个体进行蒸腾耗水的连续测定,并同步监测5个气象因子。结果 急尖长苞冷杉树干液流速率日变化为单峰曲线,7月、8月和9月8株样木平均液流速率分别为137.09、142.71和184.43 g/h,日活动时间为10:00—22:00,其峰值出现在16:00左右。急尖长苞冷杉树干蒸腾耗水速率与大气温度和光合有效辐射呈极显著正相关关系,与饱和水汽压差显著正相关,与大气湿度极显著负相关,与风速无关;蒸腾耗水与各因子相关系数绝对值排序为大气湿度>大气温度>光合有效辐射>饱和水汽压差。急尖长苞冷杉边材面积和日蒸腾耗水量均与胸径呈极显著的二次曲线关系,决定系数分别为0.999和0.937。结论 急尖长苞冷杉蒸腾耗水日变化呈“N”形变化,受大气温湿度和光合有效辐射等环境因子影响显著;随胸径增加,单株日蒸腾耗水量迅速升高。     

两种小环境下刺槐树干液流变化规律的研究

用热扩散式树干径流计（TDP）和环境自动检测系统对黄河三角洲滨海盐碱地刺槐(Robinia pseudoacacia)-绒毛白蜡(Fraxinus velutina)混交林、刺槐纯林中刺槐单株的树干液流速率和环境因子进行了连续观测,结果表明：混交林中的刺槐单株树干液流日变化呈窄峰型曲线,纯林中的呈宽峰型曲线,二者峰值均出现在10:30左右,无明显启动时间,也没有明显的停止界限;混交林中刺槐单株的液流峰值高于纯林;混交林中刺槐单株的日平均液流速率为纯林中的145%。混交林土壤表层（0~60cm）含水量大于纯林,含盐量小于纯林。多元逐步回归分析表明,影响混交林刺槐树干液流速率的主要因子是太阳辐射强度、大气相对湿度,影响纯林刺槐液流速率的因子依次为大气温度、太阳辐射强度。     

岷江流域冷杉树干液流的动态变化规律

应用热扩散原理,采用ICT-2000TE自动测定系统,对岷江流域冷杉的树干液流及其主要环境因子进行了同步测定,分析了冷杉的树干液流动态变化规律。结果表明:冷杉的树干液流变化呈现明显的单峰曲线,液流速率的峰值一般出现在中午12或13时;影响冷杉树干液流大小的主要环境因子包括光合有效辐射、空气温度和空气相对湿度,但相关密切的是光合有效辐射。     

六盘山华北落叶松林分蒸腾特征及其影响因素

[目的]林分蒸腾作为土壤-植物-大气连续体的关键过程,是森林生态系统中重要的水分输出项,可占森林总蒸散的50％以上,探究林分蒸腾对环境因子的响应规律可为科学指导造林及林水综合管理提供理论依据和数据支持.[方法]以国家林业和草原局宁夏六盘山定位站为依托,在2016年生长季(5—9月),对六盘山半湿润区的华北落叶松(Lar...     

喀纳斯保护区西伯利亚云杉树干液流动态变化

基于树干液流与树木蒸腾作用之间的关系,在新疆喀纳斯国家自然保护区内,采用TDP热扩散探针法连续监测了不同径级的西伯利亚云杉阳生面和阴生面的树干液流,明确不同大小的树体在参与森林水分循环中的的作用及其差异。结果表明:6—9月,西伯利亚云杉树干液流季节变化呈多峰曲线型,同一径级西伯利亚云杉树干阳生面与阴生面的液流启动时间、达到峰值时间一致; 8月份的树干液流量比其他月份的大,其大、小径级树干阳生面的最大液流速率分别是阴生面的1.45倍和1.19倍; 生长季内大径级西伯利亚云杉的总液流通量为5 974.90 kg,小径级的为1 628.71 kg; 晴天时树干液流的日变化呈多峰型,阴天时为单峰型; 夜晚时段小径级西伯利亚云杉的液流持续存在的时间较大径级的长,不同天气条件下的夜间液流主要用于树体自身夜间补水; 大径级和小径级西伯利亚云杉阳生面、阴生面的夜间液流速率分别是晴天的1.49、1.23倍和1.13、1.20倍。研究表明,影响西伯利亚云杉树干液流昼夜变化的主要因素为气温、水汽压、光合有效辐射、土壤温湿度和风速。     

