茂兰喀斯特森林小果润楠蒸腾特征及影响因素

【目的】探究喀斯特森林优势树种小果润楠蒸腾特征及其影响因素,为进一步分析茂兰喀斯特原生林的水文生态过程及喀斯特地区森林的保护与生态修复提供科学依据。【方法】基于热扩散探针法和Campbell自动气象站,于2016年7月—2017年6月,对茂兰喀斯特森林优势树种小果润楠的蒸腾量进行了为期1年的连续监测。【结果】小果润楠蒸腾的日变化过程在各种天气条件下均呈典型的单峰型曲线,且呈明显的“昼高夜低”变化规律。晴天条件下,单木水平蒸腾速率日变化和叶片水平的光合速率、蒸腾速率日变化趋势基本一致。不同天气条件下的蒸腾通量为晴天(122.00 g/h)>阴天(76.06 g/h)>雨天(19.60 g/h),且差异极显著,晴天的日平均蒸腾通量是阴天的1.60倍,是雨天的6.22倍,阴天是雨天的3.88倍。各季节的单株日均蒸腾量依次为夏季[(1.86±0.22)kg/d]>秋季[(1.71±0.38)kg/d]>春季[(1.59±0.13)kg/d]>冬季[(1.07±0.39)kg/d],全年单木蒸腾量为570.31 kg,其中生长季蒸腾量(472.29 kg)占全年蒸腾量的82.81%,非生长季蒸腾量(98.02 kg)占17.19%。各季节的蒸腾量以夏季(171.65 kg)最高,其次是秋季(155.60 kg),春季(145.04 kg)较低,冬季(98.02 kg)最低,分别占全年蒸腾量的30.10%、27.28%、25.43%和17.19%。相关分析和回归分析结果表明,太阳辐射和水汽压亏缺与蒸腾速率均呈正相关。【结论】太阳辐射和水汽压亏缺为蒸腾主导因子,降雨对蒸腾多是抑制作用,而风速和不同深度的土壤水分对蒸腾的作用因天气和季节的不同而存在差异。     

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...     

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.     

天目山柳杉树干液流的昼夜及季节变化

利用热扩散式液流探针,连续观测天目山古柳杉生长季树干液流速率,同步测定环境因子,测定柳杉液流昼夜变化、晴雨天气液流通量及不同月份的日均液流量变化特征,分析树干液流与环境因子的响应关系。结果表明:(1)柳杉树干液流量日变化幅度显著,日最大值和最小值分别为194.0 kg/d和5.4 kg/d;(2)晴天树干液流变化幅度比雨天要大,不同月份日均液流量最高为6月(66.85 kg),最低为8月(46.12 kg);(3)柳杉树干液流与空气温度、辐射强度呈极显著正相关,与空气湿度呈负相关。     

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。     

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.     

树干液流对环境变化响应研究的整合分析

【目的】从生态系统和全球尺度上考察了树干液流和生物及非生物因子之间的关系,将影响因子参数化以进行全球树干液流的估计,量化比较人为控制环境试验对液流的影响。【方法】采用数据整合分析方法,收集2001—2019年树干液流相关研究数据,从森林生态系统和全球尺度上研究树干液流密度(Fd)对生物和非生物因子的响应,并对树干液流与年平均温度(MAT)、年平均降水量(MAP)、饱和水汽压亏缺(VPD)、光合有效辐射(PAR)、土壤含水率(ρ)等主要影响因子的关系进行多元回归分析。【结果】胸径(DBH)和叶面积指数(LAI)都与Fd在生物群落和全球尺度上高度相关;VPD与Fd呈负相关关系;通过MAT、MAP、VPD、DBH和土壤体积含水率建立参数化模型可以估算树干液流密度;不同控制试验通过影响环境因子,进而影响森林蒸腾。【结论】树干液流主要受到自身生物因子和环境因子的影响并且影响程度因生态系统而异,人为活动可导致环境因子改变进而影响树干液流及蒸腾。     

桂花、栀子液流特征与环境因子关系研究

根据热平衡原理,利用热平衡包裹式茎流仪对观赏植物桂花、栀子的液流变化进行测定,研究了两种植物液流在不同环境的液流特征与环境因子关系.结果表明:(1)在室内环境中,桂花、栀子液流都启动于7∶00,终止于19∶30,约13h,两者液流速率曲线皆为抛物线形,但在液流日进程上各有特点.经回归分析,光照强度和植物液流速率具有很好的相关性.桂花的蒸腾耗水能力高于栀子.(2)在人工气候箱内,植物液流活动能力在不同相对湿度条件下的大小排列为:50%>70%>90%;在不同强度光源照射下的大小排列为:全光源>半光源.桂花对光照、湿度的响应较栀子明显.(3)在室外环境中,液流速率曲线较曲折,不同天气液流活动强度大小排列顺序为:晴天>多云>阴天.多云和阴天气象条件下液流启动时间均提前于晴天.     

