检索结果-南通市图书馆

晋西黄土区2种典型森林树种夜间液流特征及对环境因子的响应

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植物生态学报 2024年

作者：付照琦胡旭田沁瑞葛艳灵周红娟吴小云陈立欣北京林业大学水土保持学院山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站

了解晋西黄土区典型森林树种夜间水分利用对准确评价流域水循环和碳循环至关重要。但目前对于晋西黄土区典型森林树种的夜间液流的变化特征及对夜间环境因子的响应尚不明晰。为了探究该地区典型树种的夜间液流分配特征及对环境因子的响... 详细信息

了解晋西黄土区典型森林树种夜间水分利用对准确评价流域水循环和碳循环至关重要。但目前对于晋西黄土区典型森林树种的夜间液流的变化特征及对夜间环境因子的响应尚不明晰。为了探究该地区典型树种的夜间液流分配特征及对环境因子的响应,于2021年6–10月,采用热扩散探针（TDP）对山西省吉县蔡家川小流域刺槐（Robinia pseudoacacia）人工林和蒙古栎（Quercus mongolica）天然林中树木树干液流、土壤水分和小气候进行连续监测,利用时间序列模型（ARMAX model）区分夜间液流中夜间蒸腾（Tn）和茎干补水（Re）。利用机器学习模型XGboost和SHAP解释框架分析夜间液流量(QNightime)与夜间环境因子的关系。结果表明:生长季刺槐和蒙古栎夜间蒸腾量占比(Tn/QNightime)分别为73.97%和30.12%,茎干补水占比(Re/QNightime)分别为26.03%和69.88%。机器学习XGboost模型结果表明夜间饱和水汽压差（VPD）和夜间土壤水分含量（SWC）是分别影响刺槐和蒙古栎夜间液流的主导因子。VPD、夜间气温（Ta）、夜间相对湿度（RH）和整日液流（QDaily）分别达到0.30 kPa、19.84℃、85.3%和339.11 kg·h–1后对刺槐夜间液流起促进作用。VPD达到1.5 kPa后对蒙古栎夜间液流起抑制作用, Ta和夜间风速（WS）分别达到23.11℃和0.58 m·s–1后促进蒙古栎夜间液流。SWC对刺槐和蒙古栎夜间液流的影响具有一致性,即SWC在0–12.9%范围内会促进夜间液流。因此构建夜间液流模型时应考虑环境因子的影响。刺槐夜间液流主要用于夜间蒸腾作用,而蒙古栎夜间液流主要用于茎干补水。夜间VPD和SWC分别是影响刺槐和蒙古栎夜间液流的主导因子。该研究揭示了晋西黄土区2种典型树种夜间液流分配特征及与环境因子的响应,这对于准确理解气候变化下黄土区典型森林树种的稳定性具有重要意义。

关键词：夜间液流环境因子夜间蒸腾黄土地区机器学习模型

树木夜间液流组分划分方法对比——以毛白杨为例

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植物生态学报 2024年第4期48卷 496-507页

作者：杨尚锦范云翔章毓文韩巧玲赵玥段劼邸楠席本野北京林业大学工学院北京100083 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 干旱半干旱地区森林培育和生态系统研究国家林业和草原局重点实验室北京100083 内蒙古大学生态与环境学院呼和浩特010021

夜间液流可通过叶片气孔流失,即夜间蒸腾,也可存储在茎干中,即茎干充水。从夜间液流中区分夜间蒸腾与夜间茎干充水是一个亟待解决的难题。预测充水法由于其便捷性被广泛应用,但其准确性备受质疑。为了系统分析现有的不同预测充水法在夜... 详细信息

