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热脉冲技术在确定胡杨幼树干液流中的应用

冰川冻土 2004年第4期26卷 503-508页

作者：司建华冯起张小由中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

探讨了热脉冲技术在确定胡杨(Populuseuphratica)幼树干液流中的应用.结果表明:在树木正常生长状态下,胡杨在4月下旬至5月中旬开花期树干单位面积液流通量为0.13～0.15L·cm-2·d-1;树干液流速度的动态变化呈多峰状曲线,6月份枝叶速生... 详细信息

探讨了热脉冲技术在确定胡杨(Populuseuphratica)幼树干液流中的应用.结果表明:在树木正常生长状态下,胡杨在4月下旬至5月中旬开花期树干单位面积液流通量为0.13～0.15L·cm-2·d-1;树干液流速度的动态变化呈多峰状曲线,6月份枝叶速生期树干单位面积液流通量为0.294L·cm-2·d-1;树干径向断面形成层以下不同深度的树液流速具有相同的日变化趋势;夜间,胡杨存在明显的树干液流上升现象,补充白天植物蒸腾丢失的大量水分,恢复植物体内的水分平衡;树干液流速度在不同的方位有所差异.并对胡杨单位面积液流通量与杨树、辽东栎、大叶白蜡、棘皮桦、五角槐、小美旱杨、油松进行了对比研究.

关键词：热脉冲技术树干液流胡杨

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热脉冲技术估算土壤水流通量评价

土壤学报 2011年第5期48卷 947-956页

作者：鲁新蕊龚元石中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130012 中国农业大学资源与环境学院土壤和水科学系北京100193

土壤水流通量(Jw)是一个重要的水力学参数,决定着土壤渗漏、径流和化学物质的迁移过程,但缺少相应的实际技术来进行实时定位测定。本研究通过设置室内一维饱和土壤不同水流速率下的热脉冲试验,根据热脉冲技术测定的热源上下游温度变化,... 详细信息

土壤水流通量(Jw)是一个重要的水力学参数,决定着土壤渗漏、径流和化学物质的迁移过程,但缺少相应的实际技术来进行实时定位测定。本研究通过设置室内一维饱和土壤不同水流速率下的热脉冲试验,根据热脉冲技术测定的热源上下游温度变化,利用上下游最大无量纲温差法(MDTD)、上下游温度升高比率法(Td/Tu)及改进的比率法估算Jw,并检验其可靠性。结果表明,三种方法估算的Jw与通过收集出流液测定的Jw存在很好的线性关系(R2>0.99)(Jw热脉冲技术低估Jw的原因,为进一步发展热脉冲技术提供依据。

关键词：水流通量热脉冲技术热传输

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热脉冲技术测定树干液流研究进展

冰川冻土 2007年第3期29卷 475-481页

作者：司建华冯起张小由常宗强席海洋中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

热脉冲技术是生态生理学和森林水文学研究树木耗水最为常用的技术之一,该技术具有在树木自然生长状态基本不变的情况下实时测量树干木质部上升液流速度及流量,可以简捷准确地确定树冠蒸腾耗水量,同时具有经济可行,测定准确的优点.综述... 详细信息

热脉冲技术是生态生理学和森林水文学研究树木耗水最为常用的技术之一,该技术具有在树木自然生长状态基本不变的情况下实时测量树干木质部上升液流速度及流量,可以简捷准确地确定树冠蒸腾耗水量,同时具有经济可行,测定准确的优点.综述了热脉冲技术的发展历程,对热脉冲方法测定树干液流理论研究、树干液流时空变异性与环境因子的关系研究以及单株耗水向林分水平的尺度转换研究等方面作了较为详细的总结,据此,对热脉冲技术的发展做了展望.

