荒漠防护林典型树种液流特征及其对环境因子的响应

利用基于热补偿理论的SF300分体液流仪对干旱荒漠区人工防护林典型树种(俄罗斯杨、胡杨、榆树、沙枣)树干液流全天候监测,自动气象站同步记录相关环境因子变化。研究表明:①4种防护林树种茎干液流日变化除沙枣树外均存在明显昼夜节律,液流速度在同属种间差异较小,在不同属种间差异显著,俄罗斯杨的日平均液流速度可以达到沙枣的13.8倍,耗水量排序为俄罗斯杨胡杨榆树沙枣树。②水分充足条件下,增加实验地灌溉量使4种树木蒸腾受到抑制,液流流速降低,水分利用效率降低。③液流流速因所处树干径向位点不同而存在差异,俄罗斯杨、榆树、沙枣液流速度表现出由形成层到髓心的递减趋势,胡杨树干径向位点液流没有表现一定规律。④树干液流流速与环境因子进行相关分析,通过逐步回归分析建立了4个典型树种茎干液流速度与环境因子关系估算模型,分析认为4种树木的环境敏感性排序为俄罗斯杨榆树胡杨沙枣。     

测定位点对计算梨树树干液流的影响

采用热脉冲法,研究了不同测定位点对计算梨树树干液流速率和液流量的影响.结果表明,不同时期内,各方向木质部液质比、木质比径向变幅分别为0.01～0.03和0～0.02,而同一深度木质部液质比和木质比季节变幅分别为0.02～0.09和0.02～0.08. 用同一月份不同深度木质部液质比和木质比参数计算特定深度液流速率差异不显著;而用不同时期测定的同一深度木质部参数计算特定月份相应深度液流速率差异显著或极显著.内层2个、4个测点平均低估液流量是外层相应测定位点的1.5和4.9倍,距形成层0～0.6四个位点的液流量基本可以代表整树耗水量.     

黄土丘陵区刺槐树干液流动态分析

2009年4月14日—10月10日,利用热扩散式液流探针(thermal dissipation probe,TDP)对延安市燕沟流域刺槐生长期树干边材液流进行连续监测,并同步监测光合有效辐射、气温、空气相对湿度、风速和降雨量等气象因子.结果表明:刺槐树干液流流速日变化呈单峰曲线,且不同季节液流的日动态变化存在明显差异.叶芽期(4月)液流启动时间在12:00左右,液流达到峰值的时间为18:00左右;5—8月液流启动时间提前到5:30—7:30,液流达到峰值的时间提前至15:00左右;9月以后,液流启动时间在8:00左右,液流达到峰值的时间提前至11:30—13:00.树干液流流速月平均值总体上呈"低-高-低"趋势,其中,4月的平均液流流速最小,为0.000549cm.s-1,8月最大,为0.002610cm.s-1.树干液流速率与气象因子密切相关,其相关性程度依次为:温度水汽压亏缺光合辐射强度相对湿度风速,且可用光合辐射强度和水汽压亏缺线性表达式来估测,其多元线性回归模型达到极显著水平(P0.001).     

油松人工林SPAC水势梯度时空变化规律及其对边材液流传输的影响

 利用热扩散式边材液流茎流探针（TDP）和微型自动气象站组成的测定系统于2001年4月在北京林业大学妙峰山教学实验林场（39°54′N,116°28′E）对低山油松（Pinus tabulaeformis）人工林土壤-植物-大气体（SPAC）界面水势梯度及油松木质部边材液流传输速率的时空变化规律及其相关因子进行了连续测定。土壤水势随深度下降逐渐升高,日周期波动幅度减小,灌水后上层土壤水势迅速提高,但随着水分扩散和林地持续蒸散,土壤湿度迅速下降并逐渐与对照趋同;叶片水势连日逐渐降低,灌水后水势较对照有一定程度提高;林冠不同层次叶片水势在日周期内不同时间差异显著,但同一层次之间差异不明显;油松人工林土壤、叶片、大气水势梯度比约为1∶5∶30,灌水后SPAC相临界面水势差增大,水势梯度提高至1∶15∶90。大气水分饱和亏缺与土壤水势和叶片水势、以及土壤水势与叶片水势之间均有极显著相关性。干旱春季灌溉对油松木质部边材液流时空波动产生很大影响,灌水后连日树干上位边材液流峰值出现时间推迟1 h,连日平均液流速率提高48.59%,连日平均最大液流速率提高25.12%。木质部边材液流速率日变化和连日变化与SPAC水势和气象因子如空气相对湿度、空气温度、太阳辐射强度密切相关。与对照相比,灌水后边材液流速率与SPAC各介质水势和界面水势差的相关性下降。     

