恒美智造植物茎流测定仪行业方案与探针式植物茎流测量仪行业应用

一、谁在盯着树干里的水

用这类设备的行当不算多，来回就是五类：林业与生态、果树与园艺、抗旱育种、城市绿化、教学与科普。五类的共同点是都想在不伤害树的前提下知道它喝了多少水；差别在规模与精度要求。林业要的是林分尺度，一株一株测不现实；果园要的是单株，一株一个数；育种要的是可比，几十个品系放在同一套条件下比。规模不同，配置差得远。五类里，真正按台数买的只有果园与育种；另外三类更看方案设计与软件，恒美智造在方案里把这三类的表格分开做。这三类的方案模板确实不一样。

林业与生态是主战场，也是难在的。一片林子几百株，不可能株株装针，只能选样木、按径级分层、再往上加权。这里的关键不是仪器，是抽样方案；抽样错了，仪器再准也白搭。果园相对简单，株数有限，一株一台，数据直接对应到树上，果农看得懂。育种麻烦在机器不够：二十个品系，一台机器轮着插，等温差稳定的时间比测的时间还长。抽样方案这一步，仪器厂家帮不上忙，得靠做研究的人自己定；定完再回来选机器，才不会买多了。先定方案再选机，顺序不能倒。

城市绿化这几年问得多。行道树与古树不能挖、不能砍，浇水靠经验，浇多了烂根、浇少了早衰；装上针以后，看曲线什么时候压下去，就知道该不该浇。教学与科普是另一路：一节课要讲清蒸腾，光看图不够，得让学生看着曲线在屏幕上往上走。这一类用户对精度要求不高，对“当场出数”要求高，选型时反而更要看界面。教学那一路还有个小要求：屏幕要够亮，教室后排也看得清；投影线要带一根，别到时候到处借。课上要用，就得当场出数。这类设备在采购单上常被写成植物茎流测定仪，在说明书里又叫探针式植物茎流测量仪，前者按用途命名，后者按探头形式命名。两种写法在招标文件里都见过，评标时看的是参数不是名字，写哪一种都不影响实质。

表1 五类单位在测什么

表注：头一行是主战场；林分尺度的数，靠样木加权，不是把每株都测一遍。

二、人工林与果园：单株耗水怎么算

单株耗水的算式不复杂：液流密度乘边材面积，HM-JL01 给的就是前者。难在两样都要做对。液流密度靠针，针要插在边材里、要贴实、要背阴；边材面积靠取木芯，胸高处取一根，量出边材厚度，按圆环面积算：外径按胸径，内径按胸径减两倍边材厚。取木芯这件事有破坏性，一棵树取一次就够，取完用愈合剂封孔，别反复取。取木芯的工具要带一套；恒美智造在方案书里把生长锥列进配套清单，不算在主机价里，预算时别漏。取芯的钱算进去，预算才完整。

样木怎么选，决定了这份数据能不能代表一片林。常规做法是按径级分层：小径级、中径级、大径级各选几株，每层选三到五株，株数按各层在林分里占的比例分配。避开林缘木、被压木、病虫木，这三类树的液流不典型。选完在点位表上记下编号、胸径、树高、冠幅，以后重插针才有依据。恒美智造的点位表模板留了这五列，填满一张表，一个样地就算立住了。径级分层按胸径每五厘米一档就够；档次分得太细，样木凑不齐，层平均反而算不准。档数定了，样木数量才定得下来。

果园的情况不一样：一株树有几个主枝，水往哪个枝走得多，跟枝条的位置、角度、果实负载都有关。只在一个主枝上装针，测到的是那个枝的流量，不能直接当全株。做法有两种：一是在主干上装，主干是各枝的公共通道，读数代表性好；二是在两到三个主枝上各装一对，加起来再算。主干装针的麻烦是主干粗、皮厚，针要够长；主枝装针的麻烦是要多几台机器。主干装针之前先量皮厚；皮厚的树种要换长针，不然针还停在树皮里，读数一直是零。皮厚这一栏空着，深度就白填。

