华北平原冬小麦农田蒸散量

以华北平原冬小麦农田为研究对象,采用涡度相关技术和热红外遥感技术,研究了不同环境条件下土壤含水量与农田蒸散量及作物冠层温度的关系.结果表明,冬小麦在农田郁闭(LAI≥3)、晴天和土壤相对含水量低于田间持水量65%的情况下,蒸发比值日变化正午前后出现相对较低且平稳的变化趋势.在晴天情况下,农田潜热通量与作物冠层温度日变化和季节变化均呈极显著的非线性相关关系,而冠气温差、农田相对蒸散量则与0～100 cm土层的土壤相对含水量密切相关.以13:30～14:00的平均冠层温度值T_c、日最高气温T_{a max}和日净辐射总量Rn_d为统计数据,确立了冬小麦农田日蒸散量ET_d （mm）估算简化模式参数.     

干旱条件下夏玉米地-气温差的影响因素及其模拟

地-气温差指标表征作物水分亏缺状况已经被广泛研究,但地-气温差随作物生育进程的变化特征及其影响因子的观测研究仍较少,制约着地-气温差的准确模拟.基于夏玉米2014年三叶期和2015年拔节期的5个灌溉水分控制试验资料的研究表明: 随着夏玉米生育进程的推进,土壤水分的变化显著影响了夏玉米农田的地-气温差,土壤水分亏缺越严重,地-气温差越高.在整个水分处理期间,归一化植被指数是地-气温差的主要影响因子且两者呈显著的线性关系,但不同生育期地-气温差还受其他因子的影响:三叶期后受冠层吸收光合有效辐射比影响且呈显著的线性关系,三叶期至拔节期则受土壤相对湿度和空气相对湿度的影响且呈显著的线性关系.在此基础上,基于2014年试验资料建立了夏玉米全生育期地-气温差模拟模型、营养生长期地-气温差模拟模型和生殖生长期地-气温差模拟模型,并利用2015年夏玉米拔节期5个灌溉水分控制试验资料进行了模型验证,结果表明,夏玉米全生育期地-气温差模型可以解释2015年地-气温差变异的63%,但地-气温差分生育期模拟模型,即营养生长期地-气温差模拟模型和生殖生长期地-气温差模拟模型综合的模拟结果则可解释2015年地-气温差变异的79%.研究结果为基于地-气温差的作物干旱指标定量评估作物干旱提供了依据.     

植物叶温与气温的关系

温度与植物的关系,一般用气温资料进行分析,但在研究植物的光合、呼吸、蒸腾以及极端温度的危害等过程时,需要考虑叶温。关于植物叶温与农业生产的关系以及叶温与气温之间的相关规律,正日益受到人们的重视。     

水稻温敏核不育系植株温度特征及应用研究

针对温度波动是两系杂交稻安全制种的制约瓶颈,进行了以水层灌溉和湿润灌溉为处理的分期播种试验。试验表明,20 cm高度的温度对温敏核不育系育性转换的指示作用更为可靠。对两种处理下不育系的茎温(20 cm)、叶温(40 cm)和冠层内气温(20 cm、40 cm)特征研究。结果表明,深水灌溉后,水层是稻田主要的热源,主要以长波辐射和对流方式导热,稻株比空气升温慢、增幅小,而且灌溉增温的有效高度在40 cm左右。水层灌溉后,日最高气温有TQ40>TQ20>TJ20>TY40,体现了太阳辐射对冠层特征面的重要影响;日最低气温有TQ20>TJ20>TY40>TQ40,体现了水层热源对冠层特征面的重要影响。由于育性敏感层温度与灌溉水温1、50 cm气温、20 cm相对湿度、200 cm风速密切相关,建立了可供实用的20 cm茎温与气温的统计模型。     

