延庆县人工植被的防风蚀效应研究

通过野外调查与实验观测,对延庆县两种类型人工植被在春季对风沙阻滞规律进行分析研究,结果表明农田防护林带风速在林带后7H处降低最大,防风效能最大,杨树片林风速在9H处最小,防风效能最大;杨树片林的粗糙度最大,农田防护林的粗糙度较小,片林的粗糙度比林内道路提高了1.65倍,比裸地提高了4.81倍;农田防护林带阻沙作用主要在林带背风面,占总阻沙量的82.3%,而杨树片林的阻沙作用主要在林内,占总阻沙量的87.1%.平均阻沙量片林＞林带防护林.     

延庆县人工植被的防风蚀效应研究

就延庆县两种类型人工植被在春季对风沙阻滞规律进行分析研究,通过野外调查与实验观测,研究结果表明农田防护林带风速在林带后7H处降低最大,防风效能最大,杨树片林风速在9H处最小,防风效能最大;杨树片林的粗糙度最大,农田防护林的粗糙度较小,片林的粗糙度比林内道路提高了1.65倍,比裸地提高了4.81倍;农田防护林带阻沙作用主要在林带背风面,占总阻沙量的82.3%,而杨树片林的阻沙作用主要在林内,占总阻沙量的87.1%。平均阻沙量片林〉林带防护林。     

康庄地区人工植被防风阻沙与土壤改良效益分析

通过对延庆县康庄地区3种人工植被（林带、片林、杏园）不同部位的风速、积沙量、积沙形态特征以及林地土壤养分的观测与分析,比较了不同植被类型防风、阻沙效益及土壤改良效益的差异;研究结果表明：在迎风面1H～10H范围内片林的防风效能最大为25.6%;在林内距迎风面1H～7H范围内杏园防风效能最大为70.0%;在背风面1H～20H范围内防护林带防风效能最大为32.3%。其阻沙量从小到大序列为：林带、片林、杏园;在植被的作用下其积沙形态呈现不同的分布规律。三种植被的土壤改良效果明显,杏园改良效益最佳。     

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.     

河北省坝上地区牧场防护林的防风效能研究

[目的]揭示河北省坝上地区御道口牧场防护林林带的防风效能,为牧场防护林建设提供理论依据。[方法]以樟子松防护林林带为研究对象,运用空间多点观测法观测。[结果]当旷野风速为3.84m/s时,在林后1(H为林带平均高度)H处,风速最小,同时防风效能最大,但随着水平距离的增加风速在逐渐升高而防风效能呈逐渐下降趋势。旷野风速越大,林带防风效能增大,有效防护距离变大。当旷野风速为5~6级时,在林内,1H,5H处的防风效能最好,防风效能范围为67.97%~94.27%。不同垂直高度上防风效能的变化趋势由大到小为:30,50,150,300cm,风速的分布规律变化趋势与防风效能正好相反,由大到小为:300,150,50,30cm。[结论]牧场防护林林带后的1~10H区域是林带的最佳保护区和作用范围,其中林后1H的防风效能最好,但会随着风速和垂直高度的变化而有一定的差异。     

不同密度梭梭林对风速的影响

梭梭是干旱沙区主要的防风固沙树种,在民勤青土湖湖区选取具有不同密度分布的人工梭梭林,对照测定林带内外的风速变化.结果表明:林带宽度约为200 m,沿主风向由疏至密组合成非均匀林带,林带最大密度为276.8株/hm2.当外界风速达到8.0～10.0 m/s时,林带内0～400 cm高度范围内风速降幅在41.44%～72.22%,风速变异系数为无林区的两倍以上,且林带内无流沙,从而达到较好的防风阻沙效果.单株梭梭的大株型及稠密结构降低风速的幅度小于冠幅大而枝条较疏的植株.合理疏密结构的梭梭林带可有效降低风速,达到防风固沙的目的.     

