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低覆盖度灌木群丛的水平配置格局与固沙效果的风洞试验

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生态学报 2008年第7期28卷 2998-3007页

作者：杨文斌杨红艳卢琦吴波赵爱国乐林姚建成王晶莹胡小龙中国林业科学研究院林业研究所/国家林业局/中国防治荒漠化研究与发展中心北京100091 内蒙古环境科学研究院内蒙古呼和浩特010010 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000 内蒙古林业科学研究院内蒙古呼和浩特010010

针对覆盖度为18%～20%的灌木固沙疏林,在风洞内,模拟了行带式、等株行距和随机不均匀等3种水平配置格局的风力侵蚀机理和固沙效果。结果表明:1.当风速为10m/s时,行带式内吹风30min后不出现风蚀,等株行距和随机模式内分别在吹风8min和3mi... 详细信息

针对覆盖度为18%～20%的灌木固沙疏林,在风洞内,模拟了行带式、等株行距和随机不均匀等3种水平配置格局的风力侵蚀机理和固沙效果。结果表明:1.当风速为10m/s时,行带式内吹风30min后不出现风蚀,等株行距和随机模式内分别在吹风8min和3min出现风蚀;2.当风速增大为15m/s时,行带式仅在模式内出现微弱的风蚀和积沙,吹风30min后形成稳定的凹月形沙面,最大蚀、积厚度为0.4cm和0.7cm,没有形成风沙流,而等株行距和随机模式则出现强风沙流,吹风30min后,模式内65.57%和66.96%的沙被吹走;3.等株行距主要风蚀灌空隙丛间的沙面,随机配置主要风蚀灌丛分布的大空隙间的沙面,而在灌丛相对集中的部位积沙,因此形成非常复杂的沙面形状。

关键词：低覆盖度配置格局行带式沙面形状

低覆盖度行带式固沙林对土壤及植被的修复效应

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生态学报 2013年第10期33卷 3192-3204页

作者：姜丽娜杨文斌卢琦姚云峰蔺瑞岚中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 内蒙古农业大学生态环境学院呼和浩特010019 国家林业局西北林业规划设计院西安710048

在我国干旱、半干旱地区由于水分条件的制约,经过漫长的自然演替过程,逐步发育形成了广泛分布的低覆盖度植被,这些低覆盖度植被类型中存在大量的天然乔木疏林或稀疏灌丛,地表处于半流动状态,而配置成行带式后,能够完全固定流沙,并且不... 详细信息

在我国干旱、半干旱地区由于水分条件的制约,经过漫长的自然演替过程,逐步发育形成了广泛分布的低覆盖度植被,这些低覆盖度植被类型中存在大量的天然乔木疏林或稀疏灌丛,地表处于半流动状态,而配置成行带式后,能够完全固定流沙,并且不同配置模式下行带式固沙林土壤与植被自然恢复程度不同。因此,通过对不同带宽的低覆盖度行带式固沙林对土壤及植被修复的影响研究,揭示了不同带宽行带式固沙林带间土壤因子与植被因子的变化过程,从而阐明行带式固沙林对带间植被自然恢复和土壤发育的促进作用。结果表明,行带式杨树固沙林能够明显的促进带间土壤与植被修复;带间距离的宽窄影响植被恢复及土壤发育效果;宽带间距固沙林带间植被多样性指数高,地上生物量大,根系生物量,总长度及表面积均高,土壤水分养分条件好,微生物数量大植物残体分解快,有利于植被的生长;模糊综合评估结果表明,不同带间距行带式固沙林土壤植被恢复程度不同,宽带间距20m的恢复效果>带间距15m>带间距10m。行带式固沙林通过带间宽度的变化可以调节植被与土壤之间的相互作用,窄带间距固沙林土壤与植被的相互作用则由于造林密度大而受到抑制。宽带间距可以明显加快土壤及植被修复的速度,进而缩短土壤及植被修复的时间。

关键词：低覆盖度行带式固沙林带间距自然恢复

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低覆盖度治沙理论及其在干旱半干旱区的应用

干旱区资源与环境 2017年第1期31卷 1-5页

作者：杨文斌王涛冯伟姚冬梅李卫中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所兰州730000 锡林郭勒职业学院锡林浩特026000 通辽市森林公园管理处通辽028000

低覆盖度治沙理论是以疏林或稀疏灌丛植被格局的演变为内涵,外延出优化格局的风沙物理和生态水文原理与过程;组合了林学边行优势与生态学界面效益理论,形成的一套人工治理与自然修复有机结合的生态修复理论。该理论开创了植被在低覆盖度... 详细信息