陕西渭北旱塬土壤－植物－大气连续体中水分运转规律的研究──Ⅰ．生态环境对植物叶温的影响

在整个生长季内,研究了陕西省渭北旱塬主要生态因子对冬小麦叶温的影响．结果表明,叶温与气温呈直线正相关;与大气相对湿度和大气水势呈二次曲线相关;与光量子通量密度是对数正相关．并给出了冬小麦叶温与各生态因子之间的现象学模型．通过主要生态因子对叶温影响的综合分析表明,在陕西渭北旱塬,诸生态因子对冬小麦叶温的重要性依次为：大气温度、大气水势、大气相对湿度和光量子通量密度．     

新疆农田作物覆膜地温极值的时空变化

土壤温度的上限和下限值极大地影响农田作物的生长发育．根据对新疆农田2年度不同观测时刻、不同覆膜条件及不同作物的最高和最低地温的分析,可知2年度全生育期地温极值均发生在0cm位置．地温极值依观测时刻的不同而变动．覆膜最低温度始终高于裸地,说明覆膜对提高低温段土壤温度有明显作用．最低温度的日变化可用二次函数表达;14：00和20：00时最高地温可分别用深度的椭圆曲线和线性关系表达．不同条件下的地温极值和气温具有线性关系,其中裸地最低温度与气温的相关性高于覆膜;玉米最低温度与气温的相关性高于棉花;最高温度与气温的相关性比最低温度与气温的相关性差．     

基于SHAW模型对农田小气候要素的模拟

能量平衡是作物冠层水热传输的基础,气象因子(如空气温度、湿度、风速和土壤温度)是影响作物活动的外界条件,而叶温反映作物的整体健康状况。对冠层状况的理解和模拟有利于了解小气候特征并加强农田管理。采用SHAW(theSimultaneousHeatandWater)模型模拟:冠层表面能量平衡,表面辐射温度,冠层中叶温、气象要素和土壤温度廓线,模型的输入数据来源于华北平原禹城综合试验站。模型很好的模拟了表面能量平衡、冠层表面辐射温度、土壤温度、冠层2/3高度以下叶温和2/3高度以上气象要素。模型模拟净辐射(Rn)的效率达到0.97,潜热(LE)和感热通量(Hs)的模拟效率分别为0.81和0.78,模拟的表面辐射温度与实测值吻合较好,其模拟效率为0.91,冠层2/3高度以下的叶温模拟效率为0.76～0.86,但该高度以上的模拟结果不理想。除了2cm深度外,各层土壤温度模拟较好。     

基于“三温模型”的珍稀濒危荒漠植物半日花蒸腾速率研究

利用远红外热成像技术获取半日花叶温,并根据"三温模型"原理测定半日花的蒸腾速率,结果表明:在晴朗天气条件下,测定时间段内半日花蒸腾速率的日变化曲线呈"单峰型",且峰值出现在15:00,最低值出现在17:00;叶温在测定时间内均高于气温,叶温与气温差最大为9.58 K,最小为0.71 K;在半日花所测冠幅范围内,冠幅越大,其蒸腾速率越大,蒸腾扩散系数越小。样本中,最大冠幅半日花测定时间内的蒸腾速率均值最高,为9.42×10-6MJ m-2d-1,蒸腾扩散系数最低,为0.41;最小冠幅半日花测定时间内的蒸腾速率均值最低,为4.18×10-6MJ m-2d-1,蒸腾扩散系数最高,为0.76。试验测定结果与传统测定技术结果相比较表明:利用远红外热成像技术非接触无损伤测定半日花蒸腾速率具有可行性。     

冠层温度和气温的差与冬小麦生长的关系

作物冠层温度与气温的差(简称冠气温差,下同)可指示作物的水分状况,也可作为作物生长环境的一个综合指标。目前,关于冠层气温差指示作物生长的报道尚少,本文就这一问题进行了初步探讨。 1 材料与方法 试验于1987年和1988年在中国科学院北京农业生态系统试验站进行。土壤为壤质褐潮土,有机质含量在15.0g/kg左右,土壤持水量229.0g/ks。麦田按常规方法管理,春季以后浇3—4次水。设充分湿润(相对含     