日光温室冬春两季环境因子变化研究

在正常生产管理条件下,利用温室智能监控系统,自动监测记录冬、春两季日光温室内外空气温度、光照强度,温室内空气湿度、土壤温度,研究冬、春两季日光温室环境因子日变化差异及环境因子间的相互关系差异。结果表明,土壤温度与温室内外光照及温室内湿度的相关性,春季显著大于冬季;温室内湿度与温室内、外光照强度、温室内外温度以及温室外温度与温室的相关性,春季显著小于冬季。土壤温度与温室内、外温度的关联程度,春季温室内温度强于温室外温度,冬季温室外温度强于温室内温度。温室外温度与温室内、外光照、土壤温度的关联程度,春季温室内、外光照强于土壤温度,而冬季土壤温度强于温室内、外光照。冬季温室内湿度显著高于春季,日变化幅度显著小于春季。春季最低温室内要高于冬季最低温度10 ℃以上,日变化幅度明显小于冬季;春季温室内、外最大光照强度是冬季的2倍,且春季光照时间长。春季室外温度平均高于冬季12 ℃以上,春季温室内土壤温度始终要高于冬季10 ℃以上。     

黄泛沙地小网格农田防护林网防护效应的研究

以夏津县黄泛沙地130 m×260 m的农田防护林网为研究对象,对林网内外的风速、空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度及水面蒸发进行了对比分析。分析结果表明:农田防护林具有改善小气候的功能,可以降低风速,增加空气湿度和土壤湿度,调节空气温度和土壤温度,减小水面蒸发,防风固沙,减少土壤风蚀量,林网内3 H~5 H处的防护效应最好。     

栗茶间作对北方茶树生长及绿茶产量品质的影响

试验观测表明:栗茶间作有效降低了茶园的光照强度,稳定了林间空气温度和土壤温度,增加了空气湿度,提高了北方茶叶的产量和品质,综合经济效益显著,适宜在北方茶区推广。     

三开门自动温室气体测定箱的应用效果

为了降低农田自动温室气体测定箱在观测过程中对作物生长环境及作物生长的干扰,本研究在玉米大田环境条件下比较了一种新型的三开门自动温室气体测定箱与传统单开门自动温室气体测定箱对环境空气温湿度、土壤温度与水分、玉米生长以及温室气体排放的影响。结果表明：三开门温室气体测定箱能显著减小与大田环境条件下的空气温度、湿度及土壤温度的差异;相对于单开门箱,三开门箱在箱体打开及关闭条件下气温平均低0.90和0.74℃,空气湿度平均增加1.36%和降低5.69%;在玉米小喇叭口期前土壤温度约降低2℃,小喇叭口期后差异不显著;对土壤水分的影响在玉米苗期有一定的作用,但差异不显著;三开门箱相对于单开门箱能显著降低箱体对作物生长的影响,还能降低CO2平均通量值6.85%及N2O的平均通量值3.68%,而对CH4平均通量值基本无影响。因此,三开门箱相对于传统单开门自动温室气体测定箱能显著减小测定箱对观测环境及作物生长的干扰,应用这种箱体观测能更好地反映田间温室气体排放状况。     

黄泛平原小网格农田林网的风场特征

有效控制黄泛平原风沙危害对于农业增产增收具有重要的意义,以山东省菏泽市鄄城县黄河滩区3种主林带林龄(分别为4 a、6 a和8 a)的等面积小网格(分别记为网格1、2、3)农田林网为研究对象,通过空间多点观测,研究网格内风场的空间分布特征及其防护效能。结果表明:主林带树高或林龄对林网内风速的变化有较大影响,防风效能和防护面积随着主林带树高的增加而增大。林网内风速的半方差函数分析表明,3种网格内风速理论变异模型分别为高斯模型、球型模型和球型模型,而且有强烈的空间自相关性,其自相关性大小和空间连续性与主林带林龄密切相关,表现为网格1<网格2<网格3。以降低风速30%～50%为标准确定有效防护面积,3种网格的平均有效防护面积比分别为31.0%、40.7%和46.7%。总体上,相同面积林网的防护效能随林带树高增大而增大。研究成果可为农田林网的可持续经营提供理论依据。     

半干旱退化山区生态经济型防护林体系建设技术研究

通过对半干旱退化山区生态经济型防护林体系营建与配置,优化了林种和树种结构,改变了树种单一局面,提出了不同立地条件的人工混交林,试区已形成了以防护林为主的多林种、多树种、多层次结构,带、片、网、团、乔、灌、草相结合的生物学稳定的人工生态系统。同时已建成面积为1 200 hm2持续、高效的生态经济型防护林体系建设模式示范区,为生态经济型防护林体系建设提供了科学依据和途径。     

