热扩散探针法在树木蒸腾耗水研究中的应用_曹恭祥.
气象因子对红富士苹果树干茎流特性的影响
气象因子对红富士苹果树干茎流特性的影响冯志文;姜远茂;田玉政;宋凯;栾翠华;褚富宽;王燕;张继祥【期刊名称】《山东农业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(044)001【摘要】利用热扩散茎流测定系统(TDP)连续监测苹果树在生长季的茎流速率,同步观测太阳辐射、空气温度、空气相对湿度和风速等气象因子,选择晴天、阴天两种典型天气分析鲁西南地区苹果树干茎流速率的日变化及其与气象因子的关系.结果表明:苹果树干茎流速率在晴天条件下呈现单峰曲线,阴天条件下呈现多峰曲线.不同天气条件下,苹果树干茎流速率日变化波动曲线及其主要影响因子各异,但太阳辐射始终是茎流速率变化的主导因子.晴天茎流速率的主要影响因子依次为太阳辐射、空气相对湿度和空气温度；阴天依次为太阳辐射和空气温度.蒸腾量日际变化或季节变化特征为4月份逐渐升高、5～6月份达到高峰值、7月份后逐渐降低、10月份达到第二次高峰、11月初迅速降低.主要生长期蒸腾量为708.93 mm,其中,主要需水期(5～7月份、10月份)的蒸腾量为423.41mm,占主要生长季的59.72％.【总页数】8页(P18-24,29)【作者】冯志文;姜远茂;田玉政;宋凯;栾翠华;褚富宽;王燕;张继祥【作者单位】作物生物学国家重点实验室,国家苹果工程技术中心,山东农业大学园艺科学与工程学院,山东泰安271018;作物生物学国家重点实验室,国家苹果工程技术中心,山东农业大学园艺科学与工程学院,山东泰安271018;济宁市公路管理局,山东省公路监测中心,山东济宁272100;作物生物学国家重点实验室,国家苹果工程技术中心,山东农业大学园艺科学与工程学院,山东泰安271018;山东省嘉祥县林业局果树站,山东嘉祥272400;山东省嘉祥县林业局果树站,山东嘉祥272400;山东省嘉祥县林业局果树站,山东嘉祥272400;作物生物学国家重点实验室,国家苹果工程技术中心,山东农业大学园艺科学与工程学院,山东泰安271018【正文语种】中文【中图分类】S666.1【相关文献】1.应用热脉冲方法对红富士苹果树干茎流速率的研究 [J], 李焕波;张林森;李丙智;马锋旺;冯焕德;韩明玉2.土壤水分胁迫对红富士苹果叶片渗透调节特性的影响 [J], 杨素苗;杜纪壮;李保国;齐国辉;徐国良;秦立者3.干旱绿洲区富士苹果树干边材茎流动态及其对环境因子的响应 [J], 马文涛;程平;李宏;张志刚;武胜利;赵明玉4.渭北旱塬不同水肥条件下气象因子对苹果树干茎流的影响 [J], 梁自强;胡笑涛;冉辉;唐文政;张兴国;国银银5.锐齿栎、油松茎流养分输入和树干基部土壤特性初步研究 [J], 刘建军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
树木蒸腾耗水测算技术的比较研究_刘奉觉
第33卷第2期1997年3月林业科学SCIENTIA SILVAE SINICAE V o l.33,No.2M ar .,1997树木蒸腾耗水测算技术的比较研究*刘奉觉 郑世锴 巨关升(中国林业科学研究院林业研究所 北京100091)Edwards WRN 吴衍德 (新西兰皇家园艺食品研究所) (山东省沂南县林业局 沂南276300)摘 要 1989—1991年,分别在山东(I -69杨)与宁夏(合作杨)人工林中,用五种方法(整树容器法、热脉冲法、快速称重法、稳态气孔计法和微气象法)进行了蒸腾耗水的比较测定,结果表明: 1.以整树容器法测定的单株日耗水量为100%,则水分饱和下快称法相应值为130%—140%;气孔计法值为291%;热脉冲法值为90.14%。
2.以热脉冲法测定的日耗水量为100%,则快称法的测值为88%(六年生树)与112%(二年生树)。
3.气孔计法测值高于快称法,在宁夏干旱地区为后者的130%—190%,在山东较湿润地区为240%—320%。
4.微气象法中午蒸腾值十分接近整树容器法与热脉冲法,其误差小于2%。
关键词 树木蒸腾耗水,蒸腾测定技术,整树容器法,热脉冲法本文于1995年8月1日收到。
*国家自然科学基金(38970169)、中国林科院科学技术发展基金资助课题。
世界银行贷款国家造林项目(NAP)“杨树研究与推广”课题的一部分。
