耗水测定方法研究进展
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2021年12月灌溉排水学报第40卷第12期Dec.2021Journal of Irrigation and Drainage No.12Vol.40119文章编号:1672-3317(2021)12-0119-08不同灌溉模式下农业水能消耗及碳排放研究张慧芳,赵荣钦*,肖连刚,魏义长,朱瑞明,冯梦雨,罗慧丽,李汭诗(华北水利水电大学测绘与地理信息学院,郑州450046)摘要:【目的】从“水-能”关联的视角揭示不同灌溉模式下水能消耗和碳排放的差异。
【方法】通过收集河南农业大学科教园区(原阳)节水农业试验场不同灌溉模式下的面积、产量、水资源及能源消耗等数据,分析了不同灌溉模式下农业生产碳排放强度的差异,并探讨了水能消耗及碳排放的关联关系。
【结果】灌溉碳排放是农业生产的主要碳排放源。
传统漫灌模式下水能消耗及碳排放强度均较高,滴灌模式下水能消耗及碳排放强度明显下降,其中水资源、能源消耗及碳排放强度较漫灌模式分别减少60.00%、19.47%和33.21%;在漫灌模式下,冬小麦全生长期内的碳排放强度高于夏玉米19.67%;而在微喷灌与滴灌模式下,夏玉米灌溉碳排放强度比冬小麦高43.75%和40.81%;夏玉米在滴灌模式下的产量略高于微喷灌,明显高于漫灌模式(12.05%),远高于雨养模式(43.13%);不同灌溉模式下耕作方式和水能消耗强度是导致碳排放差异的主要原因。
【结论】不同灌溉模式下农业水能消耗及碳排放强度差异明显,在考虑区域水资源状况及土壤条件的基础上,规模化采用滴灌、微喷灌等节水灌溉措施可以降低农业生产中的能源消耗强度,推动农业生产的低碳发展。
关键词:农业;灌溉模式;碳排放;水能消耗中图分类号:S274;X24文献标志码:Adoi :10.13522/ki.ggps.2020680OSID张慧芳,赵荣钦,肖连刚,等.不同灌溉模式下农业水能消耗及碳排放研究[J].灌溉排水学报,2021,40(12):119-126.ZHANG Huifang,ZHAO Rongqin,XIAO Liangang,et al.The Effects of Irrigation Methods on Carbon Emission and Water-energy Consumption of Crop Production [J].Journal of Irrigation and Drainage,2021,40(12):119-126.0引言【研究意义】农业生产过程中各种能源和物资投入导致的碳排放约占全球碳排放总量的20%~35%[1-2]。
流域产耗水识别及水土资源配置研究进展
刘姗姗;秦天玲;张鑫;李晨昊;董碧琼;冯贱明
【期刊名称】《水利水电技术(中英文)》
【年(卷),期】2021(52)S02
【摘要】在气候变化和人类活动的影响下,坡面产耗水特性发生改变,为构建健康良性的流域水系统,需开展基于坡面产耗水特性的精细化调控。
本文系统回顾流域产耗水过程、用耗水控制和水资源调控的国内外研究进展,结果表明,目前存在的问题是:流域产水研究以大尺度的产水量、产水系数和产水功能为主,耗水管理侧重灌区农业作物耗水和水资源配置局限于水资源系统中的供水与需水环节等。
最后从识别坡面产水过程的天然状态、基于坡面单元的产水-耗水天然演化机理和水的生态功能的耗水量控制阈值和面向"产-耗"水双控的水土资源配置模型方面,对水资源调控的发展趋势提出建议。
【总页数】6页(P490-495)
【作者】刘姗姗;秦天玲;张鑫;李晨昊;董碧琼;冯贱明