关键词：热脉冲技术树干液流尺度转换研究进展

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利用热脉冲技术测量土壤表层含水率

农业工程学报 2015年第2期31卷 72-78页

作者：张晓王月月任图生中国林业科学院荒漠化研究所北京100091 中国农业大学土壤与水科学系北京100193

准确测定表层土壤水分对陆地-大气间水热交换研究具有重要意义。由于对土壤结构影响轻微,热脉冲技术在原位监测含水率方面具有较大优越性,但目前田间应用集中在5 cm以下土层。该研究利用多针热脉冲传感器测定土壤容积热容量,然后基于热... 详细信息

准确测定表层土壤水分对陆地-大气间水热交换研究具有重要意义。由于对土壤结构影响轻微,热脉冲技术在原位监测含水率方面具有较大优越性,但目前田间应用集中在5 cm以下土层。该研究利用多针热脉冲传感器测定土壤容积热容量,然后基于热脉冲含水率法和热脉冲含水率变化法分别得到了3、9、21和39 mm的土壤含水率。结果表明,与烘干法含水率比较,热脉冲含水率变化法含水率在4个深度的均方根误差分别为0.022、0.006、0.004和0.006 m3/m3,均小于相应深度上热脉冲含水率法含水率的均方根误差。另外,热脉冲含水率变化法也降低了4个热脉冲传感器测定含水率的变异性。因此,热脉冲技术能够监测表层的土壤水分动态,表层土壤含水率的均方根误差在0.022 m3/m3以内。

关键词：土壤水分热传导热脉冲技术表层

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热脉冲技术在林地蒸散测量中的应用

热脉冲技术在林地蒸散测量中的应用

作者：王胜中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）

学位级别：硕士

定量获取蒸散量并将蒸散量分割成蒸发和蒸腾两个独立的组分对理解和模拟生态系统水文循环,指导农业生产实践具有重要意义,但是目前鲜有方法将蒸腾和蒸发直接分开测量。本论文使用相同构造的三针热脉冲探针实现树干液流和林地土壤蒸发测... 详细信息

定量获取蒸散量并将蒸散量分割成蒸发和蒸腾两个独立的组分对理解和模拟生态系统水文循环,指导农业生产实践具有重要意义,但是目前鲜有方法将蒸腾和蒸发直接分开测量。本论文使用相同构造的三针热脉冲探针实现树干液流和林地土壤蒸发测量,并探究黄土区两种立地条件下旱柳树干液流差异机制。试验于2014年7月至10月在黄土高原神木县六道沟小流域风沙土地和黄绵土地两种立地旱柳样地上进行。试验在风沙土地旱柳树干安装三针热脉冲探针,分别运用热比率法(HRM)、最大温度法(T-max)和单针热脉冲法(SHPP)三种方法组合获取树干液流,并使用热扩散探针对树干液流进行对比测量,对不同测量方法进行评价。同时试验在风沙土地旱柳林土壤安装由3个热脉冲探针构成的探头组和由5个探针构成的探头组利用显热平衡法(SHB)测量土壤蒸发,并运用小型蒸渗仪进行验证,试验利用热脉冲技术热比率法测得树干液流经过尺度扩展得到样地蒸腾量,两者相加即获得旱柳样地蒸散量,并用水量平衡法对比测量蒸散量。试验利用风沙土地和黄绵土地0-6 m土壤剖面含水量观测(中子仪)、2 m内含水量动态监测(FDR)、土壤蒸发(蒸渗仪)和气象因子观测,以及旱柳叶水势、根系栓塞程度和树干液流测定,分析两种立地旱柳生长差异和树干液流差异机制。试验,主要结论如下:三针热脉冲探头插入树干边材完成安装后,经历约5周树干液流进入稳定测量阶段,安装初期3种方法测得液流密度比稳定测量时高135%20%。HRM和SHPP与热扩散法(TDP)液流密度测量结果相关性较好,R2分别达到0.93和0.91;T-max与TDP液流测量结果相关性较差,R2仅为0.73。不同方法具有不同的适用性,可以根据试验目的不同,选取不同方法或者几种方法组合进行树干液流测量。由5个三针热脉冲探针构成的探针组获得的土壤日蒸发量与蒸渗仪法测量结果具有极显著(P热脉冲法测得风沙土地旱柳样地蒸散量为157.4 mm,其中蒸发量82.3 mm,蒸腾量75.1 mm,蒸散量测定结果比水量平衡法(135.3±23.5 mm)略高。黄绵土样地旱柳树干液流为风沙土样地的2.6倍,日液流量均与作物参考蒸散ET0有极显著线性相关关系(P<0.001),R2分别达0.58和0.52。黄绵土质地较细,田间持水量高、入渗慢;风沙土质地较粗,田间持水量低、入渗快。黄绵土土壤水分含量明显高于风沙土。风沙土地田间持水量仅为黄绵土地的1/2,2014年黄绵土地在绝大多数降雨条件下入渗不超过20 cm,而风沙土地入渗深度能达到1 m。风沙土样地蒸发是黄绵土样地的1.5倍。风沙土地旱柳叶水势显著小于黄绵土地柳树,而栓塞程度显著大于黄绵土地柳树,说明风沙土地旱柳遭受了水分胁迫。总之,土壤质地差异引起的土壤水分条件差异是造成旱柳生长状况和树干液流差异的根本原因。