套袋对苹果果实微域生态环境的影响

生长季晴天,树冠不同方位套袋果温度变化规律各有不同。就日最高温度而言,以西南方位套袋果最高,东北方位套袋果最低,二者相差8.13℃。除了东北方位以外,同方位套袋果日最高温一般低于裸露果2 .95～6 .6 7℃。一天中,不同方位套袋果日最高温出现的时间与裸露果有明显不同,主要原因是日照和气温能更直接地影响裸露果。在正常套袋前提下,袋内、外湿度差异不大,袋内湿度主要受袋外环境湿度的影响。生长季晴天,外袋温度和外袋与内袋之间的温度非常接近,二者日最高温度超出最高果温8.6℃。而袋内气温和果温非常接近,二者日最高温仅差0 .4℃,说明袋内果温直接受袋内气温的制约。一天中,袋内最低温度和最高湿度一般出现在6 :0 0左右,而最低湿度和最高温度出现在16 :0 0左右,袋内温度和湿度的变化呈极显著负相关,其回归方程为y=30 98.4 x- 1.35 34。日照强度或气温与套袋果日最高温度均呈极显著正相关。其回归方程分别为:y=0 .0 4 6 8x 8.91和y=1.4 11x- 2 .4 4 35。     

广州地区荷木夜间树干液流补水的影响因子及其对蒸腾的贡献

明确树木夜间水分补充现象有助于提高总蒸腾量和冠层气孔导度估算的精确度,进一步认识冠层蒸腾与树干液流之间存在的时滞关系.本研究采用热消散探针法测定了广州地区的荷木树干液流密度,同步监测了主要的环境因子,从不同时间尺度分析了树干夜间液流的水分补充现象.结果表明:与白天相比,荷木夜间液流密度较小,旱季变化幅度比湿季大;夜间水分补充的时间段主要在前半夜(18:00-22:00);年内各季节夜间水分补充量之间没有显著差异,与环境因子之间的偏相关关系不显著,但与胸径、树高、冠幅、树干生物量、冠层生物量的回归曲线拟合很好,表明树形特征和生物量能更好地解释夜间补水的变化;各季节夜间水分补充量对总蒸腾量的贡献有显著差异,旱季明显高于湿季.     

西双版纳热带雨林干季林冠层雾露形成的小气候特征研究

对西双版纳热带雨林干季林冠层雾露形成的小气候特征进行了观测研究。结果表明,雾露首先形成于最上林冠层,林下露水的形成迟于林上3～4h,林下雾是由上层雾变浓、下沉而来。夜间,雾形成前,气温高于叶表温;雾形成后,气温则低于叶表温,且气温及叶表温均有回升。雾露的形成不仅凝结了水汽进入森林,同时也对森林起到了一定的保温作用,这对热带雨林的生存和发展具有致关重要的作用。     

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.     

基于树干液流和土壤-叶片水势梯度分析荷木干湿季整树水分利用特征

运用Granier热消散探针连续监测荷木的树干液流,于2009年的湿季(8月)和干季(11月)选择天气晴朗的3d测定叶片水势,同步连续监测林冠上方光合有效辐射、土壤含水量、气温和空气相对湿度.结果表明:干湿季下荷木树干液流存在显著差异,此外,土壤水势和液流有较好的相关性,且干季时的相关性更好;荷木的叶面积/边材面积比值平均为(0.416±0.033)m2·cm-2,并与树高呈指数函数下降关系;随着11月土壤水势下降,荷木的整树水力导度和午间叶片水势也有所下降,但不明显;对叶片水势和整树蒸腾进行回归分析,二者之间呈二次多项式关系(P＜0.01),叶片水势并非无限制下降;结果还表明,大气水汽压亏缺(D)和叶片水势呈负相关,这是否空气温度和相对湿度或共同作用影响叶片水势,需要进一步研究.     

