优化滩涂养殖水体生态结构和调节水质的研究

采用在滩涂鱼塘和虾池中接种小球藻和有益微生物的方法,探讨了调控滩涂养殖水体生态结构的浮游生物种群、数量、生物量及化学环境的可行性。结果表明,虾池和鱼塘中接种小球藻后,小球藻数量均大幅度增加,变为优势种群,分别是其对照的16.92倍、4.76倍;浮游动物生物量为4.32mg·L^-1和2.84mg·L^-1,分别比对照增加19.3%、2.5%,同样,光合细菌、酵母菌及硝化细菌显著地改变了水体藻类和浮游动物种群的组成、数量、比例及生物量等,“酵母菌＋硝化细菌”的处理,使水体氨态氮浓度下降最明显,为对照的44％,虾池生化耗氧和化学耗氧,为对照的56.5%和38.4%,增加了水体溶解氧和初级生产力。     

叶斑病对白桦树干液流的影响

应用热扩散法,对白桦树干液流进行连续两个生长旺期测定。与健康白桦相比,患叶斑病的白桦树干液流格局发生明显改变。在晴天树干液流密度日变化由单峰曲线转变为双峰曲线,或单峰曲线峰值较光合有效辐射峰值显著提前或推后;液流密度峰值及全天均值远远低于同期的健康白桦,且晚上及凌晨输水比例明显升高,表明晚上主要靠根压输送水分,维持光合作用必需原料及生长所需的矿物质;并且此时树干液流密度变化受外界环境因子的决定比重减小或根本无相关显著的环境因子。叶感病白桦树干液流具有以上特点,是因为具有较强的蒸腾生理调控力,以适应叶部病害而求得生存。     

降雨减少对刺槐树干液流特征的影响

在全球气候变化背景下,区域降水格局正在发生改变,对森林生态系统生产力和水文过程将产生重要影响。为揭示降雨量减少对树木蒸腾耗水特征及其响应环境因子的影响,本研究以黄土高原半湿润区主要造林树种刺槐(Robinia pseudoacacia)为对象,在减雨样地林分行间布设人工减雨板减少约47%的降雨输入,采用Granier型热扩散探针测定树干液流动态,并同步监测太阳辐射、空气温度、相对湿度、降雨事件和土壤含水量等环境因子,分析了树干液流对减雨处理及季节性土壤水分变化的响应特征。结果表明：减雨处理显著降低了刺槐液流通量密度标准化值,处理第3年标准化液流通量密度显著低于对照样地;减雨样地刺槐标准化液流日变化峰值时间早于对照样地,表明减雨样地刺槐较早实施了气孔调节,改变了其与气象因子的时滞时间;标准化液流通量密度响应蒸腾驱动因子的拟合方程参数值在样地间呈极显著差异,显示减雨样地刺槐响应气象因子的敏感性有所降低。降雨量的改变不仅影响林地土壤水分状况,还会对刺槐蒸腾耗水及其对环境因子的响应产生影响。     

树干自然温度梯度变化对热扩散法测算树干液流速率的影响

为了揭示树干自然温度梯度的变化规律及其对树干液流速率测算结果的影响,于2007年5月至10月利用改进的SF-L型热扩散式树液流测定装置,对北京低山区生长的油松和侧柏的树干自然温度梯度、加热温差和气象、土壤水分因子进行了连日同步监测。结果表明:(1)树干自然温度梯度对加热针温差的影响,侧柏大于油松。(2)树干自然温度梯度对液流速率计算结果的影响具有显著的统计意义(P0.01),平均误差大于30%,误差峰值出现在太阳高度角较小的时候。(3)影响树干自然温度梯度最重要的环境因子是光照强度,其次是空气温度。上述结果说明,树干自然温度梯度对热扩散法测定的液流速率的影响不可忽视,研究树木耗水机制时应予以充分考虑。光照强度和空气温度是影响树干自然温度梯度最重要的两个因子,但其影响机制仍需进一步研究。     

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.     

