干旱荒漠区银白杨树干液流动态

应用热扩散式树干茎流计(TDP)于2012年7月1日至7月25日,在克拉玛依地区农业开发区对银白杨(Populus alba L.×P.talassica)人工林树干液流速率进行了连续测定,并对气象、土壤水分等指标进行了同步测定。结果表明:7月份的晴天银白杨树干液流速率日变化呈单峰型,阴天呈多峰型,在测量时期液流速率日平均值为0.6059 L/h;银白杨树干单位边材面积的液流速率与太阳总辐射、大气温度、水汽压差呈极显著正相关关系,与相对湿度呈负相关关系。其相关系数绝对值顺序为太阳总辐射>大气温度>水汽压差>相对湿度>风速;银白杨边材面积与胸径之间存在着显著的线性相关关系,相关系数为0.834,单位边材面积的液流速率随树干胸径的增大而减小。     

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。     

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.     

白桦树干液流的动态研究

应用热扩散原理,采用ICT－2000TE（Transpiration-Environment)自动监测系统,对东北东部山区的先锋树种白桦的树干液流及主要环境因子进行一个生长季的同步测定。结果表明,在整个生长季的晴天,白桦树干液流的日变化呈现明显的单峰曲线。液流速率的峰值出现在8月中旬,为84.72L/d。在白桦树叶脱落后,仍有较高的液流速率,而到10月中旬急剧下降,值为3.84L/d。在不同生长时期白桦每小时的液流速率与相应的环境因子逐步回归分析结果表明,影响白桦液流速率的主要环境因子是空气温度、空气相对湿度和辐射强度,在不同时期三者的作用是不同的。     

基于热扩散技术的梭梭树干液流特征研究

利用TDP热扩散式茎流计,结合自动气象站,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,建立了生长季梭梭树干液流与环境因子的关系,估算出梭梭群落的日、季耗水量。结果表明:(1)液流速率日变化主要为单峰曲线,夏季偶有出现双峰曲线,不同季节间的液流速率大小差异显著,夏季树干液流启动早,峰值出现早,夜间持续有微弱的液流;(2)梭梭树干瞬时液流速率与风速、净辐射、空气温度、饱和水汽压亏缺值等因素呈显著正相关,与实际水汽压和空气湿度呈极显著负相关,影响梭梭树干瞬时液流速率变化的关键因子是净辐射和饱和水汽压亏缺值是导致树干液流速率瞬时变化的关键因子;(3)梭梭树干日均液流速率与净辐射、空气温度、实际水汽压、土壤含水率和土壤温度等呈极显著正相关,与空气湿度等呈极显著负相关,与风速相关性不显著,影响梭梭日均液流速率变化的关键因子是净辐射、饱和水汽压亏缺和空气温度。     

干旱区枸杞树干液流变化特征及其影响因素

树干液流作为植物蒸散作用的水分来源,是植物水分消耗的直观量化监测指标,利用包裹式树干液流监测技术获取干旱区枸杞全生育期树干液流实时数据,分析了不同时间尺度树干液流变化特征及各气象要素对树干液流的影响,为明晰枸杞耗水规律及其影响因素提供了重要的佐证。结果表明:枸杞的树干液流量昼夜差异较大,白天液流量是夜间的10倍左右;晴天液流速率、日累积量及变化幅度均大于阴雨天气,晴天液流速率变化曲线且呈宽峰型,在06:30左右启动较阴天提前30min;夏季树干液流启动时间为6:00比秋季提前1h左右,夏季的峰值123g/h。盛果期液流速率最大10.32g/h,营养生长期最小1.35 g/h;6—8月旺盛生长季,平均日耗水1388.3g/d,5—11月全生育期日均耗水1102.7g/d;树干液流速率与太阳辐射、空气温度均呈极显著正相关关系,与相对湿度呈负相关关系;枸杞树干液流(F)与太阳辐射(S)、温度(T)、相对湿度(H)及饱和水汽压(VPD)符合方程F=41.5+0.167S-0.563H+1.36T-9.67VPD(R~2=0.6547)。     

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).     