广西4种乔木树叶的燃烧性差异研究

【目的】以广西4种乔木树种叶片为研究对象,测试其燃烧性能,为林火发生预测提供科学依据。【方法】以格木(Erythrophleum fordii)、马尾松(Pinus massoniana.)、台湾相思(Acacia confusa)和红椎木(Castanopsis hystrix)等4种乔木的叶片为材料,采用锥形量热仪对其燃烧性能进行测试,测定热释放速率(heat release rate,HRR)、总释放热(total heat release,THR)、烟生成速率(smoke produce rate,SPR)、烟释放总量(total smoke release,TSR)、质量损失速率(mass loss rate, MLR)等指标。【结果】①格木和红椎木的热释放速率(HRR)和质量损失速率(MLR)曲线近似,马尾松和台湾相思的HRR和MLR曲线近似,4种可燃物的总释放热(THR)、烟生成速率(SPR)和烟释放总量(TSR)曲线近似,但数值不同。②4种可燃物最大热释放速率大小顺序依次为:台湾相思(285.22 kW/m²)>马尾松(229.85 kW/m²)>格木(216.10 kW/m²)>红椎木(200.12 kW/m²)。4种可燃物THR大小顺序依次为:格木>红椎木>台湾相思>马尾松。4种可燃物的SPR峰值大小顺序依次为:格木(0.07 m²/s)>台湾相思(0.05 m²/s)>马尾松(0.04 m²/s)=红椎木(0.04 m²/s)。4种可燃物TSR大小顺序依次为:格木(191.94 m²/m²)>红椎木(162.83 m²/m²)>台湾相思(119.67 m²/m²)>马尾松(95.49 m²/m²)。4种可燃物的MLR大小顺序依次为:格木(4.92 g/s)>马尾松(2.68 g/s)>台湾相思(2.63 g/s)>红椎木(1.92 g/s)。【结论】4种树种叶片的燃烧性能有所差异。格木、红椎木、马尾林、台湾相思的叶片燃烧前期的HRR、THR、SPR和TSR相差不大,后期格木和红椎木明显高于马尾松和台湾相思,即格木和红椎木的叶片燃烧持续性高于马尾松和台湾相思的,更利于火灾持续。     

夏热冬冷地区绿化屋顶节能与生态效益研究

【目的】研究夏热冬冷地区绿化屋顶的节能效益,分析包括固碳释氧、空气净化、水源涵养和节能减排4个方面的生态效益。【方法】以无锡地区有无绿化的屋顶为研究对象,对比绿化屋顶的保温隔热及节电效果,并进行屋顶绿化生态效益的量化分析。【结果】在冬季,绿化屋顶内、外表面平均温度比非绿化屋顶分别高2.5 ℃和5.5 ℃,通过屋顶的热流相对减少36.4%,绿化房间空调日平均节电量为0.90(kW·h); 在夏季,绿化屋顶内、外表面平均温度比非绿化屋顶分别低3.1 ℃、5.6 ℃,通过屋顶的热流相对减少48.6%,日平均空调节电量为4.23(kW·h)。计算可得,绿化屋顶每年可节约空调用电量15.39(kW·h)/m²; 佛甲草屋顶绿化可创造的固碳释氧效益为1.887元/(m²·a),净化空气效益为2.45×10^-2元/(m²·a),涵养水源效益为0.957元/(m²·a),节能效益可达到12.875元/(m²·a),减排效益达9.613元/(m²·a),综合生态效益是25.357元/(m²·a),动态投资回收期为7 a。【结论】屋顶绿化在冬季可提高屋顶内外表面温度,在夏季降低屋顶内外表面温度,减少通过屋面的热流,达到保温隔热和降低空调能耗的节能效果。屋顶绿化的生态效益显著,投资回收期短,应予以政策鼓励和支持。     

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。     

湿地松林下6树种光合日变化及其与环境因子的关系

以红壤区湿地松林下栽植的6树种为研究对象,监测了各树种叶片净光合速率（Pn）的日变化,同时系统分析了Pn与各环境因子间的关系。结果发现,麻栎（Quercus acutissima）、黧蒴锥（Castanopsis fissa）、木荷（Schima superba）和胡枝子（Lespedeza bicolor）的Pn日变化均呈现为先增加后降低的趋势,最大值均出现在11:00,分别为(1982±266)、(1458±179)、(1611±482)、(1492±367) μmol/（m2〖DK〗·s）;而椤木石楠（Photinia davidsoniae）和杨桐（Adinandra millettii）则呈现为双峰曲线,最大值分别为（891±181）、（1085±163）μmol/（m2〖DK〗·s）。各树种日平均Pn从大到小的顺序依次为麻栎、木荷、黧蒴锥、胡枝子、杨桐、椤木石楠。方差分析发现,麻栎、黧蒴锥、木荷的Pn显著大于椤木石楠和杨桐（p＜005）。通径分析发现,黧蒴锥、麻栎和胡枝子的Pn动态变化主要受饱和水蒸气压差（VPD）、温度（T）、相对湿度（RH）和光合有效辐射（PAR）的影响;木荷主要受VPD、T和PAR的影响,而椤木石楠和杨桐的主要受VPD、T、RH的影响,且各物种各因子均具有较大的间接通径系数。     