低覆盖度治沙理论是以疏林或稀疏灌丛植被格局的演变为内涵,外延出优化格局的风沙物理和生态水文原理与过程;组合了林学边行优势与生态学界面效益理论,形成的一套人工治理与自然修复有机结合的生态修复理论。该理论开创了植被在低覆盖度(15%-25%)下实现防沙治沙目标的新领域,显著提高了稀疏植被的阻风固沙和水分利用效率,提出了不同生物气候区低覆盖度治沙的控制密度和基本原则,支撑了2015年《国家造林技术规程》(旱区部分)的修订。低覆盖度治沙理论已成为指导我国防沙治沙工程的重要理论,引领了一个崭新的研究方向,有力地推进了防沙治沙事业的进步。

关键词：治沙低覆盖度格局理论干旱半干旱区

低覆盖度不同配置灌丛内风流结构与防风效果的风洞实验

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中国沙漠 2007年第5期27卷 791-796页

作者：杨文斌卢琦吴波杨红艳赵爱国王晶莹胡小龙中国林业科学研究院林业研究所/国家林业局/中国防治荒漠化研究与发展中心北京100091 内蒙古林业科学研究院内蒙古呼和浩特010010 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

低覆盖度灌木群丛是干旱、半干旱区广泛分布且具有重要意义的植被，也是人工修复沙地应遵从的植被。通过风洞试验模拟了覆盖度在20％左右的三种水平配置格局的灌木群丛内风流结构与防风固沙效果。结果表明：①水平配置格局不同，低覆盖... 详细信息

低覆盖度灌木群丛是干旱、半干旱区广泛分布且具有重要意义的植被，也是人工修复沙地应遵从的植被。通过风洞试验模拟了覆盖度在20％左右的三种水平配置格局的灌木群丛内风流结构与防风固沙效果。结果表明：①水平配置格局不同，低覆盖度灌木群丛的防风效果差异显著，行带式模式具有非常显著的阻碍和降低风速的作用（风速降低36％～43％）；等株行距模式次之，风速降低7％～28％；随机不均匀配置模式内局部有风速抬升现象，②行带式模式内形成规整的随灌丛带波动的流场结构，而随机不均匀配置模式内形成由多个风影区和风速加速区组合的非常复杂的流场结构，等株行距模式居于二者之间。③带间宽度在56cm和64cm时的防风效果较带宽为32cm和40cm好。说明覆盖度降低到11％～13％，行带式模式的防风效果仍然不会降低。④两行一带配置均表现防风效果优于单行配置，且随试验风速的增大防风效果更好。

关键词：灌木群丛低覆盖度风洞实验风流结构防风效果

低覆盖度沙蒿群丛的水平配置结构与防风固沙效果研究

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中国沙漠 2006年第1期26卷 108-112页

作者：杨文斌赵爱国王晶莹姚建成田永桢胡小龙杨红艳中国林业科学研究院林业研究所北京100091 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000 内蒙古林业科学研究院内蒙古呼和浩特010010 内蒙古阿拉善盟林业研究所内蒙古巴颜浩特750306

针对覆盖度小于28%的沙蒿群丛,通过野外测试和风洞模拟实验,研究了行带式、等株行距和随机不均匀等3种水平配置格局的防风固沙效果及其流场特征。结果表明:①行带式配置格局具有非常显著的阻碍和降低风速的作用,流场结构稳定规则;等株... 详细信息

针对覆盖度小于28%的沙蒿群丛,通过野外测试和风洞模拟实验,研究了行带式、等株行距和随机不均匀等3种水平配置格局的防风固沙效果及其流场特征。结果表明:①行带式配置格局具有非常显著的阻碍和降低风速的作用,流场结构稳定规则;等株行距次之;随机不均匀配置格局内局部有风速抬升现象流场结构复杂多变。②行带式配置格局带间形成“凹月”形稳定沙面并能出现结皮,流沙被完全固定,而随机不均匀分布的沙蒿群丛内有明显的风蚀现象。③行带式配置格局在带的背风侧和迎风侧分别形成4.0m和0.5m的一个风速显著降低区,成为提高防风固沙效果的核心。

关键词：沙蒿灌丛低覆盖度风速流场防风固沙效果

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低覆盖度行带式固沙林对带间小气候的影响

干旱区资源与环境 2015年第10期29卷 117-121页

作者：石星李卫杨文斌丁国栋冯伟北京林业大学水土保持学院北京100083 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091