紫玉兰树干液流对北京市综合环境变量的响应

2008年4-10月,为明确典型城市绿化树种紫玉兰耗水特征的影响因素,研究了紫玉兰树干液流对北京市空气温湿度、辐射、风速、土壤温度和含水量、降雨等环境因子的响应.结果表明:影响紫玉兰树干液流的8个环境因子可分为蒸发需求因子(EDI)、土壤因子和降水因子3类,其中,EDI(大气温度、空气相对湿度、总辐射、风速和水汽压亏缺)是影响紫玉兰树干液流的关键因子,可以解释紫玉兰树干液流变化的60%,且紫玉兰树干液流对EDI的响应方式呈S型曲线,液流达到最大值后,即使光照和蒸发需求增加,液流也不再增加;土壤因子(土壤温度和土壤含水量)和降水因子(降水量)对紫玉兰树干液流的影响很小.     

土壤温度对油松(Pinus tabulaeformis)树干液流活动的影响

为了弄清土壤温度对油松树干边材液流活动的影响作用,利用热扩散式边材液流测定系统（TDP-30）和自动气象站对油松边材液流速率和土壤温度等环境因子进行了为期一年的同步测定。结果表明,土壤温度对树干液流活动的影响,一方面与靠近植物最适吸水温度的土层有关,另一方面,与树种的根系分布特征有关。春季表层土壤温度对液流速率的影响最为显著,夏季深层土壤最大,秋季的最大影响土层间于春夏之间。10．0—14．9℃的土壤温度对油松树干边材液流活动的作用最为明显。土壤温度开始对油松液流活动起显著作用的温度阈值约为10℃左右。     

不同地下水矿化度对柽柳光合特征及树干液流的影响

为揭示柽柳(Tamarix chinensis)光合能力及耗水特征对地下水矿化度的响应规律, 以黄河三角洲建群种——柽柳3年生植株为研究对象, 在1.2 m的潜水水位下, 模拟设置淡水、微咸水、咸水和盐水4种不同的地下水矿化度, 测定柽柳叶片光合-光响应、蒸腾速率和树干液流的日变化。结果表明: 地下水矿化度通过影响土壤盐分可显著影响柽柳光合特性及耗水性能。随地下水矿化度升高, 柽柳叶片净光合速率(P_n)、最大P_n、蒸腾速率、气孔导度、表观量子效率和暗呼吸速率均先升高后降低, 而水分利用效率(WUE)持续降低。淡水、微咸水和盐水处理下, 柽柳P_n光响应平均值分别比咸水处理降低44.1%、15.1%和62.6%; 微咸水、咸水和盐水处理下, 柽柳WUE光响应平均值分别比淡水处理降低25.0%、29.2%和41.7%。随地下水矿化度升高, 柽柳叶片光饱和点先升高后降低, 而光补偿点持续升高, 光照生态幅变窄, 光能利用率变低。淡水和盐水处理下, 柽柳P_n下降分别是非气孔限制和气孔限制引起的。柽柳树干液流速率随地下水矿化度升高而先升高后降低, 咸水处理下树干液流速率日变幅最大, 日液流量最高。淡水、微咸水和盐水处理下日液流速率平均值分别比咸水处理降低61.8%、13.1%和41.9%。咸水矿化度下柽柳有较高的光合特性, 在蒸腾耗水较严重的情况下可实现高效生理用水, 适宜柽柳较好地生长。     

毛红椿人工林树干液流动态变化对坡位的响应

2012年7-10月,采用液流测定系统监测了位于浙江省开化县的毛红椿人工林上下坡位的树干液流,并同步监测生态环境因子,分析了毛红椿人工林树干液流与土壤含水量、温度和水势等环境因子的关系.结果表明: 研究区上、下坡位树干液流日变化均呈典型的“昼高夜低”单峰曲线;下坡位毛红椿树干液流速率平均值显著高于上坡位;上坡位土壤温度显著高于下坡位,而下坡位土壤含水量和土壤水势显著高于上坡位;下坡位土壤含水量和土壤水势是影响毛红椿树干液流速率的主要因子,而上坡位土壤温度和土壤水势对毛红椿树干液流速率有较大影响.     

