胡杨树干液流日变化及其与气象因素的相关关系

选取塔里木河中游胡杨林自然保护区内不同长势和直径的六棵胡杨（Populus euphratica Oliv.）样木,利用热比率树干液流仪（SFM1）进行树干液流测定,并分析其日变化规律;同步监测各样地的气象因子,建立气象因子与树干液流速率日变化之间的逐步回归方程（Stepwise Regression Equation）,分析气象因子对胡杨树干液流的影响。研究结果如下：（1）不同长势和直径的胡杨树干液流速率差异很大,但其整个日变化过程类似,均有明显的昼夜变化规律。旺盛胡杨树干液流日变化特征呈单峰曲线,而衰弱胡杨呈双峰曲线。（2）大直径胡杨树干液流速率和日累计液流量大于小直径胡杨;长势旺盛的胡杨树干液流速率和日累计液流量均大于衰弱胡杨。各胡杨样木日累计液流量的大小排序为：旺盛大直径胡杨 > 旺盛中直径胡杨 > 衰弱大直径胡杨 > 旺盛小直径胡杨 > 衰弱中直径胡杨 > 衰弱小直径胡杨。（3）虽然胡杨各样树在长势和直径结构上有差异,但其树干液流速率日变化与气象因子的关系大致相同,均与太阳辐射、气温、风速和土壤温度呈显著正相关（P<0.05）,而与空气湿度呈显著负相关。（4）在诸多气象因子中,气温、太阳辐射和空气湿度是影响树干液流速率的主要因子。     

祁连山青海云杉(Picea crassifolia)夜间树干液流特征及影响因素

利用SF-300树干液流仪对祁连山中段青海云杉(Picea crassifolia)2011年生长季树干液流进行监测, 研究了在典型天气条件下青海云杉的夜间树干液流特征, 以及气象因子和树形特征对其夜间液流变化的影响. 结果表明:典型晴天、阴天, 夜间树干液流速率分别在(2.78±0.64)~(5.02±1.06) g·cm^-2·h^-1、(2.31±0.62)~(3.94±1.22) g·cm^-2·h^-1之间波动, 其平均值分别为(3.55±0.28) g·cm^-2·h^-1、(3.06±0.24) g·cm^-2·h^-1; 夜间树干液流量分别占当日总液流量的(34.51±6.20)%、(46.06±11.20)%. 夜间树干液流速率与饱和水汽压差、气温呈显著相关关系, 与风速相关性不显著; 夜间树干液流与胸径、树高、边材面积、胸径平方与树高之积呈显著线性相关, 与冠幅相关性不显著. 青海云杉夜间树干液流的变化是其生理特征与环境因素综合作用的结果, 夜间树干液流可能用于夜间蒸腾和植物体内部的水分补充.     

热脉冲技术在确定胡杨幼树干液流中的应用

探讨了热脉冲技术在确定胡杨(Populus euphratica)幼树干液流中的应用.结果表明:在树木正常生长状态下,胡杨在4月下旬至5月中旬开花期树干单位面积液流通量为0.13～0.15L·cm^-2·d^-1;树干液流速度的动态变化呈多峰状曲线,6月份枝叶速生期树干单位面积液流通量为0.294L·cm^-2·d^-1;树干径向断面形成层以下不同深度的树液流速具有相同的日变化趋势;夜间,胡杨存在明显的树干液流上升现象,补充白天植物蒸腾丢失的大量水分,恢复植物体内的水分平衡;树干液流速度在不同的方位有所差异.并对胡杨单位面积液流通量与杨树、辽东栎、大叶白蜡、棘皮桦、五角槐、小美旱杨、油松进行了对比研究.     

