燕山北部山地人工落叶松林与天然次生林物种多样性的比较

为了解燕山北部山地华北落叶松人工林植被物种多样性维持功能的高低，选取13a和30a生人工落叶松林，以13a和28a生天然次生杨桦林作为对照，对两种林分的植被多样性进行调查和分析，并研究了间伐对人工落叶松林植被物种多样性的影响。结果表明，林龄相同或相近的两种林分类型相比，无论是乔木层、灌木层或是草本层，人工落叶松林丰富度、Simpson指数、Shannon—Weiner指数均表现出相当或略高于天然次生杨桦林（30a生人工落叶松林乔木层多样性指数除外）；间伐对人工落叶松林植被物种多样性的短期影响主要体现在乔木层，对林下灌木层和草本层无明显影响。燕山北部山地人工落叶松林具有较高的植物多样性维持功能，没有导致物种多样性的降低。     

燕山北部山地典型植物群落水源涵养能力研究

对燕山北部山地常见的几种植物群落类型的水源涵养能力进行了比较研究。结果表明,凋落物截留量在地上植被层总截留量中占有最大比例,地上植被的截留量由高到低的顺序为:人工落叶松林(4.39mm)>天然次生杨桦林(3.81mm)>榛子灌丛(1.70mm)>绣线菊灌丛(0.18mm);土壤最大持水量及总孔隙度都以榛子灌丛为最大,其次分别为天然次生杨桦林、人工落叶松林和绣线菊灌丛。土壤渗透速率以天然次生杨桦林为最大,榛子灌丛与人工落叶松林相近,绣线菊灌丛最低;群落水源涵养总量由高到低的顺序为:榛子灌丛(272.52mm)>天然次生白桦林(239.61mm)>人工落叶松林(221.53mm)>绣线菊灌丛(194.85mm)。地上植被层截留量在水源涵养总量中所占比例较小,但截留量不能完全说明其对水源涵养功能的影响。说明在燕山北部山地,天然次生杨桦林和榛子灌丛具有良好的水源涵养能力,绣线菊灌丛水源涵养能力较差,需采取合理措施对该地区大面积分布的绣线菊灌丛进行改造,以提高其水源涵养能力。     

华北落叶松人工林主要草本植物N,P生态化学计量特征研究——以燕山北部山地为例

氮(N)、磷(P)元素是生物体和生态系统所需的基本元素,通过对华北落叶松人工林内主要22种草本植物各器官的N,P含量进行测定及比较研究,得出:1)该地区草本植物整株植株的N元素含量范围为18.10～42.87 mg/g,P元素含量范围为1.87～4.92 mg/g,其中黄芪各器官的N含量最高,垂芥的叶、茎中P含量最高,整株植株的N∶P值范围为6.26～18.95,除紫花地丁植株的N∶P值大于16外,其它植株N∶P值都小于14;2)草本植物叶中的N与P元素含量要显著高于茎和根,地上部分大于地下部分;3)5个科类中豆科的N元素含量最高,伞形科的P元素含量最高,5个科类的N∶P值均小于14。     

冀北山地坡位条件对油松生长的影响

为了了解冀北山地坡位条件对油松生长的影响,对分布于坡面和坡顶的油松优势木的生长状况进行了比较分析。研究结果表明:坡面上油松的树高连年生长量、平均生长量和总生长量都明显高于坡顶,二者树高年平均生长量相差约9cm,但是地形对油松胸径生长没有明显影响;两种地形条件下,树高连年生长量随年龄的增长相对稳定,而胸径连年生长量都是在10年之前呈增加的趋势,而后下降,在20年生左右降至最低。两种地形条件下,油松树高和胸径的连年生长量的年际变化都具有明显的同步性,表明树高和胸径的生长都对年际的气候变化反应敏感;油松的树高年生长量与前1年的胸径生长量具有更高的相关性,表明前1年气候条件对油松的树高年生长有明显影响。油松高生长主要受地形和气候的影响,径生长则受林分因子和气候的影响;坡面地形更适宜于油松的生长,分布于坡面的油松林可用于培育优质木材,而分布于坡顶的油松林则宜作为生态林来进行保护和经营。     

