全 文 ：基于热扩散方法测定树木蒸腾的潜在误差分析*
刘庆新摇 孟摇 平**摇 张劲松摇 高摇 峻摇 黄摇 辉摇 孙守家摇 陆摇 森
(中国林业科学研究院林业研究所, 北京 100091)
摘摇 要摇 蒸腾作为植被蒸散的主要分量,是植物水分生理生态学研究的核心内容,其测定方
法的研究备受关注.热扩散方法是测量树木蒸腾的最优方法之一.大量研究表明,应用热扩散
方法测定的单株树木蒸腾量以及扩展到林分尺度蒸腾耗水量均相对准确,但在测定过程以及
测定值与蒸腾真实值之间存在着潜在误差.本文综述了热扩散方法在树干液流通量密度测定
以及从温差测定点到单株、从单株到林分尺度扩展过程中存在的潜在误差,展望了我国开展
热扩散方法潜在误差分析的主要研究方向,并提出了解决其潜在测量误差的方法.
关键词摇 热扩散方法摇 液流摇 潜在误差摇 蒸腾
文章编号摇 1001-9332(2011)12-3343-08摇 中图分类号摇 S718. 45摇 文献标识码摇 A
Potential errors in measuring tree transpiration based on thermal dissipation method. LIU
Qing鄄xin, MENG Ping, ZHANG Jin鄄song, GAO Jun, HUANG Hui, SUN Shou鄄jia, LU Sen (Re鄄
search Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China) . 鄄Chin. J. Appl.
Ecol. ,2011,22(12): 3343-3350.
Abstract: Transpiration is a major component of vegetation evapotranspiration, and a core in the
study of plant water physiological ecology. Its measurement methods attracted extensive attention,
among which, thermal dissipation is considered as an optimal method for measuring tree transpira鄄
tion. Numerous studies showed that thermal dissipation method was relatively accurate in measuring
individual tree transpiration and stand鄄scale water consumption. However, there exist potential er鄄
rors between the true value and the measurements during measurement process. In this paper, the
potential errors of thermal dissipation method in measuring sap flux density and of the temperature
difference determination from single tree to stand鄄scale were reviewed, and the research prospects
on the potential errors of thermal dissipation method in China were discussed. The corresponding so鄄
lutions were also proposed.
Key words: thermal dissipation method; sap flow; potential error; transpiration.
*林业公益性行业科研专项资金项目(201104009鄄04)和“十二五冶
国家科技支撑计划项目(2011BAD38B06)资助.
**通讯作者. E鄄mail: mengping@ caf. ac. cn
2011鄄06鄄08 收稿,2011鄄09鄄20 接受.
摇 摇 林地蒸散是森林热量平衡和水量平衡的重要组
成分量,也是反映森林植物水分状况的重要指标和
影响区域乃至全球气候的重要因素[1-2] . 树木蒸腾
作为森林蒸散的主要组成部分和森林水文过程的重
要指标,一直都是树木水分生理生态研究的核心内
容,而准确地测定树木蒸腾量是了解植物水分运移
规律和水分循环的重要途径. 热技术方法作为一种
较为理想的测定树木蒸腾的方法,能很好地区分树
木蒸腾和土壤蒸发,以及区分混交林中不同树种的
蒸腾量[3-4] .
热技术方法是根据能量平衡原理和热电转换技
术,利用探针间的温差来反映树干边材液流通量密
度,依据被测部位的边材横截面积和测定的时间求
得单株树木的液流量,并通过选取适合的生物学参
数,进一步推求林分尺度的蒸腾耗水量.由于操作简
单、成本低、探针可重复使用,且不破坏树体结构,不
受地形和气候条件限制等优势,热技术方法被称为
是“最美妙的测量液流速度的方法冶 [5] .热技术包括
热脉冲、热扩散、热平衡 3 种方法.其中,热脉冲方法
对树干液流瞬时变化的响应不同步,且在液流量较
小时测量结果不准确,而且操作误差也会对测量精
度产生较大的影响[6];热平衡法常用于测定直径较
小的茎干或小枝的液流,由于受植物组织热储存的
影响会产生较大的测量误差,因此没有被广泛应
用[7];热扩散方法能够实现连续放热和连续或任意
应 用 生 态 学 报摇 2011 年 12 月摇 第 22 卷摇 第 12 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Dec. 2011,22(12): 3343-3350
时间间隔液流速率自动化测定,而且脉冲信号和数
据同步读取[8],测定结果相对可靠,操作简单,成本
较低,因此被广泛应用. 然而在已有的相关文献中,
还鲜见对热扩散方法本身测量技术,以及测定值与
蒸腾真实值之间存在的潜在误差进行分析. 本文综
述了热扩散方法在树干液流通量密度测定以及从温
差测定点到单株、从单株到林分尺度扩展过程中存
在的潜在误差.在此基础上,展望了我国开展热扩散
方法潜在误差分析的主要研究方向,旨在为准确测
定树木蒸腾量以及解决植被建设过程中的林水矛盾
提供参考.