【作者单位】中国水利水电科学研究院;流域水循环与调控国家重点实验室;首都师范大学
【正文语种】中文
【中图分类】TV213.4
【相关文献】
1.吕二沟小流域水土保持措施对径流和侵蚀产沙的影响
2.水土保持在综合调控流域水资源配置中的作用
3.不同水土保持措施对黄土高原小流域年径流和产沙的影响--以平凉纸坊沟为例
4.紫色土区小流域侵蚀产沙对水土保持措施的响应
5.基于模糊识别的流域水资源配置评价
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水工消能的研究现状与进展水工消能是指通过减缓水流速度、吸收水流能量来防止水工结构受损的一种技术。
随着水电站、水调节工程的建设,水工消能技术的研究也逐渐得到了广泛的关注和应用。
本文将对水工消能的研究现状与进展进行详细的分析。
首先,水工消能技术的研究主要集中在三个方面:防止冲刷、降低波浪和减少涡流。
防止冲刷是指通过改变水流动力学特性,减小冲击力对水工结构的破坏。
在研究中,通过改变下游底面坡度或设计坝面延伸段,可以降低水流速度,减小冲击力。
降低波浪主要通过设置波消波池或采用波降技术来减少波浪的冲击力。
减少涡流是指通过设计特殊的流线形状或设置消能设备来减少涡流的形成,降低涡流对结构的影响。
在水工消能技术的应用中,采用消耗型消能设施是最为常见的方法。
这些设施一般由能够吸收、消耗水流能量的材料构成,如消能块、消能垫等。
这些消能设施能够将水流动能转化为热能或其它类型的能量,从而起到消散水流能量的作用。
在具体的设计中,根据水流速度、流量、坡度等参数,确定消能设施的尺寸、形状和布置方式,并通过模拟实验和数值计算进行优化。
已有研究表明,采用消耗型消能设施可以有效降低冲击力,减小波浪和涡流的危害。
除了消耗型消能设施,还有一些新型的水工消能技术被提出。
例如,利用气泡屏障系统来消散水流能量是较新的方法之一、气泡屏障系统通过引入大量气泡,形成一层气泡屏障,并利用气泡的能量吸收和消耗水流能量。
已有研究表明,气泡屏障系统能够有效减小冲击力、波浪和涡流对水工结构的影响。
此外,还有一些新型的消能材料和结构被提出,如材质可压缩的消能设施、活动式消能设施等。
尽管水工消能技术已经取得了一定的进展,但仍存在一些挑战。
一方面,水工消能技术在大规模、复杂工程中的应用还存在一定的难度。
另一方面,现有研究主要集中在理论研究和小规模试验中,缺乏大规模实际工程的验证。
此外,由于水工消能技术的研究涉及多学科的交叉,需要深入研究不同学科的理论和方法,提高水工消能技术的研究水平。
餐饮废水处理方法研究进展论文餐饮废水处理方法研究进展论文摘要:本文综述了餐饮废水处理方法的现状,分析并比较了各种方法的优缺点。
基于大量有机能源浪费和全球可再生绿色能源危机的意识,阐述了餐饮废水处理与微生物燃料电池相结合的处理方法。
关键词:餐饮废水;可再生绿色能源;微生物燃料电池随着我国第三产业的发展,餐饮业作为龙头产业正在逐年加速发展,随之排放的餐饮废水也在逐年递增[1-2]。
据国内几大城市对餐饮业排放污水污染指标检测的结果显示:BOD为300~400mg/L,SS为300~400mg/L,COD为1~4mg/L,油脂在150mg/L以上[3]。
此类废水中成分复杂,悬浮物较多,既有较高浓度的动植物油,也有含量很高的有机物,未经处理直接排放到市政管网将引起较大的经济损失和危害人体健康。
近年,由于大量有机能源浪费和全球可再生绿色能源危机的发生,合理利用可再生能源成为重要的发展趋势,餐饮废水中含有大量的有机物,将其预处理后与新兴的微生物燃料电池结合,不仅可以去除餐饮废水中的有机物,还可以产生电能。
