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。     

河北坝上农田防护林防风效能及类型配置研究——以河北省康保县为例

通过野外试验观测,对比分析了不同种类和林网结构农田防护林的防风效能,在此基础上提出了区域防护林优化配置建议。结果表明:综合防风效应和有效防护距离因素分析,对乔木农田防护林的综合防风效应进行评价:疏透型农田防护林 > 通风型农田防护林 > 紧密型农田防护林护林;在垂直方向上,三种疏透度的乔木农田防护林在不同高度上大体遵循随高度的增加防风效能逐渐下降的趋势。乔灌混交林、灌木防护林平均防风效能:榆树+柠条的乔灌混交林带21.5% > 灌木防护林带20.5%,风速降低20%的有效防护距离分别出现在林后25H和12H。防护林建设方面乔灌木混交林应为首选;灌木防护林可布设在沙漠化严重的坡耕地或风口地带的农田;乔木防护林不是最佳的选择。     

晋北风沙特点、防风林带结构及效益

晋北风沙区防风林带结构不合理、效益低下,风沙严重地段土壤风蚀量可达120～135 m3/hm2.为对防风林带的设计提供理论支撑,研究在分析晋北害风发生规律、风沙性质和表层土壤机械组成的基础上,通过建立数学模型对防风林带设计的关键因子进行研究.结果表明:(1)晋北风沙区距地面1 m高的起沙风速为3.2 m/s,全年1 m高度92.1%害风风速为3.2～6.4 m/s,且集中出现在10月至翌年5月.(2)影响防风林带效益的主导因子为林带疏透度,晋北风沙区林带疏透度为0.3时,林带的有效防风距离最大,可达到林带高度的13.8倍.(3)以新疆杨、合作杨、油松和樟子松为主要树种营建防风林带时,林带最大间距分别为221,193,83.110 m.(4)晋北风沙区害风具有分散性.害风风力率能综合体现害风出现的频率和强度,害风风力率最大时的林带走向为防风林带最佳走向.     

不同带间距柠条锦鸡儿防护林防风效应与带间植被组成

通过对四子王旗不同带间距（4 m,6 m,8 m）柠条锦鸡儿防护林风速流场与带间植被的测定,研究了其防风效果与带间植被组成情况。结果表明:（1）在不同对照风速条件下,不同带间距柠条锦鸡儿防护林均对风速具有减弱作用,并且在带间出现了风影区与加速区。（2）在距地面0~2 m高度处,林带防风效果为4 m > 6 m > 8 m,8 m宽林带对低风速（6~8 m/s）可以进行有效防护,对高风速（10 m/s）也可以控制在起沙风速以下,且风速经过4条林带的阻挡后减弱效果明显。（3）8 m宽林带间出现了以百里香、狗尾草以及蒿属为主的草本群落,与地带性草本群落（羊草+冷蒿）较为接近,恢复效果明显。确定的带宽与林带数量可为今后柠条锦鸡儿防风阻沙林建设以及多树种带状混交配置模式的确定提供重要科学依据。     

植株高大的目标作物对防护林防风效应影响的风洞模拟试验

防护林对降低风害,促进农作物稳产高产具有重要作用,但目前防护林配置研究仅注意到防护林本身,忽视了果树等植株高大作物对风速的影响。该文选取1种果树（枣树）,3种疏透度林带（30.12%、25.01%和20.92%）,在3种风速下（8、10、和14 m/s）进行风洞模拟,研究种植枣树等植株高大目标作物时,防护林风场特征及防风效应。结果表明：不同风速和林带疏透度下,枣树对林带前后流场均具有显著影响,特别是林带后近地面风速削减程度较大。1）随风速增大,无枣树林带防风效应减小,有枣树林带变化较小,但增量增大,在8、10、和14m/s风速下分别增大16.40%、23.65%和29.05%;2）疏透度为30.12%时,有枣树林带综合防风效应最佳。随疏透度减小,无枣树林带防风效应增大,有枣树林带变化较小,但增量减小,在3种疏透度下分别增加22.72%、15.22%和1.28%。因此总结认为在集约化和精准农业要求下,进行枣树等植株高大作物防护林带配置时,应考虑目标作物的防风效应,如此可减少防护林面积,显著提高目标作物的经济效益。     