长三角地区典型树种杉木液流速率变化特征

2012年2月—2013年1月,利用热扩散技术和ECH2O系统对南京东善桥林场的杉木(Cunninghamia lanceolata)树干液流速率及相关环境因子进行连续观测,研究分析了杉木液流速率的变化特征。结果显示:不同季节不同天气的杉木液流速率日变化表现出明显的昼夜变化规律,变化曲线表现为单峰曲线。夏季的液流速率最高,峰值为1.45～3.49 kg/h,其次是秋季(0.55～1.91 kg/h),春季的液流速率峰值为0.71～1.44 kg/h,冬季液流速率最低,峰值为0.30～0.85 kg/h。降雨雨量越大,雨后液流速率开始的时间越早,峰值越高,影响持续的时间越长。冬季,降雨开始后液流速率会迅速升高,雨后就会很快降低,而夏季,液流速率会在雨后的白天表现出明显升高,在次日之后会再次降低到原来水平。影响杉木液流速率的主导环境因子存在季节性差异,各相关性系数分别为:春季饱和水气压差(0.884),夏季空气相对湿度(-0.882),秋季饱和水气压差(0.798),冬季林外太阳辐射(0.621),土壤温度是影响杉木日均液流速率的重要环境因子。     

贵州茂兰喀斯特森林两树种叶片气孔形态特征及其对蒸腾的影响

[目的]石漠化是中国西南喀斯特地区严重的环境问题,探讨在喀斯特生境下树种气孔对蒸腾需求的响应及环境因子的影响,了解类似气候条件下相似物种对外界环境条件的基本调节策略,为喀斯特地区森林的保护和石漠化治理提供参考.[方法]在贵州茂兰喀斯特地区,以常绿树种胀果树参(Dendropanax inflatus)和落叶树种瓜木(A...     

乌兰布和沙漠人工梭梭茎干液流季节变化及其与气象因子的关系

【目的】揭示乌兰布和沙漠1979年人工种植梭梭水分利用过程,以期为当地梭梭林的经营管理提供理论参考。【方法】利用PS-TDP8树木茎流监测系统和自动气象站对乌兰布和沙漠梭梭的液流变化及其周围的气象因子进行观测。【结果】梭梭晴天茎干液流日变化呈“单峰型”。春、夏、秋季梭梭茎干液流连日变化趋势一致,白天液流速率高于夜间,且夜间液流速率变化幅度小。5、7、9月时茎干直径12.5 cm的梭梭液流启动时间均早于直径8.95 cm的梭梭,平均液流速率也较高。茎干直径12.5 cm的梭梭在5、7、9月的液流峰值分别为2.90、4.18、3.15 cm/h,液流日累积量分别为12.29、14.23、9.44 L;茎干直径8.95 cm的梭梭同时期液流峰值分别为1.06、1.20、1.07 cm/h,液流日累积量分别为2.84、3.68、3.10 L;同一茎干直径梭梭在7月的液流日累积量最大。梭梭液流日变化中,晴天为“单峰型”,雨天呈“双峰型”;雨天液流峰值及夜间液流均低于晴天。夏季茎干液流启动时间最早,峰值出现时间最早,峰值最大;春季液流启动时间最晚,峰值出现时间最晚,峰值最小。春、夏、秋季梭梭夜间均存在微弱液流。【结论】影响梭梭液流速率的气象因子中,春季主要为太阳总辐射、空气温度、风速,夏季主要为太阳总辐射、空气相对湿度、风速,秋季主要为太阳总辐射、空气温度。