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來看看莖流計的發(fā)展歷史

更新時間:2019-03-25      點擊次數(shù):2242
   莖流計又叫樹液儀,是通過加熱植物莖干來測量莖流速率進(jìn)而計算植物蒸騰量的一種儀器。不同類型莖流計測定液流速率的方法和原理不同,主要有熱脈沖速率法、莖干熱平衡法、熱擴(kuò)散法及激光熱脈沖法。

  莖流計發(fā)展歷史

  德國植物生理學(xué)家Huber于1932年提出熱脈沖法,利用熱脈沖作為植株液流的示蹤物,并運用于實際研究。Huber使用一根電阻線作為熱脈沖源,通過安裝在電阻線下方的單個熱電偶感知熱脈沖到達(dá)的時間,此即莖流計的雛形。但此法卻很難清楚解釋熱電偶的溫度升降變化。Huber等后來又采用了在熱源上下不等距設(shè)置熱電偶探頭的方法,將熱脈沖在液流傳導(dǎo)系統(tǒng)中的運動和外界環(huán)境中的熱干擾有效地區(qū)分開。然而,Huber測得的熱脈沖傳導(dǎo)速率卻顯著低于實際液流速率。

  Marshall改進(jìn)了Huber的莖流計設(shè)計,將加熱元件和測溫結(jié)點插入植物的木質(zhì)部。他假定熱脈沖在移動時,液流跟木質(zhì)部之間不存在阻礙,熱量可以在樹液和邊材之間自由交換。但依據(jù)Marshall的理論計算出的液流速率亦低于實際速率,需進(jìn)行修正。

  Swanson發(fā)現(xiàn)以往測算中熱脈沖速率和實際液流量存在偏差的真正原因“因傷效應(yīng)”,從而否定了Marshall關(guān)于莖內(nèi)木質(zhì)部同質(zhì)性的假設(shè)。他認(rèn)為在安裝莖流計熱敏探頭時,探頭周圍損傷部位會產(chǎn)生愈傷組織,使得探頭周圍區(qū)域的熱傳導(dǎo)性能降低,導(dǎo)致熱脈沖速率低于真實液流速率。如果計算中對這種損傷作用加以修正,將大大提高熱脈沖技術(shù)的可應(yīng)用性。

  Granier又在熱脈沖速率法的基礎(chǔ)上作出改進(jìn),將利用脈沖滯后效應(yīng)為原理的熱脈沖液流檢測儀改進(jìn)為利用雙熱電偶檢測熱耗散為原理的熱擴(kuò)散液流探針測量裝置12J。與熱脈沖方法相比較,熱擴(kuò)散探針的一個突出特點是能夠連續(xù)放熱,實現(xiàn)連續(xù)或任意時間間隔液流速率的測定。熱擴(kuò)散法具有更高準(zhǔn)確度,莖流計也越來越多的使用該原理。

  針對熱脈沖和熱擴(kuò)散方法插針損傷植物莖稈且干擾液流的缺點,William等提出了液流激光測量系統(tǒng),利用二極管激光器取代加熱金屬絲,用紅外溫度計來取代熱敏電阻,這樣的改進(jìn)避免植物莖干內(nèi)部組織受到破壞,也能消除因莖流計位置變動所造成的誤差,可惜因該系統(tǒng)造價高昂,目前應(yīng)用并不廣泛。

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