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。     

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)。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

沙漠人工植被区柠条树干液流变化及影响因子分析

于2008年5—9月利用Dynamax茎流仪测量了沙坡头地区18 a龄人工柠条的树干液流速率,并利用涡动相关系统同步监测了环境因子,分析柠条液流的变化规律及其与环境因子的关系。结果表明,观测期间柠条液流速率均表现为明显的单峰曲线,液流一般在00:00左右启动,08:30—11:30达到高峰,然后下降,在午夜时分达到最低。对液流速率与环境因子的相关分析表明,太阳辐射、相对湿度、空气温度、风速等因子显著影响到柠条的液流速率,其中太阳辐射和相对湿度的影响最为显著, 经过逐步回归建立了该区柠条液流速率与环境因子的多元线性方程。     

瓜馥木茎液流特征及其与环境因子的关系

运用热扩散探针(TDP)法对福建万木林自然保护区木质藤本瓜馥木(Fissistigma old-hamii)及同一生境的乔木浙江桂(Cinnamomum chekiangense)树干液流速率进行测定,同步采用自动气象站监测太阳辐射、空气温度和空气相对湿度等环境因子.结果表明,晴天,瓜馥木白天液流速率变化与浙江桂相似,夜间液流速率则明显大于浙江桂;降雨时段,两植物树干液流速率明显减小,雨后,瓜馥木夜间液流速率明显增大,浙江桂夜间液流速率则接近为零;各环境因子与瓜馥木液流速率相关性大小依次为:水汽压亏缺空气相对湿度太阳辐射空气温度,其中,除空气温度外,其他环境因子与液流速率均极显著相关(P0.01);曲线参数估计结果显示,水汽压亏缺不是决定夜间瓜馥木液流速率变化的重要因子;瓜馥木夜间液流可能主要用于茎贮水.     

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。     

干旱胁迫条件下胡杨茎流与茎直径变化分析——以塔里木河下游英苏断面为例

应用先进的PHYTALK植物生理生态监测系统对塔里木河下游英苏断面胡杨的茎流、相关环境因子以及茎直径的日变化进行了监测。结果表明:在极端干旱区塔里木河下游的胡杨茎流日变化表现多峰值,且夜晚仍保持一定流速;茎流变化受太阳辐射、风速和大气温度影响明显,而其它环境因子如空气湿度、土壤湿度等影响则不大;同时,日变化中,不同时段起主导作用的因子不尽相同。胡杨茎直径对植株水分状况响应灵敏,夜晚植株组织含水充足,茎直径相对较大,白天植株失水,茎直径减小;胡杨随着干旱胁迫程度的增加,茎直径日最大值和最小值都显明显下降趋势。     

科尔沁沙丘-草甸过渡带人工杨树林蒸腾耗水特征

采用热扩散茎流计和自动气象站对科尔沁沙丘-草甸过渡带人工杨树林的树干液流和环境因子进行长期连续监测。结果表明：不同天气条件下茎流速率差异明显,晴天各因子昼夜波动特征明显,雨天波动幅度小,阴天介于二者之间;不同天气类型影响茎流速率的主要气象因子不同,晴天茎流速率与净辐射相关性最高（偏相关系数为0.72）,阴天与气温相关性最高（偏相关系数为0.69）;整个生长季典型晴天日平均茎流速率近似服从二次曲线,夏季大于春季和秋季,不同月份茎流速率日内变化差异显著,表现在峰值大小、液流启动时间和峰值出现时间不同;林地供水充足,持续干旱和雨后茎流速率没有显著差异,杨树蒸腾所需水分主要来自地下水,地下水位在09：00-17：00下降明显,且茎流速率越大下降幅度越大;不同胸径杨树茎流速率对各气象因子的时滞时间相同,而不同月份茎流速率对各气象因子的时滞时间不同。     

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。     

Characteristics of the stem sap flux of Populus euphratica in the lower reaches of the Heihe River Basin, Northwest China

Populus euphratica trees are the sole natural perennial riparian woodlands native to the river oases in the lower reaches of Heihe River Basin in northwestern China.This study investigated characteristics of the stem sap flux of Populus euphratica and its rela-tionship to environmental factors using the thermal dissipation probe(TDP) method.The results showed that(1) daily variation of sap flow of P.euphratica on clear days exhibited an obvious unimodal curve;sap flow rates in June,July,August,and September were 13.39,12.07,12.69,and 5.10 L/d,respectively;(2) the average transpiration of the Populus euphratica from June through September amounted to 1,309.84 L;(3) stem sap flow can be affected by a number of environmental factors that,in terms of the influential degree,can be arranged in the descending order of air temperature,soil moisture,relative humidity,total solar radiation,soil temperature,and wind velocity.     

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。     

极端干旱区胡杨水势及影响因子研究

依据2002年4月至2003年9月在极端干旱区额济纳旗的观测资料,对胡杨叶水势的日、季变化规律及影响因子进行了分析研究。试验结果表明:胡杨叶水势日变化均值为(-2.86±0.75)MPa,季变化均值为(-2.72±0.14)MPa。叶水势日、季节变化曲线呈单峰型,这种变化规律是胡杨适应该地区生境的生理特性之一。对胡杨不同部位和不同叶型的叶水势测定结果表明,上部的叶水势比下部低,披针叶的叶水势比阔卵叶的叶水势高,这与水分移动的规律相符合。胡杨叶水势的日、季变化与气温、大气相对湿度、辐射照度间有十分显著的相关关系。与土壤水分间也有十分显著的相关关系,土壤含水量下降,蒸腾加快,叶水势降低,土壤含水量增加,蒸腾减弱,叶水势回升。