和田地区绿洲外围农田防护林带的防护效益

在和田地区新垦农地外围的流动沙地种植新疆杨乔木+沙拐枣灌木复合防护林,通过布设风速风向观测仪、沙尘通量梯度仪、温湿度和辐射等测定仪于林带前后,研究防护林网的防护效益,为营建绿洲外围防护林和合理开发利用荒漠区的土地资源提供理论依据。结果表明,防护林带的防风效能随着高度的增加而减弱,大于起沙风速(6m/s)时,新疆杨林带、沙拐枣林带在0.5m处的防风效能分别为67.2%和94.5%,在3m处的防风效能分别为31.3%和33.7%。随着风速的增大,沙拐枣林带和新疆杨林带的防风效能均减弱,新疆杨林带的减弱更为明显。防护林带有效地降低了地表风速,减轻地表风蚀。林带内的输沙量仅为外围的10%左右。此外,林带内的太阳辐射强度下降,温度降低,湿度显著增加。由此可见,防护林可以有效地起到防风固沙,改善区域小气候的作用。     

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.     

且末绿洲沙漠过渡带防护林工程小气候效应研究

为了探讨沙漠绿洲过渡带不同林龄的防护林对区域内小气候的影响,揭示风速、温度、湿度等气象要素的时空变化规律,针对且末绿洲边缘区块状防护林生态屏障,设置了5个观测点,采用小型自动气象站对防护林区和裸露流沙区的风速、空气温度、湿度进行连续同步观测。结果表明:(1)相对裸露流沙地,梭梭林(2a,5a,7a林龄),17a林龄混交林防风效能分别为5.26%,31.57%,42.10%,78.94%。混交林(17a)的防风效能显著高于梭梭林(2a,5a,7a林龄),但各防护林防风效能随着风速的增大有所下降。(2)防护林可以降低区域内的日均气温,且林龄越大,降温效果越明显;但达到一定年限后,降温效应不再增强。(3)夜晚裸露流沙区气温高于防护林区,白天混交林(17a)区气温显著高于裸露流沙区。(4)防护林可以增加空气湿度,林龄越大,增湿效应越强,防护林区夜晚的增湿效应高于白天。     

前高后低型防风固沙林防风效应及其对风向的响应

[目的]研究由梭梭和柠条组成的前高后低型复合林带的防风效应及其对风向的响应,为荒漠绿洲、沙漠公路、沙漠铁路等防护区人工防风固沙林的营建提供理论依据。[方法]以具有不同个体特征的梭梭和柠条为原型制作仿真植物,配置成前高后低型林带,记作AmBn型,其中,"A"代表仿真植物梭梭,"m"代表其株行距为15cm×40cm,"B"代表仿真植物柠条,"n"代表其株行距为8.5cm×25cm。将其在反方向风作用时记为BnAm型。通过风洞模拟试验,在7,10,15m/s试验风速下,对两种类型林带主要影响区的风速变化、气流加速率和防风效能进行分析。[结果](1)气流到达林带前速度整体降低,到达林带后分化为上(30cm以上)、中(5—20cm)、下(3cm以下)3个特征层,下部气流层在AmBn型和BnAm型林带后的风速恢复点分别位于23和12.5H处。(2)AmBn型林带风影区的范围大于BnAm型林带;两种林带在A,B植物区的冠层高度处各形成一个风影核心区,形成双核模式。(3)在7,10,15m/s试验风速下,AmBn型林带考察区的平均防护效能分别为34.44%,34.98%和32.51%。BnAm型林带考察区的平均防风效能分别为22.62%,19.70%和19.41%。(4)垂直方向上,林带对约1.5H高度范围以下的气流起减速作用,对此范围以上的气流起加速作用;水平方向上,AmBn型林带的防风效能在带前、带中、带后均优于BnAm型林带。[结论]林带的防风效能与两种树种沿风向出现的先后顺序有关,从防护效能和防护距离考虑,建议在防护区外围营建AmBn型林带。     

