白桦单根的抗拉力学特性研究

为研究根系力学特性,对华北地区白桦(Betula platyphylla)进行单根拉伸,系统分析白桦根系材料的力学特性。结果表明:在同一标距、同一拉伸速率下,抗拉强度与直径存在着负相关关系,且表现为幂函数关系,极限延伸率与直径呈负相关关系,最大抗拉力与直径存在正相关关系;同一拉伸速率下,标距较小的单根有较小的弹性模量和较大的平均抗拉力、平均抗拉强度及平均极限延伸率;以400 mm/min和10 mm/min不同速率拉伸根系,根系在400 mm/min下大多为脆性断裂,易拉断破坏,拉伸速率的变化对抗拉强度和最大抗拉力的影响不显著。对白桦根系的应力应变曲线分析表明,根系直径较小时,随应变增加应力呈线性增大,表现出较好的线弹性关系,直径增大后,应力应变曲线递增缓慢,没有明显的线性区间。根据白桦应力应变曲线的特征,建立并拟合得出了白桦单根本构关系的经验模型,检验表明模型的拟合结果与试验数据基本吻合。     

北川县4个树种根系抗拉特性研究

【目的】研究北川县几种常见造林树种(柳杉、厚朴、桤木和楠竹)的根系抗拉特性。【方法】通过野外调查和室内试验相结合的方法,研究了各树种单根的抗拉强度、最大抗拉力和应力-应变关系等抗拉特性。【结果】各树种单根的最大抗拉力随根径的增大而迅速增加,相同直径水平时单根最大抗拉力大小依次为柳杉厚朴桤木楠竹;不同林龄的柳杉单根的最大抗拉力大小依次为9a6a3a。【结论】4个树种单根的抗拉强度为柳杉桤木厚朴楠竹;不同林龄的柳杉单根的最大抗拉力随林龄增加而增加。     

沙地柏根系抗拉力学特性研究

对河北省张家口市沙地柏(Sabina vulgaris Ant.)根系进行抗拉试验,结果表明,沙地柏单根抗拉力随着根系直径的增大呈幂函数形式增大,单根抗拉强度随着根系直径的增加呈近似幂函数的关系递减,且相关系数都较高,沙地柏根系直径较大的根对边坡土体的加固作用有限,而根系直径较小的根抗拉强度较大,对根系护坡起主要作用;沙地柏单根伸长率、截面收缩率随着根系直径的增大呈直线形式减小,且相关系数都较高,根系直径较小,根系伸长率较大,从侧面反映出随着根系直径的增加,韧性减小。沙地柏根系直径范围在1.00～6.00 mm,抗拉力在25.0～369.0 N,抗拉强度在13.00～17.00 MPa,伸长率在8.00%～12.00%,截面收缩率在8.00%～12.00%,平均抗拉力为170.7 N,平均抗拉强度为14.89 MPa,平均伸长率为10.76%,平均截面收缩率为9.82%。     

护坡木本植物根系的力学特性及其与细胞壁成分的关系

为研究人工边坡立地条件下木本植物根系固土护坡的力学机制,以京承高速(3期)边坡为例,对榆树、紫穗槐、刺槐、胡枝子4种木本植物共395个根样进行室内单根拉伸试验,然后按5个根系径级分类并分别测定其半纤维素、纤维素、木质素含量,系统分析植物根系材料的力学性能。结果表明:4种木本植物根系直径为0.95~5.42 mm,抗拉强度为7.66~36.94 MPa,抗拉力为22.18~464.50 N。4种植物之间抗拉力、抗拉强度差异显著,从大到小依次为榆树＞紫穗槐＞胡枝子＞刺槐,根系抗拉力随根系直径增大以幂函数增大,抗拉强度随根系直径增大以逆函数或幂函数减小。4种木本植物5个径级根系半纤维素质量分数为1.37%~29.26%,纤维素质量分数为20.57%~36.91%,木质素质量分数为15.12%~29.84%,综纤维素质量分数为28.18%~66.17%,木纤比比值为0.45~1.31。不同树种间及不同径级根系间细胞壁成分差异显著。根系抗拉力与木质素显著负相关;抗拉强度与木质素正相关,与半纤维素负相关。根系拉伸的应力--应变曲线随树种根系结构组成的不同而不同。单根拉伸的应力--应变特征初始阶段为线性关系,拉力继续增大会逐渐表现出塑性特征,根系最大应力随直径增大而减小。综合4种植物的抗拉特性,榆树和紫穗槐的护坡作用较大。      