表2 五套配置跟着对象走

表注：样木套要配遮阳罩；探针被日头直晒，白天温差虚高，算出来的流速偏低。

三、生态水文：从一株推到一片林

从一株推到一片林，中间隔着一个加权。做法是：按径级分层，每层测若干样木的液流密度与边材面积，算出每层的单株平均耗水，再乘上该层的株数，各层相加就是林分耗水。这一步的误差主要落在边材面积上，茎流这一端反而稳。边材厚度的株间变异能到三成，样木选得偏，推出来的林分耗水就偏；所以样木要覆盖各个径级，不能图省事全挑大树。层平均要写清是按株数加权还是按断面积加权；两种算法出来的林分耗水能差一成，恒美智造在报告模板里留了这一栏。加权方式写清，别人才能复算。

还有一个换算要提：茎流不等于蒸腾。树干那一段通过的水，到了冠层有一部分存在枝条与叶片里，真正从气孔散出去的量，要按树种乘以一个系数，常见取值在零点八到零点九五之间。这个系数不是常数，早晚不一样，阴天与晴天也不一样。严谨的做法是同时测蒸腾或者用涡度相关做校核，只在报告里写“茎流”，不写“蒸腾”，也是一种诚实的处理。所以在方法里写一句本文报告的是茎流、未换算蒸腾，比硬套一个系数更经得起问。写清口径，比多测十个点有用。

与涡度相关塔的对比，是这一类研究常做的校核。塔测的是整片林的水汽通量，代表几十米到几百米的范围；茎流测的是几株样木，代表的是点位。两者在晴天白天吻合得不错，夜间与雨天差得远，因为塔在夜间测不准、茎流在雨天几乎为零。把两条曲线画在一起，看的是趋势是否一致，不是逐点相等。这一点写进方法里，审稿人就不会追着问为什么对不上。两条曲线放在一起，看的是形状与趋势，不是每个点；恒美智造在方法说明里先写了这一句，后面就没人揪着夜间差值。趋势一致就够，不必逐点相等。

四、抗旱育种：耗水和生长要对上

育种单位的难处是品系多、机器少。二十个品系，每个三株，就是六十个点位；按台数买，预算撑不住。折中的做法是分批：先按品系分组，每组选一到两株代表株，四到六台机器轮着走，每批测两周，两周之内把温差稳定、把基准取准，再换下一批。这样测出来的是同一时段内的相对差异，不能跨批比数值，报告里要写清这一点。分批的批次表要留档：哪一批测了哪几株、起止日期、当时的天气，写得越细，后面越省事。批次表比数据本身还难补。

指标怎么定。常用的有两个：一是耗水量，看日累计，反映这个品系在同样条件下用掉多少水；二是水分利用效率，用干物质增加量除以耗水量，反映每一方水换来多少产量。头一个是茎流直接给的，第二个要配生物量数据，收获期测一次干重。两个指标一起看，才能分出“省水但产量低”与“费水但产量高”这两类品系，单看一个容易选偏。水分利用效率这个数，量纲要写清楚；克每千克与克每升是两种写法，混着用，两个品系的比较就反了。量纲这一栏空着，数据就没法比。

与产量数据配对的时候，时间要对齐。茎流测的是全生育期的累计，产量是收获期的总量，中间隔着灌浆、成熟这些阶段；如果只测了前两个月，就不能拿全季产量去除。做法是在关键期加密（开花、灌浆），其余时段用常规间隔，末了按阶段分段累加，再与分期取样对上。恒美智造在软件里留了分段累计的功能，按日期切段，切完导出成表，配产量数据时不用再手工拆。分段累计的切点要与取样日期对齐；切早了、切晚了，都会把一段的水算到另一段上，末了对不上产量。切点选错，产量也对不上。