不同配置的行带式杨树固沙林与带间植被修复的关系

 在研究低覆盖度（15% -25%)行带式固沙林的水量平衡和防风固沙机制后,通过植被调查,研究赤峰市敖汉旗不同带间距离以及不同时间梯度上的椬被恢复过程及物种多样性的差异,从而阐明行带式固沙林对带间植被自然修复的促进作用。结果表明：1)林带间距的宽窄影响植被恢复的效果,适宜带间距离的林带具有明显的加快和促进植被修复的作用;2)恢复年限相近的情况下带间距为20 m林带带间植被恢复效果优于带间距为10 m和15m林带,其群落也较稳定;3)带间距为20 m的行带式固沙林带间植被经过一段时间演替逐渐趋于自然植被,而带间距为10 m固沙林带间植被则越来越稀疏。     

武汉市环城林带森林碳储量及其动态变化

为了促进城市森林固碳增汇,提升城市森林生态系统功能和价值,基于武汉市环城林带2008年和2018年的两期森林资源二类调查数据,采用生物量连续转化因子法和含碳系数法,对环城林带的森林碳储量和碳密度进行了估算,对比分析了10 a间的动态变化。结果表明:(1)10 a间环城林带森林碳储量和碳密度增幅明显,分别由64692.4133 t和27.3897 t/hm²增长到119789.9613 t和47.2434 t/hm²。到2018年,环城林带森林碳储量理论价值约为987.85万元;(2)到2018年,森林碳储量最多的区域为江夏区段,但各区段之间的碳储量差异在缩小。森林碳密度最大的区段已由东西湖区段转变为蔡甸区段;(3)森林碳储量呈现出向少数几个群落类型聚集的趋势,到2018年樟树林已成为环城林带碳储量最多的群落类型;(4)近、成熟林的碳储量和碳密度增幅明显,但是幼龄林依然是环城林带森林碳储量的绝对主体。综上,武汉市环城林带森林碳储量具有较大的增汇潜能,但需要及时开展森林精准抚育,以确保增汇潜能的有效释放并促进碳储量结构平衡。     

西安市环城绿化带的景观生态效应

西安市拟沿绕城高速公路建设 10 0～ 30 0 m宽的环城林带。对环城林带的景观生态效应从理论上作了分析 ,认为林带的建设对完善西安市城市生态系统结构 ,强化城市生态系统功能、提高西安市城市景观异质性与连接度、增加边缘效应、保护生物多样性等具有重要意义。     

地边截水地物对黑土区小流域坡长因子计算的影响

[目的]研究地边截水地物对黑土区小流域坡长因子(L)和土壤侵蚀速率(A)的影响,为提高该地区的土壤侵蚀预报精度提供依据。[方法]选取2个小流域,结合野外调查和DEM分析,比较不考虑与考虑地边截水地物情况下的L。[结果]如果不考虑地边截水地物,L平均被高估18%,A平均被高估31%。[结论]在计算黑土区小流域土壤侵蚀速率时,有必要考虑地边截水地物。在其他因素相同的情况下,坡度越大,横坡分布的地边截水地物的间距越小,越要考虑地边截水地物。     

北京市道路防护林带内外PM2.5质量浓度特征及与气象要素的相关性

以北京市奥林匹克森林公园北侧的北五环路防护林带为研究对象,通过在林带外及林带内布设5处PM2.5质量浓度监测点进行3个月的定位监测,分析北京市道路防护林带内外PM2.5质量浓度特征,并通过建立PM2.5质量浓度与风速、温度、相对湿度等气象要素的相关关系,分析气象要素对PM2.5质量浓度的相关性.结果表明：1）在时间变化规律上,林带内PM2.5质量浓度08：00和12：00相对较高,其他时间段相对较低,18：00后质量浓度又开始增加,林带内PM2.5质量浓度在日变化规律上呈单峰或双峰变化,林带内外PM2.5质量浓度的日变化规律基本一致;2）在空间变化规律上,林带内PM2.5质量浓度水平比林带外相对较高,距北五环路40 m处PM2.5质量浓度值相对其他布置点2、20、30和60m处都高;3）林带内PM2.5质量浓度与风速、温度呈负相关关系,与相对湿度、气压呈正相关关系;4）林带内PM2.5质量浓度与温度的关系可以用幂函数来描述.     

