典型黑土区防护林带和耕地土壤有机碳分布特征及其影响因素

为了合理开发利用典型黑土、阻控土壤退化、维持耕地产能和可持续利用,选择典型黑土区3个地点的杨树林带和紧邻林带的耕地为研究区,通过测定不同土层的土壤有机碳质量分数、酶活性、化学性质和总球囊霉素质量分数,结合气候因素,分析两种土地利用类型下土壤有机碳质量分数的分布特征及其影响因素。结果表明:(1)林带和耕地土壤有机碳质量分数平均值在克山县和宾县的所有土层均存在显著差异(P<0.05),且林带高于耕地,而辽源市的所有土层土壤均无显著差异(P>0.05)(2)3个地点耕地及辽源市林带土壤有机碳质量分数平均值随着土壤深度的增加而显著降低(P<0.05),而克山县和宾县林带的土层土壤均无显著差异(P>0.05)。(3)林带和耕地土壤有机碳质量分数与β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性、β-葡萄糖苷酶活性、总球囊霉素质量分数、全磷质量分数、碱解氮质量分数具有极显著的[JP2]正相关性(P<0.01);林带土壤有机碳质量分数与pH呈极显著的正相关(P<0.01[JP]),与年平均气温和年平均降水量呈显著的负相关(P<0.05),与有效磷质量分数相关性不显著(P>0.05);耕地土壤有机碳与有效磷质量分数呈极[JP2]显著正相关(P<0.01),与年平均气温、年平均降水量和pH相关性不显著(P>0.05)。[JP](4)影响土壤有机碳质量分数的主要因子为总球囊霉素、碱解氮和全磷,次要因子为年平均气温、年平均降水量、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶和pH。

乌兰布和沙漠绿洲区典型农田防护林带风速流场数值模拟

研究不同结构配置林带前后流场分布和防护效应的差异,能够揭示林带的防风机理,为林带配置优化提供科学依据。以乌兰布和沙漠绿洲区4种配置林带(0.8 H宽度林带、0.2 H宽度林带、乔灌混交林带和无灌木对比林带,H代表林带高度)。对研究对象进行数值模拟,分析不同林带结构配置对林带风速流场特征、不同高度处的水平风速以及防护距离的影响。结果表明:气流在经过4条林带时均产生不同的速度分区,其中下部气流加速区和带后回流区受林带配置结构影响较大;在近地面0.1 H高度处,0.8 H宽度林带相较于0.2 H宽度林带在带后1 H范围内风速降低90.8%,带后回流强度增加55.2%,林带总体有效防护距离分别为17.8 H和15.5 H;乔灌混交林带相较于无灌木林带,带后1 H范围内风速降低122.4%,回流强度增加15.9%,林带有效防护距离分别为21.5 H和23.7 H,对比无灌木林带减少2.2 H。总之,较宽林带和乔灌混交林带能很好地改善林带后缘风速,抑制近地面气流加速作用,但也增强带后回流,缩短了林带有效防护距离,因此在林带配置中应根据不同位置合理规划。

杨树农田防护林带单木叶面积的变化

研究豫东平原5,7年生欧美杨107杨农田防护林带单木比叶面积、叶面积的变化,建立预测林带单木叶面积的异速生长模型。结果表明:5,7年生单木比叶面积平均分别为136.6,138.2 cm2.g-1,两者差异不显著;叶面积平均分别为45.4,85.8 m2,两者差异显著。冠层位置对比叶面积、叶面积均有显著影响,从树冠的上层到下层,比叶面积显著增加;而叶面积在两林龄中垂直层次表现出差异性,在水平层次,由内层到外层,叶面积均显著增加。不同林龄林带具有不同级别的枝,各级别枝的叶面积间均有显著差异。异速生长关系表明:树高、胸径、冠长因子都能可靠地预测林带单木叶面积,相比而言,胸径和单木叶面积之间的异速生长模型在测算单木叶面积及其指数时较可靠、方便。

徐淮平原农田防护林带杨树根系特征研究

主要研究徐淮平原农田防护林带林木根系分布特征,结论如下:①在道路和沟坡上,随着离根株距离的增加,根系生物量和长度急剧下降;根株附近大根所占比率较高,而较远处细根所占比率较高。②道路土壤中细根相对较少,而农田中较多。③无论在农田还是在道路中,根系主要分布在0～40cm土层内;但路边大根分布深。