关键词：蒸散发树干液流热脉冲技术热比率法(HRM) 最大温度法(T-max) 单针热脉冲法(SHPP) 旱柳立地条件黄土高原

利用简化型多针热脉冲技术原位测定地表热通量

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中国农业大学学报 2023年第9期28卷 136-146页

作者：李鑫林卢奕丽谢小婷彭薇任图生中国农业大学土地科学与技术学院北京100193

为简化多针热脉冲技术获取地表热通量的测定方法,本研究基于热脉冲技术的方法原理以及传感器的设计准则,提出一种简化型多针热脉冲传感器,并对其田间实地测定结果进行评估。首先利用简化型传感器测定获取了0~50 mm土层热储量和50 mm深... 详细信息

为简化多针热脉冲技术获取地表热通量的测定方法,本研究基于热脉冲技术的方法原理以及传感器的设计准则,提出一种简化型多针热脉冲传感器,并对其田间实地测定结果进行评估。首先利用简化型传感器测定获取了0~50 mm土层热储量和50 mm深度处土壤热通量数据,估算得到地表热通量的动态变化;后与传统组合法(de Vries模型+自校正热通量板法)获取的地表热通量结果进行了对比分析。结果表明:简化型多针热脉冲传感器与传统组合法得到的地表热通量日变化趋势一致,对2种方法的测定值进行回归分析所得直线的斜率为1.09,决定系数为0.98;在测定时期内,简化型多针热脉冲技术获取田间地表热通量的平均绝对偏差为12.33 W/m^(2)。因此,本研究中提出的简化型多针热脉冲技术可以用于准确监测田间地表热通量动态,可为农田水热过程和通量研究提供有效的监测手段。

关键词：地表热通量热储量热脉冲技术组合法

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应用热脉冲技术对胡杨和柽柳树干液流的研究

冰川冻土 2003年第5期25卷 585-590页

作者：张小由龚家栋周茂先司建华中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

应用热脉冲技术对干旱区胡杨(Populuseuphrtaicr)和柽柳(Tamarisspp.)树干液流速度进行了研究.结果表明:在正常生长状态下,胡杨树干单位面积液流通量为0 34L·cm-2·d-1,柽柳为0 15L·cm-2·d-1.树液流速的日变化表现出多峰形特征,在午... 详细信息

应用热脉冲技术对干旱区胡杨(Populuseuphrtaicr)和柽柳(Tamarisspp.)树干液流速度进行了研究.结果表明:在正常生长状态下,胡杨树干单位面积液流通量为0 34L·cm-2·d-1,柽柳为0 15L·cm-2·d-1.树液流速的日变化表现出多峰形特征,在午后有短暂液流急速减小的现象,而晚上植物为了补充体内水分亏缺,保持一定的树液流量.随着胸径的增大,茎流速率和茎流量也随之增大.在生长季节胸径21cm和15cm的胡杨日平均耗水量23 3L和19 25L;基径5cm和4cm的柽柳日平均耗水量0 62L和0 37L.在生长季节(5～10月)胡杨总蒸腾量为3419 4L,柽柳仅为63 9L.