古尔班通古特沙漠原生梭梭树干液流及耗水量

梭梭广泛分布于我国西部干旱区,利用热脉冲技术对古尔班通古特沙漠生长期原生梭梭的树干液流耗水特征进行了研究。随着水分条件的不同,影响树干液流过程的主导因素有所不同。根区土壤体积含水量在8.7%-12.1%时,梭梭日树干液流量与土壤水分显著相关;土壤含水量＞12.1%时,液流更多的受到气象因素的影响;土壤含水量＜8.7%,树干液流与气象要素之间没有相关性,液流更多的受植物生理特征影响。在土壤水分最丰富的4月份,随着土壤水分的降低,白天与夜间的液流变化趋同;4月份日平均液流量约是5-9月份的2倍。梭梭的液流通量从古尔班通古特沙漠原生林的0.156L?cm-2?d-1到塔中人工滴灌林的0.876 L?cm-2?d-1,均处于正常生长状态,表明梭梭生态需水的可塑性范围较广。基径为7.8cm和9.0cm的梭梭在4月至9月份生长期的实际耗水量分别是95mm和117mm。     

喀斯特区天峨槭(Acer wangchii)树干液流特征及其与环境因子的相关分析

采用TDP(Thermal Dissipation Probe)热扩散探针法,于2012年2月—2014年3月,对喀斯特地区天峨槭(Acer wangchii)树干液流速率进行了长期连续的监测,并同步监测了林分空气温度(Ta)、相对湿度(RH)、太阳辐射(Solar)、风速(WS)、降雨量(Rainfall)、土壤含水量(SWC)等环境因子,探讨了不同时间尺度下天峨槭树干液流特征及其与环境因子的关系。结果表明:1)不同天气条件下的树干液流为晴天阴天雨天,且均呈明显的"昼高夜低"变化规律;2)天峨槭树干的日平均液流量为5.08kg/d,不同季节表现为夏季((8.38±5.32)kg/d)秋季((5.16±3.99)kg/d)春季((4.86±3.77)kg/d)冬季((1.94±1.40)kg/d);3)月平均液流量为153.64 kg,年平均液流量达1838.40 kg;4)小时尺度下,影响晴天、阴天、雨天全天树干液流的主要环境因子都是Solar,但各环境因子对树干液流的影响程度又因昼夜、季节及降雨量的不同而存在差异;5)从年度范围来看:小时尺度下,Solar、Ta、RH、SWC_(10cm)和WS可以共同解释树干液流的63.50%;日尺度下,Solar、Ta、SWC_(10cm)和Rainfall可共同解释其68.50%;月尺度下,单个因子Ta就能解释其74.80%;且随着时间尺度的缩小,各环境因子入选回归方程的个数有增加的趋势,而对树干液流的解释程度(R2)则有降低的趋势。对比其他地区研究结果,其环境因子对树干液流的影响差异都很大;但总的来说,无论在何种时间尺度上,Solar(或光合有效辐射(PAR))和Ta基本上都是影响树干液流的主要环境因子,且各环境因子对雨天树干液流的解释程度都不高,本研究亦如此;因此,以环境因子对雨天树干液流进行预测的时候可能会存在误差,应特别注意土壤含水量对其的影响。     

黄土丘陵区混交林中油松和沙棘树干液流对降雨脉冲的响应

以黄土丘陵区油松-沙棘混交林为研究对象,运用热扩散式探针(TDP)于2015年6—10月对油松和沙棘的树干液流密度(F_d)进行连续观测,同步测定了光合有效辐射(PAR)、水汽压亏缺(VPD)和土壤水分(SWC)等环境因子,分析两树种对降雨利用的差异.采用Threshold-delay 模型、多元回归分析和偏相关分析方法,研究两树种F_d对降雨的响应过程,并确定环境因子对F_d的影响.结果表明: 随着降雨量递增,两树种F_d的最大变化量都先上升后降低;其中0～1 mm降雨范围内,油松F_d(-16.3%)和沙棘F_d(-6.3%)都明显降低;1～5 mm降雨范围内,油松F_d(-0.4%)降低而沙棘F_d(9.0%)明显升高.油松和沙棘F_d对降雨响应的最小降雨阈值(R^L)分别为6.4和1.9 mm,滞后时间(τ)为1.96和1.67 d.降雨前油松F_d峰值集中在12:00—12:30(70%),沙棘F_d峰值分别集中在10:30—12:00(48%)和16:00—16:30(30%);降雨后油松F_d峰值集中在11:00—13:00(40%),沙棘F_d峰值分别集中在12:00—13:00(52%)和16:30—17:00(24%).降雨前影响油松和沙棘F_d的环境因子大小顺序为PAR＞VPD;降雨后影响油松F_d的环境因子大小顺序为PAR＞VPD＞0～20 cm SWC(SWC_0～20),影响沙棘F_d的环境因子大小顺序为SWC_0～20＞PAR＞VPD.油松-沙棘混交林对水分利用的稳定性较高.     