1餐饮废水的特点(1)餐饮废水中含脂肪类及动植物油居多,漂浮于水面的油,影响空气和水界面的氧交换,分散于水中的油可被微生物氧化分解,故油类不仅降低复氧速率,而且消耗水中的溶解氧,使水质恶化。
若要利用废水中的有机物需对其进行预处理,使其不影响后续装置的运行。
(2)餐饮废水的排放时间较集中,且流量变化较大。
(3)餐饮营业场所较分散,且大多布置紧凑,空间狭小,可利用空间有限。
(4)国内已研制出处理餐饮废水的一体化设备,可因处理能力有限,且一次性投资较大,许多餐饮店一般都不采用。
2餐饮废水的处理技术根据餐饮废水的组成及污染物的性质,其主要处理任务是去除高浓度的动植物油、有机物及大量的悬浮物质。
目前,我国对于餐饮废水处理的主要技术方法有混凝法、电化学法及生物处理法等。
其中生物处理法又包括SBR法、厌氧-好氧联合工艺法、膜生物反应器法等。
2019年第6期辽宁林业科技Journal of Liaoning Forestry Science &Technology2019№6收稿日期:2019-10-20基金项目:辽宁省百千万人才工程资助项目(2019921095);辽宁省科学事业公益研究基金项目(GY-2018-0010);辽宁省科学技术计划项目(辽[2018]LKY10)。
作者简介:王睿照,高级工程师,主要从事森林生态水文研究,E-mail :ramny@ 。
树干液流的研究进展王睿照(辽宁省林业科学研究院,辽宁沈阳110032)摘要:树干液流是土壤-植物-大气连续体水流路径中的重要环节,是估算林分耗水量、研究树木耗水特性以及水分传输机理的关键指标。
该文总结了树干液流的研究方法、应用方向以及影响树干液流密度的主要环境因子,旨在为今后掌握林分水平的蒸腾耗水变化以及树木生态需水提供理论根据。
关键词:树干液流;热技术;蒸腾;太阳辐射中图分类号:S718.55文献标识码:A文章编号:1001-1714(2019)06-0044-03水分是影响植物生长的关键因素,长期以来,林木蒸腾耗水成为林木生理、森林水文和森林生态学领域的热点问题。
树干液流能够较为准确地反映植物体内的蒸腾耗水状况,成为估算林分耗水量、分析树木耗水特性以及研究树木水分传输机理的关键指标,便于分析植物生理作用对环境因子的适应性和响应特征,为准确测定树木的水分运输格局和储存、水分利用提供科学数据。
本文总结了研究树干液流的主要研究方法、当前主要的应用方向以及影响树干液流密度的主要环境因子(太阳辐射、降雨量、土壤水分和风速),旨在为今后掌握林分水平的蒸腾耗水变化以及探索主要造林树种耗水和需水规律,有效发挥森林水土保持功能具有重要的指导意义。
1树干液流研究方法的主要进展目前最普遍的测量液流方法是热技术法,它能够连续自动监测树干液流密度,因而广泛应用于树木蒸腾内在调节机制和外在影响因素等方面的研究[1]。
小麦耗水量及其影响因素的研究进展作者:冯爱华来源:《农民致富之友·下半月》2013年第09期[摘要] 分析了小麦耗水量的影响因素、不同水分来源及其与产量的关系,阐述了下步研究方向。
[关键词] 小麦耗水量土壤水分产量[中图分类号] S512.1 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2013)09-0057-01小麦的耗水量是地面直接蒸发量、植株蒸腾量和地下渗漏损失量的总和。
是小麦的整个生长过程麦田需要水的总量。
小麦耗水量的大小及其变化规律,决定于气象条件(光照、温度、湿度、风速、气压等)、品种特性、土壤性质、土壤湿度、产量水平和农业技术措施等。
一、小麦耗水量的主要影响因素1.土壤水分与小麦耗水量的关系小麦生长过程中,田间土壤含水量的大小直接影响小麦的生长状况和小麦的需水量状况。
