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德國(guó) EcoMatik SF-G莖流傳感器

SF-G莖流傳感器是傳統(tǒng)式的Granier探頭，由二針組成。使用時(shí)二針上下插入樹(shù)干，間距約375px 上部針用衡流電源加熱，兩針之間的溫差用數(shù)采連續(xù)記錄。此溫差直接和莖流相關(guān)，可用給定的經(jīng)驗(yàn)公式直接換算成莖流速度。

Granier(1985)發(fā)明的插針式莖流傳感器（SF-G，也稱thermal dissipation probe，TDP）,因其實(shí)用簡(jiǎn)單，在植物研究中得到廣泛使用。但實(shí)踐證明，此傳感器有兩個(gè)很嚴(yán)重缺陷：

1)SF-G莖流傳器把夜間的莖流假設(shè)為零。此假設(shè)實(shí)際上不成立。因?yàn)橐话阒参锏囊归g蒸騰量不為零。此外，植物夜間吸收水分，用來(lái)補(bǔ)償白天體內(nèi)水分的損失。這種水分補(bǔ)充可以從植物水勢(shì)和植物直徑的晝夜變化明顯看到。若夜間莖流為零，那么夜間蒸騰，水勢(shì)升高，直徑增加都是不可能的(Granier1987; Liu et al. 1995;Do and Rocheteau, 2002)。

2）SF-G傳感器通過(guò)測(cè)量樹(shù)干縱向溫度梯度來(lái)計(jì)算莖流的，其前提是，樹(shù)干本身沒(méi)有溫度梯度。所測(cè)到的溫度差都是來(lái)源于莖流。圖1顯示的是SF-G傳感器在沒(méi)有加熱的情況下所測(cè)得的兩探針之間的溫差，也就是樹(shù)干本身的溫度梯度，其變化幅度達(dá) /- 1.5°C。造成樹(shù)干本身的溫度梯度的原因主要是：空氣溫度梯度；土壤中的水分一般比空氣冷，在樹(shù)干中上升時(shí)，逐漸升溫，造成上下溫差。很明顯，SF-G探頭測(cè)量的前提實(shí)際上不成立。 SF-G傳感器測(cè)量結(jié)果反映的不單是莖流，而是莖流和植物體內(nèi)溫度梯度的疊加。

SF-G 莖流傳感器技術(shù)指標(biāo)：
探頭組成：2針
針長(zhǎng)/加熱絲長(zhǎng)： SF-G33： 33 mm/20 mm
SF-G43： 43 mm/20 mm
SF-G63： 63 mm/20 mm
直徑 1.5 mm
適合樹(shù)桿直徑 gt;5 cm
輸出：0~1000 uV
電源：CCS， 1個(gè)CCS可供應(yīng)1到3傳感器，
消耗1瓦（12伏x84毫安 ）
電纜長(zhǎng)度：5 m, 可延長(zhǎng)到 20 m 電纜長(zhǎng)度

德國(guó) EcoMatik SF-L莖流傳感器

Granier(1985)發(fā)明的插針式莖流傳感器（SF-G，也稱thermal dissipation probe，TDP）,因其實(shí)用簡(jiǎn)單，在植物研究中得到廣泛使用。但實(shí)踐證明，此傳感器有兩個(gè)很嚴(yán)重缺陷：

1)SF-G莖流傳器把夜間的莖流假設(shè)為零。此假設(shè)實(shí)際上不成立。因?yàn)橐话阒参锏囊归g蒸騰量不為零。此外，植物夜間吸收水分，用來(lái)補(bǔ)償白天體內(nèi)水分的損失。這種水分補(bǔ)充可以從植物水勢(shì)和植物直徑的晝夜變化明顯看到。若夜間莖流為零，那么夜間蒸騰，水勢(shì)升高，直徑增加都是不可能的(Granier1987; Liu et al. 1995;Do and Rocheteau, 2002)。

2）SF-G傳感器通過(guò)測(cè)量樹(shù)干縱向溫度梯度來(lái)計(jì)算莖流的，其前提是，樹(shù)干本身沒(méi)有溫度梯度。所測(cè)到的溫度差都是來(lái)源于莖流。圖1顯示的是SF-G傳感器在沒(méi)有加熱的情況下所測(cè)得的兩探針之間的溫差，也就是樹(shù)干本身的溫度梯度，其變化幅度達(dá) /- 1.5°C。造成樹(shù)干本身的溫度梯度的原因主要是：空氣溫度梯度；土壤中的水分一般比空氣冷，在樹(shù)干中上升時(shí)，逐漸升溫，造成上下溫差。很明顯，SF-G探頭測(cè)量的前提實(shí)際上不成立。 SF-G傳感器測(cè)量結(jié)果反映的不單是莖流，而是莖流和植物體內(nèi)溫度梯度的疊加。

由于以上兩點(diǎn)缺陷，SF-G傳感器的測(cè)量精度受到嚴(yán)重制約。 由此帶來(lái)的測(cè)量誤差在夜間或中午可達(dá)80（圖3）。

圖 1， 一棵40年生歐洲云杉樹(shù)干本身的縱向溫度梯度。此數(shù)據(jù)是用SF-G傳感器在沒(méi)有加溫的情況下測(cè)得的。


SF-L莖流傳感器
SF-L莖流傳感器主要從兩個(gè)方面對(duì)SF-G傳感器進(jìn)行了改進(jìn)

(圖 2 )：

1）用4針莖流傳感器。兩個(gè)熱電偶連續(xù)測(cè)量樹(shù)干縱向溫度梯度(ΔT R1 ,ΔT R2 )，用以直接修正測(cè)量值(ΔT)。
2）用莖桿變化傳感器監(jiān)測(cè)樹(shù)干直徑變化，用來(lái)確定莖流的零點(diǎn)。莖流為零必須滿足兩個(gè)條件：
a. 空氣濕度為100.00，植物停止蒸騰。
b. 植物體含水量飽和，表現(xiàn)為直徑不再增加。

圖 3 在一棵40年生的歐洲云杉上用SF-L傳感器和植物生長(zhǎng)測(cè)量?jī)x連續(xù)測(cè)量三個(gè)月。其結(jié)果分別用SF-L和SF-G

方法進(jìn)行計(jì)算。用兩種方法取得的結(jié)果差異很大。SF-G測(cè)量的結(jié)果白天高于SF-L，夜間均為零。SF-L的

夜間值一般不為零，在三個(gè)月的測(cè)量中，只出現(xiàn)過(guò)三次零值。

上： 相對(duì)空氣濕度（紅線）和樹(shù)桿半徑的變化（藍(lán)線）。

下： 用SF-L傳感器（藍(lán)線） 和SF-G傳感器（紅線）在同一棵40年生歐洲云杉上測(cè)量的結(jié)果


SF-L 莖流傳感器技術(shù)指標(biāo)：
探頭組成：1個(gè)4針莖流傳感器、1個(gè)莖桿變化傳感器
針長(zhǎng)/加熱絲長(zhǎng)： SF-L 33： 33 mm/20 mm
SF-L 43： 43 mm/20 mm
SF-L 63： 63 mm/20 mm
直徑 1.5 mm
適合樹(shù)桿直徑 gt;15 cm
輸出：-100~1000 uV
電源：CCS， 1個(gè)CCS可供應(yīng)1到3傳感器，