耗水测定方法研究进展

耗水测定方法研究进展

胡锦娟曹璟滕非

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-AtmosphereContinuum)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。

7SPAC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.