夜间液流可通过叶片气孔流失,即夜间蒸腾,也可存储在茎干中,即茎干充水。从夜间液流中区分夜间蒸腾与夜间茎干充水是一个亟待解决的难题。预测充水法由于其便捷性被广泛应用,但其准确性备受质疑。为了系统分析现有的不同预测充水法在夜间液流组分划分中的准确性与适用性,该研究以毛白杨(Populus tomentosa)为实验材料,利用热扩散探针在高1.3 m处和7.0 m处进行液流测量,结合高度差法和预测充水法分别在茎干充水和夜间蒸腾上的准确性优势,分析对比4种传统预测充水法的估算效果。就4种预测充水法对不同高度液流进行分析得出的夜间蒸腾量而言,仅基于线性衰减模型的预测充水法(Line法)误差不显著,其他方法均存在较大偏差。采用4种预测充水法估算的茎干充水量与高度差法所得结果相比,仅基于蒸腾反推的预测充水法(Et法)的预测结果与之存在极显著差异,其余预测法差异均不显著,且Line法偏差最小。基于以上结果,该研究提出“液流高度差预测充水法”作为夜间液流组分划分新方法,可将夜间液流划分为3个组分,即茎干充水、冠层充水和夜间蒸腾。新方法通过高度差法提高对冠层以下茎干充水量估算的准确性,通过误差最小的Line法提高冠层充水组分和叶片蒸腾组分划分的准确性。新方法计算的夜间充水约为76.5%,较现有研究提高了19.8%-26.5%。划分出的夜间液流组分对环境因子的响应结果表明,空气水汽压亏缺(VPD)与浅层土壤含水率为夜间充水的主要影响因子,夜间蒸腾在夜间液流中的占比与VPD呈非线性负相关关系。

关键词：方法对比夜间液流夜间蒸腾茎干充水组分划分杨树人工林热扩散探针

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植物夜间蒸腾及其生态水文效应研究进展

水科学进展 2014年第6期25卷 907-914页

作者：司建华冯起鱼腾飞赵春彦中国科学院寒区旱区环境与工程研究所阿拉善荒漠生态水文试验站甘肃兰州730000 甘肃省水文水资源工程研究中心甘肃兰州730000

传统理论认为植物在夜间由于气孔关闭而不会发生蒸腾现象，但是，越来越多的证据显示一些植物在夜间会开启气孔并且有蒸腾失水。夜间蒸腾通常为13间的5％～15％，在干旱和半干旱地区生态系统的夜间蒸腾能够占到日间蒸腾的30％以上。夜... 详细信息

传统理论认为植物在夜间由于气孔关闭而不会发生蒸腾现象，但是，越来越多的证据显示一些植物在夜间会开启气孔并且有蒸腾失水。夜间蒸腾通常为13间的5％～15％，在干旱和半干旱地区生态系统的夜间蒸腾能够占到日间蒸腾的30％以上。夜间蒸腾的控制具有相当的复杂性，涉及了不同层次的控制变量。除与植物固有的基因因素有关外，夜间蒸腾还受非生物因子的影响，如水汽压差、风速、土壤水分、大气CO2浓度和根区土壤温度等因素的影响，研究表明水汽压差是夜间蒸腾最重要的环境驱动因子。夜间蒸腾水分损失具有重要的生态水文意义，该过程可降低植物叶片水势，导致黎明前叶片水势和土壤水势不平衡，抑制水力再分配，影响生态水分平衡，增强植物的养分供应，影响植物生产力和生长状况。

关键词：夜间蒸腾气孔导度水汽压差驱动力生态水文效应

胡杨的夜间蒸腾——来自树干液流、叶片气体交换及显微结构的证据

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北京林业大学学报 2017年第9期39卷 8-16页

作者：鱼腾飞冯起司建华张小由赵春彦中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院内陆河流域生态水文重点实验室中国科学院大学

不完全的气孔关闭引起的夜间蒸腾在不同物种和环境中普遍存在,且其大小与水汽压差和土壤水分有效性正相关,这意味着荒漠河岸林是研究夜间蒸腾的理想区域。本文基于木质部液流、叶片气体交换、显微结构及环境因子测定证实了胡杨夜间蒸腾... 详细信息

不完全的气孔关闭引起的夜间蒸腾在不同物种和环境中普遍存在,且其大小与水汽压差和土壤水分有效性正相关,这意味着荒漠河岸林是研究夜间蒸腾的理想区域。本文基于木质部液流、叶片气体交换、显微结构及环境因子测定证实了胡杨夜间蒸腾的存在:1)夜间叶片气孔是不完全关闭的,平均气孔导度为45 mmol/(m^2·s),远大于文献报道的杨属最小气孔导度(约为5 mmol/(m^2·s)),平均蒸腾速率为0.7 mmol/(m^2·s),两者分别占白天的26%和17%,这表明高的气孔导度和蒸腾速率主要是气孔开放引起;2)木质部平均液流速率白天为31.3 cm/h,夜间为16.5 cm/h,约为白天的53%,无论是白天还是夜间,液流速率与水汽压差均呈显著的对数关系,水汽压差可以解释55%的夜间液流变化,这表明夜间液流由蒸腾和组织补水两部分组成,因此,如何将夜间液流区分为夜间蒸腾和组织补水还有待进一步研究。午夜后液流速率的增加与木质部水势和径向生长变化是一致的,而与水汽压差是相反的,说明午夜后液流速率的增加是组织补水而非蒸腾。