徐淮平原农田防护林带杨树树干液流研究

为了揭示农田防护林带对附近农作物产生的胁地机制 ,为农田防护林带的树种配置和制定克服胁地的措施提供理论依据。用热脉冲技术 ,采用ICT 2 0 0 0TE树干液流测定系统 ,研究 8年生NL 80 10 5杨和 11年生I 6 9杨生长盛期树干液流的特点及其与环境因子的关系。结果表明 :1)NL 80 10 5杨和I 6 9杨的单位面积液流通量 ,分别为 0 2 4 4L/ (cm2 ·d)和 0 172L/ (cm2 ·d) ,I 6 9杨的蒸腾耗水强度较NL 80 10 5杨的大 ;2 )NL 80 10 5杨和I 6 9杨液流的日进程 ,均呈低—高—低的变化趋势 ;3)NL 80 10 5杨和I 6 9杨 。

河堤防护林带树木根系形态特征的研究

描述了河堤林带８种主要造林树种树木根系形态特征，分析了各树种树木根系生物量空间分布。结果表明，８种树木根系呈“鸡爪状”沿河堤坡面延展；根系形态种间差异明显，刺槐和龙柏为“垂下根型”根系，水杉、杉木和樟树为“斜出根型”根系，柳树、中山柏和桃树为“水平根型”根系；除刺槐外，各树木根系的生物量９０％以上集中分布在０～５０ｃｍ土层中，平均根深为１．０ｍ左右。因此，在河堤上造林有益无害。

杨树农田防护林带单木枝面积的变化

枝面积指数同叶面积指数一样,是重要的林分结构特征,但叶面积指数更受重视,而枝面积指数常被忽略（Weiskittel et al.,2006）。枝面积对总呼吸、光能辐射及降雨截留等多种生理生态过程具有重要意义（Bosceta1．，2003；Keim，2004）；枝面积及其垂直分布对森林生物多样性具有重要意义（Ingram et al．，1993）。由于受重视程度不够，

东北漫岗黑土区防护林带分布对浅沟侵蚀的影响

东北漫岗黑土区坡耕地浅沟侵蚀非常严重,防护林带体系作为坡耕地的重要组成部分,势必会对浅沟侵蚀过程产生影响。本文以漫岗黑土区黑龙江鹤山农场典型小流域为研究对象,基于Quickbird高精度遥感影像和数字高程模型,结合实地调查结果,对小流域内防护林带的分布规律和浅沟侵蚀规律进行了分析,并探讨了防护林带布局对坡面浅沟侵蚀的影响。结果表明:在横坡耕作的坡面上,临界汇水区范围内林带的个数与临界坡长、临界汇水面积呈显著正相关,即增加林带个数、减小林带间距可以增大临界坡长和临界汇水面积,而研究区防护林带间距过大,大于该区浅沟发生的临界坡长,并且防护林带间断有利于浅沟的发育;同时,坡耕地垄向由于受到防护林带影响而与其走向一致,使垄沟笔直穿过低洼水线,形成局部顺坡垄,间接诱发浅沟侵蚀。因此,通过增加横坡耕作坡面上防护林带个数、缩小林带间距、加强林带的管护和更新,同时对不合理的防护林带进行必要的调整,才能有效防治坡面浅沟侵蚀。