浅层地下水对华北地区河岸杨树林树干液流的影响

华北地区河岸杨树林生长季的用水特征对杨树人工林经营管理具有重要意义.本文以北京市潮白河畔的杨树人工林为研究对象,采用热扩散式探针(TDP)测定树干液流、管式TDR土壤含水量法测定土壤体积含水量、开路涡度相关系统测定环境因子数据,对2014年6—7月的杨树树干液流及其影响因素进行系统研究,以探究浅层地下水对树干液流的可能影响.结果表明: 杨树树干液流日变化随太阳辐射呈现单峰或双峰变化,在土壤水分相对亏缺时,杨树树干液流密度明显减小,达到峰值的时间从14:00提前到12:30,但树干液流对太阳辐射的时滞效应没有明显变化.在表层土壤水分相对充足时,太阳辐射和空气饱和水汽压差是杨树树干液流变化的主导因子,但在表层土壤水分亏缺时,土壤水会成为杨树树干液流的限制因子;当表层土壤水分相对亏缺时,杨树单株耗水与100 cm土层土壤体积含水量呈显著负相关,与其余各土层体积含水量呈显著正相关.浅层地下水(相对稳定的150 cm及更深处)在土壤表层土壤水分含量相对亏缺时,可在毛管力作用下对上层土壤水进行补充,供给杨树生长需要.     

新疆杨树干液流的径向变化及时滞特征

利用热扩散技术,对绿洲农田防护林新疆杨(Populus alba L.var.pyramidalis)大树边材5个深度处(1、2、3、5 cm和8 cm)的液流速率(Js)开展了连续两年的监测,结果表明:(1)以标准长度2 cm的探针测得的液流速率(Js-2)为参照,形成层下1、3、5、8 cm处的液流速率(Js-1,Js-3,Js-5,Js-8)与Js-2间具有显著的相关性,回归系数分别为0.24—0.27、1.18—1.61、0.81—1.64和0.38—0.75,液流速率最大的位点在形成层下3—5 cm处,液流速率最小的位点在最外侧(1 cm)或最内侧(8 cm)处,径向差异明显。边材不同深处的液流传输具有较一致的日变化过程。(2)在同步观测的5项气象要素中,大气水汽压亏缺(VPD)和太阳辐射(Ra)与Js的回归系数均较大,是驱动液流进程的主导气象要素。大气蒸发潜力(ET0)集合了多种气象要素的信息,具有与Ra一致的日变化进程(启动、峰值时刻相同),可作为分析液流昼、夜过程的综合气象变量。(3)新疆杨边材中五个深度处Js的峰值时刻基本相同(Js-1的峰值较其它层次提前4—123 min),均明显滞后于Ra(时滞)并提前于VPD,在7月份的晴天,ET0、Js和VPD峰值出现的时刻分别大致在12:30、14:00和15:00。新疆杨时滞的大小存在有规律的季节变化,从6到10月份,Js与ET0峰值的时滞(ΔJ-E)逐渐增加,变化在70—110 min(2011)、70—128 min(2012)之间,但VPD与Js峰值的时滞(ΔJ-V)逐渐降低,变化在73—20 min(2011)、63—8 min(2012)之间,这表明在生长季的早期,热量因子(Ra)对新疆杨液流变化的驱动较强,而在生长季的末期,大气水汽因子VPD的驱动效应更突出。     

春季麻栎树干边材木质部液流垂直变化及其滞后效应

 利用热扩散式边材液流茎流探针（TDP）和微型自动气象站组成的测定系统,对泰山林科 院林场麻栎(Quercus acutissima)人工林树干不同高度边材液流及其相关环境因子进行 了连续观测,对影响边材液流的主要环境因子进行了相关性和滞后效应分析。结果表明 ：同一立木,树干上位边材液流流速上升快,高峰期持续时间短,但高峰流速较高,最 大流速在0. 002 cm•s^－1以上;树干下位边材液流流速上升、下降慢,液流高峰期持续 时间较长,最大流速不超过0.001 cm•s^－1。太阳净辐射是麻栎边材液流最主要的影响因 子,且成正相关,空气温度、空气相对湿度对边材液流的影响较小,空气温度与麻栎边 材液流的影响成正相关,相对湿度与边材液流速率成负相关。边材液流与主要环境因子 日周期波动在时间上存在延迟效应,延迟效应因树干高度和环境因子而变。树干上、中 和下部边材液流与太阳净辐射变化的滞后时间分为80、20和30 min,与空气温度的滞后 时间分别为60、130和110 min,与空气相对湿度的滞后时间分别为170、160和90 min。     

