题名热脉冲技术在林地蒸散测量中的应用
作者王 胜
答辩日期2015-05
文献子类硕士
授予单位中国科学院研究生院
授予地点北京
导师樊 军
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) 最大温度法 (t-max) 单针热脉冲法(shpp)
英文摘要

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%~220%。HRM 和
SHPP 与热扩散法(TDP)液流密度测量结果相关性较好,R 2 分别达到 0.93 和
0.91;T-max 与 TDP 液流测量结果相关性较差,R 2 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<0.001)的线性相关性,R 2 达 0.53。在 2014 年 8 月 18 日至 10
月 21 日期间,利用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 ET 0 有极显著线性相关关系(P<0.001),R 2 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.

语种中文
内容类型学位论文
源URL[http://ir.iswc.ac.cn/handle/361005/9028]  
专题水土保持研究所_水保所知识产出(1956-2013)
推荐引用方式
GB/T 7714
王 胜. 热脉冲技术在林地蒸散测量中的应用[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2015.
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