土壤含水量的大小和变化受降雨、灌水还有地下水的埋深等等因素的影响。
经过各地多次试验的结果总结出,小麦田间灌溉次数和小麦田间所需要的水量表现出的关系是正相关。
麦田存在水分利用率变低的现象,这是因为灌水量增大时,存在土壤的供给水量就会减少,还存在蒸发和蒸腾量变大。
张旭东的研究显示,所在区域的土地情况不同其所需要水量也不同。
如果麦田在在半湿润区,平均生育期消耗的量为352.6mm。
如果麦田在半干旱区,平均生育期耗水量为347.5mm。
为了了解不同深度的土壤失墒发展规律与小麦春季耗水规律的一样程度,李树军把土层进行分层次分析。
分成的三个层次分别是0-20cm、20-50cm和50-130cm,土壤湿度情况也被分成为浅墒、底墒和深墒。
2.地力条件对小麦耗水量的影响容重、孔隙率、田间持水率等物理性质受土壤地力质的影响,地力质不相同表现的物理性质也不相同。
由此可见,小麦吸收土壤水分的能力直接受地理条件的影响。
为了达到以肥调水、以水促根,以根抗旱的目标。
采用的增加肥料的实施培肥土地增加地力,核心是有机质含量的增加用来改善土壤物理性状,使土壤成为高效土壤水库。
2023年第22期现代园艺广西桂中旱区萝卜田耗水特性研究莫凌*,蒋倩文,冯晶晶,廖建雄(广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所/广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室,广西桂林541006)摘要:在冬季干旱条件下,测定白萝卜田幼苗期和生长期土壤含水量的动态变化,以了解其耗水特性。
结果表明:2个不同生育期的不同土层土壤水分变化相似,均以表层变化最大,亚表层次之,底层变化稍平缓。
幼苗期耗水量为2.45~5.06mm/d,生长期耗水量为1.92~3.76mm/d。
幼苗期于第5d,生长期于第8d,土壤含水量降至11%左右,达到轻度干旱。
叶片水势随时间推移逐渐变小,在轻度干旱状态下,生长期及幼苗期叶片水势均值分别为-0.89MPa、-0.42MPa。
关键词:萝卜田;生长期;土壤含水量;动态变化广西桂中地区属于南亚热带湿润季风气候,岩溶分布广且发育强烈,地表土层贫瘠、浅薄,土壤结构疏松,保水能力差,调节功能弱,植物稀少,即使在降水充沛的条件下,仍存在严重的人畜饮水和农田用水困难问题,旱灾频繁[1]。
水是植物生长的主要限制因子,也是岩溶干旱区最重要的控制因素[2-4],土壤水分对于植物生长和成活具有重要影响,不仅会影响植物根、茎、叶的能量传输,而且光合作用也离不开水分,可以说水分是影响植物生命活动的关键因子[5]。
以广西桂中旱区需水量较高的农作物白萝卜为试材,通过观测大田条件下,不同生长期萝卜田的土壤水分动态变化,探索土壤含水量变化规律,旨在为采取相应的农业技术措施,提高农业生产水资源利用效率,提升农业节水抗旱综合能力,实现节水增收,改善干旱区农业生产条件提供理论依据。
1材料与方法1.1试验地概况试验地位于广西壮族自治区宾阳县黎塘镇吴江村,地处108°32′~109°15′E、22°54′~23°27′N,属于南亚热带北缘岩溶区和南亚热带季风型气候区,年均降水量1584mm,雨季4-9月,年均蒸发量1621.2mm,年均气温20.9℃,无霜期332d。
