沿海沙地木麻黄人工林树干液流对台风的响应

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(P0. 05),晴天、阴天液流与相对湿度显著负相关(P0. 05),与风速和水气压差显著正相关(P0. 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。     

敦煌葡萄液流特征及耗水分析

基于热平衡原理,运用FLOW32包裹式植物茎流计对甘肃敦煌南湖地区无核白葡萄液流速率进行长期连续观测,并对多个气象因子开展同步测定,分析探讨不同天气条件下葡萄液流速率及气象因子的日变化特征,进行了液流速率与各气象因子的回归分析,建立了液流速率的多元曲线回归模型,分析了葡萄树的耗水规律.结果表明:在不同天气条件下无核白葡萄树液流速率日变化差异显著,日均液流速率晴天 > 阴天 > 雨天;液流速率与光合有效辐射、水汽压亏缺呈线性相关,与冠层温度、冠层相对湿度呈曲线相关,相关程度大小顺序为光合有效辐射 > 水汽压亏缺 > 冠层温度 > 冠层相对湿度;建立液流速率的多元曲线回归模型,为研究葡萄树潜在耗水能力提供了预测手段;对比分析了无核白葡萄树的耗水量,为当地农业灌溉及种植等提供了合理化建议.     

科尔沁沙地杨树苗木生长过程中蒸腾耗水规律研究

应用热平衡茎流测量技术,Li-6400光合作用测量系统和自动气象站,对科尔沁沙地杨树苗木生长过程中的蒸腾耗水规律及其与环境因子的关系进行研究。结果表明,杨树液流日变化曲线根据天气条件的不同呈现为多峰或宽峰状态,液流启动时间为04:30,并在21:00达到最低值。液流通量密度变化趋势与环境因子变化趋势相吻合,液流的变化是受各环境因子综合作用的结果。光合有效辐射(Q)和空气水蒸汽压亏缺(D)是杨树苗木蒸腾耗水的主要驱动因子,它们对于液流变化的影响快速而直接。杨树属于高耗水低水分利用型植物,适合在水分条件较好的立地条件下进行栽植。     

古尔班通古特沙漠南缘非灌溉条件下梭梭[（Haloxylon ammodendron）]蒸腾耗水特征

利用热平衡包裹式茎流计连续测定了古尔班通古特沙漠南缘原生梭梭2010年5月6日～10月12日的茎干液流及气象因子数据,探究了非灌溉条件下不同直径梭梭在其蒸腾耗水特性及与气象因子相关性之间的差异。结果表明：（1）茎干液流昼夜变化规律明显,蒸腾日变化呈双峰或多峰趋势,夜间保持较小液流;午休现象多出现于14∶00～16∶00。相同环境因子影响下,直径越大,茎干液流速率越大,午休现象也越明显;（2）在生长季,不同直径梭梭液流的启动和停止时间存在差异,6～8月,直径越大,液流启动时间越早,停止时间越晚。同一植株液流在不同月份的启动和停止时间差异较大,生长初期,液流启动早,停止迟;生长季末期,液流启动迟,停止早;（3）5～8月,液流日累积过程呈明显的“S”型趋势;9～10月,呈斜率一致的一条直线。直径越大,日累积量和累积速率越大,第一拐点到达时刻越早,第二拐点到达时刻越晚;（4）液流速率与太阳辐射的相关性最好,其次为气温和相对湿度,风速最小;相关性在7月份最大,6月和8月次之,10月最小。相同环境条件下,直径越大,其液流速率对气象因子的响应越明显;（5）观测时段内,7月耗水最多,6月、8月、9月次之,5月和10月最少。直径越大耗水量越多,直径9.9、13.4、22.9 cm日均耗水量为0.570、0.595、0.694 mm,总耗水量为92.904、96.923、113.052 mm,液流通量为0.263、0.284、0.346 L·cm^-2·d^-1。与干旱区不同生境的梭梭相比,古尔班通古特沙漠原生梭梭的液流通量相对较小。不同地点和生境的梭梭在耗水数量、耗水日过程特性等方面差异明显,这为天然荒漠植被防护林的管理及沙漠区人工灌溉植物的水资源合理配置提供了一定的决策支持。     

