干旱区枸杞蒸腾耗水变化特征及其影响因子响应分析

以宁夏干旱区滴灌枸杞为研究对象,利用包裹式茎流计及自动气象站获取枸杞2015年4~11月树干液流数据及试验区气象参数系列,分析不同时间尺度枸杞蒸腾耗水变化特征及其与气象要素、枸杞生理生长指标间的相关关系与响应特征,为明晰枸杞耗水规律及其需水诊断提供支撑。结果表明:枸杞树干液流量随基径增大而增加,呈线性正比关系;盛花期平均液流速率最大(42.72~133.79 m L·h~(-1)),其次是盛果期和营养生长期,也是枸杞的关键需水期;6~8月累计树干液流较大,分别占全生育期总耗水量20.25%,19.23%和18.64%,4月份及11月份最小。枸杞日液流量(S)与太阳辐射(R_s)、日均气温(T_a)呈线性相关,与水汽压差(VPD)呈二次多项式相关,且符合回归方程S=0.005R_s+0.066T_a+0.318VPD-0.533(R~2=0.695)。树干液流与基径(r)满足方程S=1.137 7r-2.105 2(R~2=0.821 067)与冠幅(A)满足S=0.905 3A+0.541 6(R~2=0.680 4);并与光合有效辐射(PAR)、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Er)呈显著正相关关系,通过P=0.05的显著性检验。     

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。     

基于无人机遥感的南岭山地树冠与树干性状关联研究

以南岭山地不同海拔高度的冠层树种为研究对象,通过无人机遥感手段获取冠幅、冠周长和冠面积(CA)等树冠性状,探讨其与基径(BD)、胸径(DBH)、2米径(D2)和4米径(D4)等树干性状间的关联性,并构建了冠面积与树干性状间的回归方程。结果表明：南岭山地树冠性状与树干性状的典型变量显著相关(R=0.89,P<0.01),并且这种相关性随海拔的升高(600 m到1 600 m)总体呈“M”型变化。其中,冠面积与树干性状间的相关性最高,可作为单一自变量反演树干性状,具体方程为：DBH=0.35CA+14.88 (R²=0.67),BD=0.41CA+17.89 (R²=0.82),D2=0.33CA+14.14 (R²=0.84),D4=0.35CA+11.3 (R²=0.86)。文章构建的冠面积与树干性状间的回归方程,可作为南岭山地森林生物量遥感反演的基础,也可用于指导南岭森林生态系统的长期监测。     

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。     

福建长汀冬季植物树干CO2释放速率日变化特征

采用红外气体分析法(IRGA)原位测定了长汀重建生态系统2个先锋树种马尾松(Pinus massoniana)和木荷(Schima superba)冬季树干CO2释放速率(stem CO2 efflux rates,FCO2),同时测定了气温、空气相对湿度、树干温度及树干液流密度.结果表明:2个树种冬季南面FCO2日变化呈单峰型模式,峰值分别出现在18:00和20:00;北面FCO2日变化呈S型,最高值出现在18:00到2:00之间;但它们的最低值均出现在8:00前后.冬季马尾松FCO2在0.71～1.56 μmol·m-2·s-1之间,木荷在1.57～2.98 μmol·m-2·s-1之间,极显著高于马尾松(P＜0.01).树干温度和树干液流密度是影响长汀重建生态系统冬季马尾松和木荷冬季FCO2的重要因素,FCO2与树干温度显著相关(P＜0.05),树干南、北面的Q10马尾松分别为1.86和1.57,木荷为1.77和1.82.白天树干液流出现峰值时,马尾松和木荷树干呼吸产生的CO2分别有19.72%～29.12%和20.68%～29.83%溶解于木质部液流中,并被向上运输.因此,通过FCO2估计树干呼吸速率(stem respiration rates,RS)的方法可能低估了长汀重建生态系统冬季马尾松和木荷白天的RS.     

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。     

古尔班通古特沙漠南缘梭梭茎干液流变化及其对环境因子的响应

利用TDP热扩散式茎流计,结合气象观测系统,对古尔班通古特沙漠南缘原生梭梭的树干液流及环境因子进行连续监测,分析了梭梭树干液流对环境要素的响应,基于潜在蒸散发和蒸腾需求指数对梭梭茎干液流进行了模拟。结果表明：（1）梭梭树干液流在晴天的日变化呈单峰曲线,液流速率上升阶段时间短于下降阶段时间,与气象因素的日变化规律不一致。不同季节梭梭树干液流速率日变化规律存在差异,夏季液流与春季、秋季相比,启动早,停止晚,峰值更大且发生更早。（2）环境要素间存在着不同程度的相关性,主成分分析表明：前三个主成分共能解释85%的环境信息,其中以空气湿度、空气温度、水汽压亏缺、潜在蒸散发、净辐射为主的第一主成分能解释47%环境信息变化,以土壤温度、水汽压为主的第二主成分能解释20%环境信息变化,以土壤含水量、风速为主的第三主成分能解释17.6%的环境信息变化。（3）在春季和夏季基于潜在蒸散发的S型模型模拟梭梭液流速率的精度更高,在秋季基于蒸腾需求指数模拟的梭梭液流速率的精度更高。（4）梭梭树干液流速率与大气水分亏缺、净辐射、潜在蒸散发之间存在非对称响应,且不同季节间的响应规律存在差异,在春季和秋季,液流速率与水汽压亏缺呈顺时针状,与净辐射、潜在蒸散发呈逆时针状;在夏季,液流速率与水汽压亏缺呈顺时针状,与净辐射、潜在蒸散发呈斜8字顺时针状。     