用水定额研究进展浅议张丽;张云;钱树芹;王伟【摘要】用水定额对建立节水型社会、缓解水资源紧缺状况、实现水资源的可持续利用具有十分重要的现实意义.阐述了国内外用水定额研究现状,分析了用水定额制定的基本方法;最后指出目前国内用水定额研究存在的问题.【期刊名称】《中国水利》【年(卷),期】2011(000)005【总页数】3页(P45-47)【关键词】用水定额;研究现状;研究方法;存在问题【作者】张丽;张云;钱树芹;王伟【作者单位】水利部珠江水利委员会珠江水利科学研究院,510611,广州;水利部珠江水利委员会珠江水利科学研究院,510611,广州;水利部珠江水利委员会珠江水利科学研究院,510611,广州;水利部珠江水利委员会珠江水利科学研究院,510611,广州【正文语种】中文【中图分类】TU991.31用水定额是衡量各行业、各企业用水、节水水平及考核节水成效的重要依据,同时对建立节水型社会、缓解水资源紧缺状况、实现以水资源的可持续利用支持国民经济可持续发展具有十分重要的现实意义。
一、国内外研究现状及趋势1.国内用水定额研究发展历程1949年至20世纪70年代,由于水资源本身具有的特性及当时水资源还未出现紧缺的局面,水资源没有被作为国内主要的国民经济核算指标。
20世纪70年代后期,我国北方地区出现水资源紧缺,人们才开始关注水资源的合理利用和节约利用工作,虽然在短期内建立取水、用水标准化体系有困难,但是节水管理的规范化和科学化为有关部门所认识,定额管理开始得到关注。
20世纪80年代初期,我国北方部分城市在节水领域引进定额管理理念,且随着工业生产的迅速发展,计划用水、节约用水成为缓解城市工业用水短缺的重要措施。
相比其他的产业管理标准化工作,我国用水定额制定工作起步较晚。
20世纪80年代,国内各地节水办公室相继建立,部分城市对用水量较大的主要工业产品进行定额制定和试行计划定额管理。
1984年,由建设部和国家经委共同编制了包括冶金、煤炭、石油、化学、纺织、轻工、电力、铁道、邮电、建材、医药、林业、商业、农牧渔等14个行业的《工业用水定额(试行)》标准,但该试行定额主要用于城市规划和新建、扩建工业项目初步设计的依据,仍难以作为考核工矿企业用水量的标准。
宁夏农林科技,Ningxia Journal of Agri.and Fores.Sci.&Tech.2023,64(08):15-19,45·林业与草业·基金项目:十四五国家重点研发计划课题(2022YFF1300404)。
作者简介:韩宏(1981—),男,宁夏彭阳人,林业工程师,从事林业生态工程等研究。
收稿日期:2023-05-06森林蒸散、土壤水分运移和土壤含水量动态变化是森林生态系统主要的水文过程。
森林蒸散是森林水量平衡的主要分量[1],明确森林蒸散特征及其对环境和植被结构的响应对深入理解变化环境下森林植被耗水有重要意义;土壤入渗和产流等土壤水分运移的分布格局是决定土壤水循环的关键因子,也是评价林地水源涵养和水土保持能力的关键指标[2];土壤含水量变化影响森林植被生长和分布,是森林水文循环的重要部分。
因此,笔者在梳理国内外已有研究的基础上,重点综述森林蒸散、土壤水分运移和土壤含水量动态等主要水文过程的研究进展,并展望未来应重点关注的研究内容。
1森林蒸散过程1.1林冠截留林冠截留是一个复杂、动态的变化过程,受多种因素影响[3]。
目前,国内外学者针对这一过程已开展大量研究,涉及不同森林类型降雨截留特征、林冠截留影响因素及林冠截留模型构建与完善等。
受树木特征、林分结构及环境条件影响,不同气候区和森林类型林冠截留存在较大差异[3-5]。
针叶林的林冠截留率一般大于阔叶林,针叶林林冠截留率变化范围为14.5%~50.0%,而阔叶林的林冠截留率变化范围为11.2%~26.17%[6]。
气象条件(如降雨量和降雨强度、降雨历时、风速)和林冠结构(郁闭度、叶面积指数等)是影响林冠截留的主要因素。
降雨量和降雨强度是林冠截留形成的基本条件,因而对林冠截留有重要影响[7]。
