黄河三角洲白蜡人工林不同冠层光合特征研究

本研究以黄河三角洲地区典型白蜡人工林为研究对象,测定了不同冠层叶片的光响应曲线及光合参数的日变化,并对影响不同冠层净光合速率(Pn)的主要生态环境因子进行了分析。结果表明:白蜡人工林不同冠层叶片的光量子效率(α)表现为上冠层(U)>中冠层(M)>下冠层(L),最大光合速率(Pn_(max))、光饱和点(I_(sat))表现出相同的特征,而光补偿点(I_(c))变化相反,说明冠层越往上光适应范围越大;暗呼吸速率表现为冠层U>冠层L>冠层M。冠层U和冠层M的Pn呈双峰曲线变化,有明显的‘光合午休’现象,首峰出现时间均为上午10时,次峰时间分别为14时和16时;冠层L表现为单峰曲线,峰值出现在12时。逐步回归分析和通径分析表明,不同冠层Pn主要受气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)的影响,分别表现为正向、负向影响,但不同冠层的主要影响因子存在差异,且因子间存在互作效应。总之,黄河三角洲白蜡人工林上冠层具有较高的光合能力和光合效率,这为白蜡人工林经营管理中改善其空间结构提供了参考。

黄河三角洲白蜡人工林小气候特征的时空动态变化

在山东省盐碱地造林试验站的12年生白蜡人工林内(山东黄河三角洲森林生态系统定位研究站的定位观测样地),设有25 m综合梯度观测塔(包含森林小气候观测系统),在高度1.5、3.5、11.0、13.0 m处分别设置4层气象传感器(空气温度、相对湿度、风速传感器),在高度3.5、11.0 m处设有两层四分量辐射传感器。于2015年3月—2016年2月,每个月份选择3个晴天代表日,按照数据采集频率为10 min的间隔24 h不间断采集数据,分析黄河三角洲地区白蜡人工林小气候特征的时空动态变化。结果表明:一年中,冠层内太阳辐射始终低于冠层上,冠层内年均太阳辐射可降低84.91%;林冠层在4月份表现出一定的保温作用,7月份表现出一定的负作用;一年中,观测塔高度3.5 m处的湿度基本高于观测塔高度11.0、13.0 m处的湿度,且4个月(4、7、10月份和次年1月份)的日变化特征显示林冠层夜间增湿作用明显;不同高度的风速,从大到小依次为13.0 m高处、11.0 m高处、1.5 m高处、3.5 m高处,林冠层年均可降低风速73.54%。

滨海盐碱地白蜡人工林的小气候效应

以滨海盐碱地白蜡人工林为研究对象,以旷野裸地为对照,采用定位观测的方法,研究白蜡人工林的动力、热力和水文等小气候效应,以期为滨海盐碱地人工造林的生态影响评价提供参考.结果表明：林内太阳辐射、风速、土壤温度、土壤湿度明显低于旷野;空气相对湿度林内显著高于旷野;而林内空气温度春季高于旷野,夏秋季则低于旷野.林带防风效应和遮荫效应在夏季发挥最好,分别可达77.87％和67.50％,气温最高可降低0.40℃,空气相对湿度可增加7.59％ ～ 18.61％.林内不同小气候因子间极显著相关,且气温和土温的相关性最好.

黄河三角洲白蜡人工林空气PM_(2.5)浓度变化规律的研究

以黄河三角洲典型的白蜡人工林为研究对象,选取2016年3月～翌年2月期间白蜡林内、外的PM_(2.5)数据和相关气象数据,对比分析了林内、外PM_(2.5)浓度的季节性变化和日变化特征,同时对特殊天气下PM_(2.5)浓度的变化进行了研究。结果表明:林内、外空气PM_(2.5)浓度均呈明显的季节性变化,均表现为冬季>春季>秋季>夏季;四季PM_(2.5)浓度的日变化近似呈双峰型曲线,变化趋势为夜间>日间、上午>下午;除冬季外,林内PM_(2.5)浓度普遍低于林外空地的;大风、降雨和降雪均有利于空气颗粒物的消除,且随着风力的增强和降雨量的增加,清除效果更好;在3种特殊天气下PM_(2.5)浓度均表现为林内>林外;春季和冬季的空气PM_(2.5)浓度与温度、风速呈显著负相关,与湿度呈显著正相关。

基于林龄的黄河三角洲白蜡人工林细根分布与活力研究

为研究黄河三角洲盐碱区白蜡人工林的细根空间分布与生长特征,选取5a、12a和18a典型白蜡人工林为研究对象,采用分层挖掘法和图像扫描分析法,对细根(≤2mm)的生物量密度(RBD)、根长密度(RLD)、根表面积密度(SAD)、比根长(SRL)、比表面积(SSA)根尖数、分支数、交叉数以及根系活力等9个指标进行了研究。结果表明:不同林龄白蜡人工林细根RBD随林龄的增大而增加,随土层深度的增加而降低。3种林龄的细根多集中在0~40cm的表层土和亚表层土中,RBD在总RBD中所占的比例为70.91%~81.39%,而在深层土中细根RBD所占的比例为1.16%~3.71%,细根有随林龄增大而向土壤深层延伸的趋势,且表层土根系生物量与次深层土和深层土均差异显著(P<0.05);随着林龄和土壤深度的增加,RLD、SAD、细根根尖数、分支数和交叉数分别呈增加和下降趋势,细根平均直径在土层垂直结构上则呈相反的变化趋势,而SRL与SSA的变化规律有所差异;根系活力在表层土和亚表层土中的变化趋势相似,主要表现为12a>5a>18a,而在次深层土和深层土中则表现为12a>18a>5a,且随着土层深度增加而减小;相关分析表明,3种林龄细根生物量密度与土壤含盐量、容重呈极显著负相关,除12a林龄细根生物量密度与土壤总孔隙度呈显著正相关外,其它林龄均与土壤总孔隙度、有机质、铵态氮、速效磷、有效钾及根系活力呈极显著正相关。