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。     

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)。     

极端干旱区荒漠河岸林胡杨生长季树干液流变化

应用热脉冲技术和自动气象站对极端干旱区荒漠河岸林建群种胡杨(Populus euphratica Oliv.)的树干的液流流速及其环境因子进行了为期2 a的连续观测,对胡杨树干液流日、季变化及其与环境因子相关性进行了深入的研究。结果表明:胡杨树干液流速率日变化具有明显的昼夜节律性。白天树干液流流速变化曲线呈多峰型。夜间,胡杨同样存在明显的树干液流现象,这主要是由根压引起的。胡杨树干液流速率7月最高,6月、8月次之,9月液流速率高于5月,10月最小,主要生长期6—8月胡杨日均蒸腾量占整个生长季的70％以上。不同林龄的胡杨树干液流速率不同,表现为15龄＞25龄＞50龄。树干液流量变化与环境因子中气象因子的变化密切相关。逐步回归结果表明,液流速率与净辐射、空气温度、空气相对湿度呈显著线性相关, 同时给出了依据常规气象因子估算液流速率的统计模型。     

D2EHPA溶剂萃取除钙研究

研究采用D2EHPA(二-(2-已基己基)磷酸)为萃取剂的溶剂萃取法,在制备高纯碳酸锶工艺中的除钙问题。考察了萃取平衡时间、稀释剂、平衡pH值、温度、水相钙离子浓度、萃取剂浓度等因素对钙萃取率的影响,并研究了反萃条件及溶剂萃取除钙过程中锶的损失率。结果表明,D2EHPA(二-(2-已基己基)磷酸)-磺化煤油体系是除钙的优良萃取体系;萃取平衡时间在1 min左右;在平衡pH值为2.3~2.7的范围内,分配系数与pH值的关系为logD=2.0985pH-5.0215,钙的饱和萃取率达到83%;萃取过程的热效应很小,萃取率与萃取剂浓度的关系为logD=1.7312logCH2A2+2.5116;萃取过程符合液体离子交换机理,萃取络合物的组成为CaA2.1.4624H2A2;在粗碳酸锶盐酸浸取并除钡、铁杂质后的溶液中,D2EHPA(二-(2-已基己基)磷酸)-磺化煤油体系对钙的一次萃取率为46.11%,锶的损失率仅为0.35%,采用逆流多级萃取,可以完全除去其中的钙,得到高纯的氯化锶溶液。     

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。     

福建长汀冬季植物树干CO2释放速率日变化特征

采用红外气体分析法（IRGA）原位测定了长汀重建生态系统2个先锋树种马尾松（Pinusmassoniana）和木荷（Schima superba）冬季树干CO2释放速率（stem CO2 efflux rates,FCO2）,同时测定了气温、空气相对湿度、树干温度及树干液流密度．结果表明：2个树种冬季南面FCO2日变化呈单峰型模式,峰值分别出现在18：00和20：00;北面FCO2日变化呈S型,最高值出现在18：00到2：00之间;但它们的最低值均出现在8：00前后．冬季马尾松FCO2在0．71～1．56μmol·m^-2·s^-1之间,木荷在1．57～2．98μmol·m^-2·s^-1之间,极显著高于马尾松（P〈0．01）．树干温度和树干液流密度是影响长汀重建生态系统冬季马尾松和木荷冬季FCO2的重要因素,FCO2与树干温度显著相关（P〈0．05）,树干南、北面的Q10马尾松分别为1．86和1．57,木荷为1．77和1．82．白天树干液流出现峰值时,马尾松和木荷树干呼吸产生的CO2分别有19．72％-29．12％和20．68％～29．83％溶解于木质部液流中,并被向上运输．因此,通过FCO2估计树干呼吸速率（stem respiration rates,R5）的方法可能低估了长汀重建生态系统冬季马尾松和木荷白天的尺。     

