蒸騰流

蒸騰流

蒸騰流是指由根向上的水流，即由於蒸騰作用而引起的上升液流。它可流動到葉的尖端及周緣，以不斷補充從葉面蒸騰流進行調節。蒸騰流從清晨到日出後迅速加大，傍晚時液流變緩。由於蒸騰作用而引起的上升液流能使溶解在水裡的各種礦質鹽類進入植物體內，並分布到植物體的各部位去。

概述

蒸騰流示意圖

蒸騰流主要指植物體內水自根至葉、糖自葉至植物體各部位的輸運過程，是生物力學的研究內容之一。植物的生命活動集中於葉，植物的葉利用太陽能把從空氣中吸入的二氧化碳製成糖。在二氧化碳通過葉表面小孔進入葉細胞的同時，植物體內的水分也從葉細胞壁蒸發進入大氣。葉細胞內水分損失和糖的形成，引起了植物體內兩個主要的流動過程：水自根至葉的蒸騰流和糖自葉至植物體各生長部位的易位流。它們和植物體的生命有密切關係。

植物根系自土壤吸收的水分，通過木質部導管元，向葉輸運的過程。大多數植物生理學家認為，蒸騰的機制是葉內濕細胞壁水分的蒸發，造成根部和葉部的水的化學勢差，這種化學勢差通常稱為水位，式中為植物體內水的化學勢；為同樣溫度下純的自由水的化學勢；為水的偏摩爾分子容積。將水從根部運至頂部所需的水位梯度相當大，它須克服重力和流動阻力。據估計，水位梯度在0.8～2大氣壓/米之間（1大氣壓等於101325帕）。

因此，一棵大樹的導管內的水柱所受張力相當大，例如，一棵百米高的大樹，導管內的水柱所受張力至少是－80大氣壓。上述蒸騰機制的根本前提是：在高張力下，水柱不破裂。儘管純水的理論強度大於1000大氣壓，但實驗室里測得的水柱的抗張強度在0.5～50大氣壓之間對植物體導管內的水柱能有這么高的強度的通常解釋是：導管內的水經細胞壁過濾，特別純淨，且導管壁很易浸潤。但這種解釋缺乏確鑿的證據，還有待進一步的實驗證實。

相關儀器

CAF 樹木蒸騰流測量系統

CAF 樹木蒸騰流測量系統

組成：CAF 樹木蒸騰流測量系統是由一個SF-Ｌ樹幹流儀，三個Vertical Dendrometer和一個恆流電源組成。
工作原理：
①水勢 (xylem water potential) 植物體內水勢的高低，直接取決於其含水量。含水量的變化直接導致植物體體積的變化。這種變化可用高精度的 Vertical Dendrometer直接從樹幹長度上測出。通過用Pressure-Chamber或其他儀器進行標定，即可連續測得樹體的水勢。
② 蒸騰率(Transpiration)此方法可用以下公式描述：蒸騰率(E)=樹幹流(F) + 樹體含水量(B)，Transpiration (E) =Sap Flow (F) + Buffer of Tree (B)，樹幹流(F)可用SF-L 樹幹流儀測量。 樹體含水量的變化(B)通過用Vertical Dendrometer測量樹幹長度的變化，然後標定測取。樹體含水量的變化(B)和樹幹長度變化之間的關係可用三種方法測得：A、觀測結束後將樹伐倒，同時測其重量和長度的變化。B、通過實地測量而建立得兩變數之間的數學模型。用戶可以用實測數據確定其中的參數。C、用Porometer直接測量蒸騰率，從中減去樹幹流，即可求得樹體含水量(B)和樹幹長度變化之間的關係。
③樹冠氣孔通導率(Canopy Conductance) 在蒸騰率(E)以知的情況下，只需樹冠中的空氣溫度和濕度及樹冠投影面積，即可求得樹冠氣孔通導率。
產地：德國