不同灌溉条件下杨树人工林蒸腾过程及环境响应

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赵文芹¹, 席本野², 刘金强², 刘洋², 邹松言², 宋午椰^,¹^,^*, 陈立欣¹

¹北京林业大学水土保持学院, 北京 100083

²北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室, 北京 100083

Transpiration process and environmental response of poplar plantation under different irrigation conditions

Wen-Qin ZHAO¹, Ben-Ye XI², Jin-Qiang LIU², Yang LIU², Song-Yan ZOU², Wu-Ye SONG^,¹^,^*, Li-Xin CHEN¹

¹College of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China

²Ministry of Education Key Laboratory of Silviculture and Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China

通讯作者: *myclover17@126.com

编委: 黄建国
责任编辑: 李敏
收稿日期:2020-10-20接受日期:2021-02-10网络出版日期:2021-04-20

基金资助:

国家科技重大专项(2018zx07101005-03-020)
国家自然科学基金(32001304)
国家自然科学基金(31872702)
国家自然科学基金(4197070351)

Corresponding authors: *myclover17@126.com
Received:2020-10-20Accepted:2021-02-10Online:2021-04-20

Fund supported:

National Science and Technology Major Project of China(2018zx07101005-03-020)
National Natural Science Foundation of China(32001304)
National Natural Science Foundation of China(31872702)
National Natural Science Foundation of China(4197070351)

摘要
研究不同土壤水分阈值灌溉下毛白杨(Populus tomentosa)生长季蒸腾与环境因子的关系, 对于科学制定毛白杨高效水分管理策略至关重要。该研究以毛白杨人工林为研究对象, 设置不同灌溉处理: 充分灌溉(DF, 当滴头正下方20 cm处的土壤水势达到-18 kPa时灌溉)、控水灌溉(DC, 当滴头正下方20 cm处的土壤水势达到-45 kPa时灌溉)和无灌溉(CK, 空白对照)。采用热扩散技术, 对毛白杨生长季树干液流通量进行连续观测, 并同步监测太阳辐射(SR)、空气温度(T_a)、空气湿度(RH)、土壤体积含水率(SWC)和风速(WS)等环境因子。结果显示: 1)不同灌溉处理下毛白杨树干液流通量日变化趋势相似, 呈现单峰型, 并存在显著的夜间液流活动。灌溉处理不会影响树干液流的启动时间, 但会造成树干液流峰值时间出现差异, 充分灌溉会使液流峰值到达时间提前。灌溉会增大毛白杨蒸腾量, 毛白杨的蒸腾量随着土壤水分灌溉阈值的减小而增大。2)毛白杨树干液流密度与SR和空气水汽压亏缺(VPD)存在明显的时滞现象, 树干液流通量变化提前于VPD, 而滞后于SR。不同灌溉处理对时滞现象无显著影响。3) 3个处理下, 蒸腾与VPD、SR及SWC具有显著正相关关系, 与风速具有显著负相关关系, 且对气象因子的响应程度不同。综上所述, 灌溉能够有效调节人工林水分生理对环境因子的适应过程, 但增加灌溉未必会造成蒸腾相应增加。根据林分蒸腾需水和自然降雨的关系, 生长季前期(该研究为4-7月)进行灌溉有利于毛白杨人工林水分生理活动的进行。
关键词： 环境因子;灌溉;树干液流通量;林分蒸腾

Abstract
Aims Understanding the relationship between transpiration and environmental factors is critical to the establishment of efficient irrigation strategies for Populus tomentosa. Therefore, we studied transpiration and environmental responses of P. tomentosa under varied irrigation treatments. Methods This study was carried out at the triploidP. tomentosaplantation in Gaotang County, Shandong Province. The irrigation treatments were set as full irrigation (DF, irrigated when the soil water potential at 20 cm directly below the dripper reached -18 kPa), water-controlled irrigation (DC, irrigated when the soil water potential at 20 cm directly below the dripper reached -45 kPa) and no irrigation (CK, blank control). Thermal dissipation probes (TDP) were used to observe the continuous sap flow ofP. tomentosa during the growing season of 2019. The environmental factors were simultaneously monitored, including solar radiation (SR), air temperature (T_a), soil moisture content (SWC) and wind speed (WS). Important findings 1) The trend of the diurnal sap flow variation of P. tomentosa was similar among the contrasting treatments, showing a single-peak curve, and there was significant sap flow at night. Irrigation treatments did not influence the start of stem sap flow but caused differences in the timing of the stem peak flow. The peak flow arrived earlier in the DF treatment than in other treatments. Irrigation increased the transpiration ofP. tomentosa. However, the transpiration would increase with the decrease of soil moisture deficit threshold of irrigation, namely transpiration of DC followed by DF and CK in sequence. 2) There was significant time-lag between the sap flow and SR and VPD. The sap flow was ahead of the VPD and lagged behind the SR. Irrigation treatments have no significant effect on the time-lag effect between the sap flow and environmental factors. 3) Under the three treatments, transpiration has a significantly positive correlation with VPD, SR and SWC, and negatively correlated with wind speed. The transpiration responses to the environmental factors varied among irrigation treatments. In summary, irrigation could effectively mediate the hydraulic adaptation of plantation trees to the environment factors. However, increased irrigation does not necessarily lead to transpiration enhancement. Based on the differences of stand transpiration and natural rainfall, irrigation during the beginning of the growing season (April to July in this study) would benefit the hydraulic physiological activity of theP. tomentosa plantation.
Keywords：environmental factor;irrigation;sap flow density;stand transpiration

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引用本文
赵文芹, 席本野, 刘金强, 刘洋, 邹松言, 宋午椰, 陈立欣. 不同灌溉条件下杨树人工林蒸腾过程及环境响应. 植物生态学报, 2021, 45(4): 370-382. DOI: 10.17521/cjpe.2020.0343
ZHAO Wen-Qin, XI Ben-Ye, LIU Jin-Qiang, LIU Yang, ZOU Song-Yan, SONG Wu-Ye, CHEN Li-Xin. Transpiration process and environmental response of poplar plantation under different irrigation conditions. Chinese Journal of Plant Ecology, 2021, 45(4): 370-382. DOI: 10.17521/cjpe.2020.0343

杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求。水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013)。虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 )。因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略。我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力。滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005)。对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少。

蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 )。树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002)。热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 )。蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020)。例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001)。此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 )。许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动。此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解。因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要。

毛白杨(Populus tomentosa)因具有速生、丰产、优质、高效的特点而成为我国华北地区主要用材树种, 因此, 本研究以毛白杨为研究对象, 在不同土壤水分阈值下进行滴灌, 通过树干液流通量密度监测获得林分蒸腾动态, 并同步监测气象因子, 旨在: 1)对比不同灌溉处理对毛白杨人工林林分蒸腾活动的影响; 2)分析不同灌溉条件下环境因子对毛白杨蒸腾的影响。

1 材料和方法

1.1 研究地区概况及试验设计

试验地位于山东省高唐县清平国有林场(116.08° E, 36.80° N), 海拔30 m, 属温带半湿润大陆性季风气候, 夏季炎热潮湿, 冬季寒冷干燥, 光照充足, 热量丰富。年降水量544.7 mm, 主要集中在7-8月, 约占全年降水量的83%。年平均气温13.7 ℃, 年无霜期204天。

本试验研究对象为三倍体毛白杨无性系‘B301’ ((P. tomentosa×P. bolleana) × P. tomentosa), 简称毛白杨, 于2015年春季栽植。滴灌系统在2015年10月完成安装, 于2016年4月投入使用。滴灌设施采用一行两带的方式布设(滴管位于树木两侧距树木30 cm处), 滴头流量为1.6 L·h^-1。

试验地设有两个土壤水分灌溉阈值处理及一个雨养无灌溉处理, 分别为充分灌溉(DF)、控水灌溉(DC)和对照组(CK), 每个处理共有5个重复, 按完全随机区组布设在5个不同的区组。根据毛白杨生长与土壤水分有效性间的定量关系(Xi et al., 2016 ), 毛白杨的生长和蒸腾分别在土壤水分有效性低于70% (对应水势为-18 kPa)和50% (对应水势为-45 kPa)时受到限制, 因此, 本研究设定DF的起始阈值-18 kPa, 即达到田间持水量的70%进行灌溉。DC的起始阈值-45 kPa, 即达到田间持水量的50%进行灌溉, 并将土壤含水量提到田间最大持水量; CK处理在展叶水灌溉后不再进行任何灌溉。生长季内对林木进行常规的施肥及除草。

本研究于2019年毛白杨生长季(4-10月)开展, 展叶水于3月15-17日进行灌溉, 之后CK不再灌溉, DF处理共灌溉31次, DC处理共灌溉7次。

1.2 树干边材液流通量密度的测定及计算

1.2.1 树干液流通量密度

在每个处理的第三重复小区内, DF、CK与DC分别选取5、4、3株样树进行液流通量的监测。样树基本信息见表1。

Table 1
表1
表1毛白杨试验样树特征
Table 1Characteristics of sample tree of Populus tomentosa

处理 Treatment	样树 Sample tree	树高 Height (m)	胸径 Diameter breast height (cm)	边材厚度 Sapwood thickness (cm)	边材面积 Sapwood area (cm²)
充分灌溉 Full irrigation	1	13.6	13.8	5.8	134.86
	2	10.2	14.2	5.9	142.85
	3	14.4	12.5	5.3	110.51
	4	13.6	14.0	5.8	138.82
	5	10.5	14.0	5.8	138.82
控水灌溉 Water-controlled irrigation	1	10.0	11.4	4.8	91.80
	2	14.2	15.1	6.2	161.66
	3	12.8	13.9	5.8	136.84
对照 Control	1	10.3	10.7	4.5	80.81
	2	13.4	14.3	6.0	144.88
	3	11.6	11.2	4.7	87.80
	4	12.5	12.5	5.3	110.51

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液流通量的测定利用热扩散法。热扩散探针(TDP30, Dynamax, Houston, USA)包括两个探针, 分别是加热探针和参考探针, 长30 mm, 直径1.2 mm, 探针间距40 mm, 安装在树干北侧距地面1.3 m处。探针安装后, 用锡纸对探针和树干包裹, 以避免太阳辐射, 减少降水和温度的影响。采用数据采集器(DL2e Logger, Dynamax, Houston, USA)每10 min记录一次数据。根据Granier经验公式(Granier, 1987)计算边材液流通量密度(F_d, mL·m^-2·s^-1), 计算公式为:

(1)F_d=0.119K^1.231

(2)K=(ΔT_m-ΔT)/ΔT

式中, K为量纲为1的参数; ∆T_m为单日内两探头间最大的温差(℃); ∆T为探头间的温差(℃)。

1.2.2 林分蒸腾耗水量

林分蒸腾耗水量T (mm·d^-1)由以下公式计算:

(3) $F=\sum_{i=1}^{144}\left(86400 \times 1000 \times F_{\mathrm{di}} \times A_{\mathrm{st}}\right)$

式中, F为日液流总量(mL·d^-1); i为以10 min计, 日观测值的取值范围(1-144); F_di为各处理样木的平均液流通量密度(mL·m^-2·s^-1), A_st为各处理总边材面积(cm²)。

(4)T=F/(A_G×1000)

T为林分蒸腾耗水量(mm·d^-1); A_G为样地面积(m²)。

边材面积由生长季不同时期伐倒木获取的202个不同树干直径(D)与其相对应的边材面积数据拟合得到, 计算公式为:

(5)A_s = 0.7587D^1.9541 (R² = 0.995 3, n = 202)

1.3 气象因素的测定

在试验地外空旷处安装有全自动气象站(Delta-T Devices, Cambridge, UK), 对降水量(SL2-1)(P, mm)、太阳辐射(SP-110)(SR, W·m^-2)、相对湿度(HC2-S3)(RH, %)、空气温度(HC2-S3)(T_a, ℃)和风速(AN1)(WS, m·s^-1)进行连续监测, 每10 min记录一次数据。

根据Campbell和Norman (1977)提出的经验指数关系计算空气水汽压亏缺(VPD, kPa):

(6) $V P D=0.611 \mathrm{e}^{\left[\frac{17.502 T_{2}}{T_{2}+240.97}\right]}(1-R H)$

1.4 土壤含水量的测定

本样地前期研究表明滴灌对0-80 cm土层的土壤体积含水量有影响, 而80 cm以下土壤体积含水量只有在暴雨时才明显增加(Xiet al., 2014 )。因此, 利用频域反射计(GS301, 北京时域通科技有限公司, 北京)分别测量10、30、60、100 cm土层的土壤含水量(cm³·cm^-3), 采用CR1000数据采集器每10 min记录一次数据。本研究用10-100 cm土层的平均含水量做分析, 能够很好地反映不同灌溉处理下的土壤水分动态。

1.5 冠层导度

将液流通量密度数据和气象数据通过带入反演的Penman-Monteith方程(Granier et al., 2000 )来计算冠层导度(G_c), 计算公式如下:

(7)$G_{\mathrm{c}}=\frac{1000 \lambda \gamma F G_{\mathrm{a}}}{\Delta\left(R_{n}-G\right)+\sigma \rho C_{\mathrm{p}} V P D G_{\mathrm{a}}-\lambda(\Delta+\gamma) F}$

式中, G_c为冠层导度(mm·s^-1), ∆为空气水汽压亏缺随温度变化的斜率(kPa·℃^-1), R_n为净辐射(MJ·m^-2·s^-1), G为土壤热通量(MJ·m^-2·s^-1), ρ为空气密度(kg·m^-3), C_p为空气比热容(1. 013 MJ·kg^-1·℃^-1), γ为干湿系数(kPa·℃^-1), λ为水汽化潜热(MJ·kg^-1), σ为时间转换系数(σ = 86 400), G_a为空气动力学导度, 计算公式如下:

(8) $G_{\mathrm{a}}=\frac{k^{2} u}{\left[\ln \left(\frac{z-d}{z_{0}}\right)\right]^{2}}$

式中, k为卡门系数(0.41), u为参考高度的风速, h为树高(m), z是参考高度(m), d为地表面修正量(m, 设为0.75 h), Z₀为粗糙度长度(m, 设为0.1 h)。

当VPD< 100 Pa时, 冠层导度的计算会存在极大的误差, 因此, 在计算冠层导度时排除了VPD< 100 Pa的数据(Schäferet al., 2000 )。

脱耦系数(Ω)表示了气孔对蒸腾的控制作用, 反映了冠层与大气环境的耦合程度。该值介于0到1之间,Ω越接近0, 越表示VPD对蒸腾起主要控制作用; 反之, 影响蒸腾的主要因子为太阳辐射。Ω的计算公式(Kumagai et al., 2004 )如下:

(9)Ω=$ \frac{1+ \Delta / \gamma}{1+ \Delta / \gamma +G_{a}/G_{c}} $

太阳辐射和VPD对蒸腾的贡献量(E_eq、E_imp)计算公式为:

(10)E=ΩE_eq+(1-Ω)E_imp

(11)E_eq=$\frac{Δ}{Δ+γ} \frac{R_n}{λ}$

(12)E_imp=G_cVPD$\frac{ρC_p}{λγ}$

1.6 数据处理

液流通量数据采用Baseliner软件进行计算(Oishiet al., 2016 )。运用Excel 2017对数据进行整理, 利用SPSS 19.0对数据进行统计分析。运用单因素方差对比分析不同处理下蒸腾的差异性。采用SPSS AMOS软件对蒸腾量与环境因子进行通径分析。利用Origin 2018绘图。

分析冠层导度与VPD的关系时, 只选择生长季晴天数据, 运用SigmaPlot 10作图并利用Mann- kendall检验判断冠层导度随VPD变化过程中的突变位置。树干液流通量与环境因子的时滞使用错位对比法计算, 先建立不同灌溉下毛白杨平均液流通量密度与对应的太阳辐射、空气水汽压亏缺的数据列, 将液流通量密度分别与太阳辐射和空气水汽压亏缺逐次向前(提前)或向后(滞后) 10 min (计算时滞区间为-200-200 min)进行错位移动并做相关分析, 相关系数最大的时间差即为液流通量对太阳辐射和空气水汽压亏缺的实际时滞值。

2 结果和分析

2.1 环境因子变化

由图1可知, 生长季内VPD和SR总体上呈现先上升后下降的趋势, 平均值分别为0.87 kPa和13.91 MJ·m^-2; WS日均值为0.11 m·s^-1; 降水的季节分配不均匀, 总降水量为438.5 mm,主要集中在了7-8月(占总降水量的81%), 其中8月份降水量最大, 为269.9 mm; 5月份降水量最小, 仅8.7 mm; SWC整体呈现先上升后下降的变化趋势, DF处理的土壤含水量一直明显高于其他两个处理, 3种处理下土壤含水量差异显著(p< 0.05)。试验期间DF、DC和CK处理的土壤含水量最大值分别为: 0.354、0.230和0.222 cm³·cm^-3, 日均土壤含水量为: (0.243 ± 0.029)、(0.149 ± 0.030)和(0.083 ± 0.029) cm³·cm^-3。

图1

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图1观测期内不同灌溉处理的环境因子日均变化(平均值±标准差)。

Fig. 1Change of the environment factors of different irrigation treatments during the observation period (mean ± SD).

2.2 不同灌溉条件下毛白杨液流活动与蒸腾量变化

2.2.1 不同灌溉条件下毛白杨液流活动

不同灌溉条件下4-10月毛白杨液流通量密度的日动态变化(图2)表明3个处理下毛白杨的树干液流通量日变化趋势一致, 呈现单峰型, 液流通量主要集中在7:00-18:00, 夜间有微弱的液流。DC处理树干液流通量密度随着月份呈现逐渐减少的趋势; DF及CK处理下树干液流通量密度随月份呈现先增加后减少的趋势, 在5月份最大, 10月份最小。不同灌溉条件下毛白杨树干液流通量特征值的月变化统计(表2)表明: 同一月份下不同处理的毛白杨树体液流启动时间一样, 但到达峰值的时间因灌溉处理存在差异, 不同处理间峰值到达时间差异在10-30 min间。就最大液流通量密度及平均液流通量密度而言, 在整个生长季DC处理的最大, 在5-7月CK处理的最小, 在4、8及9月DF处理的最小。

图2

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图2不同灌溉处理下毛白杨液流通量密度日动态变化(平均值±标准差)。

Fig. 2Daily variation of sap flux density for Populus tomentosa under different irrigation treatments (mean ± SD).

Table 2
表2
表2毛白杨树干液流通量密度月变化特征值(平均值±标准差,n = 1 440)
Table 2Sap flux density characteristics of Populus tomentosa at different month (mean± SD, n = 1 440)

月份 Month	处理 Treatment	启动时刻 Start time	到达峰值的时刻 Peak time	峰值 Peak F_d value (mL·m^-2·s^-1)	平均液流通量密度 Daily F_d value (mL·m^-2·s^-1)
4	DF	8:00 ± 60 min	13:00 ± 100 min	32.94 ± 3.47 ^a	10.66 ± 2.64 ^a
	DC	8:00 ± 70 min	13:00 ± 90 min	72.60 ± 4.77 ^a	24.65 ± 7.09 ^b
	CK	8:00 ± 100 min	13:10 ± 100 min	36.18 ± 3.77 ^c	12.28 ± 2.32 ^c
5	DF	6:00 ± 40 min	11:10 ± 60 min	63.87 ± 3.11 ^a	24.59 ± 6.74 ^a
	DC	6:00 ± 40 min	11:10 ± 70 min	78.83 ± 4.19 ^b	31.32 ± 8.25 ^a
	CK	6:00 ± 40 min	11:30 ± 70 min	61.61 ± 3.21 ^c	24.27 ± 6.06 ^a
6	DF	5:50 ± 50 min	12:00 ± 70 min	58.00 ± 7.73 ^a	25.03 ± 7.39 ^b
	DC	5:50 ± 50 min	12:00 ± 70 min	69.58 ± 7.43 ^b	30.80 ± 7.65 ^b
	CK	5:50 ± 50 min	12:20 ± 60 min	55.34 ± 6.18 ^ac	24.24 ± 6.15 ^b
7	DF	7:00 ± 40 min	12:00 ± 80 min	51.55 ± 4.75 ^a	19.81 ± 6.31 ^a
	DC	7:00 ± 70 min	12:30 ± 90 min	61.70 ± 5.73 ^b	25.20 ± 5.92 ^a
	CK	7:00 ± 70 min	12:30 ± 80 min	49.98 ± 6.48 ^ac	19.38 ± 5.37 ^a
8	DF	7:20 ± 40 min	12:30 ± 70 min	38.16 ± 13.18 ^a	17.00 ± 6.51 ^a
	DC	7:20 ± 40 min	13:00 ± 60 min	47.40 ± 15.02 ^a	20.98 ± 4.96 ^a
	CK	7:20 ± 40 min	13:00 ± 70 min	41.91 ± 14.63 ^a	19.09 ± 5.32 ^a
9	DF	7:40 ± 40 min	12:20 ± 60 min	35.02 ± 9.22 ^a	13.40 ± 4.52 ^a
	DC	7:40 ± 40 min	12:50 ± 60 min	42.85 ± 9.89 ^b	16.73 ± 3.40 ^a
	CK	7:40 ± 40 min	12:50 ± 50 min	38.73 ± 9.44 ^a	15.53 ± 4.82 ^a
10	DF	9:00 ± 70 min	13:00 ± 100 min	6.55 ± 8.55 ^a	3.37 ± 2.03 ^c
	DC	9:00 ± 70 min	13:30 ± 90 min	11.27 ± 11.01 ^a	4.46 ± 1.54 ^c
	CK	9:00 ± 80 min	13:30 ± 90 min	9.67 ± 10.28 ^c	3.77 ± 1.57 ^c

CK, 对照; DC, 控水灌溉; DF, 充分灌溉。不同小写字母表示差异显著(p< 0.05)。
CK, control; DC, water-controlled irrigation; DF, full irrigation. Different lowercase letters indicate significant differences (p< 0.05).

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2.2.2 不同灌溉条件下冠层导度及脱耦系数变化

对比不同灌溉条件下冠层导度日变化(图3A), 3个处理的冠层导度在生长季前期不断升高, 生长季中期波动较大, 8月份冠层导度最高, 在此之后随着生长季结束, 冠层导度不断下降。不同灌溉条件下冠层导度日均值显著差异主要出现在5月和6月(图3B)。总体上, DC处理的冠层导度((0.005 6 ± 0.003 2) mm·s ^-1)显著高于CK ((0.004 6 ± 0.002 5) mm·s ^-1)和DF ((0.004 9 ± 0.002 8) mm·s ^-1)(p < 0.05)。

图3

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图3不同灌溉条件下毛白杨生长季冠层导度逐日变化(A)及差异显著性(平均值±标准差)(B)比较。CK, 对照; DC, 控水灌溉; DF, 充分灌溉。不同小写字母表示同一月份不同灌溉条件下冠层导度差异(p < 0.05)。

Fig. 3Canopy conductance of poplar (A) and the statistic comparison (mean ± SD)(B) under different irrigation treatments. CK, control; DC, water-controlled irrigation; DF, full irrigation. Different lowercase letters indicate the significant difference of canopy conductance under different irrigation in the same month (p< 0.05).

冠层导度对VPD的响应(图4)表明不同灌溉条件下冠层导度与VPD均呈现负相关关系, 冠层导度随空气水汽压亏缺对数下降, 当VPD小于1.2 kPa时, 3个处理的冠层导度急剧下降, 当VPD大于1.2 kPa时, 冠层导度下降较平缓。

图4

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图4不同灌溉下冠层导度对空气水汽压亏缺的响应。

Fig. 4Response of canopy conductance to vapor pressure deficit under different irrigation treatments.

不同处理下毛白杨人工林冠层脱耦系数随生长季的变化(图5)表明不同灌溉条件下, 冠层与大气耦合良好, 但灌溉处理对两者的耦合程度存在影响, CK的脱耦系数始终高于其他两个处理, 而DF处理最低。此外, 脱耦系数存在显著的季节变化动态。在生长初期脱耦系数较小, 在生长中期脱耦系数达到最大, 并随着生长季结束, 脱耦系数减小。DC和CK处理毛白杨人工林冠层脱耦系数在7月份最大(DC: Ω = 0.44, CK: Ω = 0.47), 而DF处理脱耦系数在8月份达到最大(Ω = 0.21)。3种灌溉处理的冠层脱耦系数均于10月份达到最小值(DC: Ω = 0.085, CK: Ω = 0.104, DF: Ω = 0.018)。

图5

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图5不同灌溉下毛白杨生长季脱耦系数的逐月变化(平均值±标准差)。

Fig. 5Change of decoupling coefficient of poplar under different irrigation treatments (mean ± SD).

2.2.3 不同灌溉条件下毛白杨的蒸腾变化

不同灌溉条件下毛白杨生长季蒸腾量的变化趋势一致(图6A), 蒸腾量自生长初期迅速增加, 在7月初达到最大值后逐渐下降, 至10月底树木落叶蒸腾逐渐停止。DF、DC和CK在5月份的日均蒸腾量最大, 分别为: (4.25 ± 0.35)、(5.17 ± 0.41)和(3.81 ± 0.35) mm, 10月份蒸腾量最小, 分别为(0.31 ± 0.42)、(0.52 ± 0.52)和(0.42 ± 0.49) mm。DC各月份蒸腾量均最高, 但仅在5-7月份显著高于其他两个灌溉处理, 不同灌溉处理条件下的林分冠层蒸腾在其他月份不存在显著差异( 图6B)。

图6

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图6不同灌溉下毛白杨生长季(A)和每月(平均值±标准差) (B)日蒸腾量的变化。CK, 对照; DC, 控水灌溉; DF, 充分灌溉。不同小写字母表示同一月份不同灌溉下蒸腾量差异显著(p< 0.05)。

Fig. 6Change of daily transpiration of poplar under different irrigation treatments in the growing season (A) and each month (mean ± SD)(B). CK, control; DC, water-controlled irrigation; DF, full irrigation. Different lowercase letters represent significant difference of transpiration under different irrigation in the same month (p< 0.05).

总体上, DF处理毛白杨生长季林分总蒸腾量为540.36 mm, 蒸腾量平均值2.53 mm·d^-1(0.01-5.79 mm·d^-1); DC处理毛白杨总蒸腾量为635.59 mm, 平均值为2.80 mm·d^-1 (0.04-5.56 mm·d^-1); CK处理毛白杨总蒸腾量为497.70 mm, 平均值为2.36 mm·d^-1(0.01- 4.28 mm·d^-1)。相对于CK, DC和DF处理的总蒸腾量分别增加了27%和8%。

2.3 不同灌溉条件下毛白杨蒸腾对环境因子的响应

使用错位对比法, 可具体得知树干液流通量与环境因子的时滞时间。由图7可以看出, 3种处理下毛白杨的树干液流提前于空气水汽压亏缺, 滞后于太阳辐射。对于空气水汽压亏缺, DC、DF与CK处理的树干液流分别提前了40、40、30 min; 对于太阳辐射, DC、DF与CK处理的树干液流分别滞后了50、60、70 min。

图7

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图7不同土壤水分下毛白杨树干液流通量密度(F_d)与空气水汽压亏缺(VPD)和太阳辐射(SR)之间的相关系数。A, 充分灌溉处理。B, 控水灌溉处理。C, 对照处理。

Fig. 7Correlation coefficient of the sap flow rate (F_d) with vapor pressure deficit (VPD) and global radiation (SR) of popular under different soil water content. A, Full irrigation. B, Water-controlled irrigation. C, Control.

对每日蒸腾量与环境因子进行通径分析(图8), 分析不同环境因子对蒸腾量的影响, 本模型的比较适配指数(CFI)与适配度指数(GFI)均大于0.9, 渐进残差均方和平方根(RMSEA)小于0.05, 模型拟合较好。结果表明, 3种处理下蒸腾量与太阳辐射、空气水汽压亏缺及土壤含水量的总体标准化效应显著正相关; 风速与蒸腾量的标准化效应呈显著负相关关系。风速对蒸腾的直接影响较小, 也可通过影响空气水汽压亏缺间接影响蒸腾量(p= 0.2)。在不同的灌溉处理中, CK处理下林分冠层蒸腾对太阳辐射的响应敏感性最高, 其次为DF和DC。DF处理下冠层蒸腾对VPD的变化最敏感, 其次为CK和DC处理。在对土壤含水量和风速的响应比较中, DC处理的响应程度最高, DF处理下冠层蒸腾受这两者影响最小。

图8

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图8不同土壤水分下环境因子对毛白杨蒸腾量的直接影响。SR,太阳总辐射; SWC,土壤含水量; T,蒸腾量; VPD, 空气水汽压亏缺; WS, 风速。CK, 对照; DC, 控水灌溉; DF, 充分灌溉。每个箭头代表2个变量之间的因果关系。***,p < 0.0001; **, p < 0.001; *, p < 0.05; ns, p > 0.05。

Fig. 8Direct effects of environmental factors on daily transpiration of poplar.SR, solar radiation; SWC, soil water contnet; T,transpiration; VPD, vapor pressure deficit; WS, wind speed. CK, control; DC, water-controlled irrigation; DF, full irrigation. Each arrow represents a causal relationship between two variables. ***, p < 0.0001; **, p < 0.001; *, p < 0.05; ns, p > 0.05.