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. 17g H2O /m2· s, 4月份62. 01g H2O /m2· s, 7月份63. 41g H2O /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。      

应用热脉冲技术对胡杨和柽柳树干液流的研究

应用热脉冲技术对干旱区胡杨(Populus euphrtaicr)和柽柳(Tamaris spp.)树干液流速度进行了研究.结果表明:在正常生长状态下,胡杨树干单位面积液流通量为0 34L·cm^-2·d^-1,柽柳为0 15L·cm^-2·d^-1.树液流速的日变化表现出多峰形特征,在午后有短暂液流急速减小的现象,而晚上植物为了补充体内水分亏缺,保持一定的树液流量.随着胸径的增大,茎流速率和茎流量也随之增大.在生长季节胸径21cm和15cm的胡杨日平均耗水量23.3L和19.25L;基径5cm和4cm的柽柳日平均耗水量0.62L和0.37L.在生长季节(5～10月)胡杨总蒸腾量为3419.4L,柽柳仅为63.9L.     

胡杨(Populus euphratica)径向生长日变化特征分析

利用树木径向生长测定仪、自动气象站和土壤水分自动监测仪,在黑河下游胡杨河岸林内,同步监测了胡杨径向生长日变化和太阳辐射、气温、空气相对湿度及主要根系层土壤水分动态等环境因子.结果表明:胡杨径向生长日变化呈抛物线形,每日16:00～20:00时达到最低值点,随后逐步上升至翌日06:00～09:00时达到最高值点,完成一个由收缩期、膨胀恢复期和生长期3阶段构成的日变化周期;不同季节,胡杨径向生长变动幅度存在较大差异.就监测样树而言,不同胡杨个体,胸径越大,日净生长量越大.对各环境因子统计表明,胡杨径向生长日变化与总辐射、气温和土壤体积含水率呈负相关关系,与空气相对湿度呈正相关关系.各环境因子对胡杨径向生长影响存在延时滞后作用,特别是土壤水分条件.     

黑河下游胡杨季节尺度径向生长变化研究

利用半径型树木生长测量仪, 于2009-2010年生长季对西北内陆河-黑河流域下游荒漠河岸林优势树种-胡杨径向生长进行了监测, 结合环境气象、 水文因子同步监测资料, 对胡杨季节变化节律和环境影响因素进行了研究.结果表明: 按照胡杨径向生长日变化特征, 将其分为增长型(ΔR+)、 负增长型(ΔR-)和持续增长型(ΔR++)3种类型.在生长季, 胡杨径向生长季节变化呈"S"型, 可分为前期缓慢增长(P1)、 迅速增长(P2)和后期微弱增长(P3) 3个阶段; ΔR+/++类型在这3个阶段中所占比例分别为63.64%, 85.51%和48.61%; 5月末至8月初是胡杨年轮形成的主要阶段, 在该阶段气温和地下水位埋深均表现出显著的相关关系, 但地下水位埋深应是最根本的因素. 因此, 在树木年轮学应用方面, 胡杨可以用来反演区域水环境变化, 包括河道径流和地下水位变化等. 在荒漠河岸林管理方面, 满足春夏季地下水位条件和适度频率的春汛, 是保证该地区胡杨河岸林正常生长和保持合理种群结构的前提.     

青海云杉(Picea crassifolia)边材心材边界的确定及树干传输水分的空间格局

利用染色法和SF-300树干液流仪分别区分了青海云杉树木的边材与心材的边界, 并用树干液流法研究了青海云杉树干传输水分的空间格局.结果表明: 染色法与树干液流法均能有效区分青海云杉树木的边材与心材, 但染色法更方便、 快捷; 利用染色法测定的青海云杉树木边材宽度与其胸径大小呈指数函数关系.青海云杉树干液流速率从边材外缘向里逐渐增大, 达到最大值后又逐渐减小, 其水分传输格局基本呈对称分布的.     

热脉冲技术测定树干液流研究进展

热脉冲技术是生态生理学和森林水文学研究树木耗水最为常用的技术之一,该技术具有在树木自然生长状态基本不变的情况下实时测量树干木质部上升液流速度及流量,可以简捷准确地确定树冠蒸腾耗水量,同时具有经济可行,测定准确的优点.综述了热脉冲技术的发展历程,对热脉冲方法测定树干液流理论研究、树干液流时空变异性与环境因子的关系研究以及单株耗水向林分水平的尺度转换研究等方面作了较为详细的总结,据此,对热脉冲技术的发展做了展望.     

