SF-L茎流传感器

  SF-L茎流传感器

Granier(1985)发明的插针式茎流传感器（SF-G，也称thermal dissipation probe，TDP）,因其实用简单，在植物研究中得到广泛使用。但实践证明，此传感器有两个很严重缺陷：

1)SF-G茎流传器把夜间的茎流假设为零。此假设实际上不成立。因为一般植物的夜间蒸腾量不为零。此外，植物夜间吸收水分，用来补偿白天体内水分的损失。这种水分补充可以从植物水势和植物直径的昼夜变化明显看到。若夜间茎流为零，那么夜间蒸腾，水势升高，直径增加都是不可能的(Granier1987; Liu et al. 1995;Do and Rocheteau, 2002)。

2）SF-G传感器通过测量树干纵向温度梯度来计算茎流的，其前提是，树干本身没有温度梯度。所测到的温度差都是来源于茎流。图1显示的是SF-G传感器在没有加热的情况下所测得的两探针之间的温差，也就是树干本身的温度梯度，其变化幅度达+/- 1.5°C。造成树干本身的温度梯度的原因主要是：空气温度梯度；土壤中的水分一般比空气冷，在树干中上升时，逐渐升温，造成上下温差。很明显，SF-G探头测量的前提实际上不成立。 SF-G传感器测量结果反映的不单是茎流，而是茎流和植物体内温度梯度的叠加。

       由于以上两点缺陷，SF-G传感器的测量精度受到严重制约。 由此带来的测量误差在夜间或中午可达80%（图3）。




图 1， 一棵40年生欧洲云杉树干本身的纵向温度梯度。此数据是用SF-G传感器在没有加温的情况下测得的。

SF-L茎流传感器

SF-L茎流传感器主要从两个方面对SF-G传感器进行了改进

(图 2 )：

1）用4针茎流传感器。两个热电偶连续测量树干纵向温度梯度(ΔT R1 ,ΔT R2 )，用以直接修正测量值(ΔT)。

2）用茎杆变化传感器监测树干直径变化，用来确定茎流的零点。茎流为零必须满足两个条件：

a. 空气湿度为100*，植物停止蒸腾。

           b. 植物体含水量饱和，表现为直径不再增加。




图 3 在一棵40年生的欧洲云杉上用SF-L传感器和植物生长测量仪连续测量三个月。其结果分别用SF-L和SF-G

方法进行计算。用两种方法取得的结果差异很大。SF-G测量的结果白天高于SF-L，夜间均为零。SF-L的

夜间值一般不为零，在三个月的测量中，只出现过三次零值。

上： 相对空气湿度（红线）和树杆半径的变化（蓝线）。

下： 用SF-L传感器（蓝线） 和SF-G传感器（红线）在同一棵40年生欧洲云杉上测量的结果

SF-L  茎流传感器技术指标：

探头组成：1个4针茎流传感器、1个茎杆变化传感器

针长/加热丝长： SF-L 33： 33 mm/20 mm

SF-L 43： 43 mm/20 mm

SF-L 63： 63 mm/20 mm

直径 1.5 mm

适合树杆直径：>15 cm

输出：-100~1000 uV

电源：CCS， 1个CCS可供应1到3传感器，

消耗1瓦（12伏x84毫安 ）

电缆长度：5 m, 可延长到 20 m 电缆长度