山东省沂南县林业局杜佃桓、卢永农同志和宁夏回族自治区林业技术推广总站陈兰岭、辛忠智、李宝琪同志参加部分测定工作,特此致谢。
近年来,随着全球气候变暖,水资源短缺已成为突出的环境问题,对水资源的科学管理与合理利用势在必行。
树木的蒸腾耗水量是植树造林设计与环境水分研究的重要水分参数,国内外由于这个问题考虑不周而导致的环境恶化事例已屡见不鲜。
因此,准确地测算树木蒸腾耗水量就成为环境水分定量研究急需技术。
但由于树木形体高大,蒸腾作用受树种、环境、时间、空间等多种因素控制,变异复杂,难以准确定量。
基于热消散技术的毛竹林蒸腾耗水估算
基于热消散技术的毛竹林蒸腾耗水估算顾大形;黄科朝;何文;周翠鸣;徐广平;曾丹娟;何成新;黄玉清【摘要】[目的]试验不同长度热消散探针(TDP)测量毛竹液流的可行性,分析年龄对立竹液流的影响,并据此对立竹液流进行尺度扩展,估算桂北毛竹林的蒸腾耗水,为区域毛竹林的生态水文效应研究和指导关键生态功能区植被结构调整提供依据.[方法]显微镜观察毛竹输水结构在竹壁上的径向分布.基于热消散方法,用5 mm和10 mm长度的TDP探针对1～2年生立竹和3龄以上立竹的基部液流进行连续测量,并同步测定环境因子.[结果]维管束在毛竹竹壁上不均匀分布,竹壁外侧维管束小而密,导管分化不完全,竹壁内侧维管束大而疏,导管分化完全,直径较大.10 mm TDP 探针测得的液流密度显著高于5 mm探针,其平均液流密度是5 mm探针的4.03倍.在生长旺季的7月,基于10 mm TDP探针测量的1～2年生立竹正午液流密度显著高于3龄以上立竹,而在早上和傍晚二者基本相同.1～2年生立竹液流的平均日通量在测量生长季内均高于3龄以上立竹,二者的平均日液流通量分别为51.15和33.80 g·cm-2d-1.以立竹年龄和基径作为液流尺度扩展依据估测的桂北毛竹林日蒸腾耗水量在观测生长季内为0.01～0.72 mm·d-1,平均日蒸腾耗水量为0.31 mm·d-1.[结论]10 mm长度的TDP探针较5 mm探针更适宜用于毛竹液流的测量.1～2年生立竹比3龄以上立竹具有更高的液流密度和日液流通量,因此年龄是毛竹液流由立竹到林分尺度扩展时除立竹直径外另一个必须要考虑的因素.【期刊名称】《林业科学》【年(卷),期】2019(055)001【总页数】7页(P31-37)【关键词】热消散;毛竹;年龄效应;尺度扩展;水分利用【作者】顾大形;黄科朝;何文;周翠鸣;徐广平;曾丹娟;何成新;黄玉清【作者单位】广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所桂林541006;广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所桂林541006;广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所桂林541006;广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所桂林541006;广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所桂林541006;广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所桂林541006;广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所桂林541006;广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所桂林541006【正文语种】中文【中图分类】S718.43毛竹(Phyllostachys edulis)是常绿乔木状竹类植物，是我国栽培悠久、面积最广、经济价值也最大的竹类森林植被类型。
浅谈扩散法在深井水文勘探中的应用