民勤绿洲二白杨树干液流的径向变化及时滞特征

树木的树干液流是反映树木生理活动动态、估算单株耗水量的重要基础.本文利用热扩散技术,对民勤绿洲二白杨3株(30年生)大树树干边材各4个深度(2、3、5、8 cm)的液流速率(J)进行连续两个生长季(2011、2012)的监测.结果表明: 二白杨边材液流速率最高的位点约在形成层下3 cm深处(J₃),其次依次为2、5和8 cm处(J₂、J₅和J₈),在大气蒸发潜力(ET₀)最强的6月,典型晴天日的J₃可达28.53 g·cm^-2·h-1,分别是J₂、J₅和J₈的1.42、2.74和4.4倍,径向差异明显.在日变化过程中,边材不同深处间液流速率峰值出现的时刻相差在20 min以内,但与太阳总辐射(R_s)、大气水汽压亏缺(VPD)峰值出现的时刻相差较大,在生长旺季(6—8月)的典型晴天,J的峰值滞后R_s峰值的时长(时滞)可达55～88 min,越靠近边材内侧,时滞越长.J峰值提前于VPD峰值的时长达60～96 min,越靠近边材内侧,时滞越短.液流速率的季节变化与ET₀的变化基本一致,随着树木生理活动的逐渐加强,液流传输的主要层次会向边材内部延伸.驱动不同深处液流变化的首要气象因子均为R_s,第二大因子因不同深度有所变化,越靠近内侧,代表水汽状况的因子(VPD)的重要性上升,甚至接近于R_s.
     

越冬期间库尔勒香梨不同器官抗寒指标随气温的变化

以越冬期间库尔勒香梨花芽、树干、枝条等器官为材料,测定了不同器官形成层组织抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性、可溶性蛋白含量、相对电导率等抗寒指标,同时监测了果园气温和树干阳阴面形成层温度,并采用隶属函数评价不同器官抗寒性,分析越冬期气温对新疆库尔勒香梨不同器官抗寒指标和抗寒性的影响。结果表明:(1)在库尔勒香梨越冬期间,不同器官同一抗寒指标和同一器官不同抗寒指标随气温、树干阳阴面形成层温度差的变化趋势有所不同,但总体上抗寒指标均与气温呈负相关关系,而与树干阳阴面形成层温度差均呈正相关关系。(2)各器官形成层可溶性蛋白含量与其抗氧化酶活性呈正相关关系,SOD、CAT活性与POD活性呈正相关关系,并以CAT与POD活性相关性最强。(3)利用隶属函数法综合分析结果显示,贡献率最大的是CAT活性和可溶性蛋白含量,不同器官抗寒性强弱顺序为花芽组织树干阴面形成层枝条形成层树干阳面形成层。研究发现,库尔勒香梨各器官形成层POD和CAT活性在越冬期间较低气温和较强烈形成层温度变化时较高,并以SOD对低温伤害和形成层温度变化最敏感;整个越冬期抗寒性强的器官表现出较高的可溶性蛋白含量和较低的相对电导率;形成层温度变化与抗寒生理指标变化之间具有较好的相关性,在一定范围内能够反映机体受到的低温冻害程度。     

鲢幼鱼在不同水流速度下的暴发-滑行行为策略

在水温（18±1）℃的条件下,以全长（11.70±0.57）cm的鲢（Hypophthalmichthys molitrix）幼鱼为研究对象,测定其不同流速（16.5、22.0、27.5、33.0、38.5、44.0、49.5和55.0 cm/s）下的持续游泳时间、调头百分比和暴发-滑行运动数据。结果表明,鲢的平均持续游泳时间先随流速的增加而减小,后随流速的增加而增加。当流速33.0 cm/s时,平均持续时间最短为118.6min,其中各组试验鱼的最大可持续游泳时间均可达到200min。调头百分比随流速的增加迅速减小,当流速≥44.0 cm/s时,不再出现调头行为。暴发-滑行游泳的平均暴发时间随流速的增加呈上升趋势（y=0.03x+2.64,R2=0.92,P<0.05）。平均对地暴发距离均在30-45 cm,没有显著性差异（P>0.05）,平均绝对暴发距离存在极显著性差异,且随流速的增加而增加（y=4.98x-5.63,R2=0.98,P<0.001）。平均对地暴发速度没有显著性差异（平均对地平均速度和最大速度分别在9-12 cm/s、12-16 cm/s,P>0.05）。平均绝对暴发速度与水流速度之间存在线性正相关关系（平均绝对平均暴发速度:y=0.98x+10.74,R2=1.00,P<0.001;平均绝对最大暴发速度:y=1.02x+13.75,R2=0.99,P<0.001）。研究表明鲢在不同的流速下采取的暴发-滑行行为策略不同。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.