两行一带式乔木固沙林带风速流场和防风效果风洞试验

研究在风速为10和15 m·s<'-1>的风洞试验条件下,覆盖度为20%和25%的3种两行一带模式固沙林内的水平和垂直方向的风速变化情况,以期对3种模式的风速流场和防风效果进行比较分析.结果表明:3种配置模式在0.31H高度形成了风影区和风速加速区相互组合的复杂流场结构,覆盖度25%的两行一带模式的防风效果高于覆盖度20%的两行一带模式.3种模式在不同高度的风速变化规律相同,可划分为3层:微变化层(1.54H和2H)、显著变化层(0.46H和0.92H)和稳定变化层(0.06～0.12H)3个层次.3种模式降低风速的效果为:D=4H(H为带间距)L=4 cm(L为行距)模式大于D=5H,L=0.08 m模式和覆盖度20%(D=5H,L=0.04 m),后2种模式相同.     

扎龙湿地丹顶鹤种群空间分布动态的点模式分析

【目的】研究扎龙湿地丹顶鹤全局空间分布模式和局部空间分布模式及其动态变化规律,准确揭示研究区内丹顶鹤种群特征及栖息生境质量状况,为研究区丹顶鹤种群栖息环境的保护提供理论依据。【方法】以扎龙湿地国家自然保护区为研究区,引入多尺度空间聚类分析方法和局部G-统计量研究方法,从全局和局部2种空间尺度来分析研究区自1981年成立保护区以来的30年间丹顶鹤的空间分布模式动态。【结果】1)1981—2008年的近30年间,研究区丹顶鹤空间分布模式呈现阶段性变化的特征:1981—1990年丹顶鹤的空间分布模式为随机或均匀分布模式,1996—2005年为聚集分布模式,2006—2008年为随机或均匀分布;2)丹顶鹤的全局分布模式经历了由随机或均匀分布→聚集分布模式→随机或均匀分布→聚集的变化过程;3)局部空间分布模式经历了由离散→聚集→离散→聚集的反复变化过程;4)丹顶鹤的空间分布模式存在着较强的尺度依赖效应,在不同空间尺度上,丹顶鹤的空间分布模式存在较大差异,而在不同时间段,尺度效应的表现方式也有显著差异。【结论】1)无论从全局还是从局部分布看,丹顶鹤种群的空间分布变化剧烈;从长时间尺度上来看,丹顶鹤种群的空间分布呈聚集分布模式的趋势,且聚集程度不断加强;2)局部模式变化是全局模式变化的指针;3)丹顶鹤的空间分布模式存在着较强的尺度依赖效应;4)综合运用全局和局部的指数模型能更好地描述种群空间分布模式是进行种群空间分布模式研究的有效途径。     

锦鸡儿不同配置模式造林对小气候的影响

对不同配置模式的锦鸡儿灌木林进行了小气候测定分析,结果表明:锦鸡儿均匀式配置模式降低风速效果劣于行带式配置模式,随机式配置模式降低风速效果最差;不同配置模式对空气湿度的影响差异不大;3种不同配置模式锦鸡儿不同月份地温变化较大,同一土壤深度平均地温结果为:均匀式行带式随机式对照地。     

不同分布格局低覆盖度油蒿群丛防风效果

以低覆盖度(约20%)油蒿群丛为研究对象,采用多点式自记风速仪,研究行带式配置和随机分布的防风效果.结果表明:1)行带式配置的油蒿群丛的防风效果大于同覆盖度的随机分布的油蒿群丛,行带式配置具有显著的防风效果;2)在灌丛与灌丛之间形成的类似"狭管"流场的局部,有局部提升风速的作用,导致群丛内局部风速大于对照风速,致使随机分布的油蒿群丛内流场结构复杂、变化多样,低覆盖度时,沙地处于半固定、半流动状态,稀疏群丛内同时存在风蚀和积沙现象;3)除去两个极值后,行带式配置的油蒿群丛内平均地表粗糙度是随机配置的4倍,平均摩阻速度是随机配置的1.3倍,说明行带式配置具有显著的防止风蚀、固定流沙的作用.     