浅谈扩散法在深井水文勘探中的应用赵杰;杜国军;郭菲【摘要】扩散法是井液电阻率测井方法的一种,是水文井测井的重要手段之一.当含水层深度大于500米时,流速小的含水层极易被漏掉,当含水层深度大于700米时,利用常规的扩散法很难测量出成功的扩散曲线.深井示踪剂投放器先将示踪剂密封在示踪荆投放器内,仪器下到目的层段时,利用井内钻井液的压力将示踪荆投放器内的示踪剂与井内钻井液沟通,实现深井指定层段的钻井液的盐化,使扩散法在深井水文勘探中得到有效的应用.【期刊名称】《中国新技术新产品》【年(卷),期】2011(000)005【总页数】1页(P145)【关键词】扩散法;示踪剂;深井示踪剂投放器;井内钻井液压力;钻井液盐化【作者】赵杰;杜国军;郭菲【作者单位】东北煤田地质局一○七勘探队,辽宁阜新123000;东北煤田地质局一○七勘探队,辽宁阜新123000;东北煤田地质局一○七勘探队,辽宁阜新123000【正文语种】中文【中图分类】TV211、概况扩散法是井液电阻率测井方法的一种，是井液电阻率测井中最有效，采用最多的一种方法，是水文井测井的重要手段之一。
扩散法主要是将盐（通常是NaCl）注入到钻孔内井液中，进行人工盐化井液，使井液与含水层中的地下水之间有明显的电阻率差异。
在地下水自然渗透作用下，盐化后的井液或盐水柱将随时间变化发生淡化和移动，其淡化和移动幅度的大小，只取决于地下水的渗透速度，根据井液在不同深度和时间的电阻率变化情况，可确定含水层的位置，了解含水层的补给关系，判断钻孔出水量的大小。
2、扩散法存在的缺欠扩散法是水文勘探中的重要手段，但是扩散法也存在一些缺欠，当含水层深度大于500米时，流速小的含水层极易被漏掉，当含水层深度大于700米时，利用常规的扩散法很难测量出成功的扩散曲线。
造成上述缺欠的主要原因是传统的示踪剂投放方法无法满足井深大于700米的井液盐化。
井深达到700米以后，示踪剂几乎溶化待近，700米以下的井液不能被有效的盐化。
树木蒸腾耗水研究进展
２０ ０６年 ８ 月
４ ４ １４—１０ （ ）：１ ２
中 国 水 土 保 持 科 学
Ｓｃｅ ｃ ｆＳ ｉ ａ ｄ Ｗ 砒ｅ ｎ ｅ ｖ ｔ ｎ ｉｎ ｅ ｏ ｏｌ ｎ ｒＣｏ ｓ ｒａｉ ｏ
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ｔｏ ｔ ｏ ｓ ｔｄ ｉ ｇｓ ａｅ ａ ｄ ｓ ａｅ ｔａ ｓｏ ｍ ｆｔｅ ｒ ｓ ｉａｉｎ ａｅ ｓ ｍｍｅ ｐ．Ｔｈ ａ ｕ ｅ ｍｅｈ ｓｉ — ｉｎ ｍｅ ｄ ，ｓｕ ｙｎ ｃ ｌ ｎ ｃ ｒ ｆｒ ｏ ｒｅ ｔａ ｐｒ ｔ ｒ ｕ ｈ ｌ ｎ ｎ ｏ ｄｕ ｅｍｅ ｓ ｒ ｔｏ ｎ ｄ
华北石质山区乔、灌木耗水特征比较
华北石质山区乔、灌木耗水特征比较1史文兵1，刘春鹏2，马长明3，司国玉1，孙双印1（1 河北省塞罕坝机械林场，河北围场 068450；2河北省林业科学研究院，河北石家庄050061；3 河北农业大学林学院，河北保定 071000；）摘要：本研究采用热扩散式液流探针（TDP）法对华北石质山区黄连木(Pistacia chinensis)、刺槐(Robinia pseudoacac)酸枣(Zizyphus jujuba)、荆条(Vitex negundo var. heterophylla)的树干液流进行了监测。
结果表明：（1）四树种的树干液流均呈现“几”字形，其中黄连木呈单峰型，刺槐呈宽峰型，酸枣荆条呈波动状；液流启动黄连木的最早，酸枣和荆条的居中，刺槐最晚；液流停滞黄连木和刺槐晚于酸枣和荆条；液流速度大小为：黄连木>酸枣>荆条>刺槐，日均耗水量为：黄连木>刺槐>酸枣>荆条。
（2）四树种树干液流变化阴天时要比晴天时平缓, 液流启动晴天早于阴天，而停滞则晴天晚于阴天。
（3）不同树干直径的各树种树干液流变化波形基本一致；黄连木树干液流直径大的启动晚,而停滞早，而刺槐则相反；酸枣和荆条不同直径的液流启动与停滞时间几乎一致；除刺槐外，各树种树干液流速度均表现为直径大的小于直径小的，而刺槐则相反；各树种日均耗水量均表现树干直径大的耗水量大。
关键词：树干液流；热扩散式探针法（TDP）；耗水量The Comparison of S hrub’s and A rbor’s Water-Consumption Characteristics in the Rocky Mountainous Area of North ChinaShi Wen-bing1,Liu Chun-peng2,Ma Chang-ming3,Si Guo-yu1,Sun shuang -Yin1(1 Saihanba Mechanical Forest Farm, Weichang 068450 Hebei, China；2 Forest Academy ofSciences of Hebei, Shijiazhuang 050061 