1摇 液流通量密度测定的误差来源
1郾 1摇 不同树种经验系数校正
Granier[9-10]以热带地区的花旗松(Pseudo tsug鄄
amenziesii)、黑松(Pinus thunbergii)和英国栎(Quer鄄
cus robur)为材料,依赖于热扩散方法测定的温差和
液流通量密度进行探针的原初校准,推导出独立于
研究树种系数的经验公式:
Fd = 119郾 99伊10-6[(驻Tmax-驻T) / 驻T] 1郾 231
式中:Fd为液流通量密度(m3·m-2·s-1);驻Tmax为
零通量时两探针间最大温差(益);驻T 为具体通量
时两探针间的温差(益).
鉴于 Granier校准公式并不是基于热量在边材
传导过程中所具有的物理性质而建立的理论公
式[4],因此,一些学者应用 Granier 探针在其他树
种[11-20]以及由木屑压缩成的茎干[21]和填充着合成
纤维的 PVC 管[22]等材料上进行校准,证实 Granier
原始经验公式的系数适合所有测试过的树种和材
料.甚至在定量评价林地水汽通量时,热扩散法与热
平衡法[23]、热脉冲法[24]、整树容器法[24]、风调室
法[25]、涡度相关法[25]、水量平衡法[26]、微气象法[25]
等测定的结果也较为一致,这也证实了 Granier 原始
校准经验公式的准确性. 在校正过程中,Granier 探
针测定的液流量与称重法测定的蒸腾量相差 15%
以内均认为符合 Granier 原始校准经验公式的系
数[8],校正试验还表明,当日蒸腾量<0郾 05 L·m-2
时,Granier 探针不能测定其茎干液流量[14],这表明
热扩散方法测定的树木液流量与实际蒸腾量存在着
潜在误差. Herbst 等[16-17] 发现, 白蜡 ( Fraxinus
chinensis)的校准公式与 Granier 原始校准的经验公
式不同,可能是由于最外侧 2 个早材的厚度狭窄,液
流主要沿着靠近里面边材的探针部分流动造成的.
Bush等[27]研究表明,4个环孔材(Deyeuxia angustifo鄄
lia, Gleditsia triacanthos, Quercus gambelii, Camellia
japonica)的校准公式明显不同于 Granier 经验公式.
Steppe等[28]和 Hultine 等[29]对大叶山毛榉(Fagus
grandifolia)和多枝柽柳(Tamarix ramosissima)伊腊梅
(Chimononthus praecox)的校准结果表明,Granier 经
验公式计算的液流通量密度比称重法最高低估达
46% .由此可知,Granier 原始校准公式并不适合所
有的树种. Smith 等[4]推荐对每个树种进行 Granier
探针的系数校准,而 Lu 等[8]建议只对有怀疑的树
种进行重新校准.
1郾 2摇 最大温差(驻Tmax)的确定
驻Tmax是 Granier 经验公式的重要参数,Granier
定义 Fd = 0 时的 驻T为 驻Tmax . 驻Tmax通常发生在黎明
前,但是由于树木生长的水分需要,树体的水分储存
恢复[8,30]以及水汽压亏缺和风速导致树木冠层的水
分损失[31]等原因,致使树干在夜间有明显的液流运
动,这种情况下测定 驻Tmax得出的液流量明显低于树
木的真实值. 实际上,驻Tmax常会发生连续几天的周
期性变化,这种变化与加热探针附近树干木质部的
热传导特性相关[32] . 因此,以 1 d 作为时间步长测
定的 驻Tmax计算液流量将掩盖树木在夜间的实际液
流量[8] .目前还没有统一的标准来确定 驻Tmax,必然
会影响液流量计算的准确性. 党宏忠等[33]和 David
等[34]分别选择 7 d和 15 d时间步长的 驻Tmax计算柠
条(Caragana korshinskii)和蓝桉(Eucalyptus globu鄄
lus)的液流量,与采用 Penman鄄Monteith 公式得到的
结果相吻合. 而 Regalado 和 Ritter[35]则发现,驻Tmax
与采用 Penman鄄Monteith 公式计算的潜在蒸腾存在
明显的线性回归,可以利用潜在蒸腾计算出真实的
驻Tmax . Granier[10]建议以 10 d 为时间步长来估计
驻Tmax,并依据 驻Tmax和时间的线性回归方程来计算
新的 驻Tmax,但该方法不考虑夜间存在明显蒸腾的现
状,只是寻找 驻Tmax的存在点. Granier[9]还推荐在线
性回归后,去掉回归线以下的点,利用剩余的点重新
回归,从而得到真实的 驻Tmax .