华家岭低效防护林带改造对林地土壤蓄水性能的影响

为探讨华家岭低效防护林带改造对林地土壤蓄水性能的影响,在华家岭防护林分布区选取生长不良的低效杨树纯林和改造后的云杉纯林、云杉×杨树、云杉×油松、云杉×落叶松混交林5种典型林带类型,对其土壤物理性状和蓄水性能进行对比研究,结果表明:(1)0—100cm,5种林型土壤含水量均呈随着土层深度的增加而降低的趋势,平均土壤含水量表现为云杉纯林(25.10%)>云杉×杨树林(24.13%)>云杉×油松林(21.80%)>云杉×落叶松林(21.42%)>杨树纯林(18.20%);(2)0—40cm,云杉纯林及其混交林的平均土壤非毛管蓄水量、毛管蓄水量、总蓄水量均高于杨树纯林。亚表层(20—40cm),云杉纯林、云杉×杨树林、云杉×油松林、云杉×落叶松林的毛管蓄水量较杨树纯林增加15.96%,6.65%,17.89%,10.83%,总蓄水量较杨树纯林增加14.33%,13.78%,19.57%,16.28%;(3)云杉纯林及其混交林的土壤含水量和总蓄水量与土壤容重的相关性好于杨树纯林,表明杨树低效林改造对提高黄土高原丘陵沟壑区林地土壤的蓄水性能具有积极影响。

泡桐农田防护林带单株树冠结构特征

冠层结构控制着叶面积及其分布,影响树木的生长,冠层分布影响林带的防护效益。为了解泡桐不同林带树冠的特性,2009年8月选取8年生单行、双行白花泡桐林带,研究其单木冠形、生长量、生物量、叶面积及其分布。结果表明,单行、双行林带单木的树高、胸径、冠长、冠幅、叶量、叶面积均无显著差异,而树干生物量有显著差异(P<0.05)。双行林带单木树冠外偏,呈非对称卵圆型。2个林带单木叶面积在冠内变化规律一致,由上层到下层,内层到外层均逐渐增加。单木叶面积是树高、胸径及冠长的函数。对单木冠层结构的分析可为林带冠层的变化及调控林带结构提供理论支持。

防护林带和封育对沙化草场土壤理化性质的影响

通过对河北省张家口市黄羊滩防护林带内封育草场和防护林带外未封育保护沙化草场的理化性质对比,分析封育和防护林带对沙化草场土壤理化性质影响。结果表明,封育和防护林带可以显著地改善沙化草场土壤机械组成,提高土壤养分含量,其中细沙、粗粉沙和物理黏粒的平均百分含量较未封育沙化草场分别增加了4.26%、10.20%和12.08%,有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾的平均含量总体提高了203.65%。研究成果为采用植被建设措施改良沙化草场提供了科学依据。

杨树农田防护林带全林生长模型的研究

立地条件、林龄、密度是影响林分生长的3个主要因素,本研究采用Richards理论方程为基本模型,在模型中引入立地指数、株数密度、林分年龄3个因子,从而构建了研究区的杨树农田防护林带的可变密度的全林分蓄积生长模型,模型的建立为研究区蓄积量的预估打下基础.

黑土区农田防护林带对小流域土壤侵蚀和泥沙沉积的影响

采用137Cs和210Pbex双核素示踪方法,结合GIS技术,在典型黑土区面积为28.5hm2的小流域上,研究了林带对小流域土壤侵蚀和泥沙沉积的影响。结果发现:小流域内的林带能在一定程度上减少土壤流失,林带前、后特别是带前表现为泥沙沉积,而带后一定距离上,土壤侵蚀会加剧;坡面较缓和等高线与林带夹角较小的林带拦沙效益高;在小流域两条防护林带和沟口地埂的作用下,小流域呈现侵蚀-沉积-侵蚀-沉积的模式。近50年来,平均每年沉积在两条林带前后60m范围内的泥沙占小流域总泥沙沉积量的18.8%;在100年的时间尺度上,平均每年沉积在林带前后的泥沙占流域年泥沙总沉积量的7%左右。在50年和100年的时间尺度上,小流域的泥沙输移比分别为53%和78%。

涪江流域江岸防护林带淤沙固岸效果的研究

在涪江中下游典型江岸营造1000亩淤沙林带,江岸防护林系统经1988年洪水淹后林带内淤积泥沙,在1981年特大洪灾冲成裸露的卵石滩上重新淤地300亩,现已在林间点种农作物;在凸岸营造的淤沙林带,一次洪水淹没后,淤泥沙普遍在20cm以上;凸岸林带内淤沙与乔木胸高断面积成正相关,数学模型:Y=0.0448+0.8558X(Y:淤沙厚度,X:胸高断面积)。当胸径达8cm时,测定单株树干对洪水阻力为6kg,全部冲成倒伏状。凹岸营造固岸林带后,一次洪水淘深河床20cm;固岸林生物工程组合乔草型林网结构与防洪堤水利工程配套后,造成堤与林带区域淤积。