荒漠河岸胡杨(Populus euphratica)树干液流的时滞效应

以2012年4—9月树干液流速率与环境因子的实测数据,分析了荒漠河岸胡杨(Populus euphratica)树干液流的时滞效应。结果表明:不同月份胡杨树干液流速率对不同环境因子的时滞不同;4—9月,胡杨树干液流速率峰值时间比太阳辐射峰值时间晚约1h,比空气温度峰值时间早约1h,比水汽压差峰值时间早约2h,比空气相对湿度谷值时间早约2h;对影响胡杨树干液流速率的环境因子进行了主成分分析,发现胡杨树干液流速率与1h以前的第1主成分、第2主成分相关性最高,相关系数分别为0.864、0.875;对错位前后胡杨树干液流速率与环境因子进行多元线性回归分析发现,在胡杨树干液流的数值模拟中,考虑液流相对于环境因子的时滞效应可以提高模型的拟合精度。     

民勤绿洲荒漠梭梭(Haloxylon ammodendron)土壤水分特征

利用时域反射仪(TDR)连续3个月监测了民勤绿洲荒漠区梭梭(Haloxylon ammodendron)土壤含水量(VSW)在不同月份晴、阴、雨天根幅区、非根幅区的空间动态变化,分析VSW与气象因子、树干液流的关系。结果表明:(1)日尺度下,晴天根幅区、非根幅区VSW日变化差值大于阴天。水平空间梯度,VSW最高日差值主要集中在茎基20、150cm水平位点;垂直空间梯度,8月集中分布在浅土层,10月分布在深土层。晴、阴天VSW时间拐点存在较大差异,晴天VSW拐点频率高于阴天,但短时间内,晴、阴天对土壤水分影响程度较小。(2)降雨、雪时,20cm水平位点出现"肥水"现象,因冠层截留、蒸发作用,150、250cm水平位点VSW最低。(3)月尺度,根幅区,各月VSW水平变化趋势差异较大。8月20cm位点VSW最低,而9、10月VSW随茎基由远及近依次增高。8cm土层VSW水平变化规律不一致,而受植被根系影响,90cm土层以下距茎基最近处VSW最高,但整体根幅区VSW略小于非根幅区。(4)根幅区,VSW与各外界因子相关程度依次为空气温度空气湿度降雨净辐射光合辐射。这为探究不同荒漠植被-土壤系统水分运移规律及其调控机理提供了一定的理论依据。     

亚热带樟树树干液流通量变化规律

采用热脉冲技术于2013―2015 年连续测定了樟树的树干液流,并同步监测了环境因子,分析了樟树树干液流日变化和季节变化特征以及对不同环境条件的响应。结果表明：樟树树干液流速率晴天日变化为典型的单峰型曲线,季节变化明显,液流速率峰值夏季＞春季＞秋季＞冬季,峰宽随季节变化存在“窄→宽→窄”的逐步变化过程。樟树存在微弱的夜间液流,且生长季较其他月份活跃。液流启动时间夏季最早,冬季最晚,液流结束（进入夜间低值）时间夏季晚于冬季约1~2 h。上下午液流量比值均＜1,平均值为0.74。同月不同天气条件下,液流速率和液流量均为晴天＞阴天＞雨天。干旱环境下,樟树树干液流峰值下降了约95%,与2014 年相比,同期内液流总量减少了约47.8%,在干旱中液流量与气温、水汽压亏缺呈显著负相关,改变了常年中（没有干旱）液流量与气温和水汽压亏缺呈显著正相关的关系。干旱显著降低了樟树的树干液流量,也反映了樟树对干旱的适应过程。     

塔里木河下游胡杨树干液流特征研究

以2005年5月至9月胡杨（Populus euphratica)树干液流及相关环境因子的实测数据,对塔里木河下游胡杨树干液流特征及其与环境因子的关系进行了分析。研究表明,胡杨树干液流的日变化表现为昼夜区别明显,7:30左右,液流开始启动,然后迅速上升,在10:30左右达到峰值,并在小幅度波动中维持到下午20:00左右。夜间,胡杨树干液流较弱。对不同月份典型天胡杨树干液流的实验分析表明,胡杨在5月初液流比较弱,5月中下旬液流逐渐增强,6月增强到较高的水平。7—9月胡杨液流都很强劲,其中9月典型天的液流最为强劲,胡杨树干液流季节变化与胡杨物候密切相关。分析胡杨树干液流与环境因子关系结果显示,胡杨树干液流和气象因子的关系密切,Pearson相关分析表明,胡杨液流流量和气象因子的相关性大小依次为光合有效辐射(PAR)>相对湿度(H)>气温(Ta)>风速(S)。     

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.     