1郾 3摇 环境温差及热损伤的影响
热扩散方法依赖于两探针间的温差来反映树木
液流通量密度,需要防止非树干液流温度变化对测
定结果的干扰. 事实上,昼夜温差及土壤温度的变
化、树干的直径和种类等因素都会影响树干液流的
温差[36],从而影响树干液流通量密度测量的准确
性.研究表明,两探针间树干的自然温差在白天显示
为负值,而在夜间为正值[18,37] . 这种树干内部自然
温差变化将加大液流通量密度测量的误差[10,36] .由
4433 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
于昼夜交替和季节的变化,树干的自然温差变化范
围可达 0郾 3 益 ~ 3郾 5 益,由此造成的测量误差可大
于 100% .然而,当自然温差小于 0郾 2 益时,两探针
间测定的树干液流通量密度则不受影响[37] .
K觟stner等[38]和 Tournebize 等[23]分别假设自然
温差在整个探针加热期间和短时间内变化一致,并
分别用不加热探针和间隔几天停止加热探针的自然
温差校正整个测量期间及前几天测量的树干液流通
量密度数据.基于自然温差对树干液流通量密度的
影响,Cabibel和 Do[22]对 Granier原始校准公式进行
了相关的温差订正. 然而以上方法及修正公式都是
基于自然温差的时空变异性而显得不可靠. Do 和
Rocheteau[21]研究表明,采用加热 45 min 再停 15
min的间歇循环加热方式能很好地消除自然温差对
液流通量密度测定结果的影响,并且具有节约能耗、
延长电池寿命的效果.
目前,有关探针长时间加热对树干组织造成热
损伤效应的研究相对较少.一些试验证实,探针可以
持续使用一个生长季甚至更长的时间,而且能保证
液流测量值的准确性[39-41] .但是探针与树干边材接
触时间较长,加热探针处的木质部会出现热损伤,木
材的导热性和探针的灵敏度都会降低,可能导致测
定的液流通量密度值偏小. 因此,K觟stner 等[36]建
议,在每个生长季结束或者是一年,须重新更换探针
的位置.
2摇 温差测定点到单株尺度扩展的潜在误差
2郾 1摇 边材横截面积(As)的确定
Granier原始校准确认加热探针完全与边材充
分接触,并利用下式将探针测定的液流通量密度外
推至单株的总液流量:
Fs = Fd伊 As
式中:Fs为单株液流量(m3·s-1);Fd为液流通量密度
(m3·m-2·s-1);As为边材横截面积(m2) [10] .
As作为计算单株液流量的重要参数,其准确测
量决定着单株树木液流量计算的精确性. 对于有明
显心材和边材界线的树种,利用生长锥选取加热探
针处的茎干木芯,或者把加热探针处的茎干切成木
盘,用游标卡尺根据截取茎干的色彩和密度变化来
量取边材面积[20];对于心材和边材的界线不是很明
显的树种,利用化学物质(pH、漂白粉等) [42-43]或生
物制剂(淀粉、番红等) [27,44]对树干进行染色,根据
心材和边材对染色剂的不同颜色变化反应来确定边
材的面积.但是使用染色剂并不能很好地区分硬木
树种的心材和边材,有些研究者则制作加热探针处
的木盘,根据边材含水量远远大于心材含水量的标
准来确定二者间的界限. 然而,一些试验证明,用含
水量的变化来确定边材面积并不总是准确的[39,45] .
对于一些散孔材及环孔材树种来说,区分心材和边
材比较困难,因为部分心材具有运移水分和储藏营
养的功能,而部分边材中衰老的导管可能被胼胝体
阻塞已经变成心材,而将木芯放在平行光照射下旋
转,根据边材和心材颜色亮光的变化则可更好地区
分心材和边材的界线[8] .