敦煌石油基地防护林带污水灌溉对土壤的影响

阐述了敦煌石油基地的污水处理情况以及防护林的污水灌溉情况,重点对污水灌溉防护林带区域的土壤进行了分析,考察了污水灌溉对土壤的影响。试验分析结果证明,污水灌溉可以改良土壤,提高土壤肥力,净化环境。

农田防护林带盐渍化改良与增产效应的研究

农田防护林带对农田具有防护作用,可使平均风速降低51.6%,气温下降0.6℃,相对湿度提高5.9%,水面蒸发减少33.7%。随林地面积扩大和树体的增长,还可以减少夏季干热风发生频率和降低地下水位。林带防护范围内,土壤含水率较高,土壤盐分含量较低。距林带一倍树高范围内,农作物受胁地遮阴影响有所减产,但距林带树高20倍范围内,和对照点(林带25倍处)相比,小麦平均增产31%,千粒重增加6.9%;玉米平均增长22.9%,千粒重增加3.6%,含盐量平均降低0.03%左右。

矿区防护林带动力效应的预测分析

为了更好地发挥防护林带在矿区生态环境保护中的效用,采用数值模拟的方法预测防护林带的绕林流场,其中将气流-树木相互作用视为阻力项添加到动量控制方程中,由障碍物表面对空气流动的阻力来描述林带的遮蔽效应.通过对雷诺时均控制方程的离散求解,得到了通风型条状林带、疏透型网状林带、紧密型块状林带各自对应的流场、压力场和湍流动能场的分布.结果表明:不仅林冠疏透度对防护林带的遮蔽防风有明显影响,而且树木间的株距对林带整体的遮蔽效果也有比较显著的影响,为避免穿流风对遮蔽效应的影响,林带宽距比不宜超过1.3;疏透度为31%的网状林带的有效防护范围大,防风效果好而且水土保持性强;紧密型块状林带,林后速度衰减幅度大,可抑制附着在叶片上粉尘的再次扬尘.

水黄皮在闽南沙岸木麻黄防护林带更新中应用研究

闽南沙岸木麻黄防护林带更新采用水黄皮造林试验,包括木麻黄基干林带更新采取林内套种水黄皮试验和海岸后侧木麻黄林带采伐迹地采用木麻黄与水黄皮带状混交试验。结果表明:木麻黄基干林带内水黄皮的保存率、树高和胸径随林带郁闭度的增加而降低,不同郁闭度林带内水黄皮的保存率、树高和胸径差异达到显著水平;林带内套种水黄皮对土壤肥力起到改善作用;木麻黄与水黄皮带状混交能提高木麻黄的生长量、林分防风效能和土壤肥力。

防护林带:湍流的数学模型与计算机模拟

虽然防护林用于减小风速、控制热量和水汽传递及污染物扩散、改善气候与环境、增加作物产量等已经有几百年了,但直到近几十年,人们才开始系统地研究防护林空气动力学的遮蔽机制.在本综述中,我们考察了绕防护林带的流动与湍流控制机制,最新的模型与数值模拟研究情况;通过数值模拟与实验数据的比较,来了解防护林带结构与防风效果之间的关系;讨论数值分析如何及为什么能够得到所需要的结果.本文将从多孔隙防护林带流动基本方程组的推导开始,讨论数值模型及模拟过程,对附体与分离流动进行预测;分析了遮蔽机制与动量交换;对风向、防护林密度、宽度和三维性对流动与湍流的影响作了系统的论述.还对热流和土壤水分蒸发的新模型及数值模拟作了简述.最后,我们对网络工作站、群和高性能分布式并行计算机及其对防护林带模型预报能力的提高作了讨论.

塔中油田作业区防护林带的小气候效应

对塔中油田防护林带、自然沙面、流动沙丘的气温,相对湿度以及风速进行同步对比观测的研究结果表明:受油田防护林带的影响,防护林带外围的气温、相对湿度比被其包围的作业区的变化幅度小,风速比作业区大。作业区的小气候效应比较显著。