Hebei, China；3 College of Forestry, Agriculture Universityof Hebei,Baoding 071000 Hebei, China；)Abstract:In this research, to sdudy water-consumption Characteristics of native trees arbor Pistacia chinensis,Robinia pseudoacacia and shrub Zizyphus jujuba,Vitex negundovar.heterophylla, stem sap flow was continuously detected with the thermal dissipation probe (TDP) in the rocky mountainous area of north China. The result was: (1) the variation of stem sap flow velocity of four trees can be all described as “n”shaped curve; the diurnal variations of sap flow veloeity showed as a single-peaked curve for Pistacia chinensis, broad-peaked curve for Robinia pseudoacacia and many-peaked curve for Zizyphus jujube and Vitex negundo var. heterophylla; the sap flow of Pistacia chinensis started earlist, Zizyphus jujube and Vitex negundo var. heterophylla were the next, Robinia pseudoacacia was the last; the sap flow of Pistacia chinensis and Robinia pseudoacacia stopped later than Zizyphus jujube and Vitex negundo var.heterophylla;the order of the sap flow velocity was: Pistacia chinensis >Zizyphus jujuba>Vitex资金项目：河北省林业科研指导计划项目（课题编号：1126419）作者简介：史文兵，女（1982-），满族，林业助理工程师，主要从事森林经营与管理。
树木的水分生理生态
一、树木蒸腾耗水研究的意义
• 根据国外速生丰产林发展的经验，提高林地生产 力集约经营技术是关键因素之一，其中加强水肥 管理将事半功倍，不仅可在短时间大幅度提高林 地生产力，还将大大拓展速生丰产林的发展区域。
• 美国加州萨克拉曼多北部河谷一块自然生产力很 低的造林地营造桉树纸浆林，通过滴灌系统合理 为树木提供水分，水肥结合，结果林地轮伐期缩 短到8 a ，林地年生产力达到45m3· -2。 hm
二、树木耐旱特性及其机理
• 抗旱树种的选择是干旱半干旱地区林业发展的重 要研究课题之一。
• 筛选树木抗旱性评价指标成为抗旱性树种选择的 前提和基础，树木抗旱性评价指标的研究也经历 了由植物形态解剖学特征到生理生化特征的发展 过程。
二、树木耐旱特性及其机理
• Levvit（1976）最早将旱生植物划分为三种类型：
• 避旱、延迟脱水、忍耐脱水。 • Kramer（1979）用“忍耐脱水” 和“延迟脱水” 对植物的耐旱性进行分类，更能反映植物对干旱 适应的本质特征。
二、树木耐旱特性及其机理
• 高水势延迟脱水耐旱树种的耐旱特点主要有：
• （1）以抗脱水为主，保持高水势状态； • （2）持水能力和节水能力强； • （3）水分利用效率高； • （4）避免和忍耐干旱的能力强；
同的树种下降的幅度有较大差异。
三、树木蒸腾耗水研究的现状
• 也有学者发现，蒸腾作用与外界环境的关系，特 别是与土壤水分的关系的相关性并不明显。
