活立木莖干水分狀況實(shí)時檢測傳感器研究

趙燕東 黃紅倫 趙 玥,3 劉衛(wèi)平 米 雪

(1.北京林業(yè)大學(xué)工學(xué)院, 北京 100083; 2.城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境北京實(shí)驗(yàn)室, 北京 100083;3.林草生態(tài)碳中和智慧感知研究院, 北京 100083; 4.定州市綠谷農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司, 定州 073006)

0 引言

活立木莖干水分狀況是植物生命狀態(tài)的有效體現(xiàn),活立木在生長、落葉、休眠等不同階段,其體內(nèi)水分含量會呈現(xiàn)出不同變化規(guī)律[1],莖干含水率可以反映活立木的抗旱、抗寒能力;液流是樹液在根、莖和枝中的運(yùn)動,液流密度可以反映活立木的生命活力,液流的準(zhǔn)確測量在水文和氣候研究、植物生長檢測中具有重要意義[2]。常見莖干含水率檢測方法有核磁共振法[3]、電容法[4]、時域反射法[5]、駐波率法[6-7]等。常見莖干液流檢測方法有熱擴(kuò)散法[8]、補(bǔ)償熱脈沖法[9]、熱比率法[10]、Tmax法[11]以及Sapflow+法[12]等。

莖干含水率是準(zhǔn)確檢測熱平衡點(diǎn)、判斷零液流條件、測量液流密度的基本參數(shù)[8,13],活立木莖干不同高度的含水率、不同方位的液流密度可能存在顯著差異[14-16]。關(guān)于同時檢測活立木莖干水分和液流參數(shù)的文獻(xiàn)有限[12,16-19],檢測方法可分為兩類:①在莖干相近的空間位置(方位相反或不同高度處)分別安裝液流傳感器探頭和含水率傳感器探頭[19-20],該類方法對樹木的傷害較大,且沒有考慮樹干的空間異質(zhì)性影響。②基于有些原理的液流計可在測量莖干液流的同時估算邊材的體積熱比等參數(shù)[12,18],結(jié)合SWANSON等[21]給出的邊材熱特性與含水率的轉(zhuǎn)換公式得到邊材含水率,該類方法估算含水率的精度遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的莖干含水率測量方法(如時域反射法、駐波率法等)。

為彌補(bǔ)上述兩類方法的缺陷,本文以楊樹為實(shí)驗(yàn)對象,將基于駐波率原理的莖干水分檢測方法和基于熱比率法原理的莖干液流檢測方法結(jié)合,設(shè)計活立木莖干水分和液流復(fù)合參數(shù)檢測傳感器(下文統(tǒng)稱為復(fù)合傳感器)。復(fù)合傳感器的含水率檢測單元和液流檢測單元復(fù)用一套三針式探頭,減少對樹木造成的傷害,無需考慮樹干的空間異質(zhì)性影響,實(shí)時、原位、準(zhǔn)確地檢測活立木樹干同一空間位置的含水率和液流密度。

1 復(fù)合傳感器檢測原理和設(shè)計

1.1 復(fù)合傳感器檢測原理

1.1.1基于駐波率法的莖干含水率檢測原理

基于駐波率法(SWR法)的活立木莖干含水率測量原理如圖1所示,測量裝置由100 MHz信號源、50 Ω同軸傳輸線、檢波電路、差分放大電路和平行探針組成。

圖1 莖干含水率測量原理圖

在信號源頻率及探針材料和幾何參數(shù)(長度、半徑、間距等)確定的情況下,探針阻抗只與檢測介質(zhì)的表觀介電常數(shù)有關(guān),同軸傳輸線兩端電壓差為

(1)

式中UAB——同軸傳輸線兩端電壓差,V

AL——信號源幅值,V

ZL——平行探針阻抗,Ω

ZC——同軸傳輸線特征阻抗,Ω

WULLSCHLEGER等[22]采用時域反射法對4種落葉闊葉樹種進(jìn)行研究,得出莖干含水率和表觀介電常數(shù)之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式為

θ=-0.251+4.66×10-2ε-4.93×10-4ε2

(2)

式中θ——莖干體積含水率,%

ε——莖干表觀介電常數(shù)