两种不同配置灌木林防风固沙效益

[目的]探讨退化梭梭(Haloxylon ammodendron)林和仿真灌木+梭梭灌木林对风沙流的风速、输沙通量及其沙粒的分布影响,为干旱区退化的防风固沙林功能恢复和建立提供参考。[方法]同时测定不同高度下裸沙地、仿真灌木+梭梭林和梭梭林的风速、输沙通量及其沙粒径,比较分析其风速消减率、输沙通量变化及沙粒度随高度分布。[结果]在风速3.0~8.9m/s范围,仿真灌木+梭梭林内的20cm高度的风速平均削减率达到61.35%。梭梭林的输沙通量是仿真灌木+梭梭林的1.5倍,裸沙地平均输沙通量是仿真灌木+梭梭林输沙通量的4.13倍。梭梭林与仿真灌木+梭梭林的输沙通量随高度变化都呈指数递减,其风沙流含沙量及沙粒度的空间变化在10cm以下较大。[结论]仿真灌木+梭梭林降低了林地风沙流中黏粉粒(≤0.02mm)向空气中输送量,改变了风沙流的沙粒度空间结构,迫使风沙流的输沙集中在较低层。     

模拟凋落物添加与氮磷沉降对红松凋落物生态化学计量特征的影响

  【目的】   探究红松 (Pinus koraiensis) 凋落物和氮 (N) 磷 (P) 沉降量、小气候因子、降水化学成分和地形对各层凋落物生态化学计量的影响,为红松林管理提供科学依据。   【方法】   本研究对阔叶红松混交林 (天然林) 和红松纯林 (人工林) 进行了为期712 天的原位观测试验,模拟氮磷沉降与凋落物添加处理后,测定不同凋落物层次和林型的碳（C）、N、P含量,并对未分解层 (L层)、半分解层 (F层)、粗腐殖质化的枯枝落叶层 (H层) 生态化学计量学进行分析。   【结果】   1) 凋落物添加量的差异导致其生态化学计量在各层凋落物中的含量显著不同。营养物质的周转速度在H层最快,其C∶N、C∶P、N∶P也较L、F层小。2) 组成较复杂的高量凋落物在氮磷添加和凋落物添加处理下会抑制N、P富集,但有利于C的沉积;组成较单一的低量凋落物虽在N、P添加和凋落物添加处理下也会产生C沉积,但N、P的变化特征却与高量凋落物完全相反,表现为促进N富集和P富集。3) 小气候因子和降水化学成分与生态化学计量呈正相关关系,尤其是温度和降水pH。   【结论】   本研究揭示了阔叶红松混交林和红松纯林中凋落物C、N、P生态化学计量特征及其随季节变化的动态趋势,推断阔叶红松混交林和红松纯林凋落物的分解主要受磷素限制,同时磷素可能是红松生长的限制因子。     

新疆托克逊县不同配置防护林的防风蚀效能

[目的] 对比分析不同配置防护林迎风林缘与背风林缘的防风蚀效能,为干旱区绿洲城市防护林建设、防沙治沙以及生态环境改善工作提供理论依据。[方法] 以新疆托克逊县城郊区不同配置防护林为研究对象,通过观测近地表风速、起沙风速、近地表粗糙度、输沙量、风沙流结构等指标,对比研究混交林1（胡杨68%+柽柳32%）、混交林2（柽柳65%+胡杨35%）、梭梭林迎背风林缘的防风蚀效能。[结果] 不同配置防护林的地表粗糙度、起沙风速、风速廓线、防风阻沙效能都有差异。不同配置防护林地面粗糙度从高到底依次为：混交林2（0.569 cm）>混交林1（0.378 cm）>梭梭林（0.123 cm）。起沙风速从高到低依次为：混交林2（6.17 m/s）>梭梭林（6.02 m/s）>混交林1（5.98 m/s）。防风效能从强到弱依次为：混交林2>混交林1>梭梭林。阻沙效能依次为：梭梭林（48.2%）>混交林2（45.6%）>混交林1（37.1%）,各林地0—10 cm,10—20 cm垂直高度上的集沙量所占比例较高。[结论] 混交林2有效降低不同垂直高度的风速及输沙量,混交林2的防风蚀效能较高。     