黄土高原主要造林树种对鼢鼠危害的抗性研究

采用定植3 a林木的被害率和被害存活率指标,将黄土高原主要造林树种分为高抗、中抗、低抗和易害树种.油松、侧柏、山杏、刺槐和沙棘个体死亡时根系的被害程度依次为13.58%、19.81%、33.50%、39.62%、42.16%,被害林木死亡率为100%时的根系被害程度依次为72.52%、78.03%、81.25%、89.12%、90.14%.林木抗鼠性差异的主要原因是林木的生长特性和鼢鼠对其喜食的程度与取食量.林木根系生长愈快、萌生能力愈强,被害程度愈低,耐鼠性愈强.     

北京市3种针叶绿化树种根系结构分析

该文从根系长度、表面积、体积、根系序级、根系数量等方面对北京市油松、侧柏、白皮松3种针叶绿化树种的根系形态特征进行了对比分析。结果表明:3个树种在根系结构上有良好的一致性,即直径1 mm的根系连接数量、根系累计长度以及表面积占据总量的多数;直径2 mm的根系数量、根系长度和根系表面积是根系总量的主体;0～3序级根系连接数和根系表面积占所有序级根系连接数和表面积的70%以上。根系形态分析结果显示,白皮松根系分枝能力弱于侧柏和油松,并以油松根系分枝强度为最大。      

磨盘山典型灌草根系抗拉力学特性及其影响因素研究

为研究西南典型红壤土石山区护坡植物根系固土力学机制,选取4种景观绿化护坡乡土植物(栽秧泡、星毛金锦香、狗尾草、灯芯草)根系开展单根抗拉实验,对比分析根系力学特性及其相关影响因素。结果表明:4种植物根系抗拉能力排序为栽秧泡星毛金锦香狗尾草灯芯草,随根径的增大抗拉力增大,抗拉强度减小。随着根径的增大星毛金锦香、狗尾草、灯芯草根系木质素含量、木纤比逐渐增大,纤维素含量减小,栽秧泡变化相反。4种植物根系抗拉能力与纤维素、木质素含量显著相关;星毛金锦香、狗尾草、灯芯草根系抗拉力与纤维素含量显著负相关,与木质素含量、木纤比显著正相关,抗拉强度与纤维素含量显著正相关,与木质素、木纤比显著负相关;栽秧泡根系抗拉特性与化学成分的关系与之相反。根系应力-应变曲线初始阶段为线性关系弹性特征较好,当荷载继续增大表现塑性材料特征;根系最大延伸率随根径的增大而减小,最大的为栽秧泡。4种植物单根力学特性均符合水土保持植物要求。     

北京山区典型针叶林树种蒸腾特性比较

该文通过比较油松和侧柏的蒸腾特性,为北京生态涵养带抗旱树种的筛选提供基础数据。采用Li--6400型便携式光合仪在2006年5—10月对北京市密云水库典型针叶林(油松和侧柏)的蒸腾速率进行了测定。结果表明,油松和侧柏的日平均蒸腾速率分别为2.18和1.95mmol/(m2.s),日平均水分利用率分别为3.52和3.04μmol/mmol。油松和侧柏的水分利用率均在11:00时达到峰值,光合速率的变化趋势均为单峰曲线,且在12:00前后达到峰值。因此,油松和侧柏作为北京山区两种典型针叶树种具有相似的蒸腾特性,油松的日平均蒸腾速率和水分利用率均略高于侧柏,蒸腾作用受环境因子综合影响,气孔导度是影响油松和侧柏蒸腾速率的主要因子。     

沙棘根系固土力学特性对其平茬复壮的响应

为考察平茬措施对根系力学特性的影响，以内蒙古干旱半干旱地区水土保持先锋灌木沙棘（Hippophae rhamnoides）根系为研究对象，使用TY-8000拉力机，进行单根极限拉伸试验和根土界面拉拔摩阻试验，并分析平茬对沙棘根系固土力学特性的影响。试验结果显示，在测试根径为0~5 mm时，平茬和未平茬条件下，沙棘单根极限抗拉力、抗阻拉力均与直径呈幂函数正相关；单根极限抗拉强度、根-土界面拉拔抗剪强度均与直径呈幂函数负相关。在代表根径级0.5~1.5 mm，沙棘平茬较未平茬平均单根极限抗拉力值提高31%；平均单根极限抗拉强度提高37%；平均拉拔抗剪强度提高30%。研究结果表明，直径对沙棘根系抗拉强度和抗剪强度均有影响，且沙棘经平茬处理后，抗拉特性和抗剪特性均有所提高。     

