[01414693]基于生物电的活立木蒸腾耗水量测定方法研究

活立木木质部存在自发、周期性的电压变化,这种电压变化与活立木蒸腾速率变化有关。本项目旨在研究活立木生物电电压与蒸腾作用的内在联系,提出一种基于生物电的活立木蒸腾耗水量测定方法。项目研究了生物电电压的产生和变化机理,及其季节和昼夜变化规律,建立了活立木生物电电路模型;研究了生物电电压对环境变化的响应机制,分析了蒸腾速率变化对生物电电压的影响规律及影响机理;建立了生物电电压与蒸腾速率之间的关系模型,提出了一种基于生物电的活立木蒸腾耗水量测定方法,并研制了测定装置。主要成果如下： 1.研制了活立木生物电与蒸腾速率监测系统。该系统能够实时测量活立木生物电电压、蒸腾速率及环境参数,为生物电电压变化机理分析提供技术基础。 2.研究了活立木生物电电压的产生机理。通过实验发现,利用不同规格的电极测得的生物电电压符合原电池的电化学规律。因此,活立木生物电电压可能是一种电化学电势。 3.研究了活立木生物电电压的变化规律及变化机理。生物电电压呈现出明显的季节变化和昼夜变化,其变化趋势与木质部含水率的变化趋势相同,且具有潜在函数关系,依此提出了基于木质部含水率节律的生物电电压变化机理：电压的季节趋势由含水率的季节特征决定,昼夜变化由含水率的昼夜节律引起。蒸腾作用可能对电压具有间接影响：环境参数能够改变蒸腾速率,引起活立木水分吸收与散失失衡,进而造成木质部含水率的改变,最终导致电压变化。 4.建立了活立木生物电电路模型。活立木生物电电压曲线为季节趋势与昼夜节律的叠加形式,可分解为三个分量：恒定分量、季节分量及昼夜分量,依此提出了基于三电源的生物电电路模型。 5.建立了活立木生物电电压与蒸腾速率的关系模型,提出了一种基于生物电的活立木蒸腾耗水量测定方法,并研制了测定装置。 本项目的研究成果对研究活立木与环境的互作机制具有重要参考意义,对活立木生物电能的收集与利用、林业物联网和林业传感器技术的研究和应用均具有一定推动作用。