Sap Flow of Populus euphratica in a Desert Riparian Forest in an Extreme Arid Region During the Growing Season

In the present study, the heat pulse technique was applied to investigate the stem sap flow of Populus euphratica in a desert riparian forest in an extreme arid region from April to October 2003 and from May to October 2004. The experimental sites were in Qidaoqiao （101 °10′ E, 41°59′ N） and Bayantaolai farm （101°14′ E, 42°01′ N） in Ejina county, in the low reaches of the Heihe River, China. The results indicated that the diurnal change in the velocity of sap flow showed minor fluctuations. At night, the rising of sap flow could be observed in the main tree species because of root pressure. During the growing season, the maximum average velocity was observed in July, followed by August, and the same velocity was observed in September and May; the minimum velocity was observed in October. The transpiration from June to August during the growing season accounted for approximately 70% of the annual total transpiration. The sap flow velocity of P. euphratica trees of different ages could be arranged in the order： 15 yr 〉 25 yr 〉 50 yr. Sap flow velocity was closely related to changes in micrometeorological factors, with average sap flow velocity showing a significant linear correlation with net radiation, air temperature and relative humidity.     

富士苹果多酚氧化酶特性研究

本文从富士苹果中提取和部分纯化多酚氧化酶,并对其特性进行研究。以邻苯二酚为作用底物,该酶最适pH为50,在pH50～80范围内有较高的稳定性。最适温度为30℃,在60℃以上迅速失活。该酶对不同的酚类物质表现出不同的底物专一性,由高至低的趋势依次为邻苯二酚、焦性没食子酸、DL-多巴、酪氨酸,其中对酪氨酸的活力为零。浓度为04mmol/L的VC、L-半胱氨酸及浓度为03mmol/L的亚硫酸氢钠,可完全抑制该酶活性。     

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.     

百合生长期茎流特征及其与环境因子的关系

以百合Oriental-Trumpet系列中的罗宾娜为实验材料,在监测环境因子的基础上,用包裹式茎流仪探头对其生长期茎流进行测定研究,明确百合生长期内的茎流和耗水量变化规律。结果表明:(1)百合158d生长期中,总茎流量为7 289.30g,平均日茎流量为46.13g,其中抽茎期、现蕾期、花期、果期和果后期的总茎流量分别为1 862.00、3 197.80、710.50、1 438.30和116.70g,日均茎流量分别为62.97、72.68、54.65、30.60和4.67g,不同生长时期百合日茎流速率有明显变化。(2)光辐射和大气温度是影响百合生长周期茎流量的主要环境因子,且光辐射、空气温度与茎流速率呈正相关,而与空气相对湿度呈负相关。(3)阴雨天茎流量和日茎流速率明显小于晴天。该研究为百合水分代谢模型的建立及现代化精准节水百合种植模式的研究奠定了理论基础,对于选择合适的百合节水栽培模式具有重要意义。     

Relationships Between Climatic Variables and Sap Flow, Stem Water Potential and Maximum Daily Trunk Shrinkage in Lemon Trees

The feasibility of obtaining sap flow (SF), maximum daily trunk shrinkage (MDS) and midday stem water potential (Ψ_stem) baselines or reference values for use in irrigation scheduling was studied in adult Fino lemon trees (Citrus limon (L.) Burm. fil.) grafted on sour orange (C. aurantium L.) rootstocks. Plants were irrigated daily above their water requirements in order to obtain non-limiting soil water conditions. The results indicated that baselines for plant-based water status indicators (MDS, SF and Ψ_stem) can be obtained, even though there was a certain scattering of the data points representing the relations between the plant-based measurements and the environmental variables (reference evapotranspiration, solar radiation, vapour pressure deficit and temperature). SF was more closely associated with changes in the studied evaporative demand variables than were MDS and Ψ_stem. SF and Ψ_stem were more closely correlated with changes in reference evapotranspiration (ETo) (r ² = 0.93 and 0.79, respectively), while MDS behaviour was best correlated with mean daily air temperature (T _m) (r ² = 0.76). Increases in the evaporative demand induced more negative Ψ_stem values and, as a consequence, SF increased, which, in turn, was translated into an increase in MDS. This confirmed that SF and MDS were very good predictors of the plant water status during the observation period and their continuous recording offers the promising possibility of their use in automatic irrigation scheduling in lemon trees.     