林冠截留森林生态系统主要水文过程研究进展韩宏宁夏固原市六盘山林业局西峡国有林场,宁夏固原756400摘要:森林蒸散、土壤水分运移和土壤含水量动态变化等主要水文过程是森林生态系统水文循环的重要组成部分,对评价森林生态系统耗水、水土保持和水源涵养能力等有重要意义。
干旱缺水地区森林植被蒸散耗水研究王彦辉;熊伟;于澎涛;沈振西;郭明春;管伟;马长明;叶兵;郭浩【期刊名称】《中国水土保持科学》【年(卷),期】2006(004)004【摘要】系统总结近年来在宁夏固原六盘山、北京延庆等干旱缺水地区进行的森林植被蒸散耗水研究结果.乔、灌、草作为土壤水分限制型生态系统的坡面植被,蒸散都是水分平衡的最大分项,其中植被蒸腾又是蒸散的最大分项.植被蒸散量一般表现为高大乔木林>亚乔木林>灌木林>自然草地,但人工草地>自然草地.可依坡面产水功能将不同植被分类,自然草地和灌丛为水源生产型,亚乔木林为水源平衡型,高大乔木林和人工草地为水源消耗型.植株密度不是坡面植被蒸散大小的决定性因子,其作用更多的是调控蒸腾量及其占蒸散比例.虽然降低植株密度一般会减小蒸散,但并不是相同比例地线性下降,不同植被类型反应也不一样,表现出降低密度减少蒸散的作用从乔木、亚乔木到灌木而变弱的趋势,降低密度减少蒸散的作用是有限的.对降低密度减少蒸散的作用大小,作为调控措施的有效性,有效的密度调控范围等,还需严格的对比实验和理论研究.估计和评价植被蒸散耗水时,用叶面积指数或叶生长量指标可能比密度更符合生物学逻辑.从在干旱缺水地区建立节水、稳定、高效、多功能的坡面植被的角度而言,草地和灌丛的蒸散低于乔木林,建立稀树草原或稀树灌丛式的植被可能更利于流域产水和植被稳定.从小流域管理的角度而言,还需考虑在土壤水分承载力空间差异的基础上,探讨能兼顾产水功能、水土保持、水源涵养、植被稳定的植被空间优化配置的理论和技术.【总页数】8页(P19-25,32)【作者】王彦辉;熊伟;于澎涛;沈振西;郭明春;管伟;马长明;叶兵;郭浩【作者单位】中国林业科学研究院,森林生态环境与保护研究所,100091,北京;中国林业科学研究院,森林生态环境与保护研究所,100091,北京;中国林业科学研究院,森林生态环境与保护研究所,100091,北京;中国林业科学研究院,森林生态环境与保护研究所,100091,北京;中国林业科学研究院,森林生态环境与保护研究所,100091,北京;中国林业科学研究院,森林生态环境与保护研究所,100091,北京;中国林业科学研究院,森林生态环境与保护研究所,100091,北京;中国林业科学研究院,森林生态环境与保护研究所,100091,北京;中国林业科学研究院,森林生态环境与保护研究所,100091,北京【正文语种】中文【中图分类】S157【相关文献】1.Penman-Monteith模型在森林植被蒸散研究中的应用 [J], 焦醒;刘广全;匡尚富;土小宁2.森林植被蒸散耗水测定方法研究进展 [J], 葛鹏;张波;周梅;宝虎;赵鹏武;王梓璇;冯倩倩;石亮;王鼎;舒洋3.腾格里沙漠沙坡头地区人工植被蒸散耗水与水量平衡的研究 [J], 冯金朝;陈荷生4.黄土丘陵沟壑区三种不同植被土壤水分动态及蒸散耗水规律研究 [J], 朱德兰;杨涛;王得祥;蔺雨阳;钱红格;周金星5.晋西黄土区典型森林植被耗水规律与环境因子关系研究 [J], 潘迪;毕华兴;次仁曲西;王莉莉;高路博;许华森;鲍彪因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
植物蒸散耗水量测定方法研究进展植物蒸散耗水量是指植物在生长过程中,通过气孔释放出的水分量。