• 李洪建等（1996）对晋西北的人工刺槐林研究发 现，刺槐的蒸腾季节变化与土壤水分季节变化的 关系不显著，而水势季节变化受土壤水分变化的 影响较大。 • 王孟本等（1999）用快速称重法对半湿润区的4个 树种在年生长季节中蒸腾速率的研究表明，月平 均蒸腾速率与土壤含水率的相关性不显著。
沿海沙地木麻黄人工林树干液流对台风的响应
沿海沙地木麻黄人工林树干液流对台风的响应白永会;叶功富;查轩;游水生;尤龙辉;高伟【摘要】随着全球气候变化日趋严重,极端天气产生的加剧,对区域植被生长产生重要影响.利用Granier热扩散式探针法(TDP)探究木麻黄树干液流对台风天气响应和台风降水是否增加木麻黄可利用水分.结果表明:(1)晴天、阴天木麻黄液流日变化呈现\"单峰型\",台风天呈现\"不规则\"峰型,阴天液流启动时间和达到峰值时间早于晴天液流启动时间和达到峰值时间,台风天气液流启动和达到峰值时间不确定,晴天、阴天夜间液流在21:00之后明显降低,台风天夜间液流一直存在且较大.(2)小时尺度下,晴天、阴天、台风天液流与太阳辐射相关程度大于有效辐射且均呈显著正相关关系(P<0.05),晴天、阴天液流与相对湿度显著负相关(P<0.05),与风速和水气压差显著正相关(P<0.05),台风天气液流与相对湿度和水汽压差显著负相关(P<0.05),与风速极显著正相关(P<0.01),与降水量显著正相关(P<0.05).(3)不同天气液流速率和日均耗水量均未呈现随直径增大而增大的趋势,样木日均耗水量顺序是台风天>晴天>阴天.研究认为,木麻黄能较好适应台风天超强度的风力,且台风降水能够增加木麻黄可利用水分,是沿海防护林经营首选树种之一.【期刊名称】《亚热带资源与环境学报》【年(卷),期】2019(014)002【总页数】7页(P12-18)【关键词】木麻黄;树干液流;台风;气象因子;热扩散式技术【作者】白永会;叶功富;查轩;游水生;尤龙辉;高伟【作者单位】东华理工大学地球科学学院, 南昌330013;福建省林业科学研究院生态所, 福州350012;福建师范大学地理科学学院, 福州350007;福建农林大学林学院, 福州350002;福建省林业科学研究院生态所, 福州350012;福建省林业科学研究院生态所, 福州350012【正文语种】中文【中图分类】X520 引言水是影响植物生长的重要生态因子，估测植物蒸腾速率有助于深入了解植物水分的利用机理[1-2]。
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第30卷第1期2009年3月内蒙古农业大学学报Journa l o f Inne r M ongo li a A gr icultural U niversityV o.l30N o.1M ar.2009热扩散探针法在树木蒸腾耗水研究中的应用*曹恭祥1,周梅1,熊伟2*,王彦辉2,刘海龙1,高娃1(1.内蒙古农业大学生态环境学院,呼和浩特010019;2.中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所,北京100091摘要:介绍了热扩散探针方法(TDP测定树干液流的基本原理,并综述了热扩散探针法在树木单株液流与耗水特征及其影响因素、林分蒸腾耗水量估计等研究中的应用现状,最后阐述了树干液流研究中存在的问题及展望。
关键词:热扩散探针;树干液流;蒸腾;单株;林分中图分类号:S715.4文献标识码:A文章编号:1009-3575(200901-0310-06APPL ICAT ION OF T HERMAL D I SSIPAT ION PROBEMETHOD IN T HE SYUDY OFWATER CONS UMPT IONFOR TRANSPIRAT ION OF TREE SPECIESCAO Gong-x i a ng1,Z HOU M e i1,X IONG W ei2*,WANG Y an-hu i2,L IU H a i-long1,GAO W a1(1.Colle ge of E cology and Environ m ental S cience,Inner M ongo lia A gricult ural Uni ver sity,H ohho t010019,Ch i na2.The Research Instit ute of F orest E co l ogy,Environmen t and Pro tection,ChineseA