2郾 2摇 探针接触心材的影响
当探针长度与边材厚度相等时,树木液流量测
定结果准确可靠;如果探针长度大于边材厚度,部分
探针会插入心材,所测定的液流通量密度就会被严
重低估. 试验证明,如果液流速率保持在 0郾 15
mm·s-1,2 cm长的探针一半插入心材,则液流通量
密度会被低估 50% ,并且低估程度随着液流速率的
增加而增大[15] . Clearwater 等[15]假定液流探针测定
的液流通量密度相同,采用探针在边材部分和心材
部分所占比例来计算边材有效的液流通量密度:
驻Tsw = (驻T - b驻Tmax) / a
式中:驻T为具体通量时两探间的温度(益);驻Tmax为
零通量时两探针间最大温差(益);a 为液流探针在
边材所占的比例;b为液流探针在心材所占的比例.
但是该公式只适合较短的探针与心材小部分接
触的情况,因为还要考虑液流的径向变异问题.当探
针的长度仅为边材厚度的 1 / 2 时,液流通量密度的
测定误差不会超过 6% [46] .因此在试验中应尽量使
用小于边材厚度的探针测定树干的液流通量密度.
2郾 3摇 树干液流的空间变异
研究表明,大多数树种的液流速率沿树干边材
的径向(横截面)、方位(圆周)和轴向(高度)存在
较大的空间变异[47-48] .只有了解单株树木边材液流
通量密度的空间变化规律及差异,才能更加准确地
计算树木整株的蒸腾量.
2郾 3郾 1 树干液流的径向变异摇 Granier原始校准假设
树干具有相同的液流通量,这种理想状况主要取决
于树干木质部结构的均一性.事实上,树干结构受空
气饱和水汽压差[45]、土壤含水量[49]、干湿变化及季
节交替[50]等因素影响,径向结构存在差异,从而使
得树干边材液流也出现径向变异特征.研究表明,日
本柳杉 (Cryptomeria japonica) [51]、白橡木 (Quercus
garryana) [52]、芒果(Mangifera indica) [39]和长叶松
(Pinus palustris) [20]等树种从茎干形成层到心材液
543312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘庆新等: 基于热扩散方法测定树木蒸腾的潜在误差分析摇 摇 摇 摇 摇
流速率均呈“低-高-低冶的变化趋势,且液流速率变
化进程与液流量日变化进程一致. 然而不管土壤水
分怎样变化,山毛榉(Fagus crenata)等阔叶树种的
边材外部和内部的液流速率下降趋势均较为一
致[53] .假定边材径向液流速率相同,将探针测定的
液流量扩展到单株水平,其误差范围在 - 90% ~
300% [8] .因此,树干边材径向不同深度液流通量密
度的整合是整树蒸腾测量误差的主要来源[51,54] .
目前,大多数研究者采取以下 4 种途径解决边
材径向变异造成的测量误差:1)采用多组探针间隔
一定的距离插入不同深度的边材部位测定液流量.
例如,James 等[55]和 Fiora 等[56]将探针以螺旋上升
的方式沿着树干的圆周垂直间隔 5 cm 插入边材不
同深度来研究液流的径向变异;而 Kumagai 等[51]将
3 组探针沿着日本柳杉树干的圆周间隔 15 cm 插入
边材的不同深度测量液流的径向变异. 2)采用一组
1 ~ 2 cm长的探针在同一位置沿树干径向测量边材
不同深度的液流量,建立树木总液流量与边材不同
深度液流量的关系,只要测定某一个深度的液流量,
就可以推导出整个边材横截面积的液流量[39] . 3)针
对胸径较大的树干,在胸径处边材最外层安装一组
2 cm长的固定探针(参比探针),并在同一个方位下
面 1 m的位置安装一组 2 cm长的移动探针,通过移
动探针测定不同深度液流量与固定探针测定液流量
的关系来计算整树的液流量[57] . 4)采用包含几个热
电偶的长探针(“一针多点冶探针)测定树干边材不
同深度的液流量. 如 Ford 等[58]采用带有 8 个热电
偶(间隔 2 cm)长度达 16 cm 的探针测量火炬松
(Pinus taeda)树干液流径向变异. 第 1 种方法本身
忽略了液流在边材不同位置存在的异质性,如果探
针间距太近,探针间可能会相互干扰,如果太远又要
考虑不同方位(角)对液流的影响;而第 2 种和第 3
种方法主要考虑移动探针在不同边材深度停留的时
间,这将直接影响 驻Tmax的确定,进而影响整树液流
量的准确计算;第 4 种方法是较为理想的方法,但要
开展验证相邻两热电偶间是否存在相互干扰的
现象.