綜上,傳輸線兩端的電壓差、莖干體積含水率都與被測莖干的介電常數(shù)有一定關(guān)系,趙燕東等[7,20]基于SWR法設(shè)計了BD-IV型植物莖體水分傳感器,以柳樹、楊樹、桃樹、海棠樹等活立木為實(shí)驗(yàn)對象,驗(yàn)證了該傳感器的檢測性能,結(jié)合標(biāo)定方程可以準(zhǔn)確測量活立木體積含水率,本研究設(shè)計的含水率檢測單元的原理就是SWR法。

1.1.2基于熱比率法的莖干液流檢測原理

BURGESS等[10]推導(dǎo)出熱比率法(下文統(tǒng)稱為HRM法),該方法共有3個平行探針沿樹干徑向插入樹干,中間探針提供熱脈沖,上、下探針安裝有溫度檢測元件且與中間探針的距離相同。熱比率法計算熱脈沖速率的公式為

(3)

式中Vh——熱脈沖在樹干中的傳播速度,cm/h

k——邊材熱擴(kuò)散系數(shù),取0.002 5 cm2/s[10,23]

x——中間探針與上下探針距離,取0.6 cm

ΔTu、ΔTd——加熱前后上方、下方探針的溫度變化值,K

探針插入莖干會造成“因傷效應(yīng)”,對熱脈沖速率的測量產(chǎn)生影響,該影響可以進(jìn)行校正,校正公式為

(4)

式中Vc——校正后的熱脈沖速率,cm/h

a、b、c——校正系數(shù),取值參考文獻(xiàn)[21],隨傷口寬度、探針尺寸和間距而變化

將Vc轉(zhuǎn)換為液流密度公式[24]為

(5)

式中Vs_HRM——通過HRM法計算的液流密度,cm/h

ρd——干材密度(干材質(zhì)量與鮮材體積的比值)g/cm3

ρw——水的密度,取1 g/cm3

cd、cw——20℃時干材和水比熱容,取1 200、4 186 J/(kg·K)

Mc——鮮材質(zhì)量含水率(鮮材含水質(zhì)量與干材質(zhì)量的比值),g/g

本研究液流檢測單元的測量原理就是HRM法,該方法可以準(zhǔn)確檢測零速、反向和低速液流[25]。

1.1.3基于熱擴(kuò)散法的莖干液流檢測原理

GRANIER[8]提出的熱擴(kuò)散法(Thermal dissipation probe,TDP法)原理液流密度計算公式為

(6)

式中Vs_TDP——通過TDP法計算的液流密度,cm/h

dT——加熱探針和感溫探針的溫差,K

dTmax——零液流條件下的dT,K

由于零液流條件難以識別,dTmax取dT的每日最大值,本研究使用TDP法的商用液流計與復(fù)合傳感器的液流檢測單元進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)。

1.2 復(fù)合傳感器探頭設(shè)計

HRM法液流計和SWR法含水率傳感器的探頭都含有3個探針,為減少多個探針插入樹干對樹木造成的傷害,復(fù)合傳感器的含水率檢測單元和液流檢測單元復(fù)用一套三針式探頭,通過繼電器控制2個檢測單元的分時供電,可以獨(dú)立測量莖干同一位置的含水率和液流,復(fù)合探頭的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 復(fù)合探頭結(jié)構(gòu)圖

復(fù)合探頭使用3個304不銹鋼空心注射針頭作為探針,每個探針長35 mm,外徑1.3 mm,內(nèi)徑0.8 mm,上、下探針與中間探針之間的距離均為6 mm。每根探針的頂部使用電烙鐵焊接密封,中間探針的尾部焊接到水分測量電路板的正極探針焊盤上,為水分檢測電路的正極,上下探針的尾部焊接到負(fù)極探針焊盤上,為水分檢測電路的負(fù)極。探頭外殼(長30 mm,寬40 mm,高40 mm)使用ABS樹脂通過3D打印制作,在含水率檢測單元工作時,被測莖干的含水率可以通過含水率檢測單元測量的電壓代入標(biāo)定方程計算得到。