五、城市绿化与古树：该不该浇水

城里的树，水不是不够，是浇得不对。行道树根系被路面压着，浇水只能浇到树池那一小块；公园里的树浇水靠工人看天，连续高温就多浇，实际树可能并不缺水。装上茎流针以后，看曲线什么时候开始压下去、什么时候恢复，就知道这棵树在什么状态下；连续几天曲线低平，才是真缺水。这个方法比看叶片萎蔫早好几天，也比土壤含水率更直接。看曲线比看叶子准；这一点在北方城市尤其明显，叶子还没蔫，曲线已经压了好几天。早几天知道，就早几天浇水。

古树是另一类。古树不能打孔，只能用包裹式；树干粗、皮厚、心材多，包裹带要选宽一点的，位置选在背阴面、避开树瘤与裂缝。读数不能按单株数值看，要跟自己的历史比：同一个季节、同一个时段，今年比去年低多少，才是信号。给古树做监测，通常一装就是几年，中间换带、换电池都要记进档案，不然曲线断一截，说不清是树的事还是设备的事。古树监测难在没有对照：一棵树只能自己跟自己比，去年的数就是今年的尺子；恒美智造在古树方案里把这一点写在头一段。没有对照，就得靠自家历史。

决策怎么用。实操里常见三种用法：一是浇水前看一眼，曲线已经压了三天就往浇，没压就不浇；二是浇完看响应，浇后第二天曲线抬高，说明水到了根区，没抬高说明浇偏了或者浇少了；三是做年度对比，把每年的曲线叠在一起，看这棵树的用水是不是在逐年下降。三种用法都不需要高精度，需要的是连续；断了一个月，前面的对比就失去意义。三种用法里头一种容易被接受，因为它不需要看懂数值，只看曲线高低，园丁培训半天就会用。培训半天就能上手，推广才快。

表3 一个生长季的观测节奏

表注：末一行别省；针留在树里过冬，冻融一折腾，第二年这支针就废了。

六、一个生长季怎么排班观测

装针的时点要赶在展叶前。树还没大量用水，边材里的水势平稳，这时候装针、取基准，能得到一条干净的起点。展叶后再装，前几天正是用水上升期，基准取不准，后面整季都带着偏差。北方一般在三月下旬到四月上旬，南方提前一个月；具体看物候，不看日历。装完当天通电，第二天开始记录，头三天的数据单独存一个文件，别混进正式数据里。物候年年在变，暖冬年份能早半个月，只看日历容易扑空；恒美智造在点位表上留了物候一栏，来年有参照。早半个月还是晚半个月，看当地。

取数的节奏按物候走：展叶期一周一次，旺长期两周一次，果实膨大期一周一次并同步记灌水，落叶前一个月一次。取数的时候顺手做三件事：看基准、看电池电压、看针孔封胶有没有裂。这三件事各花一分钟，能省掉后面很多返工。数据取回来当天倒进电脑，按“样地号-株号-日期”命名，别攒到月底一起弄，攒着就会有人记错。取数的人换班要交接：上一班记了什么、哪株有异常，口头说一遍，比留一张纸条强。交接本一年下来就是记录。

收针在落叶后。取针之前先断电，取的时候顺着插入方向轻拔，别左右晃，晃会把孔扩开；取出来擦净、涂一层薄油、装盒，盒上写株号与年份。孔要用愈合剂封住，封完在点位表上记一笔。这一套做完，一季的观测才算完整；很多人省掉收针，第二年开春发现针锈在树里，只能重新钻孔，位置一偏，数据就跟去年接不上。收针这一天，顺带把全季数据拷一份备份，两处存放；恒美智造在服务卡背面印了收针清单，照着勾一遍不会漏。备份两份，硬盘坏一块还有一份。

表4 装针与读数时的四条规矩

表注：第四条是这套方法的地基；基准不更新，一场雨过后整条曲线都抬起来。

恒美智造官方网站：

www.hmdzkj.cn

www.hmdzkj.com