了解植物蒸散耗水量对于研究植物水分利用效率、水分适应能力和环境适应性等具有重要意义。
因此,对植物蒸散耗水量测定方法的研究一直是植物科学领域的热点问题之一目前,植物蒸散耗水量测定方法的研究主要包括以下几个方面:1.重量法:重量法是测定植物蒸散耗水量最常用的方法之一、该方法通过测量植物生长容器(如盆、罐等)在一定时间内的重量变化来计算蒸散耗水量。
该方法简单易行,准确性较高,适用于各类植物的蒸散耗水量测定。
2.自然弥散法:自然弥散法是一种无需破坏植物完整性的测定方法。
该方法通过测定植物叶片或植物部分区域表面的水分散发速率来计算蒸散耗水量。
自然弥散法不仅可以测定植物整体的蒸散耗水量,还可以研究植物不同部位的蒸散特性。
3.蒸散计法:蒸散计法是一种直接测定植物蒸散耗水量的方法。
该方法利用蒸散计容器的原理,通过测量蒸散计容器内空气中的湿度变化来计算蒸散耗水量。
蒸散计法不仅可以对植物整体的蒸散耗水量进行测定,还可以用于研究不同环境条件下植物蒸散水分的差异。
4.核素示踪法:核素示踪法是一种间接测定植物蒸散耗水量的方法。
该方法通过将放射性核素标记注入植物体内,利用放射性核素的释放速率来计算蒸散耗水量。
核素示踪法在对植物蒸散耗水量进行研究时具有一定的优势,但是由于其需要使用放射性物质,所以在实际应用时受到一定限制。
5.模拟模型法:模拟模型法是一种通过建立植物蒸散耗水量的数学模型来进行估算的方法。
该方法通过考虑植物的蒸散特性、生长状态和环境条件等因素,建立数学模型对蒸散耗水量进行估算。
模拟模型法具有非破坏性、经济高效的优点,可以应用于大规模的蒸散耗水量估算。
综上所述,植物蒸散耗水量测定方法的研究已经取得了一定的进展,不同的方法各有优缺点,研究者可以根据实际需要选择适合的方法进行研究。
未来,我们可以进一步深入研究不同植物物种、环境条件和生长状态下的蒸散耗水量测定方法,以加深对植物水分利用机制和调控途径的认识。
耗水测定方法研究进展
发表时间:2019-07-23T11:10:53.043Z 来源:《城镇建设》2019年第09期作者:胡锦娟曹璟滕非
[导读] 对其研究方法从局部、单株、区域三个层次作以总结,分析其优缺点,以便后续研究更有效的进行。
河北建筑工程学院,河北张家口 075000
摘要:绿地耗水研究日渐成为当前的一个研究热点,本文对其研究方法从局部、单株、区域三个层次作以总结,分析其优缺点,以便后续研究更有效的进行。
关键词:蒸散;耗水;测定方法
近年来,为提高人们生活环境质量,协调生态发展,我国大力发展绿化,绿地面积快速增长,与此同时我国水资源短缺,绿地耗水量大。
研究绿地耗水日渐成为人们关注的焦点。
现阶段,国内外蒸散耗水测定方法主要有局部、单株、区域三个层次的研究方法。
在局部层面上,主要的研究方法有快速称重法、稳态气孔针法等。
在单株层面上有盆栽称重法、热技术法、化学元素示踪法等。
在区域层面上,主要方法有大型蒸渗仪法、SPAC(Soil-Plant-Atmosphere Continuum)水分传输综合模拟法、水量平衡法、遥感法等。
1 快速称重法
快速称重法是根据植物蒸腾失水,重量减轻,且植物叶片在数分钟内,蒸腾失水较少,失水速率基本保持不变的原理进行测定。
本方法需要使用快速称重天平在防风罩内测量。
在待测植株上选取一重约20g左右的枝条剪下称重,记录时间和重量后迅速放回原处,放置于原环境中蒸腾,3-5分钟后将枝条快速取下重新称重,获得其蒸腾量[3]。
该方法不受时间、天气限制,可对不同树种进行蒸腾量的测定和比较,而且方法操作简单、成本低,但本方法选取的样本需要代表性,同时取叶次数过多影响树木生长,所以实验连续性较差。
2 稳态气孔针法
稳态气孔针法是基于植物气体交换测定蒸腾速率。