3 讨论

3.1 灌溉对毛白杨蒸腾的影响

本研究中滴灌有助于提升林分蒸腾量(图6), 这与Samuelson等(2007)的研究结果一样, 灌溉对蒸腾具有积极影响。灌溉会增加土壤水分有效性, 而土壤水分对植物的生长和蒸腾有巨大的影响。孙龙等(2015)研究发现随着土壤水分的增加, 树干液流及蒸腾量有所增大, 而土壤水分不足对树干液流会有胁迫作用, 制约杨树生长(马长明等, 2017)。从生产实践的角度, 本研究发现降水量较少的4-7月(图1), 是毛白杨蒸腾量较大的主要水分利用阶段(图6), 自然降水不能满足毛白杨的蒸腾需求, 故应在4-7月对毛白杨进行灌溉。

本研究中灌溉处理对液流启动时间无影响, 说明在本研究的立地条件下, 不论灌溉与否, 树木在夜晚水分均能得到恢复, 不会影响次日液流启动。但是不同灌溉会造成液流峰值发生的时间出现差异。本研究中充分灌溉条件下树体到达液流峰值的时间早于其余处理。由于液流峰值通常出现在午间, 此时太阳辐射和VPD处于全天较高的水平, 是一天中大气干旱胁迫较为严重的时段, 说明灌溉会影响树体应对短时大气干旱胁迫的响应。然而, 本研究结果表明灌溉量的增加不会造成蒸腾相应增加, 本研究中充分灌溉条件下的液流通量密度峰值、液流通量密度均值和冠层蒸腾量均低于控水灌溉处理。造成这种现象可能是由于充分灌溉条件下, 树体水分条件较好, 冠层蒸腾与大气耦合度较高(图5), 树木能够进行有效的气孔调控, 控制过量蒸腾(颜成正等, 2020)。此外, 灌溉会对植物气孔调节产生影响(Kagotani et al., 2016 ), 而本研究开展的时间是毛白杨人工林完成轮伐期的后期阶段, 前期长时间灌溉处理是否会造成该处理下树体出现适应性改变还需要进一步根据树体水分参数协助判断。因此, 需要长时间序列观测和树木水分生理参数才能科学地制定具体灌溉策略。

3.2 不同灌溉下毛白杨树干液流与环境因子的时滞效应

基于树干液流计算蒸腾及冠层蒸腾等参数或解释其与环境因子的关系时, 往往需要考虑时滞效应, 否则会产生误差(党宏忠等, 2014)。研究树干液流与环境因子的时滞效应有利于阐明树干液流与环境因子的关系, 对提高树干液流与环境因子的关系模型的拟合精度具有重要意义(王华等, 2009)。本研究发现毛白杨树干液流与太阳辐射(50-70 min)和VPD(30-40 min)有明显的时滞。孙迪等(2010)研究发现杨树树干液流比VPD提前50-120 min, 且滞后于净辐射10-40 min, 桑玉强等(2009)也发现蒸腾与太阳辐射之间存在时滞性。

对于树干液流与VPD的时滞研究发现, 在灌溉条件下, 树干液流与VPD的时滞时间一致, 均为40 min, 对照处理比灌溉处理要推迟10 min。对于太阳辐射, 控水灌溉下树干液流的滞后时间最短, 对照处理的滞后时间最长。这表明土壤水分对树干液流与环境因子的时滞效应影响不显著(p> 0.05), 而王华等(2008)通过对马占相思(Acacia mangium)研究发现, 在干、湿季时树干液流与VPD及光合有效辐射的时滞有显著差异。影响树干液流与环境因子时滞的因子有径阶(杨洁等, 2019)、树形、植物体内储存水(Chuang et al., 2006 )及水分在茎干中传输的时效性。对于时滞时间的计算, 不同季节不同月份存在差异, 而大多数研究往往是通过几天或十几天的短期数据获得时滞效应(Kumeet al., 2008 )。通过短期数据获得的时滞结果是否可以应用于长期观测的数据分析中, 需要进一步探讨。

3.3 不同灌溉条件下树木蒸腾对环境因子的响应

脱耦系数表征冠层蒸腾活动与大气的耦合程度, 其变化受G_a与G_c的影响(公式7), G_a与树高和风速相关(Daudet et al., 1999 ), 本研究中不同灌溉处理的树高与风速方面近似, 因此, 造成不同灌溉条件下冠层与大气耦合程度差异的主要原因来自G_c, 与空气水汽压亏缺和太阳辐射有关(Nicoláset al., 2008 ), 本研究中发现冠层蒸腾活动与大气的耦合程度受土壤水分状况的影响。3种处理下脱耦系数的季节变化很大。雨季VPD相对于旱季来说要小, 脱耦系数较大, 植被蒸腾作用主要受太阳辐射影响。旱季VPD相对较大, 脱耦系数较小, 植被蒸腾主要受VPD影响。这与Hutley等(2001)的研究结果一致。本研究中对照下脱耦系数最高, 而灌溉下脱耦系数较低, 这是由于在灌溉条件下, 较好的水分条件使树木维持气孔开放, VPD对气孔导度的影响较大, 蒸腾活动与大气的耦合程度较高, 蒸腾主要受VPD影响。反之, 对照下, 植物对气孔的调节加强, 冠层导度降低, 冠层蒸腾与大气环境耦合程度下降, 脱耦系数升高, 太阳辐射对气孔导度的影响逐渐增大。

气象因素和土壤水分对蒸腾均有影响。本试验中3个处理下太阳辐射、VPD及土壤含水量与蒸腾呈现显著正相关关系, 对蒸腾的直接影响效应较大(图8), 风速与蒸腾呈显著负相关关系, 对蒸腾的影响较弱, 这与Xin等(2019)、党宏忠等(2014)、刘德良等(2008)的研究结果一致。树木的蒸腾作用随着太阳辐射的增加而增加, 太阳辐射调节气孔开张, 促进林分冠层蒸腾。此外, 随着VPD的增大, 叶片与大气间水势梯度增大, 增强冠层与大气的耦合程度也起到促进蒸腾的作用, 但VPD可以在不受土壤干旱影响的情况下, 短时间达到较高的水平, 因此, 可在没有干旱发生的情况下, 引发生态系统短期内表现出类似干旱的状况。因此, 当VPD达到一定阈值时, 为防止木质部出现栓塞, 树木会关闭部分气孔以减少水分散失, 造成蒸腾量有所下降。本研究中当VPD达到1.2 kPa后, 气孔逐渐关闭, 造成冠层导度趋于稳定的低值(图4)。类似阈值在其他树种的研究中也有发现, 刘文娜等(2017)发现侧柏(Platycladus orientalis)在VPD> 1 kPa, 冠层导度对VPD的敏感性降低。因此, VPD对于林分蒸腾的阈值作用是一种广泛存在的现象。同时, 本研究进一步证明林分蒸腾对气象因子的响应敏感度受到土壤水分条件的影响。林分冠层导度和蒸腾均在灌溉条件下对VPD的响应敏感度最高(图8)。在灌溉条件下, 土壤含水量充足, 根区土壤水分有效性较高, 树体水分条件较好, 气孔导度较高, 蒸腾对VPD响应程度较高, 这与Mcllroy (1984)、Ford等(2004)的研究结果一致。本研究中, 不同灌溉条件下毛白杨树木冠层导度对VPD的敏感性不存在显著差异。已有研究发现由于树干储水的影响, 液流活动滞后于蒸腾(Hogg & Hurdle, 1997), 同时夜间水分吸收也会补充日间水分损失转化为树体储水的一部分(Oishi et al., 2008 )。树干储水可直接供给叶面蒸腾, 造成冠层水分状况与土壤水分相关性减弱。与Roman等(2015)的研究相似, 这造成本研究中冠层气孔导度对VPD的敏感性不受土壤水分的影响。这一观测也说明冠层导度对VPD的敏感度可能与植物本身特性有关, 而与结构或生理过程相关的主动适应过程的发展则需要较长时间才能发展并表现出来。因此, 以整个轮伐期为观测尺度, 将更精确地刻画在不同灌溉条件下, 毛白杨人工林应对气候因子胁迫的气孔调节过程。

4 结论

(1)不同灌溉处理下毛白杨的树干液流日变化趋势一致, 表现为单峰型; 在整个生长季同步表现出先增加后减少的趋势。灌溉处理不会影响树干液流的启动时间, 但会造成树干液流到达峰值的时间有差异, 充分灌溉会使液流峰值到达时间提前。灌溉会促进林分蒸腾, 但控水灌溉下的蒸腾量最大, 空白对照下的蒸腾量最小。

(2)不同灌溉条件下, 冠层蒸腾与大气的耦合程度均良好, 但水分条件越好, 耦合程度越高。毛白杨树干液流与环境因子存在明显的时滞, 树干液流提前于VPD, 滞后于太阳辐射。3种处理下树干液流与环境因子的时滞时间无显著差异。3种处理下毛白杨林分蒸腾均与VPD、太阳辐射及土壤含水量存在显著的正相关关系, 与风速呈显著负相关关系。在土壤水分充足的区域, VPD对蒸腾的影响较大, 土壤含水量及风速对蒸腾的影响较小。

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Responses of forests to changes in environmental conditions reflect the integrated behavior of their constituent species. We investigated sap flux-scaled transpiration responses of two species prevalent in upland eastern hardwood forests, Quercus alba in the upper canopy and Acer rubrum in the low to mid canopy, to changes in photosynthetically active radiation above the canopy (Q ), vapor pressure deficit within the canopy (D), and soil moisture depletion during an entire growing season. Water loss before bud break (presumably through the bark) increased linearly with D, reaching 8% of daily stand transpiration (E ) as measured when leaf area index was at maximum, and accounting for 5% of annual water loss. After leaves were completely expanded and when soil moisture was high, sap flux-scaled daily E increased linearly with the daily sum of Q. Species differences in this response were observed. Q. alba reached a maximum transpiration at low Q, while A. rubrum showed increasing transpiration with Q at all light levels. Daily E increased in response to daily average D, with an asymptotic response due to the behavior of Q. alba. Transpiration of A. rubrum showed a greater response to soil moisture depletion than did that of Q. alba. When evaluated at a half-hourly scale under high Q, mean canopy stomatal conductance (G ) of individuals decreased with D. The sensitivity of G to D was greater in species with higher intrinsic G. Regardless of position in the canopy, diffuse-porous species in this and an additional, more mesic stand showed higher G and greater stomatal sensitivity to environmental variation than do ring-porous species.

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DOI:10.1007/s00442-015-3380-9PMID:26130023 [本文引用: 1]

Ongoing shifts in the species composition of Eastern US forests necessitate the development of frameworks to explore how species-specific water-use strategies influence ecosystem-scale carbon (C) cycling during drought. Here, we develop a diagnostic framework to classify plant drought-response strategies along a continuum of isohydric to anisohydric regulation of leaf water potential (Ψ(L)). The framework is applied to a 3-year record of weekly leaf-level gas exchange and Ψ measurements collected in the Morgan-Monroe State Forest (Indiana, USA), where continuous observations of the net ecosystem exchange of CO2 (NEE) have been ongoing since 1999. A severe drought that occurred in the middle of the study period reduced the absolute magnitude of NEE by 55%, though species-specific responses to drought conditions varied. Oak species were characterized by anisohydric regulation of Ψ(L) that promoted static gas exchange throughout the study period. In contrast, Ψ(L) of the other canopy dominant species was more isohydric, which limited gas exchange during the drought. Ecosystem-scale estimates of NEE and gross ecosystem productivity derived by upscaling the leaf-level data agreed well with tower-based observations, and highlight how the fraction of isohydric and anisohydric species in forests can mediate net ecosystem C balance.

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PMID:17267367 [本文引用: 1]

Long-term hydraulic acclimation to resource availability was explored in 3-year-old Populus deltoides Bartr. ex Marsh. clones by examining transpiration, leaf-specific hydraulic conductance (G(L)), canopy stomatal conductance (G(S)) and leaf to sapwood area ratio (A(L):A(S)) in response to irrigation (13 and 551 mm year(-1) in addition to ambient precipitation) and fertilization (0 and 120 kg N ha(-1) year(-1)). Sap flow was measured continuously over one growing season with thermal dissipation probes. Fertilization had a greater effect on growth and hydraulic properties than irrigation, and fertilization effects were independent of irrigation treatment. Transpiration on a ground area basis (E) ranged between 0.3 and 1.8 mm day(-1), and increased 66% and 90% in response to irrigation and fertilization, respectively. Increases in G(L), G(S) at a reference vapor pressure deficit of 1 kPa, and transpiration per unit leaf area in response to increases in resource availability were associated with reductions in A(L):A(S) and consequently a minimal change in the water potential gradient from soil to leaf. Irrigation and fertilization increased leaf area index similarly, from an average 1.16 in control stands to 1.45, but sapwood area was increased from 4.0 to 6.3 m(2) ha(-1) by irrigation and from 3.7 to 6.7 m(2) ha(-1) by fertilization. The balance between leaf area and sapwood area was important in understanding long-term hydraulic acclimation to resource availability and mechanisms controlling maximum productivity in Populus deltoides.

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PMID:21360994 [本文引用: 1]

By using Granier's thermal dissipation probe, the sap flow velocity of the poplars in agroforestry system in west Liaoning was continuously measured, and the microclimate factors were measured synchronously. Dislocation contrast method was applied to analyze the sap flow velocity and corresponding air temperature, air humidity, net radiation, and vapor pressure deficit to discuss the time lag effect between poplar' s sap flow velocity and microclimate factors on sunny days. It was found that the poplar's sap flow velocity advanced of air temperature, air humidity, and vapor pressure deficit, and lagged behind net radiation. The sap flow velocity in June, July, August, and September was advanced of 70, 30, 50, and 90 min to air temperature, of 80, 30, 40, and 90 min to air humidity, and of 90, 50, 70, and 120 min to vapor pressure deficit, but lagged behind 10, 10, 40, and 40 min to net radiation, respectively. The time lag time of net radiation was shorter than that of air temperature, air humidity, and vapor pressure. The regression analysis showed that in the cases the time lag effect was contained and not, the determination coefficients between comprehensive microclimate factor and poplar's sap flow velocity were 0.903 and 0.855, respectively, indicating that when the time lag effect was contained, the determination coefficient was ascended by 2.04%, and thus, the simulation accuracy of poplar's sap flow velocity was improved.

[ 孙迪, 关德新, 袁凤辉, 王安志, 吴家兵 ( 2010). 辽西农林复合系统中杨树液流速率与气象因子的时滞效应
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PMID:20030130 [本文引用: 1]

From April to September in 2008, the stem sap flow velocity (Js) of several common tree species (Ginkgo biloba, Aesculus chinensis, Magnolia denudata, Robinia pseudoacacia, Pinus tabulaeformis and Cedrus deodara) in Beijing was measured by thermal dissipation method. Crosscorrelation analysis was used to estimate the time lag between the stem sap flow and the driving factors of canopy transpiration among the tree species. The Js of the six tree species was significantly correlated with the total radiation (Rs) and vapor pressure deficit (D), and the Js was lagged behind Rs but ahead of D. The maximum correlation coefficient of Js with Rs (0.74-0.93) was often higher than that of Js with D (0.57-0.79), indicating that the diurnal Js was more dependent on Rs than on D. The sampled tree species except P. tabulaeformis had a shorter time lag of Js with Rs (10-70 min) than with D (47-130 min), and there existed significant differences among R. pseudoacacia, P. tabulaeformis, and C. deodara. The time lag between the Js and the driving factors of canopy transpiration was mainly correlated with the tree features (DBH, tree height, canopy area, and sapwood area) and the nocturnal water recharge, regardless of tree species.