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.     

胡杨树干液流的时空变异性研究

应用热脉冲式液流测定系统(HPVR)、TDR和ICT自动气象站, 对黑河下游额济纳绿洲的胡杨的液流变化及其与环境因子关系进行了1a的观测。结果表明, 胡杨液流的日变化具有单峰的特征; 在经向的不同位点上液流具有相同的变化趋势, 流速随深度增加流速增大, 在15mm为最大; 在方位上, 流速以南面(南、西)远远高于北面(北、东); 在水分不足的条件下, 树干液流有很大的波动特征; 气象因子与树干液流之间的数量关系能较好地预测树干的蒸腾耗水量。     

胡杨(Populus euphratica)树干液流特征及其与环境因子的关系

以2012年4—10月实测数据,对黑河下游胡杨树干液流特征及其与环境因子的关系进行了分析。结果表明:在整个生长季,胡杨(Populus euphratica)树干液流速率日变化具有明显的昼夜节律性,夜间存在明显的树干液流以补充白天蒸腾损失的大量水分,恢复植物体内的水分平衡;与其他天气条件下树干液流速率特征比较,阴雨天液流启动时间推迟,液流停止时间提前,液流历时缩短,且峰值显著缩小;树干液流的季节变化特征表现为液流速率在夏季的启动时间、到达峰值的时间、液流停止时间均早于春季和秋季;单株蒸腾耗水表现出明显的季节性格局,4月和10月中下旬耗水量较低,5—8月为主要耗水期,占整个生长季的75%;日间液流速率主要受到土壤含水量、水汽压差、光合有效辐射、相对湿度和气温的影响,夜间液流速率主要受到水汽压差、相对湿度的影响,整个生长季胡杨树干液流主要受光合有效辐射、土壤水分、气温和相对湿度的影响。     

夏秋季绿洲荒漠过渡带芨芨草地蒸散及能量平衡特征研究

以实测气象资料为基础,运用波文比能量平衡法计算绿洲-荒漠过渡带芨芨草的蒸散量,并分析了其蒸散日变化规律及地表能量平衡特征。结果表明:①不同天气条件下的蒸散日变化曲线特征差异显著。晴天因辐射强、蒸散量大,蒸散曲线显示为“高耸”型;由于受云量和降水的影响,阴天曲线呈“平缓”型;雨天曲线则表现为“偏态”型,而平均蒸散曲线变化与晴天较为相似。②随着气候由夏季向秋季转变,早晨蒸散发生和夜间蒸散结束的时间点分别表现出1.73 min·d-1的滞后性和2.02 min·d-1的前移性;同时,蒸散峰值以0.0036 mm·d-1的速度递减。与一些相对叶宽的植被覆盖地相比,芨芨草地蒸散量日际波动幅度较小。③净辐射通量(Rn)、 潜热通量(LE)、感热通量 (H)及 土壤热通量(G)的平均值都表现出较为一致的日循环变化趋势。G/Rn、H/Rn、LE/Rn曲线白天平滑,夜间波动,日出和日落前后波动最为剧烈。潜热占净辐射的58.8%,远大于沙漠、戈壁,而低于绿洲。④晴天波文比（β）日内变化曲线呈明显的下降趋势,平均变化率接近-2%,但日间变化曲线略呈上升趋势,变化率为4.8‰。前者反映了晴天的潜热活动在日内随时间变化而愈来愈强,后者则表明感热活动在夏秋季中随日期的推移而逐渐增强。     

黑河中游沙枣树干液流的动态变化及其与林木个体生长的关系

利用热脉冲树干液流仪, 在生长季节对黑河中游防风固沙树种沙枣树干液流速率进行了连续观测, 结果表明: 沙枣树干液流速率没有明显的昼夜变化规律, 树干液流日平均值在(1.41±0.52)~(2.00±0.66)g·cm^-2·h^-1之间; 树干液流速率8月份最高, 7月份次之, 6月与9月份基本一致。不同的单株在相同月份平均树干液流速率存在差异。树干液流与树木的胸径、胸径的平方与树高之积呈复合指数函数关系, 与边材面积呈线性关系, 与叶面积指数呈现三次幂函数关系。     