林分密度和立地类型对北京山区侧柏人工林根系的影响

该文采用土柱法对北京山区侧柏人工林的根系分布特征进行了调查研究.结果表明:林分密度、立地类型及其交互作用均对侧柏人工林根系产量与垂直分布有极显著的影响,并以林分密度的作用强度最大.侧柏林土壤表层的根长密度(P0.05)、根系表面积密度(P0.001)随着林分密度的增加而显著增加,但这种势态随土层加深变幅递减.直径1 mm的根系长密度所占比例、直径1 mm和1～2 mm根表面积密度所占比例以及根体积密度所占比例随林分密度的提高而显著提高的现象表明,在种内竞争前提下,侧柏林木通过提高个体细根产量而提高对土壤资源的利用强度,并获得有限的土壤资源.侧柏人工林林木根系的根长密度、根表面积密度随着立地条件的改善而显著降低,根长密度、根表面积密度在立地类型间的差异有随着土壤层次的加深而减小的趋势.阳坡薄土立地林木根长密度、根系表面积密度平均比阳坡厚土立地高20.4%和20.9%.该现象表明,在瘠薄立地上,侧柏林木通常采取提高根系吸收范围的对策获取有限的土壤资源.      

华北土石山区森林枯落物与土壤水文效应研究

以河北省易县崇陵小流域3种不同林分的枯落物层和土壤层为研究对象,对其水文效应进行初步研究。结果表明:3种林分枯落物蓄积量差异较大,侧柏枯落物蓄积量最大,高达57.9t/hm2,油松枯落物蓄积量次之,为29.8t/hm2,刺槐枯落物蓄积量最小,是28.7t/hm2;3种林分枯落物中,侧柏林的枯落物持水能力最强,为114.5t/hm2,油松林的枯落物持最小,仅为60.1t/hm2;3种林分下土壤的平均容重和总孔隙度差别不大,容重的变化范围在1.46~1.66g/cm3;总孔隙度均偏低,具体表现为:侧柏(30.86%)油松(29.31%)刺槐(27.1%);3种林分林下土壤持水能力有所差异,表现为:侧柏油松刺槐。土壤持水能力与各林分林下土壤的孔隙度大小呈正相关,即土壤孔隙度越大,土壤的持水能力越强;3种林分的土壤稳渗速率相差较大,表现为:刺槐(10.50mm/min)油松(2.80mm/min)侧柏(0.80mm/min)。     

植物根系抗拉试验研究

通过对华中地区瑜伽山边坡中紫穗槐、紫花苜蓿、栾树、木子树根系抗拉性能试验,探讨4种植物根系极限抗拉强度、最大抗拉力、伸长率与随直径大小变化的规律。通过分析可知,4种植物根系极限抗拉强度随根系直径增大而减小,最大抗拉力随直径增加而增加;紫穗槐、紫花苜蓿和木子树根系伸长率随直径增加呈减小趋势,而栾树根系伸长率先随直径增加而增加,当根系直径超过2mm后随直径增加而减小。     

山东石灰岩山地混交林和纯林中侧柏生理特性比较

[目的]探讨不同造林模式(侧柏纯林、侧柏-油松混交林)对侧柏生理特性的影响,为当地荒山造林方式的选择提供理论根据。[方法]于4月26与27日分别从早上8点到下午6点每隔2 h测定侧柏纯林和侧柏-油松混交林中侧柏的光合及蒸腾特性,对侧柏与油松的混交林以及侧柏纯林的光合特性、蒸腾特性以及叶片水分特性进行了分析研究。[结果]混交林中侧柏的净光合速率日变化、蒸腾速率日变化,以及光合速率与光照强度、空气温度、空气湿度、叶室温度、空气中CO2浓度等生态因子的相关性与纯林侧柏均不相同。1 d中光合速率平均值,纯林侧柏仅为混交林侧柏的54.1%;以鲜重为基础和以干重为基础的叶子含水量混交林侧柏与纯林侧柏相比差异不明显,但混交林侧柏的相对含水量明显高于纯林侧柏,而其叶片的自然饱和亏明显低于纯林侧柏叶片。[结论]在良好的森林小气候,有较高土壤水分条件下,旱季混交林林木的水分平衡状态好于纯林。     