关键词：树干液流叶片气体交换气孔显微结构夜间蒸腾组织补水

马占相思夜间树干液流的分配及其对整树蒸腾估算的影响

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植物生态学报 2007年第5期31卷 777-786页

作者：王华赵平蔡锡安王权马玲饶兴权曾小平中国科学院华南植物园鹤山丘陵综合试验站静冈大学农学部

采用Granier热消散探针测定了马占相思(Acacia mangium)的树干液流,结合Li-6400光合测定系统测定的夜间叶片气孔导度和蒸腾,将夜间液流区分为夜间树干水分补充和叶片气孔蒸腾。叶片的蒸腾作用微弱,因此,夜间液流主要用于补充贮水部位的... 详细信息

采用Granier热消散探针测定了马占相思(Acacia mangium)的树干液流,结合Li-6400光合测定系统测定的夜间叶片气孔导度和蒸腾,将夜间液流区分为夜间树干水分补充和叶片气孔蒸腾。叶片的蒸腾作用微弱,因此,夜间液流主要用于补充贮水部位的水分亏缺。马占相思夜间水分补充量年内和年际的变化不明显,树形特征的差异是解释夜间水分补充量变化的重要因子,夜间水分补充量对于整树蒸腾量的贡献因季节和树木径级的不同而有明显变化,但对整树总蒸腾量计算造成的误差可以忽略。

关键词：马占相思 Granier热消散探针法夜间液流夜间蒸腾

华北平原欧美107杨单株夜间液流分配特征及其环境响应

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生态环境学报 2023年第2期32卷 256-263页

作者：尤海舟王超赵广智李冬梅河北省林业和草原科学研究院河北石家庄050061 河北省林木良种技术创新中心河北石家庄050061 滦南县国营林场河北滦南063500

夜间液流是林木水通量中不可忽视的组分,分析华北平原欧美107杨(Populus euramericana)夜间液流特征及变化规律,量化夜间液流在茎干补水和夜间蒸腾之间分配特征,探讨夜间液流环境同步控制机制,旨在提高林木蒸腾和水量平衡估算的精确度,... 详细信息

夜间液流是林木水通量中不可忽视的组分,分析华北平原欧美107杨(Populus euramericana)夜间液流特征及变化规律,量化夜间液流在茎干补水和夜间蒸腾之间分配特征,探讨夜间液流环境同步控制机制,旨在提高林木蒸腾和水量平衡估算的精确度,为人工林水分利用提供理论和方法依据。2019年4月1日—10月31日,利用Granier热扩散探针监测欧美107杨树干液流密度动态变化,并同步观测环境因子。结果表明,(1)树干液流存在明显昼夜节律,夜间液流速率不为0,前半夜液流活动比后半夜活跃。(2)生长季内单株日间液流量均值为(21.09±10.93)kg·d^(−1),夜间液流量均值为(2.52±1.60)kg·d^(−1),夜间液流占全天液流的比例多在0—20%之间,全生长季均值为9.1%;夜间液流/全天液流呈“U”型变化,生长季初期和末期较高,中期较低。(3)夜间饱和水汽压差,夜间风速和土壤含水量是影响夜间液流的主要环境因子,夜间饱和水汽压差与夜间液流极显著正相关,风速通过直接及间接效应,对夜间液流具有不可忽视的影响;更干燥的土壤对夜间液流的促进作用大于更湿润的土壤。(4)利用“时间分离法”及“反向延长法”的平均值估算得出夜间茎干补水和夜间蒸腾分别占夜间液流的60.69%和39.31%。综上所述,欧美107杨存在明显夜间液流,夜间饱和水汽压差、夜间风速及土壤含水量对夜间液流同步控制,共同影响夜间液流,研究结果为连续估算夜间液流两个组分提供了机会。

关键词：欧美107杨夜间树干液流分配特征环境响应夜间茎干补水夜间蒸腾

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不同倍性猕猴桃夜间液流特征及影响因素研究

不同倍性猕猴桃夜间液流特征及影响因素研究

作者：陈芳云南大学

学位级别：硕士

由于夜间叶片气孔的不完全关闭,夜间液流现象和夜间蒸腾作用广泛存在于多种植物中,夜间水分运输过程对植物具有多种生理生态作用。生长环境和物种自身生理结构都可能影响植物的夜间液流,而多倍化后引起的植物生理结构改变,是否对植物的... 详细信息