暖温带山地森林的小气候研究

本文探讨了暖温带山地落叶阔叶混交林和油松林不同梯度的气温、湿度、土壤温度的日变化特征,不同季节的分析结果表明：１．落叶阔叶林夜间始终存在气温随高度增加而增加（第１梯度＞第２梯度＞第３梯度＞第４梯度）的辐射逆温现象。油松林夜间林内气温观测值始终低于林冠以上值。２．在生长季的不同时期,人工油松林的林内气温（林地以上２ｍ和４ｍ）的日间波动程度和振幅都高于林冠以上（林冠顶以上０．５ｍ和２．５ｍ）。而在生长季中期,充分发育的落叶阔叶林林冠能够明显地缓减林内气温波动和振幅。３．两类林分各梯度的气温一般均在正午后２～３小时内达到高峰,而早晚较低,具有明显的日变化特征。４．落叶阔叶林林冠以上２．５ｍ处的水汽压及相对湿度始终低于林地以上４ｍ（林下灌木层以上２．５ｍ）处的同期值,具有比油松林更强的增湿效应。     

苹果果面日最高温与主要气象因子的关系

一天中 ,苹果果实表面最高温度与气温、日照、相对湿度和风速有着密切的关系。通过生长季自动监测果实表面温度的变化 ,并与设置在监测树旁边气象记录仪数据对比 ,揭示出树冠西南部果实表面温度与气温、日照、相对湿度和风速呈高度相关。结果还表明 :日照和气温是导致果实表面高温 (>45℃ )的两个主要因子。在大多数情况下 ,这两个因子相互作用决定果实高温是否发生 ,但气温的作用更为重要。一般在晴天 ,树冠西南部果实表面高温通常出现在 1 3 :3 0～ 1 5 :5 0。果实达到临界日烧高温 (>45℃ )的综合气象条件是 (1 0 :0 0～ 1 6 :0 0平均值 ) :日照 >5 80 W/m2 ;气温 >3 1 .8℃ ;风速 <1 .0 m/s;相对湿度 <3 0 %。气温、日照、风速和相对湿度与果实表面温度都呈高度相关 ,其多元回归方程为 :果实表面温度 (℃ ) =1 9.7 0 .842×气温 (℃ ) 0 .0 0 989×日照 (W/m2 ) - 2 .0 8×风速 (m/s) - 0 .1 48×相对湿度 (% ) ,r2 =0 .6 97     

开放式空气CO2浓度增高对水稻冠层微气候的影响

利用位于江苏省无锡市安镇的我国唯一的农田开放式空气CO₂浓度增高(FACE)系统平台,于2001年8月26日至10月13日(水稻抽穗至成熟期)进行水稻作物冠层微气候连续观测,以研究FACE对水稻冠层微气候特征的影响.结果表明,FACE降低了水稻叶片的气孔导度,FACE与对照水稻叶片气孔导度的差异上层叶片大于下层叶片,生长前期大于生长后期.FACE使白天水稻冠层和叶片温度升高,这种差异生长前期大于生长后期;但FACE对夜间水稻冠层温度的影响不明显.在水稻旺盛生长的抽穗开花期,晴天正午前后FACE水稻冠层温度比对照高1.2℃;从开花至成熟期,FACE水稻冠层白天平均温度比对照高0.43℃.FACE对冠层空气温度也有影响,白天水稻冠层空气温度FACE高于对照,这种差异随太阳辐射增强而增大且冠层中部大于冠层顶部;冠层中部空气温度FACE与对照的差异(T_face-T_ambient)日最大值在0.47～1.2℃之间,而冠层顶部的T_face-T_ambient日最大值在0.37～0.8℃之间.夜间水稻冠层空气温度FACE与对照差别不大,变化在±0.3℃之内.而FACE对水稻冠层空气湿度无显著影响,表明FACE使水稻叶片气孔导度降低,从而削弱了植株的蒸腾降温作用,导致水稻冠层温度和冠层空气温度升高,改变了整个水稻冠层的温度环     