中間探針內(nèi)部加熱元件采用電阻約為24 Ω的鎳鉻電熱絲管,兩條引線連接到12 V繼電器的電壓輸出端,在液流檢測單元工作時,單片機(jī)控制繼電器的開閉從而控制加熱脈沖的時間(本研究加熱時間為5 s); 上下探針內(nèi)部的中間位置(距離針頭約18 mm)裝有負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,熱敏電阻與10 kΩ精密電阻串聯(lián)接入3.3 V和地之間,由單片機(jī)內(nèi)部的ADC模塊測量熱敏電阻分得的電壓,從而求其阻值并換算得到加熱前后熱敏電阻的平均溫度變化,結(jié)合式(4)～(6)可以得到莖干液流密度。復(fù)合傳感器的探頭安裝如圖3所示,將探頭安裝在楊樹(2年生,胸徑9.8 cm)樹干北側(cè)距離地面1.3 m高度處,用鋁箔和塑料薄膜包裹探頭安裝部位的莖干以隔熱和防水,采集器固定在其下方的樹干上,系統(tǒng)采用12 V直流電源供電。

圖3 復(fù)合傳感器探頭安裝圖

1.3 復(fù)合傳感器采集器設(shè)計

1.3.1采集器硬件設(shè)計

復(fù)合傳感器的采集器硬件設(shè)計框圖如圖4所示。

圖4 采集器硬件框圖

采集器以STM32F103C8T6單片機(jī)為控制核心,采用12 V直流電源供電。電源模塊將輸入的12 V電源先濾波處理,用于控制加熱電熱絲繼電器的供電;濾波后的12 V電壓經(jīng)過降壓處理,轉(zhuǎn)換為精準(zhǔn)的5 V和3.3 V電源,為含水率檢測單元和控制系統(tǒng)供電;時鐘模塊采用RX8025T芯片,提供精確的系統(tǒng)時間; 數(shù)據(jù)存儲模塊采用外接SD卡,用于本地存儲數(shù)據(jù);RS485模塊用于實(shí)現(xiàn)采集器與上位機(jī)之間的通信以修改重要的計算參數(shù)值;繼電器模塊控制含水率檢測單元和液流檢測單元的分時供電,防止兩個不同測量原理的電路相互干擾;STM32微控制器通過其內(nèi)部集成的ADC模塊采集含水率檢測單元的輸出電壓以及液流檢測單元溫度探針的溫度;采集的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過微控制器計算處理,得到莖干含水率和液流密度。

1.3.2采集器程序設(shè)計

復(fù)合傳感器兩次測量的時間間隔選為10 min,圖5為單次測量流程圖。

圖5 單次測量流程圖

圖5中實(shí)線邊框矩形內(nèi)是含水率測量過程,虛線邊框矩形內(nèi)是液流測量過程。檢測含水率時,使用繼電器控制水分檢測電路的5 V總電源供電和斷電,單片機(jī)內(nèi)部的ADC模塊采集電路的輸出電壓,代入標(biāo)定方程可得到莖干含水率。檢測液流時,先測量上下探針在加熱脈沖前5 s的平均溫度,作為原始溫度,使用繼電器控制液流檢測單元的12 V加熱線管加熱5 s,再測量上下探針在熱脈沖后60～100 s的溫度平均值,減去原始溫度值得到的平均溫度上升量,代入式(3)～(5)可以計算液流密度。

2 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

2.1 含水率檢測單元性能測試

2.1.1含水率檢測單元量程測試

參考文獻(xiàn)[7],使用有機(jī)溶劑法對復(fù)合傳感器含水率檢測單元進(jìn)行性能和量程測試。選用不同介電常數(shù)的有機(jī)溶劑及其與水的混合液體來模擬不同含水率的莖干,溶液的介電常數(shù)見表1。

表1 有機(jī)溶液的介電常數(shù)

取容量為500 mL的燒杯(直徑9 cm),將復(fù)合傳感器探頭固定在燒杯上方,探針向下正對燒杯中心,依次向燒杯中加入各種測試液體直到液體完全浸沒探針,記錄含水率檢測單元輸出的電壓,結(jié)果如圖6所示。

圖6 含水率檢測單元輸出電壓對介電常數(shù)的響應(yīng)

