树干边材液流速率是研究整株树木蒸腾规律的重要指标。目前主要的测量方法中,热扩散法和热脉冲法由于需要获取零茎流速率参照值,根据经验公式来推算茎流速率,存在引入误差和在不同树种间通用性差等缺陷;另外现有市场上的茎流测量产品存在价格昂贵、稳定性不好等问题。针对上述问题,本文研究了一种改进热脉冲法的测量技术,基于热示踪原理,设计了一种“温度峰-峰值”茎流测量方法,克服了标准参数获取、通用性差等问题,并开发了一套完整的植物茎流采集系统设备,采用便携式结构,传感器安装简便。本文研究内容包括以下几个方面:(1)根据“温度峰-峰值”测量方法的需求,设计了一种插针式茎流传感器,通过优化结构设计,实现了传感器热量注入的高精度、可重现性控制以及边材液流温度变化的高灵敏度感知;设计了相应的传感器信号处理电路和数据采集模块,并基于MCGS组态软件设计上位机系统。(2)通过分析树干边材液流的特征,结合实际试验总结边材液流传导热量引起温升曲线的变化特点,设计了高频率采样、门限检测、软件滤波、多次校验的峰值捕捉方法,在北京市农林科学院内以杨树、梧桐树、枣树、侧柏四个树种为样本进行的测试结果表明观察“峰-峰值”现象的最佳间距为30mm到35mm。(3)研究植物伤口机理、环境因子对测量精度的影响,根据Swanson等提出的数值计算模型模拟热对流及传导现象得出的伤口修正模型,对误差进行修正。通过搭建模拟测量系统和实体测量对系统进行测试:模拟测量结果与实际流速之间的差值低于0.01 mm/s;以杨树为样本进行的多组实体测量结果显示,测量数据重复性好,日茎流变化趋势一致,表明本文设计的茎流传感器及其数据采集系统稳定可靠。