直压立式纱网沙障风洞试验研究

风蚀危害是影响流动沙丘造林成效的关键因素。在跟踪调查纱网沙障野外固沙造林良好成效的基础上,进行了纱网沙障固沙成效的风洞模拟试验。结果表明:设置带状纱网沙障后改变了地表风沙流结构,并对拦截地表风沙流具有显著的效果。在距离地表0~40cm高度范围内,沙障高度10、15和20cm时,其总输沙量分别为0.9、1.11和0.56g·cm~(-2)·min~(-1),而无沙障对照为4.47g·cm~(-2)·min~(-1)。在纱网沙障迎风侧2 H、1.5 H和1 H处的平均风蚀深度分别为0.47、0.4和0.2cm,在背风侧0.5H、1H、1.5 H、2 H和3 H处的平均积沙厚度分别为1.7、1.1、1.0、1.3和1.4cm。此外,由于沙障高度不同,沙障迎风及背风侧风速流场的变化特征不同,并在沙障背风侧近地表形成弱风区。其中,沙障高度10cm时,在设置沙障位置的上空10cm高度范围形成1个高风速涡旋;沙障高度15cm时,在沙障及沙障背风侧上空10cm高度范围形成3~4个高风速涡旋;沙障高度20cm时,在沙障位置及沙障背风侧上空10cm高度范围形成8~9个高风速涡旋,反映出纱网沙障具有随风摆动的特点,对空中气流的扰动作用强烈。     

3种配置防护林防风效能的风洞模拟实验

通过风洞模拟试验,测定了3种配置仿真防护林带的水平与垂直方向风速变化,分析其防风效能。结果表明:2种非均匀配置防护林带风速降低的观测点分别为84.61%和82.00%,而均匀结构防护林风速降低的测点只有74.61%。在水平方向,非均匀结构防护林的前高后低型配置的林带风速降低最大区域出现在林带后树高的2～4倍和林带前1.5～2倍树高范围,有2个风速明显降低区;前低后高型仿真防护林则在树高的1～2倍,而均匀结构林带的风速降低区在林带后树高的4～5倍范围。在垂直方向,前高后低型林带的风速降低最大区域为树高0.5～1倍树高范围,前低后高型林带的风速降低最大区域在0.5～0.75倍树高范围,均匀型林带的风速降低率较大区域高度为0.75～1倍树高范围。防护林组成前高(3行)后低(3行)非均匀配置防护林的防风效能相对均匀结构较大,是一种相对较优的防护林配置模式。     

固定沙丘风蚀坑不同部位风速特征

固定沙丘活化形成的风蚀坑呈现出斑点状流沙分布,其直接的后果就是扩展为流动沙丘,导致沙地面积扩展。本文采用HOBO风速/风向自动记录仪测定了浑善达克沙地固定沙丘风蚀坑内不同部位不同高度的风速变化。结果表明,风沿着纵轴方向进入风蚀坑后,沿着坡向向上逐渐增加且高于对照(CK)位置,并且风蚀坑内50 cm以下高度范围内风速变化明显,而200 cm高处的风速相对稳定。在风蚀坑横轴方向,在风蚀坑中心线两侧各5 m范围内风速增加,且风蚀坑东北侧或阳面风速明显低于风蚀坑西南侧或阴面。在治理风蚀坑时,不仅要治理风蚀坑底面位置,同时也要治理风蚀坑阴、阳面两侧的坡面,才能有效地控制风蚀坑扩展。     

低覆盖度行带式种植模式下赤峰杨根系分布特征

采用根钻法对低覆盖度行带式栽植模式下赤峰杨的根长密度的空间分布特征进行了研究,同时用烘干法对其根质量密度进行了测量。结果表明:赤峰杨的总平均根长密度在不同土层间变化很大,0.0 40 cm土层为根系主要分布区域,其在总平均根长密度中所占比例高达77.1%;不同径级之间的根长密度差异显著,0.0 0.2 mm径级根系的根长密度最大,可达0.61 cm·cm-3。带间根长密度变化出现了先增大后减少而后略有增大的趋势,环境因子影响根系分布,>2.0 mm的粗根根长密度主要分布于带间。低覆盖度行带式配置模式下的赤峰杨吸收根系(<2mm)主要分布于0 40 cm深度区域,粗根(>2.0 mm)主要分布于地表40 cm以下区域,带间是根系的主要分布区域,根系主要利用的是天然降水。     

黄河乌兰布和沙漠段巨菌草的固沙效果研究

巨菌草种植于黄河乌兰布和段低矮沙丘的迎风坡上,通过HOBO气象站和100 cm以及30 cm的集沙仪研究不同配置、不同风蚀年限巨菌草样地的风沙输移特征,结果表明:(1)巨菌草植株样地的输沙率在不同风速下为裸沙丘的0.38%~0.79%之间,留茬样地的输沙率在裸沙丘的1.8%~7.7%之间。近地表30 cm以下,植株风蚀1年样地和留茬风蚀1年、2年样地在不同风速下,输沙率随高度的变化分布符合幂函数(R~20.58)。当风速大于6.32 m/s时,植株风蚀2年样地的输沙率随高度符合二次函数变化规律(R~20.60)。(2)通过比较植株风蚀样地的风沙流结构,植株风蚀2年样地在沙丘表面4 cm高度以下的防护效果优于植株风蚀1年样地,在4~30 cm低于植株风蚀1年样地。4种不同配置的巨菌草在近地表0~30 cm高度内的平均固沙效果均保持在80%以上,固沙效果顺序为:植株风蚀1年样地植株风蚀2年样地留茬风蚀1年样地留茬风蚀2年样地。     