土壤水分对富士苹果果实外观品质的影响

为探究不同果园土壤水分处理对富士苹果果实品质的影响,并重点探究外观品质的差异,筛选出最适宜生产中采用的控水方法,以‘烟富3号’富士苹果品种作为材料,按照土壤相对含水量设置两组水分处理,一组为LT1(55%~65%)、LT2(65%~75%)和LT3(75%~85%),另一组为LT4(前期55%~65%,后期45%~55%)、LT5(前期65%~75%,后期55%~65%)和LT6(前期75%~85%,后期65%~75%),以生理落果为节点,划分处理前期和后期,以普通果园水分管理作为对照处理(LCK),分别测定土壤含水量以及相应果实可溶性固形物含量,计算果实裂纹指数、着色指数和光洁指数,并用扫描电镜观测果皮超微结构。结果表明:(1)LT1、LT4、LT5处理的果实可溶性固形物含量比LCK分别显著提高13.4%、15.2%、13.1%。(2)与LCK相比,LT2、LT3、LT5、LT6处理果实的裂纹指数分别降低了49.8%、19.8%、49.8%、30.1%,LT1、LT2、LT5处理果实的着色指数分别提高了3.4%、14.0%、17.4%,LT1~LT6处理果实的光洁指数分别提高了50.4%、150.4%、125.6%、45.2%、175.9%、100.8%。(3)果皮显微结构观察表明,控制处理前、后期土壤水分不稳定会导致果皮角质层的严重开裂,LT5处理避免了这一情况的发生,而健康果实的果皮角质层厚度大于裂果的果皮。(4)健康果实的水势(-1.22 MPa)明显高于裂果的水势(-1.44 MPa),且果实水势与裂纹发生呈负相关关系。研究认为,适当的土壤水分胁迫(65%~75%)不影响果实食用品质,同时可显著降低果实表面裂纹的发生率,提高果面光洁度;在果实发育后期,适当的轻度控水处理会促进果实的糖积累并减少裂纹的产生;果实裂纹的发生与果皮角质层厚度和果实水势相关,厚度越大、水势越高,裂纹发生越少。土壤相对含水量LT2与LT5处理的苹果果实兼具良好的食用品质与外观品质。     

中国西北干旱区气温时空变化特征

依据我国西北干旱区95个站点1951-2008年月平均气温资料,运用经验正交分解法(EOF)、Morlet小波分析、MannKendall秩次相关检验法及气候趋势系数等方法剖析了西北干旱区气温场空间分布结构及多时间尺度下的变异规律和变化趋势.结果表明:西北干旱区气温存在3a、9a及准12a主周期;气温场空间分布以“相间复杂”型为主(对总体方差贡献为30.93％),基于此将西北干旱区划分为北疆子区、南疆子区、河西子区、青海子区及内蒙古子区.全区44.8％的年份气温属正常范围,15.5％年份异常偏暖,3.4％显著偏暖,13.8％年份偏冷,显著偏冷和异常偏冷年份均为8.6％.自90年代以来,西北干旱区开始增温,2001-2008年温度正距平值达6.9℃,正距平年数由80年代40％上升至100％.西北干旱区97.9％的地区呈现增温趋势,其中94.7％的地区通过信度0.01的显著性检验,96.8％的站点通过了0.05的显著性检验;增温幅度为0.02℃/10a-1.21℃/10a;并形成了北疆以富蕴(1.09℃/10a),南疆以喀什(0.22℃/10a),东疆以巴里坤(0.76℃/10a),柴达木盆地以小灶火(0.81℃/10a),河西地区以松山(0.08℃/10a),内蒙古西部以吉诃德(0.03℃/10a)为中心的增温区.     

福建长汀土壤严重侵蚀区马尾松树干液流对台风天气的响应

在台风天气应用热扩散技术对福建长汀土壤严重侵蚀区的马尾松树干液流进行测定,结果显示:台风带来的高强度降雨和大风抑制了马尾松的蒸腾作用;台风降雨并未提高植物的可利用水分;台风前后马尾松的光合作用和水分生理活动无明显差异;台风过程中与马尾松树干液流密度极显著相关(P<0.01)的环境因子有太阳辐射、空气温度和水汽压亏缺,晴天时则为空气温度、太阳辐射、相对湿度和水汽压亏缺。研究表明,台风没有增加植物的可利用水分,也未对马尾松的生理活动产生破坏作用。