植物木质部空穴化过程中的超声发射现象从发现至今已有几十年的历史,对植物木质部超声发射信号的检测与分析对于了解植物的水分状况有着重要的意义。近年来,学者们关于空穴化过程中植物超声发射的情况与水势、温度、光照、蒸腾速率等环境因子的关系进行了大量的研究,并且在空穴化修复的过程中也发现了超声发射信号,但对于空穴化和修复过程中超声发射信号的产生机理至今尚不明确。本文首先测量了侧柏、元宝枫、刺槐这三个树种切片在失水过程中的超声发射信号,并对其进行分析,发现这三个树种的超声发射信号特征基本相似,信号频率约有80%分布在450-550kHz范围内,信号振铃数大多小于10个,典型信号的波形以减幅振动的形式衰减。再对切片复水检测栓塞修复过程中的超声发射信号,比较发现,栓塞修复过程中也有超声信号产生而且信号特征与空穴化过程中的信号特征相似。本文主要探讨植物木质部空穴化和栓塞修复过程中超声发射的特征和产生机理,基于Rayleigh-Plesset方程建立了描述空泡在导管中运动的方程并求解,根据方程计算出气泡的平衡半径,当气泡受到扰动,如木质部液压强度变化等原因造成半径大于或小于平衡半径时,将数值带入方程求解,采用四阶龙格-库塔法计算得出,气泡在回到平衡状态的过程中是以减幅振动的形式运动的,气泡半径的这种振动就会形成产生超声发射信号的振源。当木质部液水势升高时,空化泡会塌缩为半径较小的气泡,即栓塞修复,但经过一次塌缩并不会完成修复。在压强升高的情况下,气泡会经多次塌缩直到形成稳定的微小气泡,栓塞才会完全修复。在气泡多次塌缩的过程中,气泡半径减小,但是并不是单调减小而是以减幅振动的方式减小,从而形成振源,产生超声发射信号。