温室番茄蒸散量及影响因子研究

为了研究华北地区日光温室作物在地膜覆盖条件下的蒸散量及其影响要素,并评价现状灌溉制度的合理性,于2018年10月—2019年1月在河北省邢台市宁晋县开展了田间试验,测量了番茄植株茎流速率和茎流量、土壤基质势和温室内小气候（总辐射、温度和相对湿度）,探究番茄蒸散量和茎流速率变化特征及其与气象因子的关系;并将实际作物蒸散量与灌溉水量进行比较。试验表明,番茄茎流速率具有明显昼夜周期变化特征,茎流速率从08:00 —10:00开始加速增长,13:00左右达到最大值,此后快速下降,在21:00时番茄茎流停止。晴天茎流日变化过程为单峰曲线,多云天气为多峰曲线。在番茄不受水分胁迫时,茎流速率与总辐射、空气温度和饱和水汽压差的Pearson相关系数从大到小排序呈现为总辐射（0.972）、饱和水汽压差（0.970）、空气温度（0.949）;日蒸散量与总辐射、日平均温度、日最高温度和饱和水汽压差的Pearson相关系数从大到小排序呈现为总辐射（0.970）、饱和水汽压差（0.965）、最高温度（0.922）、平均温度（0.828）。在番茄果实膨大期,温室内作物系数K_c为1.5,这要显著大于FAO-56推荐的1.15,说明在华北地区FAO-56推荐的作物系数应进行调整。试验期间日光温室累积蒸散量（78 mm）仅为灌水量（255 mm）的31%,表明农户灌水量明显偏多,建议可适当减少灌溉水量,以提高水分利用效率。      

Sap flow response of Eucaylyptus （Eucalyptus urophyila） to environmental stress in South China

Sap flow and environmental conditions were monitored at two Eucalyptus (Eucalyptus urophylla S.T.Blake) plantations at Hetou and Jijia, located in Leizhou, Zhanjiang, Guangdong Province. It was found that daily sap flux density (SFD) of Eucalyptus was closely related to daily atmospheric vapor pressure deficit (VPD) (R2 = 0.76, P = 0.01 at Hetou and R2 = 0.7021, P = 0.01 at Jijia) at both sites. No significant relationship existed between daily SFD and mean daily air temperature at both sites. Daily SFD varied with wind speed Y = -17585X3 + 15147X2 - 1250.7X + 2278.4 (R2 = 0.68; P = 0.01) at Hetou and Y = -101.67X3 - 1.65X2 - 376.4X + 1914.8 (R2 = 0.40, P = 0.05) at Jijia, where Y was daily SFD, X was daily wind speed. Experimental observations yielded the following data: (1) the critical lower and upper daily VPD threshold were 0 and 2 kPa, within which daily SFD varied from 540+/-70 L/(m2.d) to 4739+/-115 L/(m2.d) at Hetou site, from 397+/-26 L/(m2.d) to 3414+/-191 L/(m2.d) at Jijia site; (2) Diurnal SFDs at Hetou site were much higher under low relative humidity (< 30%) and slightly lower under high relative humidity (> 80%) compared with those at the Jijia site; (3) The upper and lower threshold of daily and diurnal RAD for the optimal water use of E. urophylla plantations were 18+/-2.7 and 2+/-1 MJ/(m2.d), 669 and 0 J/(cm2.h) during the observation period.     

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。     

油松和侧柏边材液流相对于空气温度的滞后效应

林木耗水的准确评价对于低耗水树种的选择及林分结构优化配置具有重要意义。利用热扩散式边材液流探针和自动气象站,对油松和侧柏的边材液流速率和空气温度等环境因子进行了为期一年的同步测定,分析了空气温度与边材液流间的滞后效应。研究结果表明:林冠上层空气温度与液流速率的相关性最为显著。液流启动要滞后于空气温度2h以上,液流峰值出现的时间一般要比空气温度早1～2 h,液流趋于停止的时间和空气温度相差不大。液流速率和空气温度之间存在明显的滞后效应,春、夏、秋季油松树干边材液流与空气温度变化的滞后时间分别为170 min、-60 min和0 min,侧柏边材液流相对于空气温度分别提前40 min、30 min和10 min。考虑液流相对于空气温度的"滞后效应"可提高液流速率的拟合精度,油松提高了42.9%～122.0%,侧柏提高了6.4%～14.6%。     

灰头麦鸡孵卵节律初步观察

灰头麦鸡(Vanellus cinereus)隶属鸻形目鸻科,在江西吉安地区是夏候鸟。2015年3~4月我们在井冈山大学校园内对灰头麦鸡的繁殖及孵卵节律进行了初步研究。结果显示,灰头麦鸡的窝卵数为4.0枚(n=4),卵鲜重平均为26.9 g,卵量度平均为:47.0 mm×34.2 mm。根据对4个巢的监测,灰头麦鸡在孵卵期的平均日离巢次数是5.6次,平均日离巢时间在86.6~95.2min之间,平均在巢率为87.5%(n=4)。研究发现,天气会影响鸟类的孵卵节律,相比阴天和雨天,晴天离巢次数和离巢时间最少。