沙枣树干液流的动态研究

利用热平衡方法,研究了黑河下游额济纳绿洲中沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)树干液流的特点及其与环境因子的关系,结果表明：①在整个生长季的晴天, 沙枣树干液流的日变化呈现明显的单峰窄峰曲线;液流在10：00时迅速上升,在12：00时达到高峰,14：00时又迅速下降;日累计液流为2.43 L·d－1,白天液流量占全天的92.6%~93.9％,晚上占6.1%~7.4％;由于存在根压,沙枣在夜间有微弱上升液流。② 1月份液流量最小为22.0 L;7月份最大,为76.6 L;非生长季节的液流量占全年液流的35.6％;生长季节占64.4％。③生长季液流速率与环境因子逐步回归分析表明,树干液流受环境因子的综合影响,在日变化中大小依次是净辐射、总辐射、空气温度、风速和相对湿度,相关系数为0.69,决定系数为0.49;在季节变化中影响大小依次是空气温度、总辐射、净辐射、相对湿度和风速,相关系数和决定系数都是0.91。     

基于易测因子的塔里木河下游柽柳(Tamarix chinensis)灌丛地上生物量模型

根据塔里木河下游英苏至阿拉干断面各个监测井附近柽柳(Tamarix chinensis)标准枝生物量实测数据,采用数理统计方法构建柽柳单枝和单丛地上生物量估测模型,在精确度检验的基础上筛选出最佳模型,并对模型估测值与实测值进行卡方检验。结果表明:以柽柳枝基径d和枝长h派生因子d2 h为自变量建立的估测模型Ma=0.123(d2 h)1.241(R2=0.844)最优,估测精度为76.93%;分别以冠幅面积S和丛高H双变量SH、冠幅面积单变量S为自变量建立的柽柳地上生物量估测最优模型为Mb=1.335(SH)0.806(R2=0.788)、Mc=0.924S1.289(R2=0.771),估测精度分别为76.04%、72.83%。对上述模型估测值和实测值进行卡方检验,结果表明两者无显著差异,模型可用于塔里木河下游柽柳地上生物量估算。     

应用热脉冲技术对胡杨树干液流变化规律的研究

利用热脉冲技术对胡杨树干液流日变化、不同胸径树干液流流量、区域间耗水量的差异进行了分析。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0.450L·cm-2·d-1,在4～8月生长期内,日平均耗水量为78.335L/d。胡杨树干断面单位时间内液流量变化呈明显的昼夜节律,白天的流速变化曲线呈双峰型,夜间树干液流速度处于平稳的低值,白天10:00与午后18:00左右达到两个峰值。随着胸径的增大,树干液流速度和液流量也随之增大,不同研究区域、立地条件、个体、林种的胡杨耗水量差异十分显著。     

湿润季风气候条件下芒硝矿区土壤盐分空间分布特征

以ArcGIS和地统计学为平台,研究四川盆地西南边缘丹棱县某芒硝矿区土壤EC、水溶性盐总量(TWSS)及其阴阳离子的空间分布特征。结果表明:1.研究区土壤EC在0.06~2.38 m S/cm,其平均值为0.41 m S/cm。TWSS在0.48~5.93 g/kg,阴离子以SO_4~(2-)和HCO_3~-为主,阳离子以Ca~(2+)和Na~+为主,为硫酸盐-苏打型;EC与TWSS呈极显著正相关关系,它们均受到钙芒硝矿主要成分SO_4~(2-)、Ca~(2+)和Na~+的影响。2.土壤EC、TWSS和HCO_3~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、Ca~(2+)、K~+、Na~+具有强烈空间相关性;Cl~-和Mg~(2+)具有中等空间相关性,说明EC、TWSS、HCO_3~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、Ca~(2+)、K~+和Na~+受结构性因素的影响大,Cl~-和Mg~(2+)的空间分布是结构性因素和随机因素共同作用的结果。3.土壤TWSS的空间分布呈从矿区向周围递减的特征,HCO_3~-、SO_4~(2-)、Mg~(2+)和Ca~(2+)含量的高值区均出现在矿区附近,EC和Na~+含量的高值区不仅出现在矿区附近还出现在北部区域;Cl~-和NO_3~-的含量呈从南到北递增的趋势。根据盐渍化分级标准,研究区土壤盐渍化样点数占总样点数的44.23%,而面积占总面积的53.25%,应采取相应措施进行修复与治理。     

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。     

辽东栎萌生个体的地上生物量及其构件分配与生长参数的关系

选择岷江上游海拔2100-2300m地段的辽东栎萌生株个体69株，测定了每株生长参数（年龄、高度、基径、冠幅）、各器官生物量及地上总生物量，分析了各器官生物量及构件分配与生长参数的相互关系。结果表明，辽东栎萌生株构件分配的大小排序为：茎干〉枝〉皮〉叶：随径级增大。茎干、大枝生物量所占总生物量比例上升，其他器官所占比例减小。辽东栎年龄与高度呈S曲线关系，其他均表现出很好的幂指数函数关系；各构件器官生物量与生长参数大多也呈幂指数函数W=aD^h（D为基径）关系。基径为估测辽东栎萌生株地上各器官生物量及总生物量的最佳因子。     

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。