马占相思采穗圃母株定植密度与修剪试验

在马占相思采穗圃营建过程中,探讨不同株行距、不同修剪高度对母株萌条数、合格穗条数及扦插生根率、根数、根长的影响,结果表明:马占相思采穗圃营建的最佳模式为株行距20 cm×20 cm、修剪高度10 cm,可获得穗条100.8万条·hm-2,扦插苗木数量为87.4万株·hm-2。     

防火林带迎风面风速分布规律的风洞试验

采用风洞模拟方法,对通风结构、疏透结构和紧密结构3种防火林带迎风面的风速进行测定,绘制了3种结构防火林带迎风面的相对风速等值线图;根据风速的分布特征,采用多模型选优的方法,确定了山脊防火林带迎风面的相对风速预测模型。结果表明:紧密结构与疏透结构的防火林带迎风面的阻风性能比较好,最小相对风速达到70%以下,而通风结构的阻风性能最小,迎风面的最小相对风速在80%左右。如考虑其综合防火效能则以疏透结构的防火林带阻火性能最佳。     

民勤沙区沙丘的基本特征及其移动规律研究

民勤沙区的沙丘包括新月型沙丘、新月型沙丘链、沙垄、沙堆和复合型沙丘及沙丘链5 种类型;沙丘高度一般为4~10 m;沙丘走向有横向(NE-SW)和纵向(NW-SE)以及多风向形成的不规则形。沙丘移动的基本特征是:(1)风是沙丘移动的动力,风向单一时沙丘移动速度快。(2)沙丘越高移动速度越缓慢。(3)沙丘自西北向东南方向移动为主。(4)沙丘移动的方式有前进式、摆动式和摆动前进式3 种。(5)植被盖度越大移动就越缓慢。(6)一年中5月份移动速度最快,9月份最为缓慢。     

嫩江沙地不同土壤质地类型起沙风速的研究

文章研究将沙粒在风速达到沙粒的起动风速时沙粒的瞬间起动方式分为4种,即:滚动、跳跃、悬浮和飞扬4种。在嫩江沙地的3种典型土壤(沙质黏壤土、沙质壤土、风沙土)质地类型区域分别观测记录了沙粒在出现这4种情况时的瞬时风速值大小。经分析得出,在沙质黏壤土、沙质壤土和风沙土等3种土壤类型区域,若能将风速分别控制在6.3、6.4和7.2 m.s-1,即可有效防止风沙流的产生。     

THE DISTRIBUTION CHARACTERISTICS OF TURBULENCE ON LEESIDE OF WINDBREAKS

The distributive characteristies of turbulence,turbulent vclocity,turbulent intensityand Rcynolds stress,in horizontal and vertical direction on leeward side of windbreak were dis-cussed in this paper.The results show that all the three kinds of parameters of turbulence have thesimilar distributive patterns in lec,their peaks were around 10H for houizontal and Z/H=1 forvertical.The windbreak is important barrier to affect the structure and distribution of wind speedand turvbulence.Porosities of windbreaks could alter the patterns of turbulence,therefore,affect theabilities and functions of windbreaks.     