西双版纳望天树林林窗小气候特征研究

 对西双版纳望天树林林窗小气候要素的季节变化、水平差异进行了观测研究,并对比分析了两个大小不同林窗内温度垂直分布状况、相对湿度差别。结果表明：大林窗内温度、湿度、光照的日变化均比林内大;大林窗中央光照强度为林内的10倍以上,太阳总辐射量、净辐射量为林内的5倍以上,大林窗中央的蒸发耗热量大于林内,且均占各自净辐射的较大比例(70％～80％),干季大林窗内温度、湿度日变化比雨季剧烈,大林窗内具有两个加热层(幼苗冠层、地表),小林窗仅有一个加热层(幼树冠层),且前者的加热强度大于后者,相对湿度日变化则是大林窗内较剧烈。     

软质与硬质地表对树木花粉日飘散变化的影响

以油松(Pinus tabulaeformis)、白玉兰(Magnolia denudata)、白皮松(Pinus bungeana)、臭椿(Ailanthus altissima)为被试树种,对比研究了春季静风晴朗天气中软质与硬质两种地表条件下不同树种在距树10m高度1.5m处花粉浓度的日变化特征。研究结果表明:(1)4个树种在相同地表环境的花粉浓度日变化趋势基本一致,但同一树种花粉浓度的日变化特征在软、硬两种地表条件下的差异明显。软质地面一天内空气中花粉浓度最大值出现14:00时前后,04:00时花粉浓度最低,这与全天内空气温度的变化正好一致,而与空气相对湿度的变化恰好相反。硬质地表近地空间空气中的花粉浓度则呈现"双峰型"日变化特征,两次峰值分别出现在14:00时和20:00时,硬质地面花粉浓度20:00时晚高峰的出现时间与硬质地面温度日峰值一致。(2)分析硬质地表20:00时花粉浓度高峰出现的原因可能与硬质地面的散热特性有关,硬质地面夜间释放积蓄热量的过程会在一定程度上增强近地面空气的对流运动,并辅助空气中的花粉粒子不断飘散,形成花粉浓度晚高峰。(3)相对于软质地面来讲,硬质地表对空气中花粉飘散的影响作用持续时间更长,这也在一定程度上延长了致敏花粉的危害时间,加剧了致敏花粉的污染程度。研究还进一步在花粉致敏树种栽植、地表覆盖方式等方面进行了讨论;同时建议花粉症患者根据花粉污染发生规律合理规避花粉浓度聚集高峰期出行,从而有效缓解致敏花粉对易感人群的健康威胁。     

开放式空气CO2浓度增高对水稻冠层微气候的影响

利用位于江苏省无锡市安镇的我国唯一的农田开放式空气CO2 浓度增高 (FACE)系统平台 ,于2 0 0 1年 8月 2 6日至 10月 13日 (水稻抽穗至成熟期 )进行水稻作物冠层微气候连续观测 ,以研究FACE对水稻冠层微气候特征的影响 .结果表明 ,FACE降低了水稻叶片的气孔导度 ,FACE与对照水稻叶片气孔导度的差异上层叶片大于下层叶片 ,生长前期大于生长后期 .FACE使白天水稻冠层和叶片温度升高 ,这种差异生长前期大于生长后期 ;但FACE对夜间水稻冠层温度的影响不明显 .在水稻旺盛生长的抽穗开花期 ,晴天正午前后FACE水稻冠层温度比对照高 1.2℃ ;从开花至成熟期 ,FACE水稻冠层白天平均温度比对照高 0 .4 3℃ .FACE对冠层空气温度也有影响 ,白天水稻冠层空气温度FACE高于对照 ,这种差异随太阳辐射增强而增大且冠层中部大于冠层顶部 ;冠层中部空气温度FACE与对照的差异 (Tface-Tambient)日最大值在 0 .4 7～ 1.2℃之间 ,而冠层顶部的Tface-Tambient日最大值在 0 .37～ 0 .8℃之间 .夜间水稻冠层空气温度FACE与对照差别不大 ,变化在± 0 .3℃之内 .而FACE对水稻冠层空气湿度无显著影响 ,表明FACE使水稻叶片气孔导度降低 ,从而削弱了植株的蒸腾降温作用 ,导致水稻冠层温度和冠层空气温度升高 ,改变了整个水稻冠层的温度环