关键词：热脉冲技术胡杨柽柳树干液流

应用热脉冲技术对棘皮桦和五角枫树干液流的研究

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北京林业大学学报 1998年第1期20卷 1-6页

作者：李海涛陈灵芝中国科学院北京森林生态系统定位站

应用热脉冲方法，对暖温带落叶阔叶森林主要树种棘皮桦Ｂｅｔｕｌａｄａｈｕｒｉｃａ和五角枫Ａｃｅｒｍｏｎｏ树干的流液量变化及其与环境因子相关性进行研究，结果表明：①在正常生长状态下，棘皮桦树干单位面积液流通量为０．１５８... 详细信息

应用热脉冲方法，对暖温带落叶阔叶森林主要树种棘皮桦Ｂｅｔｕｌａｄａｈｕｒｉｃａ和五角枫Ａｃｅｒｍｏｎｏ树干的流液量变化及其与环境因子相关性进行研究，结果表明：①在正常生长状态下，棘皮桦树干单位面积液流通量为０．１５８Ｌ·ｃｍ－２·ｄ－１，五角枫为０．２１３Ｌ·ｃｍ－２·ｄ－１．如果忽略树冠部位的水分贮存，可认为五角枫的蒸腾耗水强度较大．②两树种形成层以下不同深度的树液流速具有相同的日变化趋势．在正午前后各深度流速值均达到最大，各深度流速差值亦达到最大．最大液流速度相对位点棘皮桦在位于距形成层相对距离０．３处，五角枫在位于距形成层相对距离０．５处，表明在上述边材区域具有最高的水分传导率．③棘皮桦、五角枫均存在夜间明显的树干液流上升现象，以补充树冠部的水分贮存．作者认为阔叶树种夜间树液上升的动力是根压．④棘皮桦、五角枫的白昼树液流量变化呈现多峰状曲线．树干液流量变化与环境中气象因子变化密切相关．逐步回归的结果表明，在不同树种中，影响树干液流量的主要因子是不同的．

关键词：热脉冲技术棘皮桦五角枫树干液流

应用热脉冲技术对胡杨树干液流变化规律的研究

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干旱区地理 2005年第3期28卷 373-376页

作者：白云岗宋郁东周宏飞柴仲平中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011 新疆水土保持科技推广中心新疆乌鲁木齐830000

利用热脉冲技术对胡杨树干液流日变化、不同胸径树干液流流量、区域间耗水量的差异进行了分析。结果表明:在正常生长状态下,胡杨树干单位面积液流通量为0.450L·cm-2·d-1,在4～8月生长期内,日平均耗水量为78.335L/d。胡杨树干断面单位... 详细信息

利用热脉冲技术对胡杨树干液流日变化、不同胸径树干液流流量、区域间耗水量的差异进行了分析。结果表明:在正常生长状态下,胡杨树干单位面积液流通量为0.450L·cm-2·d-1,在4～8月生长期内,日平均耗水量为78.335L/d。胡杨树干断面单位时间内液流量变化呈明显的昼夜节律,白天的流速变化曲线呈双峰型,夜间树干液流速度处于平稳的低值,白天10:00与午后18:00左右达到两个峰值。随着胸径的增大,树干液流速度和液流量也随之增大,不同研究区域、立地条件、个体、林种的胡杨耗水量差异十分显著。

关键词：热脉冲技术树干液流胡杨干旱区