[ 王华, 欧阳志云, 郑华, 王效科, 倪永明, 任玉芬 ( 2009). 北京城区常见树种生长季树干液流的时滞特征
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Chinese Journal of Applied Ecology, 19, 225-230.

PMID:18464623 [本文引用: 1]

Based on the measurement of the stem sap flow of Acacia mangium with Granier' s thermal dissipation probe, and the cross-correlation and time serial analysis of the sap flow and corresponding photosynthetically active radiation and vapor pressure deficit, this paper studied the time lag effect between the stem sap flow of A. mangium and the driving factors of the tree canopy transpiration. The results indicated that the main driving factors of the transpiration were photosynthetically active radiation (PAR) and vapor pressure deficit (VPD). Sap flux density (Js) was more dependent on PAR than on VPD, and the dependence was more significant in dry season than in wet season. Sap flow lagged behind PAR but advanced than VPD in both dry and wet seasons. The time lag did not show any significant variation across different size tree individuals, but showed significant variation in different seasons. Time lag effect was not correlated with tree height, diameter at the breast, and canopy size. The time lag between Js and VPD was significantly related to nighttime water recharge in dry season, but reversed in wet season.

[ 王华, 赵平, 蔡锡安, 马玲, 饶兴权, 曾小平 ( 2008). 马占相思树干液流与光合有效辐射和水汽压亏缺间的时滞效应
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, Yan

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DOI:10.13287/j.1001-9332.201908.013PMID:31418184 [本文引用: 1]

Using Granier-type thermal dissipation probes (TDP), we measured stem xylem sap flow of the natural dominant species Quercus liaotungensis and a reforestation species Robinia pseudoacacia from July to September in 2016 in the semiarid loess hilly region. Meteorological factors and soil water content were simultaneously monitored during the study period. Using cross-correlation analysis, time lag between diurnal patterns of sap flux density and vapor pressure deficit (VPD) was quantitatively estimated. Differences in the time lag between the two species and possible influence by different diameter classes and soil water contents were analyzed. The results showed that the diurnal courses of sap flux density were similar to those of meteorological factors, with daily peaks ear-lier than VPD. The peak of VPD lagged behind the sap flux densities of Q. liaotungensis and R. pseudoacacia 118.2 min and 39.5 min, respectively. The peak of PAR lagged behind the sap flux density of Q. liaotungensis 12.4 min, but was 68.5 min ahead of that for R. pseudoacacia. Time lag between sap flux density and VPD significantly varied between tree species and was affected by soil water content. Those during higher soil water content period were about 32.2 min and 68.2 min longer than those during the period with lower soil water content for the two species, respectively. There was no correlation between time lag and tree diameter classes. The time lag between VPD and sap flux density for R. pseudoacacia was about 21.4 min longer in smaller diameter trees than in larger trees, which was significantly different under the lower soil water content. Our results suggested that the time lag effect between VPD and sap flux densities in the two species reflected their sensitivities to driving factors of transpiration, and that higher soil water content was favorable to sap flux density reaching its peak early. The lower soil water content might lead to lower sensitivity of the trees to meteorological factors. R. pseudoacacia was more sensitive to changes of soil water content.

[ 杨洁, 吕金林, 何秋月, 闫美杰, 李国庆, 杜盛 ( 2019). 黄土丘陵区辽东栎和刺槐树干液流时滞效应与蒸腾特征的关联性
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Drought constraints on transpiration and canopy conductance in mature aspen and jack pine stands
1
2006

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

滴灌栽培杨树人工林细根空间分布特征
1
2017

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

滴灌栽培杨树人工林细根空间分布特征
1
2017

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

An Introduction to Environmental Biophysics
1
1977

... 根据Campbell和Norman (1977)提出的经验指数关系计算空气水汽压亏缺(VPD, kPa): ...

半干旱区城市环境下油松林分蒸腾特征及其影响因子
1
2020

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

半干旱区城市环境下油松林分蒸腾特征及其影响因子
1
2020

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

The porous media model for the hydraulic system of a conifer tree: linking sap flux data to transpiration rate
1
2006

... 对于树干液流与VPD的时滞研究发现, 在灌溉条件下, 树干液流与VPD的时滞时间一致, 均为40 min, 对照处理比灌溉处理要推迟10 min.对于太阳辐射, 控水灌溉下树干液流的滞后时间最短, 对照处理的滞后时间最长.这表明土壤水分对树干液流与环境因子的时滞效应影响不显著(p> 0.05), 而王华等(2008)通过对马占相思(Acacia mangium)研究发现, 在干、湿季时树干液流与VPD及光合有效辐射的时滞有显著差异.影响树干液流与环境因子时滞的因子有径阶(杨洁等, 2019)、树形、植物体内储存水(Chuang et al., 2006 )及水分在茎干中传输的时效性.对于时滞时间的计算, 不同季节不同月份存在差异, 而大多数研究往往是通过几天或十几天的短期数据获得时滞效应(Kumeet al., 2008 ).通过短期数据获得的时滞结果是否可以应用于长期观测的数据分析中, 需要进一步探讨. ...

Forest production responses to irrigation and fertilization are not explained by shifts in allocation
1
2005

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

民勤绿洲二白杨树干液流的径向变化及时滞特征
2
2014

... 基于树干液流计算蒸腾及冠层蒸腾等参数或解释其与环境因子的关系时, 往往需要考虑时滞效应, 否则会产生误差(党宏忠等, 2014).研究树干液流与环境因子的时滞效应有利于阐明树干液流与环境因子的关系, 对提高树干液流与环境因子的关系模型的拟合精度具有重要意义(王华等, 2009).本研究发现毛白杨树干液流与太阳辐射(50-70 min)和VPD(30-40 min)有明显的时滞.孙迪等(2010)研究发现杨树树干液流比VPD提前50-120 min, 且滞后于净辐射10-40 min, 桑玉强等(2009)也发现蒸腾与太阳辐射之间存在时滞性. ...

... 气象因素和土壤水分对蒸腾均有影响.本试验中3个处理下太阳辐射、VPD及土壤含水量与蒸腾呈现显著正相关关系, 对蒸腾的直接影响效应较大(图8), 风速与蒸腾呈显著负相关关系, 对蒸腾的影响较弱, 这与Xin等(2019)、党宏忠等(2014)、刘德良等(2008)的研究结果一致.树木的蒸腾作用随着太阳辐射的增加而增加, 太阳辐射调节气孔开张, 促进林分冠层蒸腾.此外, 随着VPD的增大, 叶片与大气间水势梯度增大, 增强冠层与大气的耦合程度也起到促进蒸腾的作用, 但VPD可以在不受土壤干旱影响的情况下, 短时间达到较高的水平, 因此, 可在没有干旱发生的情况下, 引发生态系统短期内表现出类似干旱的状况.因此, 当VPD达到一定阈值时, 为防止木质部出现栓塞, 树木会关闭部分气孔以减少水分散失, 造成蒸腾量有所下降.本研究中当VPD达到1.2 kPa后, 气孔逐渐关闭, 造成冠层导度趋于稳定的低值(图4).类似阈值在其他树种的研究中也有发现, 刘文娜等(2017)发现侧柏(Platycladus orientalis)在VPD> 1 kPa, 冠层导度对VPD的敏感性降低.因此, VPD对于林分蒸腾的阈值作用是一种广泛存在的现象.同时, 本研究进一步证明林分蒸腾对气象因子的响应敏感度受到土壤水分条件的影响.林分冠层导度和蒸腾均在灌溉条件下对VPD的响应敏感度最高(图8).在灌溉条件下, 土壤含水量充足, 根区土壤水分有效性较高, 树体水分条件较好, 气孔导度较高, 蒸腾对VPD响应程度较高, 这与Mcllroy (1984)、Ford等(2004)的研究结果一致.本研究中, 不同灌溉条件下毛白杨树木冠层导度对VPD的敏感性不存在显著差异.已有研究发现由于树干储水的影响, 液流活动滞后于蒸腾(Hogg & Hurdle, 1997), 同时夜间水分吸收也会补充日间水分损失转化为树体储水的一部分(Oishi et al., 2008 ).树干储水可直接供给叶面蒸腾, 造成冠层水分状况与土壤水分相关性减弱.与Roman等(2015)的研究相似, 这造成本研究中冠层气孔导度对VPD的敏感性不受土壤水分的影响.这一观测也说明冠层导度对VPD的敏感度可能与植物本身特性有关, 而与结构或生理过程相关的主动适应过程的发展则需要较长时间才能发展并表现出来.因此, 以整个轮伐期为观测尺度, 将更精确地刻画在不同灌溉条件下, 毛白杨人工林应对气候因子胁迫的气孔调节过程. ...

民勤绿洲二白杨树干液流的径向变化及时滞特征
2
2014

... 基于树干液流计算蒸腾及冠层蒸腾等参数或解释其与环境因子的关系时, 往往需要考虑时滞效应, 否则会产生误差(党宏忠等, 2014).研究树干液流与环境因子的时滞效应有利于阐明树干液流与环境因子的关系, 对提高树干液流与环境因子的关系模型的拟合精度具有重要意义(王华等, 2009).本研究发现毛白杨树干液流与太阳辐射(50-70 min)和VPD(30-40 min)有明显的时滞.孙迪等(2010)研究发现杨树树干液流比VPD提前50-120 min, 且滞后于净辐射10-40 min, 桑玉强等(2009)也发现蒸腾与太阳辐射之间存在时滞性. ...

... 气象因素和土壤水分对蒸腾均有影响.本试验中3个处理下太阳辐射、VPD及土壤含水量与蒸腾呈现显著正相关关系, 对蒸腾的直接影响效应较大(图8), 风速与蒸腾呈显著负相关关系, 对蒸腾的影响较弱, 这与Xin等(2019)、党宏忠等(2014)、刘德良等(2008)的研究结果一致.树木的蒸腾作用随着太阳辐射的增加而增加, 太阳辐射调节气孔开张, 促进林分冠层蒸腾.此外, 随着VPD的增大, 叶片与大气间水势梯度增大, 增强冠层与大气的耦合程度也起到促进蒸腾的作用, 但VPD可以在不受土壤干旱影响的情况下, 短时间达到较高的水平, 因此, 可在没有干旱发生的情况下, 引发生态系统短期内表现出类似干旱的状况.因此, 当VPD达到一定阈值时, 为防止木质部出现栓塞, 树木会关闭部分气孔以减少水分散失, 造成蒸腾量有所下降.本研究中当VPD达到1.2 kPa后, 气孔逐渐关闭, 造成冠层导度趋于稳定的低值(图4).类似阈值在其他树种的研究中也有发现, 刘文娜等(2017)发现侧柏(Platycladus orientalis)在VPD> 1 kPa, 冠层导度对VPD的敏感性降低.因此, VPD对于林分蒸腾的阈值作用是一种广泛存在的现象.同时, 本研究进一步证明林分蒸腾对气象因子的响应敏感度受到土壤水分条件的影响.林分冠层导度和蒸腾均在灌溉条件下对VPD的响应敏感度最高(图8).在灌溉条件下, 土壤含水量充足, 根区土壤水分有效性较高, 树体水分条件较好, 气孔导度较高, 蒸腾对VPD响应程度较高, 这与Mcllroy (1984)、Ford等(2004)的研究结果一致.本研究中, 不同灌溉条件下毛白杨树木冠层导度对VPD的敏感性不存在显著差异.已有研究发现由于树干储水的影响, 液流活动滞后于蒸腾(Hogg & Hurdle, 1997), 同时夜间水分吸收也会补充日间水分损失转化为树体储水的一部分(Oishi et al., 2008 ).树干储水可直接供给叶面蒸腾, 造成冠层水分状况与土壤水分相关性减弱.与Roman等(2015)的研究相似, 这造成本研究中冠层气孔导度对VPD的敏感性不受土壤水分的影响.这一观测也说明冠层导度对VPD的敏感度可能与植物本身特性有关, 而与结构或生理过程相关的主动适应过程的发展则需要较长时间才能发展并表现出来.因此, 以整个轮伐期为观测尺度, 将更精确地刻画在不同灌溉条件下, 毛白杨人工林应对气候因子胁迫的气孔调节过程. ...

Wind speed and leaf boundary layer conductance variation within tree crown
1
1999

... 脱耦系数表征冠层蒸腾活动与大气的耦合程度, 其变化受G_a与G_c的影响(公式7), G_a与树高和风速相关(Daudet et al., 1999 ), 本研究中不同灌溉处理的树高与风速方面近似, 因此, 造成不同灌溉条件下冠层与大气耦合程度差异的主要原因来自G_c, 与空气水汽压亏缺和太阳辐射有关(Nicoláset al., 2008 ), 本研究中发现冠层蒸腾活动与大气的耦合程度受土壤水分状况的影响.3种处理下脱耦系数的季节变化很大.雨季VPD相对于旱季来说要小, 脱耦系数较大, 植被蒸腾作用主要受太阳辐射影响.旱季VPD相对较大, 脱耦系数较小, 植被蒸腾主要受VPD影响.这与Hutley等(2001)的研究结果一致.本研究中对照下脱耦系数最高, 而灌溉下脱耦系数较低, 这是由于在灌溉条件下, 较好的水分条件使树木维持气孔开放, VPD对气孔导度的影响较大, 蒸腾活动与大气的耦合程度较高, 蒸腾主要受VPD影响.反之, 对照下, 植物对气孔的调节加强, 冠层导度降低, 冠层蒸腾与大气环境耦合程度下降, 脱耦系数升高, 太阳辐射对气孔导度的影响逐渐增大. ...