空气滤清器内不可压缩三维湍流流场的数值模拟

应用通用CFD软件STAR-CD，采用SIMPLE算法和高雷诺数κ-ε湍流模型。对某一型号空气滤清器内的不可压缩湍流流场进行了三维数值模拟，其中使用了多孔介质模型对滤网进行了模拟。给出了空气滤清器内的速度场和压力场。着重分析了进气角度不同时的空气滤清器内速度和压力分布。计算结果表明：空气滤清器内存在涡流：改变入口的进气角度，可以使涡流的大小及位置发生改变；气流在多孔介质区域产生了很大的压力损失。     

基于数值模拟的空气滤清器结构优化设计

采用商用计算流体力学(CFD)软件STAR-CDV3.26求解了直径为400mm纸滤芯的空气滤清器三维流速场以及压力场分布,应用高雷诺数k-ε模型封闭雷诺方程,构成二方程模型。计算过程中,采用了压力修正法中的SIMPLE算法。通过分析提出了空气滤清器外部结构的优化方案,对提高通过滤芯的流体流量,降低外壳承受压力有显著效果。     

燕山北部华北落叶松人工林与杨桦天然次生林土壤碳密度的比较

为了了解人工造林过程对土壤碳储量的影响,对燕山西部山地常见的华北落叶松人工林和杨桦天然次生林土壤有机碳含量进行了研究。结果表明,华北落叶松人工林和杨桦天然次生林的土壤剖面平均有机碳含量分别为30.45g/kg和28.45g/kg,二者没有明显差异;2种林分的土壤有机碳含量均随着土层深度的增加而降低,下降幅度则随深度的增加逐渐减缓,表层土壤对土壤的碳存储贡献更大。总的来看,土壤有机碳含量在深层(30cm以下)相邻土层之间差异不显著,说明深层土壤中,有机碳含量变化较小。由以上结果可以得出结论,在造林措施适当、人为干扰较少的条件下,人工林同样可以维持与天然林相近的较高的土壤碳储量。     

林龄和立地条件对冀北山地油松单木生长量和生长率的影响

为了解林龄和立地条件对冀北山地油松单木生长的影响，以该地区油松林为研究对象，选取不同立地条件下的油松优势木进行树干解析，分析单木胸径、材积生长量和生长率随林龄的变化及其对立地条件的响应。主要结果为，随着林龄增长油松单木材积生长量呈幂指数上升趋势，但是不同立地条件下其生长量差异逐渐变大，而直径生长率和材积生长率呈现幂指数函数下降，并在林龄达到20年时逐渐收敛，分别趋于稳定在5%和6%,表现出生长率与立地条件无关。然而，不同立地条件下油松材积生长率也存在较大变异，显示材积生长率也受到立地条件影响。通过建立该地区油松林立地指数，进一步发现立地质量对直径、材积生长量和生长率均有影响，其中，海拔是影响材积生长率最重要的立地因子。本研究认为探讨油松单木生长率及建立模型时，应当同时考虑林龄和立地条件的影响。     

氮添加和封育对华北落叶松人工林生长和草本多样性的影响

[目的]为揭示氮沉降背景下放牧对华北落叶松人工林及林下草本植物多样性的影响。[方法]本研究以河北省木兰围场常年受到放牧影响的华北落叶松人工林为研究对象，通过设置对照、封育、施肥、施肥+封育4种处理，测定样地内乔木胸径、树高、冠幅增长量和林下草本生物量及多样性等指标，探讨了2 a封育和施肥对华北落叶松人工林生长和草本多样性的影响。[结果]与对照样地相比，封育、施肥和施肥+封育处理均对乔木生长有促进作用，树高增长分别约31.7%、17.6%和47.5%，其中，施肥+封育处理与对照差异显著；封育、施肥和施肥+封育处理均促进了草本生物量的增长，草本地上生物量分别提高5.3、0.4、4.1倍，草本地下生物量分别提高4.9、0.1、4.3倍，总草本生物量分别提高5.1、0.2、4.2倍；封育和施肥处理下，草本多样性变化不大，但不同处理使物种优势度发生显著变化。[结论]本研究表明，短期氮添加和封育促进了华北落叶松林乔木和草本生长，但未对草本多样性产生影响，却显著改变了草本植物的组成。