长江防护林(四川段)初期水土保持效益研究

该重点研究了新造防护林前５年的防护效益，结果林冠截留系数可达１９％，地表径流系数比荒地减少１０％至１９％，土壤蓄水能力比荒地提高９０％。造林第３年产沙量减少至造林前的０．３至０．９，第５年时仅为造林前的０．１至０．３。同时防护林效益将随林龄增加而增长。     

高立式沙柳沙障防风效益研究

 通过鄂尔多斯市伊金霍洛旗纳林陶亥镇境内毛乌素沙地边缘沙区的高立式沙柳沙障风速野外观测,利用Surfer（8.8）软件绘制了高立式沙柳沙障体系内外的风速流场图,分析高立式沙柳沙障的防风效益。结果表明:当旷野风速大于起沙风速时,复式带状高立式沙柳沙障体系内外风速变化较明显,防沙带2m高处风速呈现带前增强,带内平缓,带后减弱的趋势;而防沙带0.5m高处风速带内更趋向于平缓、稳定。此外,对沙柳沙障的粗糙度进行了研究。结果表明:障前212H（障高）范围内下垫面粗糙度变化不大;障间粗糙度明显增大;障后212H处的粗糙度比障间粗糙度降低了33.3%,但还是高于旷野对照点粗糙度,为旷野粗糙度的29倍。     

干旱区3种林地生态系统土壤CO2的排放特征

以新疆三工河流域的梭梭、柽柳及云杉3种林地为监测对象,对不同林地生态系统土壤CO,排放特征进行对比研究,结果表明：1）梭梭林土壤呼吸速率的日变化曲线8月份为双峰曲线,而6月和10月份为单峰曲线。梭梭林地土壤SO2日释放量表现为8月（4．34g／（m^2.d））〉6月（1．86g／（m^2·d））〉10月（1．17g／（m^2·d））。6月、10月土壤呼吸速率均白天高于夜间,而8月则正好相反。2）8月份几种林地类型的土壤SO2日释放量表现为云杉林（21．71g／（m^2·d））〉梭梭林（4．34g／（m^2·d））〉柽柳林（1．84g／（m^2·d））。8月份云杉、柽柳土壤呼吸日变化曲线与梭梭林地的双峰曲线不同,均为单峰曲线。云杉林、柽柳林的土壤呼吸速率均白天高于夜间,而梭梭林则正好相反。3）云杉林地土壤SO2释放速率与土壤温度呈显著正相关,而梭梭林地生态系统土壤SO2释放速率与空气相对湿度成显著正相关。     

基于随机森林方法分析环境因子对空气负离子的影响

空气负离子是衡量一个地区空气清洁度的重要指标,对人体的心理和生理机能的调节发挥着重要作用。随着森林生态旅游的兴起,空气负离子的发生过程及影响机制已成为研究热点。本研究基于华北低丘山地森林植被主要生长季的气象数据和栓皮栎人工林空气负离子浓度观测资料,利用机器学习中随机森林模型从非线性角度全面分析确定影响空气负离子浓度变化的重要环境因子,通过独立样本对构建的随机森林模型进行模拟和检验,确定模型的预测精度,同时筛选出对空气负离子影响程度最大的环境因子。结果表明：随机森林模型在分析环境因子对空气负离子影响方面具有较高的精度以及较好的拟合效果,通过对模型的拟合值与实测值进行验证,均方根误差（RMSE）为59.349,决定系数R2达到了0.887。同时利用独立样本数据对随机森林模型进行十折交叉验证,决定系数R2均达到了0.904以上,且均方误差（RMSE）较小,为24.851。此外,模型筛选出影响空气负离子的主要因素,按重要性排序依次为颗粒物PM2.5（48.037）、饱和水汽压差（46.169）、土壤湿度（43.984）、风速（43.779）、紫外辐射（41.130）、土壤温度（40.107）、总辐射（36.838）、大气压力（34.532）,其中对模型重要性贡献相对较高的3个变量分别为颗粒物PM2.5、饱和水汽压差和风速,它们对空气负离子的影响起决定性作用。因此,随机森林模型适合分析环境因子对空气负离子影响,且拟合效果精度高,稳定性强。