晋西黄土残塬沟壑区防护林热收支持性及蒸散研究

应用自记综合气象观测塔，对刺槐和油松林进行了以蒸散研究为目的的防护林热收支持性研究。结果表明：１９９４年生长季日平均实际太阳辐射量为７－２４ＭＪ．ｍ＾－２；刺槐林冠对太阳辐射的反射率为１５％，油松林的反射率为 ０％以下，反射率的差异是造成两林分净辐射收支相差１－３ＭＪ．ｍ＾－２的主要原因。春夏两季林分获得的净辐射均由约７０％＿８０％的太阳辐射转换而来；秋季的转换率约为６０％，油松林的转换比刺槐约大     

晋西黄土区油松和刺槐人工林土壤养分及其化学计量比对林分密度的响应

  目的  研究对比油松和刺槐林在不同密度下土壤养分及其化学计量比的变化规律及差异性，以加强黄土区人工林的林分管理和生态恢复建设。  方法  以油松和刺槐人工林为研究对象，分别将其划分为高（2 000 ~ 2 700株/hm2）、中（1 100 ~ 1 600株/hm2）、低（800 ~ 1 100株/hm2）3组林分密度类型，每组挑选4个不同林分密度的林地，分别分层采取土样，测定土壤理化性质。  结果  （1）双因素方差分析显示，林分类型对全磷含量（TP）、碳磷比（C∶P）、氮磷比（N∶P）均有显著影响，林分密度仅对TP有显著影响，林分类型与林分密度的交互作用对有机碳含量（SOC）、全氮含量（TN）、TP、C∶P、N∶P均有显著影响。（2）不同林分密度的油松林和刺槐林的SOC和TN表现为:高密度油松林（油H） > 中密度油松林（油M） > 低密度刺槐林（刺L） > 高密度刺槐林（刺H） > 低密度油松林（油L） > 中密度刺槐林（刺M），全P表现为:刺M > 油H > 刺L > 刺H > 油M > 油L；随林分密度增加，油松林各土层SOC和TN逐渐增加，TP变化相对稳定且无显著性差异，刺槐林各土层SOC和TN先减少后略有增加，TP则是先增加后减少；同一密度在不同林分类型下，油松林土壤养分含量在高密度和中密度时均优于刺槐林，低密度时则相反。（3）不同林分密度的油松和刺槐林的C:N比值表现为:油H > 刺H > 刺L > 油M > 刺M > 油L，C∶P和N∶P比值均表现为:油H > 油M > 刺L > 刺H > 油L > 刺M；随林分密度的增加，油松林土壤C∶P和N∶P逐渐增大，磷的有效性逐渐减小，刺槐林土壤C∶P和N∶P先减小后增大，磷的有效性先升高后降低，油松林土壤磷的有效性在高和中密度下低于同等密度的刺槐林，低密度下则相反；土壤SOC和TN分别在很大程度上决定了C∶P和N∶P水平；不同林分密度下土壤C∶N比较稳定，土壤氮含量较缺乏，林分生长过程受氮素的限制。（4）油松和刺槐林在不同林分密度下的土壤各养分含量呈现出“表聚现象”且随土层深度增加土壤SOC、TN、TP、C∶P、N∶P逐渐减小，C∶N无明显规律；随林分密度增加，油松林土壤属性变异强度先降低后升高，刺槐林则是缓慢升高；相比于油松林，林分密度对刺槐林土壤养分及其化学计量比的垂直变异影响较小，垂直变异更趋于平稳。（5）林分密度的变化会不同程度地改变土壤物理性质对土壤养分及其化学计量比的影响力度，不同林分密度下土壤密度对土壤养分含量及化学计量比的影响最大，非毛管孔隙次之。  结论  综合来看，同一林分类型在不同密度下，油松林在中密度时土壤养分含量及其垂直变异、磷的有效性发挥、受氮素的限制等方面上均处于较优水平，而刺槐林则是在低密度时；同一密度在不同林分类型下，油松林在高密度和中密度的综合表现优于同等密度的刺槐林，低密度时则相反。      

北京山区防护林适宜林分结构研究

根据北京山区野外试验观测资料,分析了郁闭度、层次结构对防护林产沙量的影响。结果表明:油松林和刺槐林的产沙量与其郁闭度关系十分紧密;当郁闭度从0.3增加到0.7时,随着郁闭度的增大油松林和刺槐林地的产沙量一直在减少,当郁闭度超过0.7时,反而略呈上升趋势,北京山区油松林和刺槐林的郁闭度以0.7左右为宜。林地产沙量与林分层次结构之间有密切的线性关系,林中乔灌草各层盖度均大于50%,有良好的枯落层时,防止土壤侵蚀功能最好。     