山西太岳山油松林木边材心材导水功能研究

实测太岳山36株油松边材和心材面积,建立计算林木边材和心材直径回归方程,使用TDP80探针采用热平衡技术测定山西太岳山地区油松林木夏季边材和心材中液流速度,对比分析夏季不同天气条件下树干边材和心材的导水效率.结果显示油松林木树干液流夜间流速约为白天流速的5%(60年生林木)~15%(30年生林木);30年生林木白天平均流量(11.7 dm3/d)占全天平均流量(13.9 dm3/d)的84.33%,60年生林木白天平均流量(67.5 dm3/d)占全天流量(69.9 dm3/d)的96.56%.油松林木日间蒸腾耗水占全天耗水量的85%~95%.研究表明30~60年生油松林木液流日总量中边材液流量只占61%~72%,心材液流量可占到28%~39%.油松林木心材的导水功能不宜忽略.     

干旱胁迫对苗木蒸腾耗水日变化的影响

采用BP340 0精密电子天平 ,于 2 0 0 2年夏季研究了在不同水分胁迫条件下 ,4种北方主要造林树种苗木的日蒸腾耗水速率及实际耗水量变化规律 .结果表明 ,在正常水分条件下 ,各苗木的日最大耗水速率出现在 10 :0 0— 14 :0 0之间 ,阔叶树种的蒸腾耗水速率远远大于针叶树种 ,是针叶树种的 5～ 7倍 ,苗木的耗水速率排序为 :黄栌 >火炬树 >侧柏 >油松 ;1年生的黄栌和火炬树与 5年生侧柏的日耗水量相差不大 ,是油松的 1倍 .当苗木受到干旱胁迫后 ,苗木的日最大耗水速率会提前 ,蒸腾速率迅速下降 ,但下降幅度不同 ,耗水速率排序为 :火炬树 >黄栌 >油松 >侧柏 .在中等干旱胁迫下 ,油松、火炬树、侧柏、黄栌的日平均耗水速率分别下降了 5 4 0 %、6 8 6 %、87 2 %和 90 2 % ;侧柏和黄栌之间 ,油松和火炬树之间的日耗水量基本相同 ,但侧柏和黄栌只有油松和火炬树的一半 ;干旱胁迫继续加重后 ,油松、火炬树、侧柏、黄栌的日平均耗水速率只有水分正常条件下的 15 7%、12 1%、4 3%和 9 2 % ,日耗水总量下降到 5 %～10 % ,4个树种间相差不大 .     

太行山南麓生态脆弱区侧柏人工林的结构特征

定量分析生态脆弱区人工林结构及其影响因素，为提升人工林质量效益提供科学依据。2019年，在太行山南麓的石质山区坡面上布设不同坡位的样地，结合样方取样法，调查分析50年生侧柏(Platycladus orientalis)纯林的林分结构及其环境影响因素。结果表明：(1)坡面上立地条件较差，裸岩率平均为71%，土壤厚度平均为2.2 cm，坡度平均为20°；(2)侧柏林密度偏大，平均为5 924株·hm^-2，一穴多株现象严重；林木生长状况差，胸径、树高、冠幅平均值仅为7.07 cm、4.80 m和1.18 m；林下灌草缺乏；枯落物储量小，平均为4.52 t·hm^-2；主要是侧柏针叶，占总体的41.37%，其次是侧柏枝条，占21.33%，其余共占37.30%;(3)相关分析表明，林木生长差与林分密度、每穴株数过大有关(P<0.05)，枯落物储量小与裸岩率高、冠层郁闭度低有关(P<0.05)。综上可知，研究区内侧柏林结构特征表现为密度偏大、单株生长差、灌草缺乏、枯落物储量小。建议及时抚育间伐，适当降低林分密度，促进林木生长、灌草发育及枯落物...     