由于夜间叶片气孔的不完全关闭,夜间液流现象和夜间蒸腾作用广泛存在于多种植物中,夜间水分运输过程对植物具有多种生理生态作用。生长环境和物种自身生理结构都可能影响植物的夜间液流,而多倍化后引起的植物生理结构改变,是否对植物的夜间水分关系产生显著影响,尚不明确。猕猴桃属植物在自然进化过程中,倍性变化丰富,存在二倍体、四倍体和六倍体等。本文以已知存在夜间蒸腾作用的猕猴桃属(Actinidia Lindl.)为研究对象,选取同质园中三个倍性的猕猴桃成株,从叶片的结构,叶片的气体交换参数进行比较,分析了耗水结构差异与水分传输的关系;基于热比法(HRM)法连续测量不同倍性猕猴桃生长季茎干液流,并同步测量同质园中气象因子以及土壤含水量的变化,分析了夜间液流的差异和动态变化特征。本研究既可以说明倍性改变后引起的植物结构变化及其对植物夜间水分传输的影响,也可以为果园种植猕猴桃的水量平衡计算提供一定理论依据。研究结果表明:(1)倍性改变后对猕猴桃叶片结构存在显著影响。二倍体(Hort-16A)叶片面积为73.64±0.65 cm、气孔面积为244.12±19.97μm、比叶重为8.55±0.65 mg cm显著低于六倍体(徐香),而气孔密度,毛状体密度和叶片厚度都高于六倍体(徐香),四倍体(金桃)叶片结构特征与二倍体(Hort-16A)较为相似。(2)不同倍性猕猴桃叶片气体交换参数和光合能力等都存在显著差异。白天有光照条件下,最大净光合速率比较得出:二倍体(Hort-16A)>六倍体(徐香)>四倍体(金桃),气孔导度和蒸腾速率趋势与光合速率对应。与二倍体(Hort-16A)相比,多倍体猕猴桃叶片对光环境的适应性增强,水分利用效率提高。夜间无光照条件下,气体交换受昼夜节律控制,不同倍性猕猴桃叶片的气孔导度和蒸腾速率无显著差异。此外,叶片水势和叶片的气体交换能力随着物候而改变,不同倍性叶片水势的变化具有一致性。(3)猕猴桃夜间液流速率变化受到倍性和物候期的共同影响,并且与光合能力变化相对应。开花坐果期,二倍体(Hort-16A)夜间液流速率均值为10.48±0.62 cm hr显著高于多倍体夜间液流速率;果实膨大期时,三个倍性间夜间液流速率差异不显著;果实成熟期,六倍体(徐香)夜间液流速率为12.26±0.78 cm hr高于二倍体(Hort-16A)和四倍体(金桃)。夜间液流总量随物候动态变化,与多倍体相比,二倍体(Hort-16A)夜间耗水占全天耗水量的比值更高。(4)夜间液流耗水量与日间耗水量正相关(P夜间的水分生理活动。与白天液流对环境因子的响应不同,影响夜间流速率主要的环境因子是土壤含水量和风速。不同倍性猕猴桃液流与环境因子的通径分析看出,倍性改变后夜间液流对环境因子的响应程度不同。由函数预测和实际测量叶片的气体交换得出,猕猴桃夜间液流过程包含夜间蒸腾和茎干补水,其中茎干补水占主要地位。在植株生物学特性和需水策略的共同作用下,茎干水分补充量随着物候期动态改变,整体而言二倍体(Hort-16A)猕猴桃茎干补水量高于六倍体(徐香)。综上所述,与多倍体相比,二倍体(Hort-16A)猕猴桃叶片小而厚,且具有更高的毛状体密度和气孔密度等特征使得生理活动与六倍体(徐香)存在差异。在白天,不同倍性猕猴桃的叶片气体交换参数存在显著差异;而夜间气孔导度变化由内源性的生物节律控制,因此不同倍性间无差异。在生长季内,夜间液流主要受土壤水分和风速的影响,并且水分主要用于茎干补水;与多倍体相比,二倍体(Hort-16A)夜间液流速率和茎干补水量比例更高。本研究认为倍性改变后对不同倍性叶片的结构和气体交换有显著影响,而夜间水分传输和分配过程主要与物候相关,倍性改变后影响白天的生理活动从而对夜间液流产生间接影响,充足的土壤水分有利于猕猴桃夜间的生长发育。