Interactions between soil water content and fertilizer on growth characteristics and biomass yield of Chinese white poplar (Populus tomentosaCarr.) seedlings
1
2011

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

Decoupling structural and environmental determinants of sap velocity
1
2008

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

石羊河流域干旱荒漠绿洲区不同滴灌模式下葡萄茎液流变化及其与环境因子的关系
1
2008

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

石羊河流域干旱荒漠绿洲区不同滴灌模式下葡萄茎液流变化及其与环境因子的关系
1
2008

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

Diurnal and seasonal variability in the radial distribution of sap flow: predicting total stem flow in Pinus taeda trees
1
2004

... 气象因素和土壤水分对蒸腾均有影响.本试验中3个处理下太阳辐射、VPD及土壤含水量与蒸腾呈现显著正相关关系, 对蒸腾的直接影响效应较大(图8), 风速与蒸腾呈显著负相关关系, 对蒸腾的影响较弱, 这与Xin等(2019)、党宏忠等(2014)、刘德良等(2008)的研究结果一致.树木的蒸腾作用随着太阳辐射的增加而增加, 太阳辐射调节气孔开张, 促进林分冠层蒸腾.此外, 随着VPD的增大, 叶片与大气间水势梯度增大, 增强冠层与大气的耦合程度也起到促进蒸腾的作用, 但VPD可以在不受土壤干旱影响的情况下, 短时间达到较高的水平, 因此, 可在没有干旱发生的情况下, 引发生态系统短期内表现出类似干旱的状况.因此, 当VPD达到一定阈值时, 为防止木质部出现栓塞, 树木会关闭部分气孔以减少水分散失, 造成蒸腾量有所下降.本研究中当VPD达到1.2 kPa后, 气孔逐渐关闭, 造成冠层导度趋于稳定的低值(图4).类似阈值在其他树种的研究中也有发现, 刘文娜等(2017)发现侧柏(Platycladus orientalis)在VPD> 1 kPa, 冠层导度对VPD的敏感性降低.因此, VPD对于林分蒸腾的阈值作用是一种广泛存在的现象.同时, 本研究进一步证明林分蒸腾对气象因子的响应敏感度受到土壤水分条件的影响.林分冠层导度和蒸腾均在灌溉条件下对VPD的响应敏感度最高(图8).在灌溉条件下, 土壤含水量充足, 根区土壤水分有效性较高, 树体水分条件较好, 气孔导度较高, 蒸腾对VPD响应程度较高, 这与Mcllroy (1984)、Ford等(2004)的研究结果一致.本研究中, 不同灌溉条件下毛白杨树木冠层导度对VPD的敏感性不存在显著差异.已有研究发现由于树干储水的影响, 液流活动滞后于蒸腾(Hogg & Hurdle, 1997), 同时夜间水分吸收也会补充日间水分损失转化为树体储水的一部分(Oishi et al., 2008 ).树干储水可直接供给叶面蒸腾, 造成冠层水分状况与土壤水分相关性减弱.与Roman等(2015)的研究相似, 这造成本研究中冠层气孔导度对VPD的敏感性不受土壤水分的影响.这一观测也说明冠层导度对VPD的敏感度可能与植物本身特性有关, 而与结构或生理过程相关的主动适应过程的发展则需要较长时间才能发展并表现出来.因此, 以整个轮伐期为观测尺度, 将更精确地刻画在不同灌溉条件下, 毛白杨人工林应对气候因子胁迫的气孔调节过程. ...

Evaluation of transpiration in a Douglas-fir stand by means of sap flow measurements
2
1987

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

... 液流通量的测定利用热扩散法.热扩散探针(TDP30, Dynamax, Houston, USA)包括两个探针, 分别是加热探针和参考探针, 长30 mm, 直径1.2 mm, 探针间距40 mm, 安装在树干北侧距地面1.3 m处.探针安装后, 用锡纸对探针和树干包裹, 以避免太阳辐射, 减少降水和温度的影响.采用数据采集器(DL2e Logger, Dynamax, Houston, USA)每10 min记录一次数据.根据Granier经验公式(Granier, 1987)计算边材液流通量密度(F_d, mL·m^-2·s^-1), 计算公式为: ...

Water balance, transpiration and canopy conductance in two beech stands
1
2000

... 将液流通量密度数据和气象数据通过带入反演的Penman-Monteith方程(Granier et al., 2000 )来计算冠层导度(G_c), 计算公式如下: ...

Sap flow in trembling aspen: implications for stomatal responses to vapor pressure deficit
1
1997

... 气象因素和土壤水分对蒸腾均有影响.本试验中3个处理下太阳辐射、VPD及土壤含水量与蒸腾呈现显著正相关关系, 对蒸腾的直接影响效应较大(图8), 风速与蒸腾呈显著负相关关系, 对蒸腾的影响较弱, 这与Xin等(2019)、党宏忠等(2014)、刘德良等(2008)的研究结果一致.树木的蒸腾作用随着太阳辐射的增加而增加, 太阳辐射调节气孔开张, 促进林分冠层蒸腾.此外, 随着VPD的增大, 叶片与大气间水势梯度增大, 增强冠层与大气的耦合程度也起到促进蒸腾的作用, 但VPD可以在不受土壤干旱影响的情况下, 短时间达到较高的水平, 因此, 可在没有干旱发生的情况下, 引发生态系统短期内表现出类似干旱的状况.因此, 当VPD达到一定阈值时, 为防止木质部出现栓塞, 树木会关闭部分气孔以减少水分散失, 造成蒸腾量有所下降.本研究中当VPD达到1.2 kPa后, 气孔逐渐关闭, 造成冠层导度趋于稳定的低值(图4).类似阈值在其他树种的研究中也有发现, 刘文娜等(2017)发现侧柏(Platycladus orientalis)在VPD> 1 kPa, 冠层导度对VPD的敏感性降低.因此, VPD对于林分蒸腾的阈值作用是一种广泛存在的现象.同时, 本研究进一步证明林分蒸腾对气象因子的响应敏感度受到土壤水分条件的影响.林分冠层导度和蒸腾均在灌溉条件下对VPD的响应敏感度最高(图8).在灌溉条件下, 土壤含水量充足, 根区土壤水分有效性较高, 树体水分条件较好, 气孔导度较高, 蒸腾对VPD响应程度较高, 这与Mcllroy (1984)、Ford等(2004)的研究结果一致.本研究中, 不同灌溉条件下毛白杨树木冠层导度对VPD的敏感性不存在显著差异.已有研究发现由于树干储水的影响, 液流活动滞后于蒸腾(Hogg & Hurdle, 1997), 同时夜间水分吸收也会补充日间水分损失转化为树体储水的一部分(Oishi et al., 2008 ).树干储水可直接供给叶面蒸腾, 造成冠层水分状况与土壤水分相关性减弱.与Roman等(2015)的研究相似, 这造成本研究中冠层气孔导度对VPD的敏感性不受土壤水分的影响.这一观测也说明冠层导度对VPD的敏感度可能与植物本身特性有关, 而与结构或生理过程相关的主动适应过程的发展则需要较长时间才能发展并表现出来.因此, 以整个轮伐期为观测尺度, 将更精确地刻画在不同灌溉条件下, 毛白杨人工林应对气候因子胁迫的气孔调节过程. ...

Monsoonal influences on evapotranspiration of savanna vegetation of northern Australia
1
2001

... 脱耦系数表征冠层蒸腾活动与大气的耦合程度, 其变化受G_a与G_c的影响(公式7), G_a与树高和风速相关(Daudet et al., 1999 ), 本研究中不同灌溉处理的树高与风速方面近似, 因此, 造成不同灌溉条件下冠层与大气耦合程度差异的主要原因来自G_c, 与空气水汽压亏缺和太阳辐射有关(Nicoláset al., 2008 ), 本研究中发现冠层蒸腾活动与大气的耦合程度受土壤水分状况的影响.3种处理下脱耦系数的季节变化很大.雨季VPD相对于旱季来说要小, 脱耦系数较大, 植被蒸腾作用主要受太阳辐射影响.旱季VPD相对较大, 脱耦系数较小, 植被蒸腾主要受VPD影响.这与Hutley等(2001)的研究结果一致.本研究中对照下脱耦系数最高, 而灌溉下脱耦系数较低, 这是由于在灌溉条件下, 较好的水分条件使树木维持气孔开放, VPD对气孔导度的影响较大, 蒸腾活动与大气的耦合程度较高, 蒸腾主要受VPD影响.反之, 对照下, 植物对气孔的调节加强, 冠层导度降低, 冠层蒸腾与大气环境耦合程度下降, 脱耦系数升高, 太阳辐射对气孔导度的影响逐渐增大. ...

地下滴灌条件下杨树速生丰产林生产力及效益分析
1
2005

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

地下滴灌条件下杨树速生丰产林生产力及效益分析
1
2005

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

Photosynthetic responses to soil water stress in summer in two Japanese urban landscape tree species (Ginkgo biloba and Prunus yedoensis): effects of pruning mulch and irrigation management
1
2016

... 本研究中灌溉处理对液流启动时间无影响, 说明在本研究的立地条件下, 不论灌溉与否, 树木在夜晚水分均能得到恢复, 不会影响次日液流启动.但是不同灌溉会造成液流峰值发生的时间出现差异.本研究中充分灌溉条件下树体到达液流峰值的时间早于其余处理.由于液流峰值通常出现在午间, 此时太阳辐射和VPD处于全天较高的水平, 是一天中大气干旱胁迫较为严重的时段, 说明灌溉会影响树体应对短时大气干旱胁迫的响应.然而, 本研究结果表明灌溉量的增加不会造成蒸腾相应增加, 本研究中充分灌溉条件下的液流通量密度峰值、液流通量密度均值和冠层蒸腾量均低于控水灌溉处理.造成这种现象可能是由于充分灌溉条件下, 树体水分条件较好, 冠层蒸腾与大气耦合度较高(图5), 树木能够进行有效的气孔调控, 控制过量蒸腾(颜成正等, 2020).此外, 灌溉会对植物气孔调节产生影响(Kagotani et al., 2016 ), 而本研究开展的时间是毛白杨人工林完成轮伐期的后期阶段, 前期长时间灌溉处理是否会造成该处理下树体出现适应性改变还需要进一步根据树体水分参数协助判断.因此, 需要长时间序列观测和树木水分生理参数才能科学地制定具体灌溉策略. ...

Transpiration, canopy conductance and the decoupling coefficient of a lowland mixed dipterocarp forest in Sarawak, Borneo: dry spell effects
1
2004

... 脱耦系数(Ω)表示了气孔对蒸腾的控制作用, 反映了冠层与大气环境的耦合程度.该值介于0到1之间,Ω越接近0, 越表示VPD对蒸腾起主要控制作用; 反之, 影响蒸腾的主要因子为太阳辐射.Ω的计算公式(Kumagai et al., 2004 )如下: ...

Transpiration and canopy conductance at two slope positions in a Japanese cedar forest watershed
1
2008

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

Less than 20-min time lags between transpiration and stem sap flow in emergent trees in a Bornean tropical rainforest
1
2008

... 对于树干液流与VPD的时滞研究发现, 在灌溉条件下, 树干液流与VPD的时滞时间一致, 均为40 min, 对照处理比灌溉处理要推迟10 min.对于太阳辐射, 控水灌溉下树干液流的滞后时间最短, 对照处理的滞后时间最长.这表明土壤水分对树干液流与环境因子的时滞效应影响不显著(p> 0.05), 而王华等(2008)通过对马占相思(Acacia mangium)研究发现, 在干、湿季时树干液流与VPD及光合有效辐射的时滞有显著差异.影响树干液流与环境因子时滞的因子有径阶(杨洁等, 2019)、树形、植物体内储存水(Chuang et al., 2006 )及水分在茎干中传输的时效性.对于时滞时间的计算, 不同季节不同月份存在差异, 而大多数研究往往是通过几天或十几天的短期数据获得时滞效应(Kumeet al., 2008 ).通过短期数据获得的时滞结果是否可以应用于长期观测的数据分析中, 需要进一步探讨. ...

侧柏树干边材液流空间变化规律
1
2008

... 气象因素和土壤水分对蒸腾均有影响.本试验中3个处理下太阳辐射、VPD及土壤含水量与蒸腾呈现显著正相关关系, 对蒸腾的直接影响效应较大(图8), 风速与蒸腾呈显著负相关关系, 对蒸腾的影响较弱, 这与Xin等(2019)、党宏忠等(2014)、刘德良等(2008)的研究结果一致.树木的蒸腾作用随着太阳辐射的增加而增加, 太阳辐射调节气孔开张, 促进林分冠层蒸腾.此外, 随着VPD的增大, 叶片与大气间水势梯度增大, 增强冠层与大气的耦合程度也起到促进蒸腾的作用, 但VPD可以在不受土壤干旱影响的情况下, 短时间达到较高的水平, 因此, 可在没有干旱发生的情况下, 引发生态系统短期内表现出类似干旱的状况.因此, 当VPD达到一定阈值时, 为防止木质部出现栓塞, 树木会关闭部分气孔以减少水分散失, 造成蒸腾量有所下降.本研究中当VPD达到1.2 kPa后, 气孔逐渐关闭, 造成冠层导度趋于稳定的低值(图4).类似阈值在其他树种的研究中也有发现, 刘文娜等(2017)发现侧柏(Platycladus orientalis)在VPD> 1 kPa, 冠层导度对VPD的敏感性降低.因此, VPD对于林分蒸腾的阈值作用是一种广泛存在的现象.同时, 本研究进一步证明林分蒸腾对气象因子的响应敏感度受到土壤水分条件的影响.林分冠层导度和蒸腾均在灌溉条件下对VPD的响应敏感度最高(图8).在灌溉条件下, 土壤含水量充足, 根区土壤水分有效性较高, 树体水分条件较好, 气孔导度较高, 蒸腾对VPD响应程度较高, 这与Mcllroy (1984)、Ford等(2004)的研究结果一致.本研究中, 不同灌溉条件下毛白杨树木冠层导度对VPD的敏感性不存在显著差异.已有研究发现由于树干储水的影响, 液流活动滞后于蒸腾(Hogg & Hurdle, 1997), 同时夜间水分吸收也会补充日间水分损失转化为树体储水的一部分(Oishi et al., 2008 ).树干储水可直接供给叶面蒸腾, 造成冠层水分状况与土壤水分相关性减弱.与Roman等(2015)的研究相似, 这造成本研究中冠层气孔导度对VPD的敏感性不受土壤水分的影响.这一观测也说明冠层导度对VPD的敏感度可能与植物本身特性有关, 而与结构或生理过程相关的主动适应过程的发展则需要较长时间才能发展并表现出来.因此, 以整个轮伐期为观测尺度, 将更精确地刻画在不同灌溉条件下, 毛白杨人工林应对气候因子胁迫的气孔调节过程. ...