低覆盖度行带式固沙林带间具有较大空间,受林带影响其带间小气候存在空间差异性。为了解其带间不同位置小气候变化特征,选取一典型低覆盖度行带式固沙林,于典型晴天对其带间距林带不同距离处太阳辐射、气温及相对湿度进行同步观测。结... 详细信息

低覆盖度行带式固沙林带间具有较大空间,受林带影响其带间小气候存在空间差异性。为了解其带间不同位置小气候变化特征,选取一典型低覆盖度行带式固沙林,于典型晴天对其带间距林带不同距离处太阳辐射、气温及相对湿度进行同步观测。结果表明:低覆盖度行带式固沙林具有阻挡带间太阳辐射,降低空气温度,增加相对湿度效应;林带对太阳辐射影响区域主要集中在0.5H范围内,太阳辐射强度随距林带距离增大而增加;在两侧林带影响下,气温呈现两端低,中间高的梯度变化,相对湿度呈现两端高,中间低的梯度变化。空气温湿度在垂直于林带走向方向上形成了水热势能梯度,影响带间水平方向上的水热输送及循环。

关键词：低覆盖度行带式小气候

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低覆盖度沙蒿植被对土壤风蚀影响模拟研究

低覆盖度沙蒿植被对土壤风蚀影响模拟研究

作者：魏宝北京林业大学

学位级别：硕士

本文通过对低植被覆盖状态下的沙蒿群落进行野外人工模拟,观测记录沙蒿植被覆盖度分别为0%、5%、10%、15%、20%、25%和30%等7种不同情况下的风蚀物颗粒粒径变化、风沙流结构、风蚀输沙率和风蚀模数等重要土壤风蚀参数,得到不同植被覆盖... 详细信息

本文通过对低植被覆盖状态下的沙蒿群落进行野外人工模拟,观测记录沙蒿植被覆盖度分别为0%、5%、10%、15%、20%、25%和30%等7种不同情况下的风蚀物颗粒粒径变化、风沙流结构、风蚀输沙率和风蚀模数等重要土壤风蚀参数,得到不同植被覆盖度对土壤风蚀影响的量化结论。结论如下： 1.野外实验所集各不同植被覆盖度和不同高度层风蚀物的平均粒径范围在140-190μm之间,都集中于细沙(100-250μm)粒径组。对不同植被覆盖度的不同高度层中风蚀物粒度构成和各不同粒径组的风蚀输沙量进行分析得出,几乎所有风蚀物的粒径范围分布在50-500gm之间,占到总沙量的99%以上,即主要粒径成分为极细沙(50-100μm)、细沙(100-250μm)和中沙(250-500μm),其中细沙占到70%以上说明了风蚀物以细沙为主的粒度组成。不同植被覆盖度对不同粒径组沙粒输沙量垂向分布形态没有显著影响,极细沙、细沙和中沙3个粒径组的输沙量在垂向上具有相同的分布特征,都符合指数递减规律;粒径越大时由底层向高层输沙量减少的趋势越显著。 2.不同植被覆盖度、不同风速条件下输沙率随高度的变化符合典型的指数递减规律,当植被覆盖度小于10%的时候,不同风速下风沙流结构在半对数图上呈直线形式分布,当植被覆盖度大于等于10%的时候,0-6cm高度层内的输沙率大于相应指数规律的数值,表现出偏大型的指数分布规律。 3.通过对不同植被覆盖度不同风速下风蚀输沙率的大量观测,运用Wasson的建模思想,建立了低覆盖度沙蒿植被土壤风蚀输沙率模型,模型具体形式如下：模型Ⅰ为：Q=7.47×10-8[exp(-0.00007C-0.0002C2)V0-440]3 模型Ⅱ为：Q=7.47×10-8[u-exp(0.0022C+0.0002C2)440]3 4.通过对不同覆盖度沙蒿植被下土壤风蚀测签的多次长时间观测记录,得到了该实验区的土壤风蚀模数,并绘制了风蚀地表的微地貌变化。当植被覆盖度处于0%-10%之间时,微地貌经过风力侵蚀后的起伏变化与无植被覆盖状态下的情况较为接近;当植被覆盖度处于10%-20%之间时,微地貌变化属于过渡阶段,单个植株的作用开始体现,但是整体作用并不明显;当植被覆盖度处于20%-30%之间时植被整体防护作用较为明显。在本文研究范围内,当沙蒿植被覆盖度为30%时,植被的整体防护效果好,土壤风蚀较轻,建议沙区植被以此覆盖度为保护、恢复与建设的依据,尽量减轻与防治土壤风蚀。