关键词：夜间气孔导度多倍体夜间蒸腾茎干补水

九寨沟针阔混交林的夜间液流及其分配特征研究

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北京大学学报（自然科学版） 2020年第4期56卷 732-738页

作者：鄢春华王蓓邹振东余雷雨黄婉彬邱国玉北京大学深圳研究生院环境与能源学院深圳518055

利用Granier热扩散探针测定九寨沟针阔混交林3个主要树种2013年的树干液流密度,分析各树种夜间液流的季节变化特征及夜间茎干补水与夜间蒸腾的分配特征。结果表明,红桦(Betula albosinensis Burk.)和茶条槭(Acer ginnala Maxim.)的夜间... 详细信息

利用Granier热扩散探针测定九寨沟针阔混交林3个主要树种2013年的树干液流密度,分析各树种夜间液流的季节变化特征及夜间茎干补水与夜间蒸腾的分配特征。结果表明,红桦(Betula albosinensis Burk.)和茶条槭(Acer ginnala Maxim.)的夜间液流占全天液流比例多为0~30%,油松(Pinus tabulaeformis Carr.)多为0~25%,但在某些特定条件下,夜间液流占比会超过40%;生长季各树种夜间液流占比均呈“U”型变化,生长季初期和末期较高,生长季中期较低;典型晴天内,各树种夜间液流密度均与饱和水汽压差呈极显著的线性关系(R2>0.95),表明夜间茎干补水和夜间蒸腾同时发生;红桦、茶条槭和油松的夜间茎干补水和蒸腾分别占夜间液流活动的80.7%和19.3%,81.4%和18.6%,63.9%和36.1%。

关键词：夜间液流夜间茎干补水夜间蒸腾热扩散探针针阔混交林九寨沟

毛白杨茎干不同方位夜间液流变化规律及其主要影响因子

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植物生态学报 2020年第8期44卷 864-874页

作者：赵飞飞马煦邸楠王烨刘洋李广德贾黎明席本野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 内蒙古大学生态与环境学院呼和浩特010021 北京市林业果树科学研究院北京100093 国家开放大学农林医药教学部北京100039

为明确毛白杨(Populus tomentosa)不同方位夜间蒸腾量(Nt)及茎干充水量(Sr)等夜间液流活动的规律,探究不同方位Nt和Sr的主要影响因子,该研究使用热扩散的方法监测了宽窄行模式下栽植的毛白杨茎干不同方位夜间液流,并用图像法区分Nt和Sr... 详细信息

为明确毛白杨(Populus tomentosa)不同方位夜间蒸腾量(Nt)及茎干充水量(Sr)等夜间液流活动的规律,探究不同方位Nt和Sr的主要影响因子,该研究使用热扩散的方法监测了宽窄行模式下栽植的毛白杨茎干不同方位夜间液流,并用图像法区分Nt和Sr。使用自动气象站和机械式张力计监测太阳总辐射(Rs,k W·m^–2)、空气温度(Ta,℃)、空气相对湿度(RH,%)、风速(v,m·s^–1)、土壤水势(ψ,k Pa)等环境因子。通过比较各方位的Nt和Sr等液流活动的大小情况及其与环境因子之间的相关性得到方位间夜间液流的差异性以及各方位夜间液流的主要影响因子。结果显示:宽行距位于东侧的样树西方位的Nt和Sr均最大,其中西方位的Sr显著大于其他3个方位;北方位的Nt显著小于其他3个方位;其他方位间的Nt和Sr无显著差异;各方位夜间茎干充水量占夜间液流量的比例(Sr/Q)无显著差异。宽行距位于西侧的样树西方位的Nt和Sr亦均最大,其中西方位的Sr显著大于东方位和南方位;南方位的Nt最小,显著小于西方位和北方位,其他方位间的Nt和Sr无显著差异;南方位的Sr/Q显著大于其他3个方位。各方位的Nt和Sr均与水汽压亏缺(VPD)有显著的正相关关系,部分方位Nt和Sr与Ta和RH有显著相关关系,没有任何方位Nt和Sr与v和ψ有显著相关关系。Nt和Sr方位间的差异(NtCV、SrCV)与VPD、Ta、RH、v和ψ均无显著相关关系。此外,Sr受白天的液流活动的影响显著。综上所述,毛白杨不同方位Nt和Sr等液流活动具有较大的差异,且西方位是优势方位;VPD是影响各方位Nt和Sr的主要气象因子。

关键词：毛白杨方位夜间蒸腾茎干充水