侧柏树干边材液流空间变化规律
1
2008

... 气象因素和土壤水分对蒸腾均有影响.本试验中3个处理下太阳辐射、VPD及土壤含水量与蒸腾呈现显著正相关关系, 对蒸腾的直接影响效应较大(图8), 风速与蒸腾呈显著负相关关系, 对蒸腾的影响较弱, 这与Xin等(2019)、党宏忠等(2014)、刘德良等(2008)的研究结果一致.树木的蒸腾作用随着太阳辐射的增加而增加, 太阳辐射调节气孔开张, 促进林分冠层蒸腾.此外, 随着VPD的增大, 叶片与大气间水势梯度增大, 增强冠层与大气的耦合程度也起到促进蒸腾的作用, 但VPD可以在不受土壤干旱影响的情况下, 短时间达到较高的水平, 因此, 可在没有干旱发生的情况下, 引发生态系统短期内表现出类似干旱的状况.因此, 当VPD达到一定阈值时, 为防止木质部出现栓塞, 树木会关闭部分气孔以减少水分散失, 造成蒸腾量有所下降.本研究中当VPD达到1.2 kPa后, 气孔逐渐关闭, 造成冠层导度趋于稳定的低值(图4).类似阈值在其他树种的研究中也有发现, 刘文娜等(2017)发现侧柏(Platycladus orientalis)在VPD> 1 kPa, 冠层导度对VPD的敏感性降低.因此, VPD对于林分蒸腾的阈值作用是一种广泛存在的现象.同时, 本研究进一步证明林分蒸腾对气象因子的响应敏感度受到土壤水分条件的影响.林分冠层导度和蒸腾均在灌溉条件下对VPD的响应敏感度最高(图8).在灌溉条件下, 土壤含水量充足, 根区土壤水分有效性较高, 树体水分条件较好, 气孔导度较高, 蒸腾对VPD响应程度较高, 这与Mcllroy (1984)、Ford等(2004)的研究结果一致.本研究中, 不同灌溉条件下毛白杨树木冠层导度对VPD的敏感性不存在显著差异.已有研究发现由于树干储水的影响, 液流活动滞后于蒸腾(Hogg & Hurdle, 1997), 同时夜间水分吸收也会补充日间水分损失转化为树体储水的一部分(Oishi et al., 2008 ).树干储水可直接供给叶面蒸腾, 造成冠层水分状况与土壤水分相关性减弱.与Roman等(2015)的研究相似, 这造成本研究中冠层气孔导度对VPD的敏感性不受土壤水分的影响.这一观测也说明冠层导度对VPD的敏感度可能与植物本身特性有关, 而与结构或生理过程相关的主动适应过程的发展则需要较长时间才能发展并表现出来.因此, 以整个轮伐期为观测尺度, 将更精确地刻画在不同灌溉条件下, 毛白杨人工林应对气候因子胁迫的气孔调节过程. ...

华北山区侧柏冠层气孔导度特征及其对环境因子的响应
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2017

... 气象因素和土壤水分对蒸腾均有影响.本试验中3个处理下太阳辐射、VPD及土壤含水量与蒸腾呈现显著正相关关系, 对蒸腾的直接影响效应较大(图8), 风速与蒸腾呈显著负相关关系, 对蒸腾的影响较弱, 这与Xin等(2019)、党宏忠等(2014)、刘德良等(2008)的研究结果一致.树木的蒸腾作用随着太阳辐射的增加而增加, 太阳辐射调节气孔开张, 促进林分冠层蒸腾.此外, 随着VPD的增大, 叶片与大气间水势梯度增大, 增强冠层与大气的耦合程度也起到促进蒸腾的作用, 但VPD可以在不受土壤干旱影响的情况下, 短时间达到较高的水平, 因此, 可在没有干旱发生的情况下, 引发生态系统短期内表现出类似干旱的状况.因此, 当VPD达到一定阈值时, 为防止木质部出现栓塞, 树木会关闭部分气孔以减少水分散失, 造成蒸腾量有所下降.本研究中当VPD达到1.2 kPa后, 气孔逐渐关闭, 造成冠层导度趋于稳定的低值(图4).类似阈值在其他树种的研究中也有发现, 刘文娜等(2017)发现侧柏(Platycladus orientalis)在VPD> 1 kPa, 冠层导度对VPD的敏感性降低.因此, VPD对于林分蒸腾的阈值作用是一种广泛存在的现象.同时, 本研究进一步证明林分蒸腾对气象因子的响应敏感度受到土壤水分条件的影响.林分冠层导度和蒸腾均在灌溉条件下对VPD的响应敏感度最高(图8).在灌溉条件下, 土壤含水量充足, 根区土壤水分有效性较高, 树体水分条件较好, 气孔导度较高, 蒸腾对VPD响应程度较高, 这与Mcllroy (1984)、Ford等(2004)的研究结果一致.本研究中, 不同灌溉条件下毛白杨树木冠层导度对VPD的敏感性不存在显著差异.已有研究发现由于树干储水的影响, 液流活动滞后于蒸腾(Hogg & Hurdle, 1997), 同时夜间水分吸收也会补充日间水分损失转化为树体储水的一部分(Oishi et al., 2008 ).树干储水可直接供给叶面蒸腾, 造成冠层水分状况与土壤水分相关性减弱.与Roman等(2015)的研究相似, 这造成本研究中冠层气孔导度对VPD的敏感性不受土壤水分的影响.这一观测也说明冠层导度对VPD的敏感度可能与植物本身特性有关, 而与结构或生理过程相关的主动适应过程的发展则需要较长时间才能发展并表现出来.因此, 以整个轮伐期为观测尺度, 将更精确地刻画在不同灌溉条件下, 毛白杨人工林应对气候因子胁迫的气孔调节过程. ...

华北山区侧柏冠层气孔导度特征及其对环境因子的响应
1
2017

... 气象因素和土壤水分对蒸腾均有影响.本试验中3个处理下太阳辐射、VPD及土壤含水量与蒸腾呈现显著正相关关系, 对蒸腾的直接影响效应较大(图8), 风速与蒸腾呈显著负相关关系, 对蒸腾的影响较弱, 这与Xin等(2019)、党宏忠等(2014)、刘德良等(2008)的研究结果一致.树木的蒸腾作用随着太阳辐射的增加而增加, 太阳辐射调节气孔开张, 促进林分冠层蒸腾.此外, 随着VPD的增大, 叶片与大气间水势梯度增大, 增强冠层与大气的耦合程度也起到促进蒸腾的作用, 但VPD可以在不受土壤干旱影响的情况下, 短时间达到较高的水平, 因此, 可在没有干旱发生的情况下, 引发生态系统短期内表现出类似干旱的状况.因此, 当VPD达到一定阈值时, 为防止木质部出现栓塞, 树木会关闭部分气孔以减少水分散失, 造成蒸腾量有所下降.本研究中当VPD达到1.2 kPa后, 气孔逐渐关闭, 造成冠层导度趋于稳定的低值(图4).类似阈值在其他树种的研究中也有发现, 刘文娜等(2017)发现侧柏(Platycladus orientalis)在VPD> 1 kPa, 冠层导度对VPD的敏感性降低.因此, VPD对于林分蒸腾的阈值作用是一种广泛存在的现象.同时, 本研究进一步证明林分蒸腾对气象因子的响应敏感度受到土壤水分条件的影响.林分冠层导度和蒸腾均在灌溉条件下对VPD的响应敏感度最高(图8).在灌溉条件下, 土壤含水量充足, 根区土壤水分有效性较高, 树体水分条件较好, 气孔导度较高, 蒸腾对VPD响应程度较高, 这与Mcllroy (1984)、Ford等(2004)的研究结果一致.本研究中, 不同灌溉条件下毛白杨树木冠层导度对VPD的敏感性不存在显著差异.已有研究发现由于树干储水的影响, 液流活动滞后于蒸腾(Hogg & Hurdle, 1997), 同时夜间水分吸收也会补充日间水分损失转化为树体储水的一部分(Oishi et al., 2008 ).树干储水可直接供给叶面蒸腾, 造成冠层水分状况与土壤水分相关性减弱.与Roman等(2015)的研究相似, 这造成本研究中冠层气孔导度对VPD的敏感性不受土壤水分的影响.这一观测也说明冠层导度对VPD的敏感度可能与植物本身特性有关, 而与结构或生理过程相关的主动适应过程的发展则需要较长时间才能发展并表现出来.因此, 以整个轮伐期为观测尺度, 将更精确地刻画在不同灌溉条件下, 毛白杨人工林应对气候因子胁迫的气孔调节过程. ...

冀西北坝上干旱区北京杨树干液流特征及影响因素分析
1
2017

... 本研究中滴灌有助于提升林分蒸腾量(图6), 这与Samuelson等(2007)的研究结果一样, 灌溉对蒸腾具有积极影响.灌溉会增加土壤水分有效性, 而土壤水分对植物的生长和蒸腾有巨大的影响.孙龙等(2015)研究发现随着土壤水分的增加, 树干液流及蒸腾量有所增大, 而土壤水分不足对树干液流会有胁迫作用, 制约杨树生长(马长明等, 2017).从生产实践的角度, 本研究发现降水量较少的4-7月(图1), 是毛白杨蒸腾量较大的主要水分利用阶段(图6), 自然降水不能满足毛白杨的蒸腾需求, 故应在4-7月对毛白杨进行灌溉. ...

冀西北坝上干旱区北京杨树干液流特征及影响因素分析
1
2017

... 本研究中滴灌有助于提升林分蒸腾量(图6), 这与Samuelson等(2007)的研究结果一样, 灌溉对蒸腾具有积极影响.灌溉会增加土壤水分有效性, 而土壤水分对植物的生长和蒸腾有巨大的影响.孙龙等(2015)研究发现随着土壤水分的增加, 树干液流及蒸腾量有所增大, 而土壤水分不足对树干液流会有胁迫作用, 制约杨树生长(马长明等, 2017).从生产实践的角度, 本研究发现降水量较少的4-7月(图1), 是毛白杨蒸腾量较大的主要水分利用阶段(图6), 自然降水不能满足毛白杨的蒸腾需求, 故应在4-7月对毛白杨进行灌溉. ...

Terminology and concepts in natural evaporation
1
1984

... 气象因素和土壤水分对蒸腾均有影响.本试验中3个处理下太阳辐射、VPD及土壤含水量与蒸腾呈现显著正相关关系, 对蒸腾的直接影响效应较大(图8), 风速与蒸腾呈显著负相关关系, 对蒸腾的影响较弱, 这与Xin等(2019)、党宏忠等(2014)、刘德良等(2008)的研究结果一致.树木的蒸腾作用随着太阳辐射的增加而增加, 太阳辐射调节气孔开张, 促进林分冠层蒸腾.此外, 随着VPD的增大, 叶片与大气间水势梯度增大, 增强冠层与大气的耦合程度也起到促进蒸腾的作用, 但VPD可以在不受土壤干旱影响的情况下, 短时间达到较高的水平, 因此, 可在没有干旱发生的情况下, 引发生态系统短期内表现出类似干旱的状况.因此, 当VPD达到一定阈值时, 为防止木质部出现栓塞, 树木会关闭部分气孔以减少水分散失, 造成蒸腾量有所下降.本研究中当VPD达到1.2 kPa后, 气孔逐渐关闭, 造成冠层导度趋于稳定的低值(图4).类似阈值在其他树种的研究中也有发现, 刘文娜等(2017)发现侧柏(Platycladus orientalis)在VPD> 1 kPa, 冠层导度对VPD的敏感性降低.因此, VPD对于林分蒸腾的阈值作用是一种广泛存在的现象.同时, 本研究进一步证明林分蒸腾对气象因子的响应敏感度受到土壤水分条件的影响.林分冠层导度和蒸腾均在灌溉条件下对VPD的响应敏感度最高(图8).在灌溉条件下, 土壤含水量充足, 根区土壤水分有效性较高, 树体水分条件较好, 气孔导度较高, 蒸腾对VPD响应程度较高, 这与Mcllroy (1984)、Ford等(2004)的研究结果一致.本研究中, 不同灌溉条件下毛白杨树木冠层导度对VPD的敏感性不存在显著差异.已有研究发现由于树干储水的影响, 液流活动滞后于蒸腾(Hogg & Hurdle, 1997), 同时夜间水分吸收也会补充日间水分损失转化为树体储水的一部分(Oishi et al., 2008 ).树干储水可直接供给叶面蒸腾, 造成冠层水分状况与土壤水分相关性减弱.与Roman等(2015)的研究相似, 这造成本研究中冠层气孔导度对VPD的敏感性不受土壤水分的影响.这一观测也说明冠层导度对VPD的敏感度可能与植物本身特性有关, 而与结构或生理过程相关的主动适应过程的发展则需要较长时间才能发展并表现出来.因此, 以整个轮伐期为观测尺度, 将更精确地刻画在不同灌溉条件下, 毛白杨人工林应对气候因子胁迫的气孔调节过程. ...

Environmental and stomatal control of transpiration, canopy conductance and decoupling coefficient in young lemon trees under shading net
1
2008

... 脱耦系数表征冠层蒸腾活动与大气的耦合程度, 其变化受G_a与G_c的影响(公式7), G_a与树高和风速相关(Daudet et al., 1999 ), 本研究中不同灌溉处理的树高与风速方面近似, 因此, 造成不同灌溉条件下冠层与大气耦合程度差异的主要原因来自G_c, 与空气水汽压亏缺和太阳辐射有关(Nicoláset al., 2008 ), 本研究中发现冠层蒸腾活动与大气的耦合程度受土壤水分状况的影响.3种处理下脱耦系数的季节变化很大.雨季VPD相对于旱季来说要小, 脱耦系数较大, 植被蒸腾作用主要受太阳辐射影响.旱季VPD相对较大, 脱耦系数较小, 植被蒸腾主要受VPD影响.这与Hutley等(2001)的研究结果一致.本研究中对照下脱耦系数最高, 而灌溉下脱耦系数较低, 这是由于在灌溉条件下, 较好的水分条件使树木维持气孔开放, VPD对气孔导度的影响较大, 蒸腾活动与大气的耦合程度较高, 蒸腾主要受VPD影响.反之, 对照下, 植物对气孔的调节加强, 冠层导度降低, 冠层蒸腾与大气环境耦合程度下降, 脱耦系数升高, 太阳辐射对气孔导度的影响逐渐增大. ...

Hybrid poplar (Populusssp.) selections for arid and semi-arid intermountain regions of the western United States
1
2010

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

Baseliner: an open-source, interactive tool for processing sap flux data from thermal dissipation probes
1
2016

... 液流通量数据采用Baseliner软件进行计算(Oishiet al., 2016 ).运用Excel 2017对数据进行整理, 利用SPSS 19.0对数据进行统计分析.运用单因素方差对比分析不同处理下蒸腾的差异性.采用SPSS AMOS软件对蒸腾量与环境因子进行通径分析.利用Origin 2018绘图. ...