环境和冠层结构对华北落叶松林树干液流的影响

准确量化环境和冠层结构变化对树干液流的影响,对于深入理解变化环境下的树木水分利用机制具有重要意义.在六盘山香水河小流域于2019年6-9月利用热扩散式探针监测了华北落叶松林的树干液流,同步观测林外气象、林内根系层土壤含水量和冠层结构动态,分析树干液流速率与潜在蒸散(PET)、土壤相对可利用水分(REW)和林冠层叶面积指...     

基于树干液流技术的北京市刺槐冠层吸收臭氧特征研究

全球范围内加速的城市化导致空气质量严重退化。随着北京市建设范围不断扩大和机动汽车数量迅猛增长,空气污染日益严重。浓度不断增加的近地层臭氧作为影响全球气候变化的重要因素和危害人类健康、动植物生长的二次污染物,受到广泛关注。城市树木能够有效地去除大气污染物,进而提高空气质量。目前已有很多研究关于区域尺度上城市树木吸收臭氧,然而,冠层尺度上城市树木吸收臭氧特征少有研究。因此,本文基于树干液流技术,结合天气变化和大气臭氧浓度分析,研究夏秋季节北京市典型绿化树种刺槐（Robinia pseudoacacia）整树冠层吸收臭氧特征及环境影响因素。结果表明,在日尺度上,刺槐吸收臭氧速率变化呈单峰曲线,于下午15:00左右达到峰值;夏季峰值范围较宽,秋季峰值范围较窄;中午前后累积吸收臭氧量增加最明显。在季节尺度上,夏季刺槐吸收臭氧速率高于秋季;夏季累积吸收臭氧量显著增加,秋季略有增加。刺槐吸收臭氧的时间变化规律取决于大气臭氧浓度和冠层对臭氧的导度。臭氧浓度日变化和季节变化明显,导致刺槐吸收臭氧速率时间变化格局与之接近。在一定的臭氧浓度下,刺槐吸收臭氧速率的变化主要由冠层对臭氧的导度调控,进而受水汽压亏缺和总辐射的影响。随着水汽压亏缺降低,刺槐冠层对臭氧的导度明显下降;总辐射大于600 W/m2,冠层对臭氧的导度迅速下降。研究树种刺槐单位冠层投影面积上年吸收臭氧量约为0.16 g/m2,明显低于基于模型得到的结果,表明评估森林受臭氧危害的风险应考虑树种冠层臭氧通量。     

不同木材结构树干液流对比研究

采用热扩散法,对东北东部山区代表主要木材解剖构造的水曲柳和樟子松树干液流密度动态特征进行研究,并同步测定光合有效辐射、气温、空气相对湿度、风速、土温、土壤容积含水量等因子。结果表明,水曲柳和樟子松在生长季不同时期晴天的树干液流密度日进程一般为单峰型,水曲柳日最高液流峰值为430.53 cm3.cm-2.h-1,明显高于樟子松(142.43 cm3.cm-2.h-1)。晚上及凌晨液流量占全天比例在生长季结束后,明显增加,其他时期低于20%,说明水曲柳和樟子松存在根压。水曲柳和樟子松树干液流密度变化呈单峰曲线,平均液流密度分别为12.26、6.49 cm3.cm-2.h-1。影响树干液流密度日变化的主导因子为光合有效辐射和水汽压亏缺,二者对主导因子敏感度相当。     

热脉冲技术3种方法组合在测量树干液流中的应用

利用树干液流方法获取树木蒸腾特征对理解树木水分生理、森林生态和森林系统水分交换具有重要意义.利用广泛应用于土壤热参数和土壤蒸发测量的
三针热脉冲探头,基于热比率法(HRM)、最大温度法(T_Max)和单针热脉冲法(SHPP)同时实现了旱柳液流密度的测定,并与热扩散探针(TDP)测量结果进行对比分析.结果表明： 三针热脉冲探头安装约5周后进入稳定测量阶段,3种方法初期测量结果比稳定测量阶段高135%~220%,HRM、T_Max和SHPP法与TDP测量结果具有显著的线性相关性,R2分别为0.93、0.73和0.91,SHPP与HRM法测定结果的R²达到0.94.HRM在低速和逆向液流时测量具有较高的精度;SHPP探头配置简单、测量精度高,但无法甄别液流方向,是测定液流非常有前途的方法;T_Max测量液流误差较大,无法测量<5 cm³·cm^-2·h^-1的液流,不建议单独用于液流测量,但其能够准确测定树干热扩散系数,并可用于其他方法液流计算.建议根据试验目的,选取不同方法或者几种方法组合进行树干液流测量.     