秦岭火地塘林区油松林辐射平衡特征研究

测定和分析了2005年8-10月份、2006年4-7月份秦岭火地塘林区油松林太阳辐射的变化,并通过归类对晴天、阴天辐射平衡分量以及反射率、净辐射率、有效辐射率的日变化特征进行分析。结果表明:油松林日平均总辐射、净辐射、反射辐射和有效辐射分别为14.83、9.13、1.29、5.83M J.m-2;晴天,总辐射、净辐射、反射辐射日变化呈单峰曲线变化,阴天呈多峰曲线;油松林林冠有效辐射始终为正值;不同天气条件下反射率、有效辐射率呈“U”形变化;净辐射率变化趋势为白天高,早晨、傍晚低,晴天净辐射率为63.58%～65.08%,阴天净辐射率为56.36%～71.60%。     

油松人工林的能量平衡和蒸发散

本文用Bowen比能量平衡方法和空气动力学方法分析了一片油松人工林分的微气象学观测资料。在生长季内,油松林冠的日平均反射率为10～11％,透射率15～21％。林分的植被贮热通量和林地土壤热通量分别为净辐射的2.5％和8％。林冠表面层日平均Bowen比变动于0.2～1.1,生长季平均为0.7。由能量平衡计算,油松林睛天的蒸发散速率为3.6mm/d,日中最大可达0.7mm/h,整个生长季平均为3.1mm/d,其中林地蒸发0.4mm/d,林木蒸腾2.7mm/d。空气动力学方法的结果与能量平衡法有较大差异。     

麦田水热传输的控制效应及非线性特征分析①

利用波文比-能量平衡法测定了太行山山前平原冬小麦农田生态系统辐射平衡各分量，并计算了波文比、农田蒸散。结果表明，土壤水分对波文比具有控制性效应，波文比与0～60　cm土层土壤相对含水量呈线性负相关。农田生态系统的蒸散量随作物的生长发育而呈上升趋势，净辐射是控制农田蒸散的热力驱动因子。农田生态系统的净辐射、潜热通量和显热通量为典型的非线性过程，随时间序列具有自相似的变化趋势。     

用涡动相关技术观测长白山阔叶红松林蒸散特征

该文利用开路涡动相关系统测定了长白山阔叶红松林2003年蒸散量(潜热通量LE),并分析了其日、季变化特征.结果表明,该观测系统的能量平衡闭合度为86.5%,处于国际同类观测闭合度范围(60%～90%)的中上水平,说明长白山涡动相关法观测数据可信度较高.潜热通量与净辐射(Rn)呈二次曲线关系,与气温(Ta)呈指数关系,模拟出的LE日总量与Rn、Ta经验关系式,可对LE缺值进行插补.森林蒸散量日变化特点是白天高于夜间,中午最高,夜间潜热通量和显热通量(H)有低估的现象;季节变化特点是7、8月份蒸散量最高,冬季较低,且蒸散量在净辐射中所占的比例为生长季明显高于非生长季.该森林蒸散年总量为1 126.99 MJ/m2,相当于450.8 mm降水量,占年总降水量(538.4 mm)的83.7%. 关键词:森林蒸散, 能量平衡, 涡动相关法, 阔叶红松林      

兴安落叶松林能量通量变化特征及闭合度研究

为系统研究大兴安岭地区兴安落叶松(Larix gmelini)林能量通量变化特征及能量闭合度,本文利用涡度相关技术测定潜热通量和显热通量,使用常规气象观测仪器监测净辐射和土壤热通量,采用最小二乘法(Ordinary Least Squares,OLS)和能量平衡比率法(Energy Balance Ratio,EBR)计算能量闭合度,结果表明:兴安落叶松林生长季净辐射总量为379 MJ·m~(-2);显热通量、潜热通量、土壤热通量、冠层热储量生长季总量分别为91.21 MJ·m~(-2)、140.64MJ·m~(-2)、16.9 MJ·m~(-2)、5.53 MJ·m~(-2);显热通量占净辐射的24%,潜热通量占净辐射的37%,土壤热通量及冠层热储量占净辐射比例较小,分别为4%和1%。生长季闭合度0.63。兴安落叶松林生长季能量支出以潜热通量为主。通过计算得出的能量闭合度表明,本站点存在不闭合现象,但仍处于全国通量观测站点平均水平。     