Estimating components of forest evapotranspiration: a footprint approach for scaling sap flux measurements
1
2008

... 气象因素和土壤水分对蒸腾均有影响.本试验中3个处理下太阳辐射、VPD及土壤含水量与蒸腾呈现显著正相关关系, 对蒸腾的直接影响效应较大(图8), 风速与蒸腾呈显著负相关关系, 对蒸腾的影响较弱, 这与Xin等(2019)、党宏忠等(2014)、刘德良等(2008)的研究结果一致.树木的蒸腾作用随着太阳辐射的增加而增加, 太阳辐射调节气孔开张, 促进林分冠层蒸腾.此外, 随着VPD的增大, 叶片与大气间水势梯度增大, 增强冠层与大气的耦合程度也起到促进蒸腾的作用, 但VPD可以在不受土壤干旱影响的情况下, 短时间达到较高的水平, 因此, 可在没有干旱发生的情况下, 引发生态系统短期内表现出类似干旱的状况.因此, 当VPD达到一定阈值时, 为防止木质部出现栓塞, 树木会关闭部分气孔以减少水分散失, 造成蒸腾量有所下降.本研究中当VPD达到1.2 kPa后, 气孔逐渐关闭, 造成冠层导度趋于稳定的低值(图4).类似阈值在其他树种的研究中也有发现, 刘文娜等(2017)发现侧柏(Platycladus orientalis)在VPD> 1 kPa, 冠层导度对VPD的敏感性降低.因此, VPD对于林分蒸腾的阈值作用是一种广泛存在的现象.同时, 本研究进一步证明林分蒸腾对气象因子的响应敏感度受到土壤水分条件的影响.林分冠层导度和蒸腾均在灌溉条件下对VPD的响应敏感度最高(图8).在灌溉条件下, 土壤含水量充足, 根区土壤水分有效性较高, 树体水分条件较好, 气孔导度较高, 蒸腾对VPD响应程度较高, 这与Mcllroy (1984)、Ford等(2004)的研究结果一致.本研究中, 不同灌溉条件下毛白杨树木冠层导度对VPD的敏感性不存在显著差异.已有研究发现由于树干储水的影响, 液流活动滞后于蒸腾(Hogg & Hurdle, 1997), 同时夜间水分吸收也会补充日间水分损失转化为树体储水的一部分(Oishi et al., 2008 ).树干储水可直接供给叶面蒸腾, 造成冠层水分状况与土壤水分相关性减弱.与Roman等(2015)的研究相似, 这造成本研究中冠层气孔导度对VPD的敏感性不受土壤水分的影响.这一观测也说明冠层导度对VPD的敏感度可能与植物本身特性有关, 而与结构或生理过程相关的主动适应过程的发展则需要较长时间才能发展并表现出来.因此, 以整个轮伐期为观测尺度, 将更精确地刻画在不同灌溉条件下, 毛白杨人工林应对气候因子胁迫的气孔调节过程. ...

Transpiration in response to variation in microclimate and soil moisture in southeastern deciduous forests
1
2001

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

干旱胁迫对桂西南石漠化地区主要造林树种光合及耗水特性的影响
1
2020

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

干旱胁迫对桂西南石漠化地区主要造林树种光合及耗水特性的影响
1
2020

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

Time constant for water transport in loblolly pine trees estimated from time series of evaporative demand and stem sapflow
1
1997

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

水氮耦合下毛白杨无性系材积生长规律及品种选择
1
2011

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

水氮耦合下毛白杨无性系材积生长规律及品种选择
1
2011

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

Modeling salt accumulation with subsurface drip irrigation using HYDRUS-2D
1
2009

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

The role of isohydric and anisohydric species in determining ecosystem-scale response to severe drought
1
2015

... 气象因素和土壤水分对蒸腾均有影响.本试验中3个处理下太阳辐射、VPD及土壤含水量与蒸腾呈现显著正相关关系, 对蒸腾的直接影响效应较大(图8), 风速与蒸腾呈显著负相关关系, 对蒸腾的影响较弱, 这与Xin等(2019)、党宏忠等(2014)、刘德良等(2008)的研究结果一致.树木的蒸腾作用随着太阳辐射的增加而增加, 太阳辐射调节气孔开张, 促进林分冠层蒸腾.此外, 随着VPD的增大, 叶片与大气间水势梯度增大, 增强冠层与大气的耦合程度也起到促进蒸腾的作用, 但VPD可以在不受土壤干旱影响的情况下, 短时间达到较高的水平, 因此, 可在没有干旱发生的情况下, 引发生态系统短期内表现出类似干旱的状况.因此, 当VPD达到一定阈值时, 为防止木质部出现栓塞, 树木会关闭部分气孔以减少水分散失, 造成蒸腾量有所下降.本研究中当VPD达到1.2 kPa后, 气孔逐渐关闭, 造成冠层导度趋于稳定的低值(图4).类似阈值在其他树种的研究中也有发现, 刘文娜等(2017)发现侧柏(Platycladus orientalis)在VPD> 1 kPa, 冠层导度对VPD的敏感性降低.因此, VPD对于林分蒸腾的阈值作用是一种广泛存在的现象.同时, 本研究进一步证明林分蒸腾对气象因子的响应敏感度受到土壤水分条件的影响.林分冠层导度和蒸腾均在灌溉条件下对VPD的响应敏感度最高(图8).在灌溉条件下, 土壤含水量充足, 根区土壤水分有效性较高, 树体水分条件较好, 气孔导度较高, 蒸腾对VPD响应程度较高, 这与Mcllroy (1984)、Ford等(2004)的研究结果一致.本研究中, 不同灌溉条件下毛白杨树木冠层导度对VPD的敏感性不存在显著差异.已有研究发现由于树干储水的影响, 液流活动滞后于蒸腾(Hogg & Hurdle, 1997), 同时夜间水分吸收也会补充日间水分损失转化为树体储水的一部分(Oishi et al., 2008 ).树干储水可直接供给叶面蒸腾, 造成冠层水分状况与土壤水分相关性减弱.与Roman等(2015)的研究相似, 这造成本研究中冠层气孔导度对VPD的敏感性不受土壤水分的影响.这一观测也说明冠层导度对VPD的敏感度可能与植物本身特性有关, 而与结构或生理过程相关的主动适应过程的发展则需要较长时间才能发展并表现出来.因此, 以整个轮伐期为观测尺度, 将更精确地刻画在不同灌溉条件下, 毛白杨人工林应对气候因子胁迫的气孔调节过程. ...

Influence of irrigation and fertilization on transpiration and hydraulic properties ofPopulus deltoides
1
2007

... 本研究中滴灌有助于提升林分蒸腾量(图6), 这与Samuelson等(2007)的研究结果一样, 灌溉对蒸腾具有积极影响.灌溉会增加土壤水分有效性, 而土壤水分对植物的生长和蒸腾有巨大的影响.孙龙等(2015)研究发现随着土壤水分的增加, 树干液流及蒸腾量有所增大, 而土壤水分不足对树干液流会有胁迫作用, 制约杨树生长(马长明等, 2017).从生产实践的角度, 本研究发现降水量较少的4-7月(图1), 是毛白杨蒸腾量较大的主要水分利用阶段(图6), 自然降水不能满足毛白杨的蒸腾需求, 故应在4-7月对毛白杨进行灌溉. ...

毛乌素沙地新疆杨蒸腾变化规律及其影响因素
1
2009

... 基于树干液流计算蒸腾及冠层蒸腾等参数或解释其与环境因子的关系时, 往往需要考虑时滞效应, 否则会产生误差(党宏忠等, 2014).研究树干液流与环境因子的时滞效应有利于阐明树干液流与环境因子的关系, 对提高树干液流与环境因子的关系模型的拟合精度具有重要意义(王华等, 2009).本研究发现毛白杨树干液流与太阳辐射(50-70 min)和VPD(30-40 min)有明显的时滞.孙迪等(2010)研究发现杨树树干液流比VPD提前50-120 min, 且滞后于净辐射10-40 min, 桑玉强等(2009)也发现蒸腾与太阳辐射之间存在时滞性. ...

毛乌素沙地新疆杨蒸腾变化规律及其影响因素
1
2009

... 基于树干液流计算蒸腾及冠层蒸腾等参数或解释其与环境因子的关系时, 往往需要考虑时滞效应, 否则会产生误差(党宏忠等, 2014).研究树干液流与环境因子的时滞效应有利于阐明树干液流与环境因子的关系, 对提高树干液流与环境因子的关系模型的拟合精度具有重要意义(王华等, 2009).本研究发现毛白杨树干液流与太阳辐射(50-70 min)和VPD(30-40 min)有明显的时滞.孙迪等(2010)研究发现杨树树干液流比VPD提前50-120 min, 且滞后于净辐射10-40 min, 桑玉强等(2009)也发现蒸腾与太阳辐射之间存在时滞性. ...

The effect of tree height on crown level stomatal conductance
1
2000

... 当VPD< 100 Pa时, 冠层导度的计算会存在极大的误差, 因此, 在计算冠层导度时排除了VPD< 100 Pa的数据(Schäferet al., 2000 ). ...

不同灌水梯度下新疆杨耗水过程与灌溉制度初步研究
1
2011

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

不同灌水梯度下新疆杨耗水过程与灌溉制度初步研究
1
2011

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

辽西农林复合系统中杨树液流速率与气象因子的时滞效应
1
2010

... 基于树干液流计算蒸腾及冠层蒸腾等参数或解释其与环境因子的关系时, 往往需要考虑时滞效应, 否则会产生误差(党宏忠等, 2014).研究树干液流与环境因子的时滞效应有利于阐明树干液流与环境因子的关系, 对提高树干液流与环境因子的关系模型的拟合精度具有重要意义(王华等, 2009).本研究发现毛白杨树干液流与太阳辐射(50-70 min)和VPD(30-40 min)有明显的时滞.孙迪等(2010)研究发现杨树树干液流比VPD提前50-120 min, 且滞后于净辐射10-40 min, 桑玉强等(2009)也发现蒸腾与太阳辐射之间存在时滞性. ...

辽西农林复合系统中杨树液流速率与气象因子的时滞效应
1
2010

... 基于树干液流计算蒸腾及冠层蒸腾等参数或解释其与环境因子的关系时, 往往需要考虑时滞效应, 否则会产生误差(党宏忠等, 2014).研究树干液流与环境因子的时滞效应有利于阐明树干液流与环境因子的关系, 对提高树干液流与环境因子的关系模型的拟合精度具有重要意义(王华等, 2009).本研究发现毛白杨树干液流与太阳辐射(50-70 min)和VPD(30-40 min)有明显的时滞.孙迪等(2010)研究发现杨树树干液流比VPD提前50-120 min, 且滞后于净辐射10-40 min, 桑玉强等(2009)也发现蒸腾与太阳辐射之间存在时滞性. ...

白桦树干液流的动态研究
1
2002

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

白桦树干液流的动态研究
1
2002

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

不同土壤水分对4个灌木能源树种生长和蒸腾耗水的影响
1
2015

... 本研究中滴灌有助于提升林分蒸腾量(图6), 这与Samuelson等(2007)的研究结果一样, 灌溉对蒸腾具有积极影响.灌溉会增加土壤水分有效性, 而土壤水分对植物的生长和蒸腾有巨大的影响.孙龙等(2015)研究发现随着土壤水分的增加, 树干液流及蒸腾量有所增大, 而土壤水分不足对树干液流会有胁迫作用, 制约杨树生长(马长明等, 2017).从生产实践的角度, 本研究发现降水量较少的4-7月(图1), 是毛白杨蒸腾量较大的主要水分利用阶段(图6), 自然降水不能满足毛白杨的蒸腾需求, 故应在4-7月对毛白杨进行灌溉. ...

不同土壤水分对4个灌木能源树种生长和蒸腾耗水的影响
1
2015

... 本研究中滴灌有助于提升林分蒸腾量(图6), 这与Samuelson等(2007)的研究结果一样, 灌溉对蒸腾具有积极影响.灌溉会增加土壤水分有效性, 而土壤水分对植物的生长和蒸腾有巨大的影响.孙龙等(2015)研究发现随着土壤水分的增加, 树干液流及蒸腾量有所增大, 而土壤水分不足对树干液流会有胁迫作用, 制约杨树生长(马长明等, 2017).从生产实践的角度, 本研究发现降水量较少的4-7月(图1), 是毛白杨蒸腾量较大的主要水分利用阶段(图6), 自然降水不能满足毛白杨的蒸腾需求, 故应在4-7月对毛白杨进行灌溉. ...

水氮耦合效应对三倍体毛白杨林木生长状况的影响
1
2012

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

水氮耦合效应对三倍体毛白杨林木生长状况的影响
1
2012

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

Transpiration and annual water balance of Aleppo pine in a semiarid region: implications for forest management
1
2013

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

Increase in leaf temperature opens stomata and decouples net photosynthesis from stomatal conductance in Pinus taeda and Populus deltoides × nigra
1
2017

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

北京城区常见树种生长季树干液流的时滞特征
1
2009

... 基于树干液流计算蒸腾及冠层蒸腾等参数或解释其与环境因子的关系时, 往往需要考虑时滞效应, 否则会产生误差(党宏忠等, 2014).研究树干液流与环境因子的时滞效应有利于阐明树干液流与环境因子的关系, 对提高树干液流与环境因子的关系模型的拟合精度具有重要意义(王华等, 2009).本研究发现毛白杨树干液流与太阳辐射(50-70 min)和VPD(30-40 min)有明显的时滞.孙迪等(2010)研究发现杨树树干液流比VPD提前50-120 min, 且滞后于净辐射10-40 min, 桑玉强等(2009)也发现蒸腾与太阳辐射之间存在时滞性. ...

北京城区常见树种生长季树干液流的时滞特征
1
2009

... 基于树干液流计算蒸腾及冠层蒸腾等参数或解释其与环境因子的关系时, 往往需要考虑时滞效应, 否则会产生误差(党宏忠等, 2014).研究树干液流与环境因子的时滞效应有利于阐明树干液流与环境因子的关系, 对提高树干液流与环境因子的关系模型的拟合精度具有重要意义(王华等, 2009).本研究发现毛白杨树干液流与太阳辐射(50-70 min)和VPD(30-40 min)有明显的时滞.孙迪等(2010)研究发现杨树树干液流比VPD提前50-120 min, 且滞后于净辐射10-40 min, 桑玉强等(2009)也发现蒸腾与太阳辐射之间存在时滞性. ...

马占相思树干液流与光合有效辐射和水汽压亏缺间的时滞效应
1
2008

... 对于树干液流与VPD的时滞研究发现, 在灌溉条件下, 树干液流与VPD的时滞时间一致, 均为40 min, 对照处理比灌溉处理要推迟10 min.对于太阳辐射, 控水灌溉下树干液流的滞后时间最短, 对照处理的滞后时间最长.这表明土壤水分对树干液流与环境因子的时滞效应影响不显著(p> 0.05), 而王华等(2008)通过对马占相思(Acacia mangium)研究发现, 在干、湿季时树干液流与VPD及光合有效辐射的时滞有显著差异.影响树干液流与环境因子时滞的因子有径阶(杨洁等, 2019)、树形、植物体内储存水(Chuang et al., 2006 )及水分在茎干中传输的时效性.对于时滞时间的计算, 不同季节不同月份存在差异, 而大多数研究往往是通过几天或十几天的短期数据获得时滞效应(Kumeet al., 2008 ).通过短期数据获得的时滞结果是否可以应用于长期观测的数据分析中, 需要进一步探讨. ...