白榆、新疆杨液流动态比较研究

运用Granier热扩散式探针(TDP)法对宁夏河东沙地主要乔木树种白榆（Ulmus pumila）和新疆杨（Populus alba）夏初边材液流变化规律进行连续观测。利用自动气象站对周围气象因子如太阳辐射（Rs）、空气温度（Ta）、空气相对湿度（RH）和风速（Ws）进行同步观测,并对气象因子与白榆、新疆杨边材液流通量(Fs)的相关性进行分析。结果表明：①白榆、新疆杨边材液流速率（Vs）变化规律存在显著差异,白榆Vs主体表现为窄小双峰型,新疆杨Vs主体表现为宽峰波动型;白榆日间液流启动时间较新疆杨提前0.0~0.8 h,峰值出现时间推迟0.0~2.0 h,峰值持续时间较新疆杨缩短2.5~6.7 h,液流消退时间提前0.0~2.5 h。②白榆边材液流通量(Fs)仅为0.50 kg·h-1,而新疆杨高达1.25 kg·h-1,为白榆的2.5倍;白榆日耗水量（W）在8.81~17.73 kg·d-1之间,而新疆杨W在22.82~34.06 kg·d-1之间。③白榆、新疆杨在夜间保持一定的液流量以补充白天所耗水分,夜间水分补充量对各自日耗水量的贡献相近,为8%左右。④白榆、新疆杨Fs与气象因子关系密切,但气象因子的作用过程表现复杂。复相关分析表明：白榆、新疆杨Fs与Rs、Ta、Ws之间呈极显著正相关,与相对湿度RH呈极显著负相关,按相关程度排序为：Rs>RH>Ta>Ws。     

塔克拉玛干沙漠腹地近地面臭氧浓度变化特征及影响因素分析

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中地区2010年6月10日-2012年3月20日地表臭氧浓度连续自动观测数据,结合相应气象要素资料,对地表臭氧质量浓度的日、周、月、季节变化与不同天气条件下日变化特征进行了分析,同时探讨了影响臭氧浓度变化的主要因素。结果表明：①臭氧浓度日变化具有明显的单峰型日变化规律,夜间变化平缓,白天变化剧烈。09:00前后达到最低值,18:00前后达到最高值,出现时间稍迟于其他城市地区。②臭氧浓度变化具有“周末效应”现象。最高值出现在星期日,最低值出现在星期三;星期一至星期三浓度逐渐降低,星期四又逐渐上升。③最高月平均浓度出现在2010年6月,其浓度为89.6 μg·m-3,最低月平均浓度出现在2012年1月,其浓度为32.0 μg·m-3,2010年6-12月,浓度逐月降低。④春、夏季臭氧浓度较高,秋季和冬季明显低于春季和夏季,与大中型城市变化特征基本一致。⑤臭氧浓度日变化最剧烈的是晴天,其次为小雨天气,阴天日变化平缓。沙尘暴出现前,臭氧小时平均浓度变化较小,沙尘暴开始时浓度下降,且下降速度较快。⑥辐射变化也具有单峰型日变化规律,臭氧浓度变化明显晚于辐射变化,太阳辐射的强弱直接影响光化学反应速度,从而导致臭氧浓度的变化。⑦沙尘天气臭氧日平均浓度高于有间隙小雨天气和晴天。相对湿度、风速、风向、日照日数同时影响近地面臭氧浓度的变化,臭氧污染的发生是多种因素共同作用的结果。     

额济纳绿洲地表土壤热通量特征及模拟估算

土壤热通量是地表能量平衡的重要分量,研究其变化特征对理解能量平衡过程具有十分重要的意义。利用中国科学院阿拉善荒漠生态水文试验研究站实际观测数据,分析了额济纳绿洲在不同天气条件（晴天和阴天）和时间尺度下地表土壤热通量变化特征,并采用强迫恢复法对地表土壤热通量进行了估算。结果表明：（1）晴天地表土壤热通量的日总量、平均值、最大值和振幅等都明显大于阴天。（2）在观测期内,地表土壤热通量总体呈先升高后降低的趋势,最大值出现在7月中旬,最小值出现在10月初,二者之间的日均值相差超过了900 W·m^-2。（3）不论晴天还是阴天,净辐射较地表土壤热通量在早晨和晚间都是先达到零值,且净辐射在正午前后先达到峰值。（4）对地表土壤热通量取绝对值可以看出,无论昼夜,均是晴天大于阴天。（5）一天内地表土壤热通量占净辐射的比例随着时间递减。（6）基于强迫恢复法估算的额济纳绿洲地表土壤热通量与实测值具有较好的一致性,可用于地表土壤热通量模拟。