滴灌栽培杨树人工林细根空间分布特征

[目的]为探究滴灌条件下杨树人工林细根的空间分布特征,对大兴区林场滴灌栽培的5年生欧美107杨的细根分布进行研究。[方法]采用根钻法分别在株间、对角和行间方向距树干0.2、0.5、1.0、1.5 m处取样,取样深度为60 cm,每10 cm为1个土层。[结果]滴灌条件下,在不同方向的不同树干距离和土层深度,杨树人工林的细根生物量和根长表现出相似的分布特征,其分布受树干距离、土层及其交互作用的影响显著(P0.05)。滴灌条件下,株间方向的细根总长为12.7 cm,分别是对角和行间方向细根长的1.82倍和2.32倍,上述3个方向取样位点细根总长为25.2 cm,其中的86.4%在滴灌形成的湿润带范围内;0 40 cm土层的细根长占0 60 cm土层细根总长的84.5%。各方向的细根水平分布特征不同,株间方向细根长在距树干0.5 m处最大,为4.2 cm,占该方向细根总长的33.1%,且与其他树干距离处差异显著(P0.05);对角和行间方向细根长在距树干0.2 m处最大,分别为2.7、2.3 cm,占各自方向细根总长的38.1%和41.8%。各方向的细根垂直分布特征不同,株间方向细根长在0 10 cm土层最大,为3.7 cm,占该方向细根总长的29.1%,且与其他土层差异显著(P0.05);对角和行间方向细根长均在10 20 cm土层最大,分别为2.0、1.7 cm,占各自方向细根总长的27.9%和31.0%,与其他土层细根长差异显著(P0.05)。[结论]滴灌条件下,杨树人工林细根的空间分布特征可以采用细根生物量或细根长任一指标来表述。滴灌后形成的连续湿润带导致土壤水分条件的差异使细根在不同方向的水平分布和垂直分布特征不同,细根分布表现为株间对角行间,细根主要分布在湿润带范围内且在0 40 cm土层相对集中分布。依据滴灌栽培杨树人工林细根的水平和垂直分布规律,每次滴灌后应保证水分侧渗到距离树干至少50 cm的范围,下渗的深度至少达到40 cm深,以满足杨树人工林正常生长对水分的需求。本研究结果和结论为确定精准的单次有效灌溉量提供理论依据,从而实现既节水又确保林木正常生长的双重目标。     

影响农田防护林防风效益的主导因子探讨

通过对半干旱风沙区单林带、林网、林农间作、片林等不同类型农田防护林结构和防风效益的调查研究,提出了疏透度、林带间距、树高与林带宽度的比值、单位面积树冠体积分别是影响各类防护林防风效益的主导因子,确定了单林带最佳结构时的疏透度为０．３,有效防风距离为树高的１３．８倍。     

基于流体仿真的椭球型树冠抗风性能研究

近年来,随着全球气候频繁变化,台风等极端灾害性天气发生频率加剧,森林正面临着潜在的巨大损害。台风产生的风压、风速、湍流强度施加于林木上,使得林木风倒频繁发生。因此,研究树木的抗风性能有着重要意义。使用计算机仿真数值模拟方法对流场在林分中的运动进行求取,主要方法如下:首先通过GAMBIT对三维树冠进行树木建模并进行网格划分,其次使用标准k-ε方程组对三维树冠的流场分布进行模拟。最后通过模拟计算得到不同叶面积指数对应的树冠周围压力场、风速、湍动能分布。结果表明:对于单株树,当树冠孔隙度从0.25变化到0.75,即叶面积指数从2.77变化到0.58时,冠内风速在树冠内的波动幅度从8.0 m/s下降到4.0m/s,树冠内压力的波动幅度从229.0 Pa下降到到143.5 Pa,湍流强度的波动幅度从6.03%降到3.40%;对于林冠来说,当孔隙度从0.25变化到0.75,即叶面积指数从2.77变化到0.58时,在林冠前后的风速差从17.67 m/s变化为15.89 m/s,压力差从180.38 Pa变化到117.38 Pa,湍流强度的变化幅度从4.0%变化到2.4%。由于树冠前后压差过大和树冠内风速差过大会导致树的结构遭到破坏,因此,越稀疏的林冠,抗风性能越好。     

Spatial distribution of needle bright disease of Pinus sylvestris var.mongolica

MateriaIsandmethodsProbabilitydiStributionpatternInvesUgatiOnmethodSThespacedistributionOfneedIebrightwasinvesti-g8tedinHonghuarerjiForestFarmandHuiheForestFarmfromJunetoJulyin1996.Theelevationofthestudyareasis7oo-11oom.Theageofthetreesare24~35a.Canopydensitiesrangedfromo.4too-7.TherewerenoshrubsonforestfIoor.TotaIly12plotsweresatupand3otreesforeachpIOtwereinvesti-gated.Theinform8tionwasreportedaccoFdingtoThbIe1.POiSsondistTfoutfon:Where:mistotalaveragevaIue,whichcanbecalcu-Iated…     

迎面火与主地表火相互作用的实验研究

为了研究地表火卷吸作用的范围和迎面火与主火相互作用的机理 ,在大空间室内实验室进行了实验研究 .在该实验室实验可以避免环境风和环境温度变化的影响 .研究结果表明 :(1)在火头前方有明显的逆风区存在 .在逆风区下部的逆风风速要比上部的大 ,而且当高度达到某一数值时 ,逆风就不明显了 ;(2 )迎面火与主火之间即使相距较远也存在相互作用 .当它们相互接近到一定程度时 ,彼此相互吸引 .这使得火的蔓延速度显著升高 .对于火线火强度为 16 0kW·m-1地表火来说 ,蔓延速度增加2 7% .