关键词：低覆盖度沙蒿粒径输沙率模型风蚀模数

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低覆盖度行带式固沙林带间小气候特征

低覆盖度行带式固沙林带间小气候特征

作者：石星北京林业大学

学位级别：硕士

低覆盖度疏林和灌丛是干旱、半干旱区分布的最典型的天然植被,而低覆盖度行带式是能够完全固定流沙的一种植被格局,本文选取科尔沁沙地南缘行带式固沙林为研究对象,对林带间太阳辐射、空气温湿度以及降雨、土壤湿度等小气候的空间变化... 详细信息

低覆盖度疏林和灌丛是干旱、半干旱区分布的最典型的天然植被,而低覆盖度行带式是能够完全固定流沙的一种植被格局,本文选取科尔沁沙地南缘行带式固沙林为研究对象,对林带间太阳辐射、空气温湿度以及降雨、土壤湿度等小气候的空间变化特征进行观测研究,对不同带间距行带式固沙林带间小气候进行同步定位观测,以揭示行带式造林模式下带间小气候特征及其作用机理。研究表明：(1)行带式固沙林的集群分布格局形成了林带降雨高截留和带间空地基本无截留的降雨捕获模式,这使得林带与林带间形成一个基本没有林冠截留的降雨完全补给带,相比较林带下的土壤,降雨入渗补给量可提高20%以上。行带式带间土壤含水量随距林带距离的增加而增大,在距离林带0-8m的距离范围为土壤水分的主要利用带,而距林带8m以外的地带为土壤水的渗漏补给带,其生长季储水量维持在较高的水平。此外,通过对行带式带间风速的观测研究发现,当固沙林覆盖度降低到20%时左右时,行带式的防风效果并未明显下降,低覆盖度行带式具有良好的防风效果。因此,在满足固沙林防风固沙的基础上,降低固沙林的覆盖度,可以有效维持沙区的水分平衡,改善气候环境,促进带间自然植被的恢复。(2)在微观尺度上,植被的空间立体机构是影响光气候环境的关键因素,行带式作为一种带状分布格局,带间太阳辐射主要受林冠层遮荫作用而减小,东西走向林带辐射减弱主要集中在林带北侧0.5—1H范围内,随行带式带间距减小,太阳辐射透过林冠进入林地的太阳辐射越少。受林冠层遮荫庇护作用的影响,行带式固沙林带间空气温湿度及蒸发呈现规律的梯度变化趋势,气温和蒸发随距林带距离增加而不断增大,相对湿度随距林带距离不断增加而减小。(3)空气温湿度代表了地表水热状况,是影响植被生长发育重要的环境因素,同时近地层空气温湿度受地表植被的变化的影响。沙地造林后,由于植被立体空间格局的变化,局地小气候产生差异。研究发现,生长季,8m及12m行带式样地林带内气温高于25m样地及旷野,而相对湿度低于25m样地及旷野,林内外空气温湿度的差距到生长季末有缩小的趋势,低覆盖度行带式固沙林带间小气候更接近自然修复后的小气候环境。

关键词：行带式低覆盖度配置小气候

在低覆盖度下Au/GaAs和Au/GaSb界面的开尔文探针电容电位差研究

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应用科学学报 1990年第4期8卷 297-302页

作者：邵丙铣复旦大学

介绍了在超高真空系统中利用开尔文探针电容电位差(CPD)方法,在低覆盖度下Au/GaAs和An/GaSb的界面研究工作.在劈裂后的GaSb和GaAs表面,经初始的亚单层Au淀积后,两者的CPD值均有很大的跳变.这是同这一事实相符合的:按照光发射谱测量,在A... 详细信息

介绍了在超高真空系统中利用开尔文探针电容电位差(CPD)方法,在低覆盖度下Au/GaAs和An/GaSb的界面研究工作.在劈裂后的GaSb和GaAs表面,经初始的亚单层Au淀积后,两者的CPD值均有很大的跳变.这是同这一事实相符合的:按照光发射谱测量,在Au淀积的最初阶段(约0.2ML的Au淀积层),费米能级就“钉住”在表面态.此外,Au/n-GaAs的界面实验表明:CPD值有显著的光效应,特别在小于1ML的Au淀积层的情形下.

关键词：半导体金属界面 CPD法低覆盖度