苹果树冠层-空气温差变化及其与环境因子的关系

于2002—2005年,采用红外测温仪观测得到苹果树主要生长季节冠层温度数据,结合同步观测得到冠层净辐射(Rn)、风速(V)、空气温度(Ta)和湿度(RH)等冠层微气象要素数据及0～80cm土壤含水量(SW),分析苹果树冠层-空气温差(△T)变化规律及其与环境因子的关系.结果表明:苹果树主要生长季节(萌芽期—果实迅速膨大期)晴天△T日变化呈多峰曲线分布,△T最高值都出现在12:00—13:00左右;阴天△T日变化呈多峰曲线分布,但△T绝对值明显低于晴天日.2003年和2004年晴天日14:00△T与Rn、V、RH及SW具有较好的复相关关系:ΔT=7.159-0.002Rn-0.061V-0.7RH-46.0SW(r=-0.825),与Rn、RH、V及SW的偏相关系数分别为0.125、-0.078、-0.036和-0.874,逐步回归方程式为ΔT=5.317-43.1SW,说明土壤水分对△T的影响程度相对最大.经2002年和2005年观测数据验证,△T观测值与计算值吻合关系较好,二者线性相关系数可达0.9083.这说明采用晴天日14:00时刻数据分析△T的影响机制,预测土壤水分含量具有很好的可行性.     

新疆阿克苏干旱区富士苹果树干液流动态变化研究

选择新疆阿克苏干旱区富士苹果为研究对象,利用TDP茎流计连续测定苹果树干液流,并用自动气象站同步记录环境因子变化,探讨环境因子对树干液流的影响。结果显示:液流速率连日的变化过程是一个最大值不同的正弦曲线,夜间液流速率降低,白天液流速率上升;晴天液流速率呈明显的单峰曲线,阴天液流速率表现为多峰或双峰曲线,不论是晴天还是阴天,苹果在夜间仍然有微弱的活动,这种现象可能与新疆阿克苏地区的地理位置和气候有关;在苹果主要生长季内,树干液流速率(Fs)与大气温度(Ta)、太阳辐射(Rn)、相对湿度(RH)有较好的复相关关系(R2=0.93*),且影响苹果树液流速率Fs的最主要气象因子为大气温度Ta;苹果生长季内耗水总量为4 059.64L,并以7月耗水量最大(765.34L),占耗水总量的18.85%。研究表明,TDP径流计能够精确测定生长季内苹果茎干的液流速率与耗水量,且在干旱区影响苹果茎干液流变化的主要环境因子依次是大气温度、太阳辐射、相对湿度。     

红松阔叶混交林林隙光量子通量密度、气温和空气相对湿度的时空分布格局

以小兴安岭原始红松阔叶混交林林隙为研究对象,通过对林隙内光量子通量密度(PPFD)、气温和空气相对湿度进行连续观测,比较其间的时空分布格局.结果表明：晴天和阴天阔叶红松林林隙的PPFD日最大值均出现在11:00—13:00,晴天林隙内各个时段最大值出现位置不同,日最大值出现在林隙北侧林冠边缘处;而阴天各个时段最大值均处于林隙的中心.林隙内月平均PPFD 为6月最高、9月最低,极差7月最大.林隙内晴天气温的峰值出现在9:00—15:00,而阴天气温峰值在15：00—19：00,均位于林隙中心南8 m.5:00—9:00林隙各点阴天的气温都高于晴天,9:00—19:00则相反.月平均气温为6月最高、9月最低.晴天和阴天空气相对湿度的峰值均出现在5:00—9:00,日最大值在林隙西侧林冠边缘处,且阴天的相对湿度始终大于晴天.月平均相对湿度为7月最高、6月最低.晴天PPFD的异质性大于阴天,而气温和相对湿度的异质性则不明显.生长季内不同月份PPFD、气温和空气相对湿度的最大值所处位置不同.PPFD和气温的月均值在林隙中心及附近变化梯度较大,而相对湿度的月均值则在林隙边缘变化梯度较大.     

