原文以The Role of Biomass Hydraulic Capacitance in Forest Transpiration為標題發表于2018年1月9日的https://ams.confex.com上。
GS3土壤水分傳感器，通常被用于土壤體積含水量的測量。如今，研究者使用這種電容式（Frequency Domain Reflectometry，FDR）的傳感器研究樹木的水分利用策略。
生物質電容，英文表述為Biomass Capacitance，與植物體內的水分含量密切相關。在森林生態系統中，生物質電容在避免樹體出現水力損傷以及確保正常的蒸騰作用方面至關重要。利用生物質電容的長期監測數據，可研究樹木的水分利用策略。
儲存于葉片、枝條、莖干中的水，存在晝夜波動，這種波動與植物液流、葉片氣孔導度以及蒸騰作用密切相關。不同樹種在根系長度、木質部結構以及氣孔響應策略方面存在差異，因此，它們在水分存儲和水分利用方面的特點也不同。
研究者們在密歇根州北部，開展了一項為期三年的實驗，監測落葉林中五個樹種的莖干生物質電容動態變化。他們使用頻域反射式傳感器GS3測量莖干生物質電容以及與之對應的體積水分含量。
在這項研究中，研究者們使用了一種通常用于土壤水分含量測量的電容式（FDR Type）傳感器GS3，用于原位樹體內水分含量的測量。GS3是一種頻域反射式的傳感器（FDR Type），對于被測量介質的密度變化敏感，因此需要預先進行單獨校準，進而確保測量的準確。 研究者詳細描述了整個校準過程。首先，將和待測樹種一致的莖干砍下，截成小段，烘干，之后浸泡在不同量的水中，產生一系列不同水分含量的樣品，之后用于傳感器校準。 在實際測量時，首先使用定位板來打孔，確保樹體上的孔距和GS3傳感器探針的間距一致。之后，在插入傳感器時，要確保傳感器和樹體緊密接觸，防止有空氣夾層的存在。 |
他們發現干旱耐旱和不耐受樹種在樹體水分儲存策略方面存在顯著差異。紅楓是一種不耐旱樹種，無論是在雨季還是旱季，其蒸騰作用都表現出對莖干生物質電容強烈依賴的特點。而橡樹，一種更耐旱的樹種，在所有條件下對莖干生物質電容的依賴要小得多。在充分灌溉的條件下，紅楓樹體的日均儲水量變化約為10kg/d，然而類似大小的橡樹樹體的日均儲水量的變化僅為1kg/d。
除了樹種差異外，樹體莖干生物質電容還會受大氣VPD和土壤含水量的影響。由樹體儲水量推導出的植物水化狀況指標，可用于森林健康程度的評價，尤其是對干旱期前后森林健康狀況的評估。例如，連續幾天之間晝夜莖干生物質電容下降的最大值，可以指示樹木開始出現水力脅迫（Hydraulic Stress）的時間點：從何時開始，由于土壤水勢過低，不能完全補充耗盡的生物質電容，進而標記出水力脅迫的起始點。同樣，在干旱恢復期，使用莖干生物質電容來直接量化樹木水力功能的恢復過程。
參考文獻
Matheny A M, Garrity S R, Bohrer G. The Calibration and Use of Capacitance Sensors to Monitor Stem Water Content in Trees[J]. Journal of visualized experiments: JoVE, 2017 (130).
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