由圖6可知,復(fù)合傳感器的含水率檢測單元輸出電壓與介電常數(shù)(6～53.3范圍內(nèi))具有良好的線性關(guān)系(R2=0.970 1)。由式(2)可知,所選溶液對應(yīng)的莖干含水率為1%～85%,復(fù)合傳感器含水率檢測單元的量程為0～85%。

2.1.2含水率檢測單元穩(wěn)定性測試

向80 g干燥的白楊木屑中分別加入0、30、60、90、120 g水并攪拌均勻,依次將不同含水率的木屑壓入直徑8 cm容量500 mL的塑料量杯并擰上蓋子防止水分蒸發(fā)。在量杯側(cè)面鉆孔,將傳感器探針插入量杯并固定。對裝滿上述不同含水率的木屑以及空氣的量杯分別連續(xù)測量120 min,探針插入后的每10 min記錄一次傳感器輸出電壓,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

圖7 含水率檢測單元穩(wěn)定性測試結(jié)果

圖7中,在對5種不同含水率的白楊木屑及空氣的測試中,含水率檢測單元在120 min內(nèi)電壓輸出值波動范圍均在5 mV以內(nèi),對應(yīng)的最大莖干含水率波動在0.6%全量程內(nèi),表明含水率檢測單元的穩(wěn)定性良好。

2.1.3含水率檢測單元標(biāo)定實(shí)驗(yàn)

本研究參照文獻(xiàn)[20]以海棠樹干為實(shí)驗(yàn)對象對BD-IV型莖體水分傳感器標(biāo)定的方法,對含水率檢測單元輸出電壓與干燥法計算的楊樹莖干體積含水率的關(guān)系進(jìn)行了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)地(北京市海淀區(qū)北京林業(yè)大學(xué)三頃園苗圃,116°21′14″E,40°0′54″N)選取一顆長勢良好、胸徑約9 cm的楊樹,截取長度約15 cm的樹干段,用排水法測得鮮木段的體積V0,并將其完全浸入水中24 h以增加莖干水分含量。將木段放入25℃的干燥箱,每隔6 h取出測量其質(zhì)量m并將復(fù)合傳感器探針插入木段中間位置,記錄含水率檢測單元的輸出電壓。重復(fù)上述過程直至木段質(zhì)量和含水率檢測單元輸出電壓趨于穩(wěn)定后,將木段放置于60℃的干燥箱內(nèi)72 h后取出,質(zhì)量記為m0,視為木段干質(zhì)量。則干燥法計算莖干體積含水率的公式為

(7)

式中θ——木段體積含水率,%

擬合由式(7)計算的體積含水率和標(biāo)定過程中對應(yīng)含水率檢測單元輸出電壓的關(guān)系,得到擬合標(biāo)定方程如圖8所示。

圖8 含水率檢測單元標(biāo)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果

莖干體積含水率與含水率檢測單元輸出電壓存在良好的線性關(guān)系(R2=0.982 0),說明復(fù)合傳感器的含水率檢測單元可以準(zhǔn)確測量活立木莖干含水率。

2.1.4含水率檢測單元與BD-IV植物莖體水分傳感器對比實(shí)驗(yàn)

選用三針式BD-Ⅳ型莖體水分傳感器[7,19-20]與復(fù)合傳感器的含水率檢測單元進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)。2個傳感器的探頭安裝示意圖如圖9所示,將對比的BD-IV型莖體水分傳感器探頭安裝在復(fù)合傳感器探頭的對面相同高度處。

圖9 含水率檢測對比實(shí)驗(yàn)示意圖

每10 min記錄一次2個傳感器的含水率測量值,連續(xù)監(jiān)測10 d,實(shí)驗(yàn)完成后拆除BD-IV型水分傳感器,二者對含水率的檢測結(jié)果如圖10所示,對應(yīng)的散點(diǎn)圖如圖11所示。

圖10 莖干含水率檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比

圖11 莖干含水率檢測對比實(shí)驗(yàn)散點(diǎn)圖

由圖10、11可知,復(fù)合傳感器含水率檢測單元與BD-IV型傳感器對同一棵楊樹的含水率測量對比實(shí)驗(yàn)中,二者檢測的結(jié)果每日變化形狀和規(guī)律一致,存在顯著線性相關(guān)性(R2=0.980 0),同一時刻測量值接近,兩條測量曲線高度重合,說明復(fù)合傳感器也可以準(zhǔn)確檢測活立木莖干含水率。