不同立地条件下胡杨叶片稳定碳同位素组成及水分利用效率的变化

研究了黑河流域下游额济纳荒漠河岸不同立地条件下胡杨(Populus euphratica Olivier)叶片稳定碳同位素组成及水分利用效率的变化特征. 结果表明: 5个典型样地中, 胡杨叶片δ¹³C值在(-25.80～±0.05)‰～(-29.19～±0.05)‰间变化, 均值为(-27.70～±0.13)‰; 就生长季胡杨叶片δ¹³C均值而言, 沙丘样地具有最高的δ¹³C值, 其次为戈壁样地, 最低值出现在河岸低地. 样地间δ¹³C值的差异主要是由样地间土壤含水量和地下水埋深的不同导致的; 整个生长季胡杨叶片δ¹³C值在样地间表现为2种变化趋势. 5个典型样地生长季胡杨水分利用效率在(60.41±0.47)～(95.46±0.47) μmolCO₂·(mmolH₂O)^-1间波动变化, 其平均值为(75.69±1.37) μmolCO₂·(mmol H₂O)^-1, 从水分利用效率波动范围和平均值可以看出, 胡杨是个具有高水分利用效率的物种. 从河岸低地到河岸沙堆再到戈壁、沙丘, 随着土壤含水量逐渐下降, 地下水埋深逐渐加深, 胡杨逐渐提高了其水分利用效率.     

Sap flow characteristics of four typical species in desert shelter forest and their responses to environmental factors

Sap flows of four typical species, Populus. russkii Jabl., Populus euphratica Olive., Ulmus pumila L., and Elaeagnus angustifolia L., of artificial shelter forest in a desert area were monitored in all-weather conditions using SF300 Sap flow Meter based on the theory of thermal compensation. Meanwhile, air temperature (T _a), leaf temperature (T _l), soil temperature (T _s), relative humidity (RH), and wind velocity (V _w) were simultaneously recorded by an automatic weather station. The results indicate that (1) the diurnal processes of stem sap flows of P. russkii Jabl., P. euphratica Olive., and U. pumila L., but not E. angustifolia L., show an obvious circadian rhythm. Significant differences of stem sap flow rates were found among species, but not genus. The average sap flow rate of P. russkii Jabl. is 13.8-fold of that of E. angustifolia L. The order of sap flux density (SFD) from the largest to the smallest is P. russkii Jabl., P. euphratica Olive, U. pumila L. and E. angustifolia L.; (2) compared with 373?mm, 747?mm irrigation can induce microenvironmental changes that result in the suppression of photosynthesis and transpiration and the decline of stem sap flow rates of the above four species, indicating 373?mm irrigation meets the growth needs of the above species during experiment; (3) sap flow rates are different at different stem positions: the flow rates of P. russkii Jabl., U. pumila L. and E. angustifolia L., but not P. euphratica Olive, decline gradually from cambium to pith; (4) the correlation analysis indicates that stem sap flow is negatively correlated with RH and T _s and positively correlated with T _a, T _l and saturation vapor pressure deficit (VPD). The sap flow rate of P. russkii Jabl. is significantly affected by V _w due to its large size and height. In addition, a model was established by stepwise regression analysis to estimate the relationship between the environmental factors and stem sap flows of the above four typical species of shelter forest in the desert area.     