2郾 3郾 2 树干液流的方位(角)变异摇 受森林生境异质
性的影响[10,36,51],树木不同方位冠幅的大小及疏密
程度不同.因此,树木茎干不同方位的液流速率普遍
存在差异,但各方位的液流速率却存在很好的相关
性. Lu等[39]对芒果树干同一高度不同方位(东、西、
南和北向)的液流速率研究表明,4 个方向的液流速
率差异显著,但不同方位之间的液流速率日变化均
存在显著线性相关,其相关系数为 0郾 96 ~ 0郾 99. 马
玲等[59]发现,马占相思树(Acacia mangium)在东、
西、南、北 4 个方位的液流通量密度具有显著差异,
但各方位之间却存在显著相关关系(R2逸0郾 886).
考虑到节约成本和不同方位树干液流通量密度具有
很好的相关性,Lu 等[39]建议选择 3 ~ 4 株样木,在
树干胸径处的东、西、南、北 4 个方位均安装探针,其
他树则只在北向安装探针,将北向方位的树干液流
通量密度与其他 3 个方位进行回归,根据回归方程
来计算整树的平均液流通量密度. 为了精确计算胸
径较大的单株蒸腾耗水量,应适当增加探针数量测
定不同方位的液流通量密度[60] .
2郾 3郾 3 树干液流的轴向变异摇 同一树木的茎干轴向
液流速率的启动时间和大小有很大差异[8] . 这是由
于树干上部液流受树冠叶片蒸腾耗水影响启动时间
较早,程度较大,而树干下部液流运动较晚且缓慢.
如王华田等[61-62]对油松(Pinus tabulaeformis)、侧柏
(Platycladus orientalis)、栓皮栎(Quercus variabilis)
的研究表明,树干相同方位,茎干轴向边材液流日变
化趋势相同,但上位边材液流启动早、上升快,到达
峰值后急剧下降,而下位边材液流启动时间明显延
迟,且上升、下降缓慢,并且上位液流速率是下部液
流速率的 3 ~ 5 倍.这与木质部导管的直径沿树干轴
向自上而下逐渐增大,在通过相同水量的情况下,树
干上位液流速率大于下位液流速率有关[63] .而树干
本身的贮水能力也是产生轴向液流速率差异的原因
之一[61] .目前,还没有针对探针安装高度的统一要
求.为了便于不同树种间液流量的比较,建议探针应
安装在树木胸高位置(离地面 1郾 3 m),这也符合测
树学的研究方法.
3摇 单株到林分尺度扩展的潜在误差
在森林经营和管理过程中,林分尺度蒸腾耗水
量的研究是森林经营者最为关心的内容. 由于试验
成本等条件的限制,不可能测定林分内所有林木单
株的耗水量,通常只根据选择样树的液流量和生物
学参数(尺度转换因子)来计算林分的蒸腾耗水量.
3郾 1摇 样树数量的确定
合理的样树数量是蒸腾耗水量由单株尺度转化
为林分尺度的关键步骤.研究表明,样树的数量要根
据林分内树木的年龄、胸径、生长状况及林分特征等
因素来确定. Ford等[26]利用热扩散方法测定林分尺
度的蒸腾耗水量,与多年小流域水量平衡相比,发现
只需测定 20 株白皮松(Pinus bungeana)的液流量就
6433 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
能很好的代表整个流域尺度内纯林的蒸腾耗水量.
Kumagai 等[51]应用蒙特卡洛方法(Monte Carlo)确
定至少需要测定 6 株日本柳杉的液流量才能扩展到
林分尺度蒸腾量. K觟stner 等[36]利用简单比例法研
究表明,单一树种的林分选择 8 ~ 12 株样树就可以
满足尺度转化的要求. 而 Granier 等[40]总结了前人
的研究成果,认为温带阔叶林和针叶林选择 5 ~ 8 株
样树就能满足林分尺度转化的要求. 以上确定样树
的数量仅依靠数理统计的方法,而 Cerm觃k 等[64]推
荐由选定的计量生物学参数(如胸径、边材面积、叶
面积等)通过估算样地内所有树木的总体分位数来
确定样树的数量,并取得了较好的效果.