Scots pine root distribution derived from radial sap flow patterns in stems of large leaning trees

This study characterizes whole tree root system distribution in a non-destructive way based on its functional parameters, particularly the sap flow patterns in stems. This approach particularly considers sap flow variation across stems, both radial and circumferential patterns of flow that are usually used for a better integration of sap flow density at the whole tree level. We focused at: (1) Showing examples of sap flow variation across stems at a defined situation (high midday values at the period of non-limiting water supply; (2) Analyzing radial flow patterns in terms of root distribution; (3) Validating these results at the stand level (mean data of series of individual trees) using results of classical biometric methods used at the same site; and (4) Applying the results for evaluation of root distribution around leaning trees. Sap flow rate was measured by the heat deformation method on a set of 14 trees at an experimental pine forest stand in Brasschaat (Belgium) during the growing season of 2000. Sap flow variation across stems was measured at a total of 700 points. Amounts of water supplied by superficial (horizontally oriented) and sinker (vertically oriented) roots were estimated from sap flow patterns. The vertical distribution of absorbing roots as derived from the analysis of sap flow patterns in stem sapwood was very similar to the distribution determined by the classical biometric analysis of fine roots. Trees leaning to the East had stem radii at the stump level and crown radii enhanced in the leaning direction. Sinker roots showed higher absorption activities in the leaning direction, but superficial roots were more absorbing in the opposite direction. The application of the above-described method allows for a better evaluation of the whole-tree behavior and facilitates the evaluation of tree and stand properties in traditional forest stands, which are not equipped for detailed scientific research. This may also facilitate practical applications in landscape-level studies.     

Gas-exchange and sap flow measurements of Salix viminalis trees in short-rotation forest

Simultaneous field measurements of transpiration and sap flow were performed on short-rotation Salix viminalis trees ranging in diameter from 1.5 to 3.5 cm (2-year-old shoots on 8-year-old stumps). Transpiration was measured using an open-top ventilated chamber enclosing the whole foliage of a tree. Sap flow was measured using a tree-trunk heat balance (THB) technique with a constant temperature difference and variable heat input. Both the instantaneous and daily values of water flux measured by the two absolute techniques agreed well with a difference of up to about 5%. In July, the hourly transpiration reached a maximum of about 0.2 kg m^–2 (leaf area) or 0.45 kg tree^–1, whereas maximum daily integrals reached 4 kg tree^–1. The response of sap flow rate to abrupt flux change when inducing emboli by cutting-off the stem was very rapid: the registered signal dropped by 85% within 10 min for a specimen with a projected leaf area of 2 m². For S. viminalis trees, transpiration was linearly correlated with stem cross-sectional area and with leaf area.     

应用热技术研究树干液流进展

综述了热技术方法测定树干液流的基本原理和不同适用范围．通过各种热技术方法可以确定树干水分运输格局及其数量;与树木生理指标和环境因素联合测定,可深入分析整树水分导度、气孔导度、边界层导度、水势及树干储水与树木蒸腾之间的关系,探讨树干液流受外界环境因素影响程度及其响应,揭示树木蒸腾内在的调节机制和外在影响因素;热技术可用于长期连续测定地带性森林主要树种蒸腾耗水特征。为正确评价森林的水文效应提供技术支持．     