cade my of Forestry,B eij i ng100091,China Abstrac:t T he pr i nciple of t he T he r m al D i ssi pati on P robe(TD Pm ethod,wh i ch w as used t o m easure sap fl ow of t he trees,w as i n-troduced i n this paper.T he sap fl ow and w ate r consu mption for transp ira ti on o f t he whole-tree,m easured by t he TDP m ethod,w ererev ie w ed.A lso,the facto rs w hich a ffect tree transp ira tion and the esti m ati on o f the w ater consu m pti on o f forest stand w ere ove rv i ew ed.F i na lly,t he paper descri bed the prob l em s and the prospects o f t he TDP m ethod i n t he st udy o f sap flo w.Key words:Ther m a l d i ssi pati on probe(TDP;stem sap fl ow;transp iration;p lant;stand森林蒸散是森林生态学和森林水文学家所关注的焦点问题之一[1],而在森林生态系统中林木蒸腾耗水又是其主要组成部分。
目前,测定林木蒸腾耗水的方法很多,其中树干液流法是近年来应用最为广泛的方法之一。
在测定树干液流的方法中,热技术方法[2]具有保持树木在自然生长条件下,基本不破坏树木正常生长状态,可以连续测定树干液流量,时间分辨率高,减少了从叶片到单株尺度转换次数,易于野外操作等优点,因此在国际上被认为是1种通用的方法。
热技术方法主要包括热脉冲、热扩散、热平衡等,其原理是根据能量平衡来测定树干边材液流密度,在准确估计树干液流密度的基础上,通过它与边材面积的乘积可计算出单株树木的蒸腾量,并可以通过尺度转换来估计林分的蒸腾耗水量[3]。
在热技术方法中,由于热脉冲法测定的只是脉冲发生时的液流,热平衡法适用于胸径较小树木,而热扩散法可连续放热且测定结果较准确,仪器成本较低,有较成熟的商品化产品而得到广泛的应用[4]。
热扩散探针法(Ther m al D issi p ati o n Probe,TDP是由法国学者Gran ier[5]在20世纪80年代后期发明的用来测定树干液流以估计整树水分利用和树冠蒸腾耗水量的方法。
由于该方法不破坏树木正常生长,受外界气象因子的影响小,操作简便,价格较低,数据采集具有准确和稳定的特点,因此近年来在国内外被广泛应用到森林水文学、树木生理生态学的研究领域中[6]。
应用G ran ier树干液流测定系统可以长期观测树干液流量,并用来计算单株和林分蒸*收稿日期:2008-12-31基金项目:国家自然科学基金/六盘山华北落叶松人工林水分利用特征及其对土壤水分环境的影响机制0(30671677;/干旱缺水区土地覆被变化对区域耗水的影响0(40730631;国家科技部林业科技支撑专题/六盘山重要水源区水源涵养林构建技术试验示范0(2006B AD03A1803;国家科技部农业成果转化资金项目/宁南山区退耕还林区近自然混交造林技术试验示范0(2007GB24320423作者简介:曹恭祥(1984-,男,在读硕士研究生,主要从事森林生态水文方向的研究通讯作者:E-m a i:l xwca@f163.c o m腾[7],研究不同林型水分利用的动态变化、森林冠层与大气之间的水分交换规律,并以此作为观测手段,长期监测森林生态系统对环境变化的响应[6]。
本文综述了热扩散法在单株、林分蒸腾耗水研究中的应用,并阐述了该技术在实际应用中存在的问题及改进方法,为以后研究提供参考。
1热扩散探针法的基本原理热扩散方法的理论假设是:植物从土壤中吸收的水分绝大部分通过蒸腾作用从体表散失,仅有极少量的水分直接用于植物自身的发育,因此植物的蒸腾耗水量基本上可以反映出植物从土壤中吸收的水量,而从树干测得的水分流量就相当于蒸腾耗水的量。