该方法采用稳态气孔针仪器操作简单,方便快捷,仪器自动取样消除了人为主观因素,随着仪器的不断改进可逐步实现测试环境的无限制化,而且本方法对单片叶子的测定更为准确。
但受仪器系统的影响需要进行系数校正,由于系统参数限制不能对不同树种比较研究。
3 盆栽称重法
盆栽称重法即把树木幼苗或草坪种植在同等规格的塑料盆或瓷盆中,用塑料袋盖上盆口,露出苗木或草坪[2]。
选择典型晴天从日出到日落固定时间间隔(1-2h)称重,得到蒸腾耗水量。
该方法操作简单,不受时间和天气条件的限制,可对不同处理、不同树种进行测量。
但本方法仅限于幼苗或较小苗木,同时对于气象因素等真实环境无法进行人为控制和模拟。
4 热技术法
基于热技术原理的方法主要有热脉冲法、热扩散法等。
是通过一个热源和上下两个感热传感器计算液流密度[3]。
热脉冲法降低了人力消耗,且数据连续性好,可以在同一时间、相同体积土壤上连续定位测定。
但是这个方法对液流有干扰,测定结果受热电偶间距和探针的深度影响。
而热扩散法相比于热脉冲法可以持续加热,实现连续测定任意时间的蒸腾耗水量,操作简单便捷,但成本相对较高。
5 化学元素示踪法
化学元素示踪法是采用一些化学元素作为示踪剂,例如氚、氘等元素。
将其定期注射于林木木质部以内以研究水分传导速率。
该方法简单,可以清晰的了解水分的运移传递。
但也有学者,如葛鹏[1]等(2017),提出放射性元素对植物体有一定伤害,会造成测定误差。
6 蒸渗仪法
蒸渗仪主要用来测量植物蒸散量以及土壤中含水量的变化。
本方法适用于农田研究或幼龄林的蒸散研究,测量精准度高,可以连续测定植物的蒸腾耗水,但土壤体积有限,水分运动受限制,无法模拟还原真实生态环境,同时仪器成本和维护费用较高,在研究中不能普遍使用。
7 SPAC水分传输综合模拟法
SPAC水分传输综合模拟法是根据水分在土壤-植被-大气系统中的水势变化来研究能量变化并计算蒸腾耗水量的。
这个方法会有太阳辐射、湿度等因素影响,可以较为真实的模拟自然环境中的水分变化。
8 水量平衡法
水量平衡法是依据一定时间内特定区域内的水分循环中流失和补充相等的原理,测定有效降雨量、地下水补给量和流失量等,方程平衡后得该区域的蒸散量[4]。
这一方法不受环境影响,将所测区域模拟为划为一个小型生态系统。
但进出水量的测精度不高,容易增大计算所得蒸散量的误差。
9 遥感法
遥感技术是兴起于20世纪60年代的一种探测技术。
这种方法不受下垫面不均一性的限制,可以有效的采集到区域内所有植被的数据,尤其在一些人力不及的地区有很突出的优势。
但由于使用飞行器,所以会增加成本,且受飞行器的续航时间、卫星周期所限制,天气条件也是该技术方法的一个制约因素。
综合了众多方法,各有所长,且相对较为成熟,都有适用的范围条件。
由于测定方法所需的环境条件不同,对同一区域蒸散量施用不同方法测量时会出现误差。
所以在未来的发展中,需要取长补短,集中众方法优势研究出一种测量更精准、适用范围更广、更简便的测定方法。
让蒸散量的测量更自动化,更具有连续性,以推动水循环的研究进一步研究。
参考文献
[1]葛鹏,周梅,宝虎,等.森林植被蒸散耗水测定方法研究进展[J].内蒙古林业调查设计,2017,40(3):101-104.
[2]王得祥,康博文,刘建军,等.主要城市绿化树种苗木耗水特性研究[J].西北林学院学报,2004,19(4):20-23.
[3]苏建平,康博文.我国树木蒸腾耗水研究进展[J].水土保持研究,2004,11(3):177-179.
[4]李子忠,吕国华,赵炳祥,等.颐和园园林绿地复合系统耗水规律初步研究[J].北京林业大学学报,2009,31(1):66-72.。