2.2 液流檢測單元與ST1221型熱擴(kuò)散式液流計對比實(shí)驗(yàn)

TDP法的液流計原理簡單且可以測量零速率、低速率至高速率液流,本研究使用商用ST1221型熱擴(kuò)散式(TDP法)植物液流計(北京時域通科技有限公司,ST1221型熱擴(kuò)散式植物液流觀測系統(tǒng))與復(fù)合傳感器的液流檢測單元(HRM法)進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn),用于對比的ST1221型液流計探針型號為STDP10,探針長10 mm,直徑1.2 mm,2個探針的安裝間距 4 cm,上方為加熱探針,上下方探針溫差通過2個探針內(nèi)部的熱電偶元件測得。將STDP10型探針安裝在復(fù)合傳感器探針的正上方約10 cm處,兩個系統(tǒng)的探頭安裝示意圖如圖12所示。

圖12 探頭安裝示意圖

對比測量楊樹7 d的液流變化,測量結(jié)果如圖13所示。

圖13 莖干液流密度對比測量結(jié)果

由圖13可知,復(fù)合傳感器液流檢測單元(HRM法)的測量結(jié)果與商用ST1221型熱擴(kuò)散式液流計(TDP法)的測量結(jié)果日變化趨勢一致,但是HRM法白天測量值較穩(wěn)定,夜間液流密度大于TDP法測量值,二者測量值的線性擬合如圖14所示。

圖14 莖干液流密度測量結(jié)果對比

由圖14可知,2個系統(tǒng)測量結(jié)果擬合直線的斜率約為1,說明二者靈敏度一致,二者的測量結(jié)果具有顯著的線性相關(guān)性(R2=0.899 1)。HRM法所有測量點(diǎn)的平均值比TDP法高約1.1 cm/h(擬合直線的截距),主要因?yàn)镠RM法可以檢測到夜間的低速液流,而TDP法認(rèn)為夜間的液流密度為零并據(jù)此條件計算每天的液流密度,如果夜間零流條件不成立,式(6)中每日選取的dTmax會小于零流條件的上下探針溫差,TDP法測量值會偏小。HRM法可以準(zhǔn)確測量低速(小于45 cm/h)液流[25],因此對比實(shí)驗(yàn)中HRM法測量值會比TDP法大,測量更準(zhǔn)確。此外,探針長度和安裝深度不同也可能導(dǎo)致兩種方法測量值存在偏差。

2.3 莖干含水率和液流密度對比實(shí)驗(yàn)

2022年7月20日—8月2日,復(fù)合傳感器對楊樹莖干含水率和液流的監(jiān)測結(jié)果如圖15所示。

圖15 復(fù)合傳感器現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果

2.3.1莖干含水率和液流密度相關(guān)性分析

由圖15可知,莖干含水率和液流密度以1 d為周期有規(guī)律地變化。液流密度白天呈“幾”字形,夜晚呈“U”字形,這與文獻(xiàn)[26]研究結(jié)論相同,測試期間液流密度最小值為0.1 cm/h,最大值為 13.5 cm/h。莖干含水率每日呈單峰(波峰出現(xiàn)在每日05:00—06:00)、單谷(波谷出現(xiàn)在每日15:30—16:30)形狀變化,這與文獻(xiàn)[1]研究結(jié)果一致,測試期間莖干含水率最小值為38.9%,最大值為54.7%。

楊樹莖干含水率和液流密度之間存在顯著的負(fù)相關(guān)性,Pearson相關(guān)系數(shù)為-0.795 1,顯著性檢驗(yàn)概率P<0.001,即楊樹的液流密度越大,莖干含水率越小,這與王海蘭[16]使用獨(dú)立的莖干水分傳感器和液流計對同一棵柳樹進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到 “2個參數(shù)存在相關(guān)系數(shù)為-0.534的顯著負(fù)相關(guān)性”的結(jié)論相似。兩個研究存在相關(guān)性的差別,可能是因?yàn)槲墨I(xiàn)[16]測量不同高度處的莖干含水率和液流密度,未考慮樹干的空間異質(zhì)性影響,而本研究測量同一位置的莖干含水率和液流密度;也可能與實(shí)驗(yàn)樹種、環(huán)境因素的差異有關(guān)。