向树干持续供给恒定热量,由于液流向上运输,在理想状态下,被液流带走的热量应等于供给的热量[5]。
具体来说,热扩散探头是由2个相连的探针组成,安装时将探针上下相隔5cm~10c m插入树木的边材中,上方探针外缠绕电阻丝含有加热器和热电偶,供以直流电进行加热,下方的探针只有热电偶不加热,保持与周围边材组织的温度相同,通过恒定加热测定两探针的温差值来计算树干边材的液流密度。
现将热扩散方法的原理具体介绍如下:(附图附图Granier系统测定树干液流的结构图(引自Lu等,2004F i g.Confi g uration o f the Gran ier syste m for sap flo w m easure m ent(cited by Lu et a1,20042热扩散探针法的应用2.1单株树木液流量的测定与蒸腾耗水量的估计目前,对于单株树干液流的研究主要集中在对树干不同方位、垂直部位和位点的液流密度的变化等几个方面[8-10]。
由于树干的边材宽度和树冠空间结构特征不同,可能导致不同方位边材液流速率差异很大。
根据王华田等[11]研究侧柏树干不同方位边材液流速率表明:树干不同方位边材液流速率日变化进程有差异,其中南侧树干边材液流速率很低,北侧、西侧和东侧3个方位液流速率较高,边材液流速率与测定部位的边材宽度和冠幅关系不明确;而张小由等[12]在方位上研究胡杨树干液流时发现,流速以南面(南、西远远高于北面(北、东;申李华等[13]研究发现: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;与申李华研究结论类似,马玲等[14]研究马占相思树干液流特征表明:树干东、南、西、北4个方位测得的液流密度具显著差异,且各方位相互之间均有显著相关关系。
一般认为,由于树干上部离树冠近,液流传输受树冠叶片蒸腾耗水的影响早,程度大;相反,树干下部离树干远,离根系近,液流传输受树冠蒸腾的影响迟,受根系吸水的影响大,因此树干上下不同部位液流速率的启动和大小都有很大的差异。
根据王华田等[15]对油松单株边材液流的研究表明:树干上部边材液流启动早,上升幅度大,到达峰值后即急剧下降,峰形窄而高;下部边材液流较上部明显延迟,且峰形平缓,峰值较低。
马履一[16]得出与王华田相同的结论,油松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。
另外,由于不同深度位点的边材面积不同,从而311第1期曹恭祥等:热扩散探针法在树木蒸腾耗水研究中的应用造成不同位点的边材液流速率有明显的差异。
根据Edw ar ds and Booker[17]人用甲苯胺蓝染色法对杨树树干木质部轴向水流导度的研究表明,边材区不同深度的位点之间的透水性差别很大,其液流速率从形成层向内逐渐变化,所以不能用平均横断面积乘以平均流速的方法求算液流量,因为靠近形成层的液流速度会对应较大的边材面积,而越往里,对应的边材面积会逐渐减少[8]。
刘奉觉等[18]研究杨树树干液流时空动态结果表明:不同位点的边材液流速率有大的差异。
熊伟等[19]研究了宁南山区华北落叶松人工林蒸腾好水规律,结果表明树干径向不同位点的液流速度以形成层向内10mm处最强,15mm 和20mm次之,5mm处最弱,树干径向液流速度变化呈现出低-高-低的态势。
W ullschleger[20]综述了20世纪测定林木单株蒸腾量的主要方法及其结果,认为热扩散法是1种较为理想测定林木蒸腾耗水的方法。
近年来国内也有许多学者成功地应用该方法测定了很多树种单株的蒸腾量。
例如,赵平等[21]详细研究了马占相思单木蒸腾耗水:在观测的14株样树中发现,由液流密度计算的单日整树蒸腾从最小的3.35(kg H20tree-1 d-1到最大72.42(kg H20tree-1d-1,反映了不同大小的树木个体在群落中对水分利用的差异、贡献和在群落中的功能地位。
但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。
而且,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。
2.2树干边材液流密度变化的影响因素2.2.1树干液流的内在影响因素2.2.1.1气孔导度和边界层导度已有的研究表明,树木蒸腾作用是由边界层导度和气孔导度共同控制[20]。