应用~(32)P研究混交林中油松侧柏对磷的吸收及根系分布状况

用埋入法将NaH_2~(32)PO_4(1.78mci/株)引入油松侧柏个体,分别于3、7、14天采样用液体闪烁仪测其叶的放射性脉冲;用注射法将NaH_2~(32)PO_4(0.45mci/株)引入油松侧柏个体,两周左右取土壤一根系样品用定标器测其放射性脉冲。结果表明混交林提高了油松对磷的吸收能力;一定时间后,生理机能越旺盛的部位,吸收到磷越多;侧柏根系更趋于表层,油松根系更趋于深层,从而使混交林提高了抗逆性和土壤养分的利用率。     

5种植物侧根分支处的抗拉力学特性研究

【目的】探讨3~4年生柠条(Caragana microphylla Lam.)、沙地柏(Sabina valgaris Ant.)、沙柳(Salix psammophila C.wang et Ch Y.Yang)、白沙蒿(Artemisia sphaerocephala Krasch.)和沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)侧根分支处的抗拉力学特性,为植物固土护坡提供理论基础。【方法】在鄂尔多斯准格尔旗境内和林格尔县境内采集5种植物根系,每种植物采3株标准株,对直径0.5~4mm的根系按0.5mm分级,采用织物强力机(加载速度为200mm/min)测定5种植物各径级根系的室内轴向抗拉力并计算抗拉强度,同时分析根型(鲱骨型、二分枝型)、生长时期(生长季初期(5月)、生长旺盛期(8月))、土壤含水量(0%,6.8%,18.8%,26.6%)对侧根分支处抗拉强度的影响。【结果】5种植物侧根分支处断裂比例均在60%以上,侧根分支处抗拉能力明显不及相邻的直段根;无论是鲱骨型还是二分枝型,5种植物侧根分支处的抗拉力均低于相邻直段根的抗拉力,柠条、沙柳、沙地柏、白沙蒿和沙棘直段根的抗拉力分别是相邻侧根分支处抗拉力的1.39倍、1.33倍、1.46倍、1.63倍和1.91倍;5种植物2种根型侧根分支处抗拉力和抗拉强度的种间差异相同,均表现为柠条沙柳沙地柏沙棘白沙蒿,根型对其影响不显著;生长旺盛期柠条、沙柳、沙地柏、白沙蒿、沙棘侧根分支处抗拉强度均值分别为30.57,18.19,9.52,8.54和5.34MPa,生长季初期分别为26.79,15.25,10.17,6.76和6.10 MPa,生长时期对5种植物侧根分支处抗拉强度的影响均在α=0.01水平下差异显著;5种植物侧根分支处的抗拉强度均随周边土壤含水量的增大而减小,土壤含水量对其影响显著。【结论】5种植物侧根分支处是根系抗拉的薄弱点,其抗拉力是正确评价植物根系抗拉力学特性的关键。     

信南高速不同类型坡面下边坡植物根系抗拉特性

通过对信(阳)南(阳)高速公路不同坡位、坡向植物根系在不同生长阶段及主根与侧根处的根系力学特性的研究,对于了解根系固土机理及水土保持具有理论实践意义。采用相关分析和回归分析的方法,分析不同类型坡面下植物根系的抗拉特性。结果表明:在不同的生长阶段,多年生草本进入夏季抗拉力达到最大值,冬季呈明显递减趋势;灌木进入冬季则呈缓慢递增趋势;中、下坡植物抗拉力多大于上坡;阳坡植物根系的抗拉强度、根系直径均大于阴坡;阴坡植物根系抗拉力均大于阳坡,根系发育良好;草本植物的主根抗拉力均大于侧根;根系抗拉力和直径呈显著的正幂函数关系,根系抗拉强度和直径呈显著的负幂函数关系。研究结果对根系固土力学机制的研究提供了理论基础。     

油松人工林林木生物量的研究

在 35年生的油松人工林中设置 4块标准地 ,分别径阶选定样木 ,测定其生物量。结果表明 :35年生油松人工林每公顷林分总生物量为 76 87t。油松各器官生物量的分配有一定的规律 ,树干生物量占全株生物量的44 0 8%～ 6 4 95 % ,树枝占 18 31%～ 2 8 73% ,树叶占 9 2 %～ 12 94% ,根系占 10 85 %～ 16 38%。林木生物量与径阶有正相关关系 ,与 (D21 3H)有密切相关关系 ,其回归模式为LnW =aLn (D21 3H) +b。