精量灌溉决策定量指标研究现状与进展

按照土壤 植物 大气连续体(SPAC)理论,灌溉决策的指标可分为三类:土壤水分、作物水分生理状况和气象因素。对这三方面的研究现状与进展作了详细的阐述。在土壤水分监测技术方面,时域反射仪(TDR)技术、微波技术、近红外辐射等的应用,使监测更加准确和便利;用于灌溉决策的作物水分生理信息监测包括:细胞液浓度、叶/水势、茎果微变化、生理电阻电容、声发射等,从目前国际上研究情况来看,叶冠层温度和茎流变化是指示作物水分状况较好的指标;在估算大气蒸发力方面,以参考作物蒸散量为指标,估计作物参考蒸散量的方法以联合国粮农组织(FAO)最新推荐的Penman-Monteith方法较为精细。并对目前灌溉决策指标的综合运用情况进行了总结。讨论了作为精准农业重要组成部分的"精量控制灌溉"今后的发展方向,建议以通过对作物、土壤、气象复合系统的分析和判断,指导灌溉的适时和适量。     

青藏高原坡面冻土土壤水分空间变异特性

为深入揭示坡面冻土水分运移规律及其主要影响因子,以青藏高原巴颜喀拉山北坡为例,结合冻融变化过程,研究不同地形条件冻土土壤水分空间变异特征,利用分类回归树模型（CART）和典范对应分析（CCA）识别影响坡面冻土土壤水分空间异质性的主控因子及其相互作用关系。研究结果表明:①受坡面地形与冻融过程影响,冻结期坡面冻土土壤水分侧向流动减弱,以垂直迁移为主,上坡位含量高于下坡位,反之,融化期上坡位含量则低于下坡位。②影响坡面冻土土壤水分的主要环境因子为高程、土壤质地、土壤温度和植被覆盖度,但在不同冻融阶段下其影响因子存在差异,在冻结状态下主要因子为高程、土壤质地和土壤温度,其相对贡献率分别达到19.97%、19.45%和9.56%;在融化阶段下主要因子为高程、植被覆盖度和土壤质地,其相对贡献率分别为37.4%、14.9%和10.7%。③ 0~20 cm浅层深度上影响坡面冻土土壤水分的主要因素为坡度、高程和植被覆盖度,其相关系数分别高达0.941 2、0.903 9和0.563 1;中下层深度上其主要影响因素较为复杂。     

疏勒河中下游胡杨林土壤水盐空间变化与影响

基于河西走廊疏勒河中下游绿洲天然胡杨林下8个采样点720个土壤样品和6.8524 hm2的7个样方,应用统计学及相邻格子法等研究了胡杨林土壤水盐的空间变化特征及其影响。结果表明:研究区土壤含水量随深度而增加,土壤全盐量变化与之相反,两者在80 cm土层之上变化剧烈,之下变化平缓;土壤水盐含量变异差异明显,均属于中强度变异。各层土壤水盐含量存在着自中游向下游水分减少、盐分增加、表层聚盐加重的显著空间分布规律。研究区胡杨林生长受到土壤水盐胁迫,种群结构残缺;下游胡杨林分偏老,稀疏矮小,已明显衰退。长此下去,下游胡杨林将因快速衰退演替而全部死亡。     

典型岩溶区土壤呼吸作用的昼夜变化特征及其影响因素

为揭示桂林毛村岩溶地区夏季表层土壤呼吸作用昼夜演变规律。本次研究选用静态暗箱/气相色谱法,监测了无降水影响下毛村岩溶区域的表层土壤呼吸通量的昼夜变化规律。同时野外监测表层土壤的温度、大气温度、大气压强等环境参数,以综合分析影响土壤呼吸作用昼夜变化的关键环境因子。结果表明:受到大气温度变化的影响,研究区域土壤表层温度呈现单峰型的昼夜变化规律,表层土壤呼吸作用也存在明显的昼夜变化特征。土壤呼吸最大值出现在12:40至14:40,最小值出现在4:40-6:40。土壤呼吸作用强度和变幅均是白天大于夜间。大气温度与土壤呼吸作用呈显著正相关关系（P<0.01）,说明在土壤含水量未超过阀值时,大气温度是影响土壤呼吸作用昼夜变化的关键环境因子。本次研究明确了土壤呼吸作用在昼夜变化上的变异性,对精确估算整个生态系统的碳收支有重要意义。