3郾 2摇 生物学参数的选择
单株液流量扩展到林分尺度耗水量离不开生物
学参数的选择,如树干胸径[65]、叶面积[66]、边材面
积[3,40]、树干基面积[23]、冠层位置[67]、边材密度[67]
等均可以作为生物学参数. 但是由于各因子间相互
关系复杂以及作用机理不明确等问题,致使生物学
参数选择比较混乱.目前,研究者多采用下式进行单
株向林分尺度转化[51,68-70]:
E =移
n
i = 1
(Fd,iFs,i) / AG
式中:E为林分尺度蒸腾耗水量(L·S-1);Fd为液流
通量密度 ( m3 · m-2 · s-1 ); Fs 为单株液流量
(m3·s-1);AG为林分面积(m2);i 为不同树种样树
的数量;n为样树的总数量.
在这个尺度扩展公式中,边材面积作为唯一直
接参与的生物学参数,只能通过样树的边材面积来
推导.研究表明,树种边材面积与胸径之间存在较高
的相关性,且边材面积与蒸腾、胸径与蒸腾之间均为
线性关系[65,69] . 所以,通过实测林分树木的胸径分
布可以推算出林地边材面积,进而估算林分的耗水
量.进一步研究发现,树木胸径和边材面积符合异速
生长方程[65,69,71] . 因此,孙鹏森等[72]基于 Richards
生长方程将单株尺度的蒸腾耗水量转化为林分
尺度.
4摇 研究展望
目前,我国学者开展利用热扩散方法测定不同
树种蒸腾量的研究主要集中在不同气候区域、不同
天气状况、不同立地条件、不同管理措施下,不同树
种液流的日际变化、季节变化及其与环境因子的关
系,而针对热扩散方法在测量过程中存在的潜在误
差还鲜有报道.因此,针对热扩散方法在测定过程中
存在的潜在误差的研究是目前迫切需要开展的工
作.今后需要从以下几个方面来研究热扩散方法存
在的潜在误差,并相应地提出了解决其潜在测量误
差的方法.
4郾 1摇 Granier原始经验公式的校正
研究证实,Granier 原始经验公式并不适合所有
的树种.因此,在我国急需开展不同树种 Granier 原
始经验公式的校正研究,为准确测定树木蒸腾量奠
定基础.不同树种经验公式校正应以整树盆栽称重
法进行验证,以避免截取树干方法由于测定时间短
而导致探针与树干组织接触不紧密,并在试验结束
后测定其树干密度,以便验证不同校准公式是否与
树干密度有关.
4郾 2摇 驻Tmax的选取
驻Tmax是 Granier 经验公式的重要参数. 目前还
没有统一的方法来选择 驻Tmax最适宜的时间步长,从
而影响了树干液流通量密度的准确计算,进而影响
不同树种间液流通量的比较.考虑到夜间出现 驻Tmax
的影响因素,建议分析夜间的气象因子及土壤含水
量的变化,当气象因子及土壤含水量的差异达到显
著水平,就认为这个时间段是 驻Tmax最合适的步长.
4郾 3摇 树木液流的空间变异
针对热扩散方法测定的树木液流量与实际蒸腾
量存在的潜在误差,建议采用整树盆栽称重法测定
直径较大的树木的蒸腾量,同时在树干的基部、胸径
和枝下部的东、西、南、北 4 个方向分别插入 Granier
探针,测定其液流量,比较计算哪个方位和高度的液
流量与称重法测定的蒸腾量较为一致,进而作为探
针测量树木蒸腾的最佳位置,并建立最佳位置测定
的液流量与实测蒸腾量的模型,从而通过热扩散方
法准确计算树木的实际蒸腾量.
4郾 4摇 单株蒸腾量到更大尺度的扩展
生物学参数是单株蒸腾量扩展到林分尺度耗水
量的关键指标.在尺度转化过程中,应结合林分结构
和特征选择与边材面积紧密相关的生物学参数,实
现单株蒸腾量向林分尺度耗水量的转化;并与涡度
相关法、激光闪烁通量仪法、红外遥感法等大尺度研
究方法相结合,相互验证.这有利于尺度扩展模型的
发展和完善.
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作者简介摇 刘庆新,男,1982 年生,博士研究生,主要从事农
林复合生态系统及小流域水土保持研究. E鄄mail: liuqingx鄄
in666@ 163. com
责任编辑摇 李凤琴
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