不同带间距对沙区河岸固沙林带的带间土壤水分和植被群落特征的影响

[目的] 黄河沿岸地带是水土流失最严重的地区之一。研究沙区河岸固沙林带不同带间距下的土壤水分和植被群落特征,确定最优配置模式下的带间距,为建设沙区河岸固沙林带行带式造林提供依据。[方法] 以内蒙古自治区鄂尔多斯市达拉特旗西柳沟不同带间距行带式固沙林为研究对象,对带间距8,16,22,28 m的固沙林样地进行土壤取样和植被调查,统计不同带间距固沙林带的带间土壤物理性质以及植被群落特征,并分析土壤水分与植被间的相关性。[结果] ①不同行带式固沙林中的土壤水分与植被指数整体上均随带间距增大而提升。②各样地带间0-100 cm范围内不同土层土壤水分也随水平间距增加而升高,至11 m后变化趋于稳定。③各样地带间土壤水分均与植被指数大体呈极显著正相关,但均匀度指数与丰富度指数有所差异。带间距越大,植被恢复效果越好,带间距22 m时约达峰值。[结论] 以低覆盖度行带式固沙林进行沙地治理时,植被恢复效果随带间距增大而增长,但带间距并非越宽越好。22 m带间距的行带式固沙林带间植被恢复效应最佳,对沙地的近自然修复效果最优。     

环境保育林和“绿间”的创建

 受现代科学发展的推动,迫使以防治自然灾害为核心的防护林(保安林),在“天人合一”思想的影响下,要更上一层楼,纳入动态、系统科学的新阶段。从理论上试图提出与空间和时间对等层次的“绿间(greenspace)”,即“森林空间(forestspace)”,它会促使森林和人类发挥生物世代更替的共同特点,同生共死,共存共荣,包括各种防护林在内的环境保育林的营造成为人类可持续发展的共同事业。为此,日本于1989年建立了森林空间研究所。经过10多年的实践,初步认为“生物组块(bioblock)”模式系统方法是行之有效的。     

人工梭梭林的生态功能评价

依据在新疆西北部对人工梭梭林定位观测结果,研究了梭梭林的生态价值和经济功能。结果表明,人工梭梭灌草林带对近地层气流的阻力可增加1、2～6．6倍,灌草带越宽,降低近地层风速的作用愈显著。130m宽梭梭灌草带阻截流沙量达到95％左右。观测表明,要将流沙有效地阻截在绿洲外围,梭梭灌草带的宽度应不少于130m为宜。灌草带内的温度状况与带的宽度和植物盖度密切相关,保持梭梭灌草带一定的盖度和宽度,对改善梭梭灌草带内空气湿度状况具有重要意义。     

关于水蚀风蚀交错带植被建设中的几个问题

植被建设是水蚀风蚀交错带生态环境整治的重要手段。神木试区针对该地区植被建设中的低效林草地改造、集流造林技术等重大问题开展试验研究，并对这一地区的植被建设提出了建议。     

北京市八达岭林场森林生态系统健康性评价

以野外实地调查为基础．在可操作性、科学性、可比性、可接受性原则指导下，采用复合结构功能指标法对八达岭林场各小班林分物种多样性、群落层次结构、郁闭度、灌木层盏度、年龄结构、林分蓄积量、土壤侵蚀程度、病虫害危害程度进行健康评价并划分4个等级，在林分尺度上森林的理想结构可简单表述为复层、异龄、混交林结构，具有比较发达的灌木层和草本层，并且具有较高的生物多样性和生物生产力。这样的结构具有较高的稳定性、抗干扰性和活力。是健康森林群落的理想结构，以此为八达岭林场森林健康经营提供科学的理论依据。