延安城郊防护林外貌结构及林下植物的多样性

在延安对刺槐、油松、侧柏纯林及刺槐＋侧柏、刺槐十油松混交林等几种黄土高原主要人工林群落外貌结构、林下植物多样性特征进行了研究．结果表明：混文林群落外貌结构较为复杂，林下植物群落类型各不相同；林下植物的Simpson多样性指数和Shannon-wiener多样性指数分别为0．90257～0．67488和2．01288～1．47967．刺槐＋油松林最高．16年生刺槐纯林最低；32年生刺槐纯林林下植物优势度最高者是糙隐子草，16年生刺槐纯林则为牡蒿．其它林型都是铁杆蒿；本地区选择防护林类型时，应优先选择刺槐＋油松或刺槐＋侧柏混交．对已有的成熟或衰退刺槐纯林可采取择伐萌蘖抚育，并间植油松或刺柏，形成针阔混室林。     

晋西南黄土区刺槐油松林地耗水规律的研究

该文应用水量平衡法和波文比－能量平衡法，研究得出刺槐和油松林土面蒸发、蒸腾、林冠截留蒸发的季节变化规律，耗水各分量的比例关系．耗水各分量占总耗水量的比例：林木蒸腾量为５７．７％～６０．２％，林地土面蒸发量为１３．２％～２２．８％，林冠截留量为１７．０％～２８．２％．其中６，７，８三月的蒸腾耗水量占全年的８０％．不同林分生长季耗水量有差异，其规律为：其它条件相同时，丰水年，阴坡耗水大于阳坡；少水年，阴坡耗水稍大于阳坡；密度大的林分耗水量也大．     

山西西南部黄土区林地枯落物截持降水的研究

该文根据定位观测资料分析了林地枯枝落叶物对降水的截留作用．研究结果表明：晋西南黄土区防护林主要林分的林地枯枝落叶物具有很强的截留降水能力，年截留率为：刺槐林地１３．５％～１７．９％，油松林地１５．４％～２２０％，沙棘林地１７．６％～１８．７％，虎榛子林地１７．３％～１７５％；５～１０月份截留量为４１．８～１１９．００ｍｍ．一年之中，６，７，８三个月截留量最多．对于单场降雨，林内降雨量、枯枝落叶物截留量与林外降雨量呈正相关关系，枯枝落叶物截留量与林外降雨量的关系可表示为Ｐｃ＝ａＰｂ；截留率随着降雨量级的增大而减少，截留率与林外降雨的关系表示为ｉ＝ａＰｂ；根据观测可知，对于单场降雨各林分最大截留降雨量分别为：刺槐８．０ｍｍ，油松１６４ｍｍ，沙棘１１．０ｍｍ，虎榛子１０．０ｍｍ．     

晋西黄土区水土保持林地抗冲性研究

该文采用野外试验方法，以单位水量在单位面积上冲刷的土壤量为指标，对晋西黄土区水土保持林地抗冲性进行了研究，得出不同地类土壤抗冲性差异显著．研究结果表明：油松×刺槐混交林的抗冲性最好，其次是油松林地＞刺槐林地＞虎榛子林地＞沙棘林地＞荒草地＞玉米茬地＞土质马路＞新开垦地；坡度对土壤冲刷量的影响十分明显；随冲刷过程的进行，土壤冲刷量不断减少，减少至一定值则不再减少，此时的值称为基值．同时对糙率、冲刷过程进行了分析．     

杨树刺槐混交林及纯林土壤酶活性的季节性动态研究

测定了 2 2年生杨树、刺槐混交林及纯林根际和非根际土壤中与氮、磷养分转化相关的酶活性的季节性动态变化 .结果表明 ,混交后非根际土壤的脲酶、蛋白酶、磷酸酶活性比纯林提高 5 0 %～ 10 0 % ;但对于根际土壤 ,混交后杨树有所提高 ,而刺槐则有所下降 .说明混交后更有利于氮、磷养分的转化 ,并且杨树得益大于刺槐     

油松冠层辐射特征的研究

为深入了解油松冠层的辐射平衡特征,采用辐射表定点观测方法,对油松冠层太阳辐射的时空动态进行了系统性测定。结果表明:①晴朗天气、多云条件下的油松冠层太阳总辐射和试验区晴天太阳总辐射等3种不同测量环境条件下总辐射的差值较大,最大值分别为799 W/m2,499 W/m2和861 W/m2。②油松冠层的净辐射具有与总辐射相似的日变化规律,且两者之间具有很好的线性关系,净辐射率的日变化趋势为中午高,早、晚低;晴天日间净辐射率较稳定,多云天气起伏较大。③太阳在油松冠层的不同位置辐射会出现明显的垂直分布趋势,随着高度的下降,太阳总辐射、净辐射随之减弱。     