2.3.2晴天莖干含水率和液流密度變化規(guī)律

晴天(2022年7月19—23日、2022年7月28日—8月2日),每日05:00—06:00楊樹將要進(jìn)行光合作用,土壤中的水和營養(yǎng)物質(zhì)通過液流傳輸?shù)綐淙~,液流啟動。06:00—08:00莖干液流密度由不足3 cm/h快速上升到 10 cm/h以上,并在08:00—17:00保持均值為11.67 cm/h的高速率波動。17:00—18:00,光照強(qiáng)度減弱,液流密度極速下降并在20:00前下降到3 cm/h以下。夜間(20:00—次日05:00)液流維持在均值1.57 cm/h的低速率。測試期間夜間液流不為零,且夜間液流量占全天液流量比例為8.6%,這與文獻(xiàn)[27-28]研究結(jié)論“夜間刺槐樹干液流速率對整日液流速率的貢獻(xiàn)率為7%～12%”、“夜間液流量約占全天液流量10%” 一致。

日出后光照強(qiáng)度增大、空氣溫度上升,楊樹的生理活動加強(qiáng),當(dāng)楊樹生理活動耗水速率大于根系從土壤吸收水分的速率時,莖干含水量會下降。日落后光照強(qiáng)度減小、空氣溫度下降,楊樹的生理活動減弱,耗水量和液流密度減小,莖干含水率緩慢上升以補(bǔ)充白天的水分消耗。

2.3.3晴雨天氣對莖干含水率和液流的影響

2022年7月23日為晴天,全天液流密度變化范圍為0.21～12.35 cm/h,莖干水分波動很大,日變化為14.0%。2022年7月27日為雨天,全天液流密度變化范圍為0.20～3.64 cm/h,莖干水分波動很小,日變化為4.2%,即晴天莖干液流變化范圍和莖干水分波動都大于雨天。

2022年7月26日夜晚—28日早晨一直間歇性降雨,7月26日夜間液流密度為測試時段內(nèi)的最小值(平均0.28 cm/h),即雨天夜間的液流密度會小于晴天,與文獻(xiàn)[29]研究結(jié)論一致。7月27、28日液流啟動時間為07:00和09:00,均滯后于晴天的液流啟動時間(05:00—06:00),即雨天液流啟動時間會滯后于晴天,與文獻(xiàn)[26]研究結(jié)論一致。

3 結(jié)論

(1)針對現(xiàn)有對同一棵樹莖干含水率和液流同時檢測的方法中存在未考慮莖干空間異質(zhì)性影響、多個探針對樹木傷害大以及對莖干含水率的測量不準(zhǔn)確的問題,本研究設(shè)計了活立木莖干含水率和液流復(fù)合傳感器,可以實(shí)時測量同一位置的莖干含水率和液流,無需考慮樹干的空間異質(zhì)性影響,減少了多個探針對樹木的傷害。

(2)通過有機(jī)溶液實(shí)驗(yàn)、標(biāo)定實(shí)驗(yàn),獲得了含水率檢測單元的標(biāo)定模型,含水率檢測單元輸出電壓與介電常數(shù)(6～53.3范圍內(nèi))具有良好的線性關(guān)系,含水率測量范圍為0～85%,穩(wěn)定性良好,與BD-IV型植物莖體水分傳感器對同一棵楊樹的對比測試結(jié)果一致(R2=0.980 0)。液流檢測單元與ST1221型熱擴(kuò)散式植物液流計對比測試同一棵楊樹,二者靈敏度一致、液流密度測試結(jié)果有極顯著的線性關(guān)系(R2=0.899 1),復(fù)合傳感器液流檢測單元對低速液流的測量更加準(zhǔn)確。

(3)使用復(fù)合傳感器監(jiān)測莖干含水率和液流密度,得到二者呈顯著的負(fù)相關(guān)性(Pearson相關(guān)系數(shù)為-0.795 1,P<0.001)。分析了晴雨天氣下莖干含水率和液流密度的變化規(guī)律,雨天液流啟動時間會滯后于晴天,晴天莖干液流變化范圍和莖干水分波動都大于雨天。