北京城区常见树种生长季树干液流的时滞特征

2008年4-9月,应用热消散技术测定了北京市常见树种银杏、七叶树、玉兰、刺槐、油松、雪松的树干液流,并将液流与总辐射和水汽压亏缺数据进行逐行错位分析,探讨不同树种树干液流与蒸腾驱动因子之间的时滞效应.结果表明：6个树种树干液流(J_s)的变化与总辐射(R_s)和水汽压亏缺(D)显著相关,且J_s均滞后于R_s,提前于D;J_s与R_s之间最大相关系数(0.74～0.93)通常比J_s与D之间最大相关系数(0.57～0.79)高,表明日尺度上J_s在很大程度上依赖于R_s的变化.除油松外,其他树种J_s与R_s之间时滞范围(10～70 min)比J_s与D之间时滞范围(47～130 min)短,其中刺槐、油松和雪松种间差异显著;城市树种J_s与蒸腾驱动因子之间的时滞主要受树形（胸径、树高、冠层投影面积、边材面积）以及夜间水分补充量的影响,而与树种无关.     

大连4种城市绿化乔木树种夜间液流活动特征

夜间液流有助于树木物质运输及其体内水分的补充(water recharge), 它不仅对植物的生长发育具有重要的生理生态学意义, 而且对大尺度植物蒸腾耗水的估算可能产生重要影响。2008年6月1日至8月31日, 以热扩散探针(thermal dissipation probe, TDP)技术对大连市劳动公园内的雪松(Cedrus deodara)、大叶榉(Zelkova schneideriana)、丝棉木(Euonymus bungeanus)和水杉(Metasequoia glyptostroboides) 4种乔木树种的不同径阶样木树干边材液流进行了测定, 并结合同步土壤水分与小气候观测结果分析了树木夜间(18:00至次日5:00)液流特征。实验结果表明, 树木普遍存在可感夜间液流, 夜间液流总量占观测期液流总量的比例在样木个体间呈现显著差异, 其变化范围为0.44%-75.96%; 观测期雨天夜间液流波动活跃, 显著高于晴天, 其单日夜间液流总量可持平, 甚至高于日间液流。相关分析表明: 水汽压亏缺(vapor pressure deficit, VPD)和风速的变化与夜间蒸腾显著相关, 它们能够较好地解释液流变化(R² > 0.6); 树木夜间液流主要用于夜间蒸腾和自身水分补充, 夜间液流现象主要发生在前半夜, 后半夜液流平稳且极接近0, 夜间液流量与相应的日间流量(R² = 0.356, p = 0.00)及胸径(R²_Spearman > 0.80)显著相关, 说明植物本身的结构和生理特点也是影响树木夜间液流的重要因子。单株样木夜间液流占全天总蒸腾量的比例低于14.4%, 如不考虑夜间液流的影响, 根据日间液流通过尺度扩展推算的森林生态系统年蒸腾量可能偏低。     

Changes with seasonal flooding in sap flow of the tropical flood-tolerant tree species, <Emphasis Type="Italic">Campsiandra laurifolia</Emphasis>

In order to determine how flooding affects sap flow and hydraulic conductivity of the tolerant species, Campsiandra laurifolia, trees growing in a tropical seasonally flooded forest in Venezuela were studied. We hypothesized that trees respond to rising-waters with a decrease in root-water absorption, caused by hypoxia, and stomatal conductance, and that this is reverted later on through a process of acclimation that involves improvement in water absorption. We followed the seasonal changes, of trees with the whole or part of the canopy exposed to air, in sap flow density, leaf stomatal conductance, leaf transpiration rate and xylem water potential. The highest daytime sap flow density occurred at noon and its proportion relative to the yearly maximum (drainage at falling-waters) was 41 (dry season), 15 (flooding by rising-waters for 2 weeks), 54 (2 months of flooding) and 41% (6 months of flooding). Since at rising-waters dawn xylem water potential remained high, it became apparent that the initial stages of flooding imposed a restriction to sap flow unrelated to water deficit. The decrease at rising-waters in highest daytime sap flow density was due to reduced leaf-specific hydraulic conductivity, whereas the recovery observed 1.5 months later was correlated to an increase in hydraulic conductivity, and attributed to acclimation. Sap flow density was highly and positively correlated with radiation at all seasons but rising-waters; also, the relationship with air water vapor saturation deficit was high and significant on dates other than at rising-waters. Results suggest that early flooding inhibited water absorption by roots and that this inhibition was overcome later on at a higher water column through an acclimation process involving the improvement of internal aeration by adventitious roots.