黄土高原造林边坡应力应变特征及其稳定性分析

该文以刺槐林、油松林固坡为例，运用有限元方法分析刺槐和油松林边坡的应力和变形特性，探讨不同根型树种对边坡稳定性的影响。结果表明:油松能将表层土体的应力通过根系传递到深层，起到弱化浅层土体应力的作用，提高边坡的稳定性。刺槐林边坡坡脚向土体内侧存在一个位移集中带，是边坡不稳定的主要部位；在边坡偏上部出现位移集中带，最大位移也出现在边坡偏上部，是边坡变形滑动时“滑出”的位置。油松林边坡未出现上述两种情况,说明油松林显著提高了边坡的稳定性，油松根系的固土作用及增加边坡稳定性效果要好于刺槐林边坡。      

半干旱地区不同油松混交林的油松生长特征及植物多样性研究

以辽西半干旱地区不同类型的油松混交林为研究对象,采用比较分析的方法,综合分析了6种类型林分在层次结构、径阶分布、植物多样性3个方面的特征,旨在选择出适合本地区的最优油松阔叶水土保持林。结果表明:油松-山杏、油松-紫穗槐两种林分具有较好的空间结构层次,油松-山杏、油松-刺槐、油松-紫穗槐3种林分具有较好的径阶生长结构,油松-小叶锦鸡儿、油松-黄栌、油松-紫穗槐3种林分树高与胸径生长最优,油松-紫穗槐、油松-刺槐、油松-黄栌3种林分具有较高的植物多样性。综合各林分类型的生长特征及植物多样性特点,油松-紫穗槐林分为该地区最优的水土保持林类型;油松-刺槐、油松-黄栌水土保持林表现次之;油松-山杏、油松-小叶锦鸡儿林分排在第3位;油松纯林为最差。油松-紫穗槐混交林应成为辽西半干旱地区重点发展的一个水土保持林类型。     

不同类型黑松混交林土壤微生物、酶及其与土壤养分关系的研究

为探讨海岸带黑松混交林土壤生化特性及其与土壤肥力的关系 ,该文对 3种类型黑松 (Pinusthunbergii)混交林及纯林的土壤微生物、酶及土壤养分因子进行了测定和分析 .结果表明 :不同林分土壤微生物数量、酶的活性均表现出差异性 ,混交林土壤养分含量均高于纯林 ,尤以黑松×刺槐、黑松×麻栎混交林显著 ;土壤微生物数量、酶活性与土壤养分含量之间呈显著相关关系 ,可作为评价土壤肥力的指标     

黄土高原主要造林树种的抗旱性研究

对黄土高原主要造林树种油松、侧柏、刺槐根际进行包埋处理 ,形成持续干旱环境 ,测定干旱胁迫条件下树木生理特性的变化和对树木生长的影响。结果表明 ,在相同的干旱条件下 ,侧柏的净光合速率始终大于油松 ,而蒸腾速率则相反 ;在干旱胁迫的第 2年 ,油松净光合速率比第 1年降低了 5 1.1% ,侧柏降低了 4 1.2 % ,刺槐降低了 5 4 .4 %。侧柏水分利用效率较油松高约 34%。中度水分胁迫 1年后 ,油松、侧柏、刺槐的叶量分别为对照的76 .1% ,81.7%和 79.3% ,2年后分别为 5 5 .2 % ,6 1.3%和 2 4 .2 % ,第 3年刺槐叶面积已缩小为对照的 75 % ,并出现大量落叶 ,油松、侧柏也有此现象。同时 ,持续干旱 1年后 ,油松、侧柏的枝长分别为对照的 6 4 .4 %和 6 6 .7% ;持续2年后 ,分别为对照的 37.6 %和 4 0 .9%。试验表明 ,各树种忍耐长期干旱的能力不同 ,侧柏最强 ,油松次之 ,刺槐最差 ,表明各树种林分抗旱稳定性不同。     

黄土高原沟壑区林地土壤水分特征的研究(Ⅱ)--土壤水分有效性及其亏缺状况的分析

通过对黄土高原沟壑区南缘的油松(Pinus tabulaeformis)、刺槐(Robinia psedudoacacia)人工林及荒坡的土壤水分有效性和亏缺状况的分析发现,无论是土壤水分有效性,还是水分状况都表现出油松＞刺槐＞荒坡的特征,据此认为,在该区造林工作中,如果立地条件允许,更适宜造油松林;不但降水的多少影响着土壤的干湿状况和土壤水分的有效性,降水的分布状况尤其是生长季中的降水分布状况也严重影响土壤水分干湿状况和有效性.