人工造林是高寒沙地極具生態(tài)修復(fù)效益與生態(tài)挑戰(zhàn)的治沙技術(shù)。該研究選取青海湖沙地8～10年生的沙棘、烏柳、樟子松和小葉楊人工林作為觀測對象,采用手持氣象儀結(jié)合樣方調(diào)查方法觀測林地2008～2018年的風(fēng)況環(huán)境的時(shí)空變化,分析植株附近氣流場和防風(fēng)功能的植物種、高度層和年變化。結(jié)果表明:（1）植株株后的氣流降幅（20%～85%）和植株有效防護(hù)距離（1.0～10.0 m）存在顯著的植物種和高度層差異,烏柳和小葉楊（50%～85%,3.5～8.0 m）均大于沙棘和樟子松（20%～65%,1.0～2.0 m）。（2）植株附近流速的方位差異表現(xiàn)為株前>株側(cè)>株后,流向上的方位差異較小;多株植物間的南北通道和中心區(qū)成為氣流高速區(qū)。（3）人工林地植物的防風(fēng)功能主要表現(xiàn)在中下層（風(fēng)速降幅18%～76%）,且表現(xiàn)為樟子松>烏柳>沙棘>小葉楊,在10年間增長了5%～15%,對應(yīng)各林地地表輸沙率近6年降低了30%～90%,臨界起沙風(fēng)速增大2.0～3.0 m/s。研究發(fā)現(xiàn),人工林的防風(fēng)機(jī)制主要為營造植株不同部位的令流速流向差異來削減風(fēng)能,4種人工林植物的適宜造林規(guī)格為1.0～2.0 m... 

【文章來源】：西北植物學(xué)報(bào). 2020,40(08)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

不同季節(jié)各植物上層與下層的八方位氣流場

表1 各觀測點(diǎn)的初期立地條件Table 1 Incipient conditions of each observation plot 觀測點(diǎn)Plot 移植年份Plant year 面積Area/hm2 密度 Density/(plant/hm2) 沙丘高度 Dune height/m 沙丘坡度 Dune slope/° 夏季蓋度Cover in summer/% 造林間隔 Afforesting interval/m 沙棘Hippophae rhamnoides(SJ) 2008 2.74 9 000 6.5 <5 8.49 1.5 烏柳Salix cheilophila(WL) 2009 0.67 9 000 5 5～10 6.66 2.0 樟子松Pinus sylvestris (ZZS) 2009 0.94 4 500 4-5 0～15 8.54 1.0 小葉楊Populus simonii(XYY) 2005 1.92 2 500 5～8 5～10 10.26 2.0 對照地 Control point (CK) —— 0.21 0 8 5～10 0 ——2.2 實(shí)驗(yàn)觀測

隨著人工林群落的發(fā)展,固沙植物存在顯著的株高與冠幅變化,其植株背風(fēng)向的流場特征表現(xiàn)出明顯的流速差異和最大防護(hù)距離差異(圖3)。主要特征有:(1)株后氣流流速低值區(qū)范圍隨株高的增加而增大,其中最低流速的降幅在下層達(dá)25%～90%,上層達(dá)20%～40%,沙棘上層和較低烏柳、樟子松的冠頂區(qū)均出現(xiàn)增速現(xiàn)象,各植物株后流速的垂向降幅差異隨株高的增加而減小;(2)株后最大防護(hù)距離中,沙棘與樟子松表現(xiàn)為下層(1.0～7.0 m)大于上層(0～2.0 m),烏柳與小葉楊的下層最大,植株上下層相近。同一高度層,植物的有效防護(hù)距離隨株高的增加而增大,烏柳、小葉楊的植株下層(2.5～7.5 m)、樟子松和沙棘中層的有效防護(hù)距離相對較大;(3)相同株高的不同植物種在同一高度層下比較,沙棘和樟子松的下層流速降幅高于烏柳和小葉楊,上層則表現(xiàn)相反,前者甚至出現(xiàn)流速增幅現(xiàn)象。株后防護(hù)距離并非與最低流速降幅程正相關(guān),表現(xiàn)為烏柳、小葉楊的下層和上層均大于沙棘、樟子松。表2 人工林株后冠幅上下層的氣流流速降幅與有效防護(hù)距離Table 2 Wind velocity decreasing extent and effective protecting distance behind a plant below or above canopy in each forest 人工林Artificial forest 下層 Below canopy 上層 Above canopy 最低流速點(diǎn)位置 Point of the lowest wind velocity/m 最低流速占株前比例 Wind velocity rate of in the lowest point and front point 有效防護(hù)距離Effective protecting distance/m 最低流速點(diǎn)位置 Point of the lowest wind velocity/m 最低流速占株前比例 Wind velocity rate of in the lowest point and front point 有效防護(hù)距離 Effective protecting distance/m 沙棘SJ 0.15～0.55 35%～70% 1.8 0.3～0.5 75%～85% 1.0～1.2 烏柳WL 0.5～0.8 13%～28% 6.5～7.8 0.3～0.5 22% >10 樟子松ZZS 0.3～0.5 60%～80% 1.0 0.8～2.0 85%～90% 4.0～4.5 小葉楊XYY 0.8～1.0 35%～50% 3.5 1.5～1.8 60%～93% 4.5～10


本文編號：3373853