大豆和玉米冠层光合有效辐射各分量日变化

通过实测大豆和玉米冠层光合有效辐射各分量并计算其反射率、透射率,分析了各分量日变化规律及其影响因素。结果表明:光合有效辐射分量(FPAR)在一天中均接近于常数,特别是在8:00—11:00和14:00—16:00相对稳定;晴天大豆冠层入射光合有效辐射变化曲线较阴天平滑,反射率和透射率曲线没有阴天平滑;由于云层的吸收和散射作用,阴天中光合有效辐射(PAR)最大值的出现时间比晴天晚1h左右;植被冠层空间异质性对光合有效辐射各分量影响较大,不同作物类型的各分量之间有较大差异;大豆冠层空间异质性较玉米小,其光合有效辐射各个分量曲线较平滑;线性光量子传感器与太阳入射方向垂直投影线成30°时,冠层入射光合有效辐射平均偏离度值最小,为0.657%。     

天山北麓绿洲-荒漠过渡带芨芨草地地表能量通量研究

利用天山北麓绿洲-荒漠过渡带芨芨草地的小气候实测资料,分析了该地区不同天气条件下地表能量及其能量分配日变化特征,并进一步探讨了潜热与其它地表能量的关系。结果表明:晴天各地表能量分量曲线呈"单峰型",阴天表现为峰谷频繁交替的"多峰型",雨天则显示为"偏峰型"。由于该区以晴天为主,阴雨天气发生频率少,平均情况下的各能量曲线变化与晴天基本一致。任何天气条件下能量传输均以潜热(LE)为主,其次为感热(H)和土壤热通量(G)。观测期内LE/Rn平均值介于沙漠和绿洲之间,很好地在能量分配上体现出自身的过渡性。各种天气条件下能量分配的日动态变化趋势基本一致,白天均以潜热为主,夜间则有所不同。LE/Rn、H/Rn、G/Rn曲线白天变化平稳,夜间持续波动,日出和日落前后波动最为剧烈。其中,日出时刻以LE/Rn和G/Rn曲线波动最为强烈,且两者峰谷互补。因辐射强度和日照时数的不同,不同天气条件下曲线早、晚剧烈变化开始时间也有所差别。晴天、平均、阴天(8:00—18:00)波文比依次减小,且均小于1,表明它们在白天能量分配均以潜热为主。而雨天波文比则表现出较大的波动性,整体呈上升趋势。LE与Rn、H、G相关性程度均表现为:晴天与平均相当,阴天次之,雨天最小。     

阴天和晴天对黄河三角洲芦苇湿地净生态系统CO_2交换的影响

云量以及大气气溶胶含量变化引起的阴天和晴天会对局地的微气候环境产生综合效应,影响地面接收的太阳辐射强度,同时引起环境因子的变化,最终对净生态系统CO2交换(NEE)产生影响。该文通过涡度相关系统以及微气象梯度观测系统,对黄河三角洲芦苇(Phragmites australis)湿地NEE以及环境要素进行了观测。在自然条件下选择12对相邻阴天和晴天数据,在生物要素(生物量、叶面积指数)、土壤水分以及养分特征保持不变的前提下,揭示了阴天和晴天变化对湿地生态系统NEE的光响应和温度响应的影响。结果表明:12对阴天和晴天生态系统NEE的日平均动态均呈"U"型曲线,但阴天NEE的变幅较小。晴天条件下湿地生态系统NEE的日均值显著高于阴天(p0.01)。阴天和晴天湿地生态系统NEE与光合有效辐射(PAR)之间均呈直角双曲线关系,但晴天条件下,最大光合速率(Amax)显著大于阴天(p0.01),同时白天生态系统呼吸(Reco,daytime)也显著大于阴天(p0.01)。不论阴天还是晴天,Reco,daytime与气温均呈显著的指数关系。晴天湿地生态系统呼吸的温度敏感系数Q10(5.5)远大于阴天(1.9)。阴天和晴天昼间PAR差值以及气温差值对NEE差值的协同影响达到63%。     