马占相思树干液流与光合有效辐射和水汽压亏缺间的时滞效应
1
2008

... 对于树干液流与VPD的时滞研究发现, 在灌溉条件下, 树干液流与VPD的时滞时间一致, 均为40 min, 对照处理比灌溉处理要推迟10 min.对于太阳辐射, 控水灌溉下树干液流的滞后时间最短, 对照处理的滞后时间最长.这表明土壤水分对树干液流与环境因子的时滞效应影响不显著(p> 0.05), 而王华等(2008)通过对马占相思(Acacia mangium)研究发现, 在干、湿季时树干液流与VPD及光合有效辐射的时滞有显著差异.影响树干液流与环境因子时滞的因子有径阶(杨洁等, 2019)、树形、植物体内储存水(Chuang et al., 2006 )及水分在茎干中传输的时效性.对于时滞时间的计算, 不同季节不同月份存在差异, 而大多数研究往往是通过几天或十几天的短期数据获得时滞效应(Kumeet al., 2008 ).通过短期数据获得的时滞结果是否可以应用于长期观测的数据分析中, 需要进一步探讨. ...

两种硬枝扦插方式下的杨树苗生长比较分析
1
2019

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

两种硬枝扦插方式下的杨树苗生长比较分析
1
2019

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

Discrepancy in tree transpiration of Salix matsudana, Populus simoniiunder distinct soil, topography conditions in an ecological rehabilitation area on the Northern Loess Plateau
1
2019

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

不同土壤水分条件下侧柏幼苗的生理活动及氮素分配策略
1
2020

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

不同土壤水分条件下侧柏幼苗的生理活动及氮素分配策略
1
2020

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

毛白杨人工林灌溉管理理论及高效地下滴灌关键技术研究
1
2013

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

毛白杨人工林灌溉管理理论及高效地下滴灌关键技术研究
1
2013

... 杨树人工林在我国速生丰产人工林中占有很大的比重, 面积超过850万hm², 然而其生产力水平却远低于国际中等水平(孙兆地等, 2012), 难以满足我国对木材的需求.水分是杨树生长的重要限制因子(Dong et al., 2011 ), 而灌溉可通过增加根区土壤水有效性而提高人工林生产力(贾黎明等, 2005; 席本野, 2013).虽然灌溉已广泛用于杨树人工林培育(O’Neillet al., 2010 ), 但是不适当的灌溉不仅会造成大量水资源浪费, 还会引起土壤盐渍化、地下水污染等环境问题(Robertset al., 2009 ).因此在利用灌溉提高杨树人工林生产力时, 为了节约水资源, 最大限度地提高灌溉水利用效率, 应采取科学的精准灌溉策略.我国杨树人工林常用的灌溉方法有漫灌、坑灌、沟灌(任忠秀等, 2011), 这些灌溉方式不仅浪费大量水资源, 而且会引起土壤水分过多而限制林分的生产力.滴灌因其节水高效等特点被广泛地应用于世界各地的杨树人工林栽培中(Coyle & Coleman, 2005).对于滴灌与杨树的研究有许多, 部分研究包括了滴灌下杨树人工林土壤水分动态、根系分布及生长(史册等, 2011; 秘洪雷等, 2017; 王剑锋, 2019), 但对滴灌下杨树蒸腾特征的研究很少. ...

Modeling growth response to soil water availability simulated by HYDRUS for a mature triploid Populus tomentosa plantation located on the North China Plain
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2016

... 试验地设有两个土壤水分灌溉阈值处理及一个雨养无灌溉处理, 分别为充分灌溉(DF)、控水灌溉(DC)和对照组(CK), 每个处理共有5个重复, 按完全随机区组布设在5个不同的区组.根据毛白杨生长与土壤水分有效性间的定量关系(Xi et al., 2016 ), 毛白杨的生长和蒸腾分别在土壤水分有效性低于70% (对应水势为-18 kPa)和50% (对应水势为-45 kPa)时受到限制, 因此, 本研究设定DF的起始阈值-18 kPa, 即达到田间持水量的70%进行灌溉.DC的起始阈值-45 kPa, 即达到田间持水量的50%进行灌溉, 并将土壤含水量提到田间最大持水量; CK处理在展叶水灌溉后不再进行任何灌溉.生长季内对林木进行常规的施肥及除草. ...

The effects of subsurface irrigation at different soil water potential thresholds on the growth and transpiration of Populus tomentosain the North China Plain
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2014

... 本样地前期研究表明滴灌对0-80 cm土层的土壤体积含水量有影响, 而80 cm以下土壤体积含水量只有在暴雨时才明显增加(Xiet al., 2014 ).因此, 利用频域反射计(GS301, 北京时域通科技有限公司, 北京)分别测量10、30、60、100 cm土层的土壤含水量(cm³·cm^-3), 采用CR1000数据采集器每10 min记录一次数据.本研究用10-100 cm土层的平均含水量做分析, 能够很好地反映不同灌溉处理下的土壤水分动态. ...

Characteristics of stem sap flow of two poplar species and their responses to environmental factors in Lhasa river valley of Tibet
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2019

... 气象因素和土壤水分对蒸腾均有影响.本试验中3个处理下太阳辐射、VPD及土壤含水量与蒸腾呈现显著正相关关系, 对蒸腾的直接影响效应较大(图8), 风速与蒸腾呈显著负相关关系, 对蒸腾的影响较弱, 这与Xin等(2019)、党宏忠等(2014)、刘德良等(2008)的研究结果一致.树木的蒸腾作用随着太阳辐射的增加而增加, 太阳辐射调节气孔开张, 促进林分冠层蒸腾.此外, 随着VPD的增大, 叶片与大气间水势梯度增大, 增强冠层与大气的耦合程度也起到促进蒸腾的作用, 但VPD可以在不受土壤干旱影响的情况下, 短时间达到较高的水平, 因此, 可在没有干旱发生的情况下, 引发生态系统短期内表现出类似干旱的状况.因此, 当VPD达到一定阈值时, 为防止木质部出现栓塞, 树木会关闭部分气孔以减少水分散失, 造成蒸腾量有所下降.本研究中当VPD达到1.2 kPa后, 气孔逐渐关闭, 造成冠层导度趋于稳定的低值(图4).类似阈值在其他树种的研究中也有发现, 刘文娜等(2017)发现侧柏(Platycladus orientalis)在VPD> 1 kPa, 冠层导度对VPD的敏感性降低.因此, VPD对于林分蒸腾的阈值作用是一种广泛存在的现象.同时, 本研究进一步证明林分蒸腾对气象因子的响应敏感度受到土壤水分条件的影响.林分冠层导度和蒸腾均在灌溉条件下对VPD的响应敏感度最高(图8).在灌溉条件下, 土壤含水量充足, 根区土壤水分有效性较高, 树体水分条件较好, 气孔导度较高, 蒸腾对VPD响应程度较高, 这与Mcllroy (1984)、Ford等(2004)的研究结果一致.本研究中, 不同灌溉条件下毛白杨树木冠层导度对VPD的敏感性不存在显著差异.已有研究发现由于树干储水的影响, 液流活动滞后于蒸腾(Hogg & Hurdle, 1997), 同时夜间水分吸收也会补充日间水分损失转化为树体储水的一部分(Oishi et al., 2008 ).树干储水可直接供给叶面蒸腾, 造成冠层水分状况与土壤水分相关性减弱.与Roman等(2015)的研究相似, 这造成本研究中冠层气孔导度对VPD的敏感性不受土壤水分的影响.这一观测也说明冠层导度对VPD的敏感度可能与植物本身特性有关, 而与结构或生理过程相关的主动适应过程的发展则需要较长时间才能发展并表现出来.因此, 以整个轮伐期为观测尺度, 将更精确地刻画在不同灌溉条件下, 毛白杨人工林应对气候因子胁迫的气孔调节过程. ...

控水条件下侧柏冠层气孔导度对土壤水的响应
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2020

... 本研究中灌溉处理对液流启动时间无影响, 说明在本研究的立地条件下, 不论灌溉与否, 树木在夜晚水分均能得到恢复, 不会影响次日液流启动.但是不同灌溉会造成液流峰值发生的时间出现差异.本研究中充分灌溉条件下树体到达液流峰值的时间早于其余处理.由于液流峰值通常出现在午间, 此时太阳辐射和VPD处于全天较高的水平, 是一天中大气干旱胁迫较为严重的时段, 说明灌溉会影响树体应对短时大气干旱胁迫的响应.然而, 本研究结果表明灌溉量的增加不会造成蒸腾相应增加, 本研究中充分灌溉条件下的液流通量密度峰值、液流通量密度均值和冠层蒸腾量均低于控水灌溉处理.造成这种现象可能是由于充分灌溉条件下, 树体水分条件较好, 冠层蒸腾与大气耦合度较高(图5), 树木能够进行有效的气孔调控, 控制过量蒸腾(颜成正等, 2020).此外, 灌溉会对植物气孔调节产生影响(Kagotani et al., 2016 ), 而本研究开展的时间是毛白杨人工林完成轮伐期的后期阶段, 前期长时间灌溉处理是否会造成该处理下树体出现适应性改变还需要进一步根据树体水分参数协助判断.因此, 需要长时间序列观测和树木水分生理参数才能科学地制定具体灌溉策略. ...

控水条件下侧柏冠层气孔导度对土壤水的响应
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2020

... 本研究中灌溉处理对液流启动时间无影响, 说明在本研究的立地条件下, 不论灌溉与否, 树木在夜晚水分均能得到恢复, 不会影响次日液流启动.但是不同灌溉会造成液流峰值发生的时间出现差异.本研究中充分灌溉条件下树体到达液流峰值的时间早于其余处理.由于液流峰值通常出现在午间, 此时太阳辐射和VPD处于全天较高的水平, 是一天中大气干旱胁迫较为严重的时段, 说明灌溉会影响树体应对短时大气干旱胁迫的响应.然而, 本研究结果表明灌溉量的增加不会造成蒸腾相应增加, 本研究中充分灌溉条件下的液流通量密度峰值、液流通量密度均值和冠层蒸腾量均低于控水灌溉处理.造成这种现象可能是由于充分灌溉条件下, 树体水分条件较好, 冠层蒸腾与大气耦合度较高(图5), 树木能够进行有效的气孔调控, 控制过量蒸腾(颜成正等, 2020).此外, 灌溉会对植物气孔调节产生影响(Kagotani et al., 2016 ), 而本研究开展的时间是毛白杨人工林完成轮伐期的后期阶段, 前期长时间灌溉处理是否会造成该处理下树体出现适应性改变还需要进一步根据树体水分参数协助判断.因此, 需要长时间序列观测和树木水分生理参数才能科学地制定具体灌溉策略. ...

黄土丘陵区辽东栎和刺槐树干液流时滞效应与蒸腾特征的关联性
1
2019

... 对于树干液流与VPD的时滞研究发现, 在灌溉条件下, 树干液流与VPD的时滞时间一致, 均为40 min, 对照处理比灌溉处理要推迟10 min.对于太阳辐射, 控水灌溉下树干液流的滞后时间最短, 对照处理的滞后时间最长.这表明土壤水分对树干液流与环境因子的时滞效应影响不显著(p> 0.05), 而王华等(2008)通过对马占相思(Acacia mangium)研究发现, 在干、湿季时树干液流与VPD及光合有效辐射的时滞有显著差异.影响树干液流与环境因子时滞的因子有径阶(杨洁等, 2019)、树形、植物体内储存水(Chuang et al., 2006 )及水分在茎干中传输的时效性.对于时滞时间的计算, 不同季节不同月份存在差异, 而大多数研究往往是通过几天或十几天的短期数据获得时滞效应(Kumeet al., 2008 ).通过短期数据获得的时滞结果是否可以应用于长期观测的数据分析中, 需要进一步探讨. ...

黄土丘陵区辽东栎和刺槐树干液流时滞效应与蒸腾特征的关联性
1
2019

... 对于树干液流与VPD的时滞研究发现, 在灌溉条件下, 树干液流与VPD的时滞时间一致, 均为40 min, 对照处理比灌溉处理要推迟10 min.对于太阳辐射, 控水灌溉下树干液流的滞后时间最短, 对照处理的滞后时间最长.这表明土壤水分对树干液流与环境因子的时滞效应影响不显著(p> 0.05), 而王华等(2008)通过对马占相思(Acacia mangium)研究发现, 在干、湿季时树干液流与VPD及光合有效辐射的时滞有显著差异.影响树干液流与环境因子时滞的因子有径阶(杨洁等, 2019)、树形、植物体内储存水(Chuang et al., 2006 )及水分在茎干中传输的时效性.对于时滞时间的计算, 不同季节不同月份存在差异, 而大多数研究往往是通过几天或十几天的短期数据获得时滞效应(Kumeet al., 2008 ).通过短期数据获得的时滞结果是否可以应用于长期观测的数据分析中, 需要进一步探讨. ...

Effects of terracing on soil water and canopy transpiration of Pinus tabulaeformis in the Loess Plateau of China
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2017

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...

The tree height-related spatial variances of tree Sap flux density and its scale-up to stand transpiration in a subtropical evergreen broadleaf forest
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2018

... 蒸腾是陆地生态系统蒸散发的重要组分, 对林分水量平衡和流域的水循环起着重要的作用(Ungar et al., 2013 ; Wang et al., 2019 ), 因此, 精确量化树木蒸腾过程对树木生理、生态水文学等领域都具有重要意义(Zhang et al., 2018 ).树木蒸腾耗水量的估算是林木生长中的关键问题, 其测定方法也有多种, 其中热技术法因其连续自动检测、操作便捷、不破坏植物正常的生长状态等优点被广泛应用于树干液流通量密度的测定及蒸腾量的估算中(孙慧珍等, 2002).热技术法包括热脉冲法、热平衡法和热扩散法, 最常用的树干液流通量研究方法是热扩散法(Granier, 1987), 此方法以边材面积作为尺度扩展因子, 将林冠蒸腾量从个体尺度扩大到林分尺度(Kumagaiet al., 2008 ).蒸腾与温度、空气水汽压亏缺(VPD)、太阳辐射和风速等气象因素密切相关(Dragoni et al., 2008 ; 杜太生等, 2008; Urban et al., 2017 ; 陈胜楠等, 2020).例如, 太阳光辐射会影响气孔的开闭状态, 随着太阳辐射的增强, 气孔张开, 蒸腾增大, 当太阳辐射达到一定值时, 气孔处于完全打开状态, 蒸腾量趋于稳定(Oren & Pataki, 2001).此外, 树木的蒸腾作用随着VPD呈指数增长, 直至气孔导度接近某一阈值, 蒸腾作用保持在临界水平(Zhang et al., 2017 ).许多不同树种的研究表明冠层蒸腾作用会随土壤水分的降低而降低(Bernie et al., 2006 ; 欧芷阳等, 2020; 王鑫等, 2020), 在一些干旱地区, 水分胁迫甚至会影响林分的生理活动.此外, 许多研究发现树干液流通量计算冠层蒸腾会有一定时滞(Phillips et al., 1997 ), 时滞会影响人们对蒸腾与环境因子关系的理解.因此, 更好地理解不同土壤水分下环境驱动因素对树木蒸腾作用的影响, 对揭示蒸腾控制机制和水分利用策略至关重要. ...