干旱荒漠区沙冬青茎干液流变化特征及其与气象因子的关系

采用热平衡包裹式树干液流仪(stem heat balance,SHB)监测沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)茎干液流日变化,并利用自动气象站同步监测太阳辐射、空气温度、空气相对湿度、风速等气象因子日变化,研究沙冬青茎干液流在不同季节和天气条件下的日变化特征及其与环境气象因子的关系.研究表明:(1)在夏季沙冬青茎干液流昼夜区别明显,且变幅较大,液流于8:00~9:00开始启动,并迅速于9:00左右达到峰值,然后立即有一个大幅度的下降,后在小幅度波动中维持到19:00左右停止;沙冬青茎干液流在夜间较弱;(2)不同天气条件对沙冬青液流的变化影响较大,沙冬青茎干液流速率的总体变化幅度表现为晴天>阴天>沙尘天气;(3)各季节典型天气下沙冬青茎干液流速率表现为夏季>春季>冬季;生长季茎干液流启动时间早,液流量大;春季液流启动时间次之,液流量变化平缓,维持时间长;冬季液流启动时间最迟,液流变化速率大且维持时间短;(4)沙冬青茎干液流与气象因子的关系密切,其中与太阳辐射的关系最为密切,其次是空气温度和相对湿度,影响最小的是风速.     

长白山红松针阔叶混交林林下光合有效辐射的基本特征

利用长白山红松针阔叶混交林连续3年的光合有效辐射（PAR）观测数据,与林冠上方PAR值相对比,分析了林冠下5个不同水平位置探头的PAR时空特征.结果表明:林木冠层上方的PAR日总量年变化呈双峰甚至多峰趋势,主要受降水和云雾等天气状况的影响；林下PAR日总量年变化表现为非生长季与冠层上方变化趋势一致,在生长季数值较小且趋于稳定.典型晴天时林下5个探头的PAR值在时间和大小分布上有较大差异.在空间变化上,非生长季林下PAR变异系数较小,约为0.15;生长季的变异系数较大,在0.22以上,最高值在8月.生长季典型晴天太阳高度角为38°～48°区间(9：00—10：00和13：00—14：00)时,林下PAR空间变化较大.     

太行山南麓低山丘陵区栓皮栎直径变化及其与环境因子的关系

使用周长传感器(Circumference DC2)研究了太行山南麓低山丘陵上栓皮栎人工林树干直径的日变化及其影响因子.结果表明:在季节性干旱期间,栓皮栎树干的直径变化周期性明显,直径收缩与液流启动时间基本一致,直径最小值滞后于液流速率最大值3 ～4 h;栓皮栎直径日最大收缩量(MDS)呈现低-高-低的变化趋势,与累积液流通量和叶片水势日差值极显著相关,与土壤含水量呈显著的二次方程关系.MDS值受气象因子变化的影响,与温度日差值、蒸汽压亏缺日差值和相对湿度日差值显著相关,而与太阳辐射日差值的相关性不显著.连续降水后,土壤水分不再是栓皮栎直径变化的限制因子,MDS值与累积液流通量、叶片水势、土壤含水量和气象因子差值的相关性均不显著.季节性干旱期和雨季的土壤含水量和温度是影响树干直径日变化的主要因子.     

黄土高原两种树形苹果园花期温度垂直变化特征及预测

温度是苹果花期最为敏感的生态因子,选择两种在黄土高原区具有代表性的不同树龄和树形结构（盛果期小冠开心形和初挂果期自由纺锤形）的富士苹果园,利用小气候梯度自动测定系统在2011—2014年苹果花期进行定位观测,分析花期不同天气类型下（晴天、阴天或多云、雨天）的果园温度梯度及树体温度的变化特征,并基于气象站温度（TM）建立了果园冠下温度（TL）的推算模型.结果表明： 花期果园温度的垂直分布及与园外的差异主要取决于树形结构,而不同天气类型下的差异不显著.平均温度、日最低温度从树冠下到顶部递增,日最高温度、日较差递减.小冠开心形冠层下部晴天日较差最大,多云或阴天冠层中部和顶部日较差较自由纺锤形小.园内外温差的日变化自由纺锤形呈现高 低 高的单波谷形态、而小冠开心形呈单峰形态,园外最低温度高于冠层下部而与冠层中部的温度接近,小冠开心形冠层下的最低温度较园外最低温度更低,特别是多云或阴天更明显,而冠层中部和顶部与园外的温度差异则较自由纺锤形小.线性模型能够较好地推算树冠下部的温度,误差绝对值在1 ℃以内,特别是自由纺锤形果园和雨天条件下效果更好.