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民勤主要治沙造林树种的空间结构及其防风作用

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民勤主要治沙造林树种的空间结构及其防风作用

作者：李建刚甘肃农业大学

学位级别：硕士

通过封育恢复天然植被,是我国多年来治理沙漠化土地的一项行之有效的措施。恢复天然植被亦是植物治沙的重要内容之一,是一项投资少、收效大、事半功倍的有效措施,但在自然状态下恢复年限较长。开展大面积人工植树造林又受到干旱荒漠和... 详细信息

通过封育恢复天然植被,是我国多年来治理沙漠化土地的一项行之有效的措施。恢复天然植被亦是植物治沙的重要内容之一,是一项投资少、收效大、事半功倍的有效措施,但在自然状态下恢复年限较长。开展大面积人工植树造林又受到干旱荒漠和半干旱荒漠地区水因素的限制,单纯追求高密度、大冠幅的目标难以实现。因此,研究在有限范围内的植物造林,特别是孤植树使其发挥较大的防风固沙效益显得尤为重要。民勤在治沙造林实践活动中主要采用梭梭、花棒、柠条和沙拐枣4种沙生植物。通过对梭梭、柠条、花棒、沙拐枣4种沙生植物空间结构及其防风作用的研究,得出以下结论:1、按Strahler法确定枝序,测量分枝角度。就不同的沙生植物而言,分枝角度差异很大。基于减少枝叶间的竞争压力和充分利用空间资源等原因,分枝角度由里向外普遍有增大的趋势。梭梭、花棒、柠条具有较强的分枝能力,其分枝角度一般都在70～85°。2、对植株以20cm高度为梯度从地面开始进行刈割,测其20cm内的生物量,并依枝条直径大小,按照2mm为级将枝条分为6级:0～2mm、2～4mm、4～6mm、6～8mm、8～10mm、>10mm。直径0～2mm为第1级,依此类推,直径>10mm的枝条为第6级,测定其枝条数与生物量。得出:(1)梭梭、柠条在相同高度范围内,不同植株不同直径枝条数无显著差异;花棒不同植株在0～20cm、160～200cm高度范围内,不同直径枝条数有显著差异,在其它高度范围内则无显著差异;沙拐枣不同植株在180～200cm高度范围内,不同直径枝条数有显著差异,在其它高度范围内无显著差异。(2)梭梭枝条总数在各个高度明显高于其它3种沙生植物,在120～160cm高度范围内,枝条总数在1000以上;柠条、花棒、沙拐枣的枝条总数变化趋势相似;总体上4种沙生植物枝条总数随高度逐渐增大,在树高的0.5倍时达到最高值,然后开始随株高逐渐降低。(3)梭梭、沙拐枣、花棒、柠条直径为0～2mm、2～4mm、4～6mm、6～8mm、8～10mm的枝条数随高度的增大而增加,取得最大值后又逐渐减少;直径>10mm的枝条随高度增加,呈下降趋势。(4)梭梭、沙拐枣、花棒、柠条在一定高度范围内逐步分枝率SBR5:6、SBR4:5、SBR3:4、SBR2:3、SBR1:2值都呈上升趋势,受分枝角度的影响,不同高度不同树种上升趋势有差异;随着高度的增大,受植物生物量空间承载力的影响,枝条总数逐渐开始减少,枝条趋于直径较小的枝条,SBR5:6、SBR4:5、SBR3:4、SBR2:3、SBR1:2值趋于稳定。(5)柠条在20cm高度内的生物量最大,梭梭其次,沙拐枣和花棒分列3、4。受空间承载力的影响,4种沙生植物生物量随高度的增大都呈下降的趋势。4种沙生植物直径>10mm的枝条生物量随高度呈下降趋势,其它枝级的枝条生物量随植株高度的增大而逐渐增大,到达一个最大值之后又开始下降。(6)对于沙生植物而言,含水率是用来表征植物抗旱能力的强弱的指标之一。其中沙拐枣的含水率(30.70%)最高,说明抗旱能力最强;柠条含水率(15.42%)最低;梭梭和花棒含水率也不高,在20%左右。(7)4种沙生植物在垂直主风向方向时,沿植株高度水平最大宽度B值情况:沙拐枣、梭梭、柠条、花棒的宽度依次在树高的0.25～0.35、0.55～0.65、0.3～0.4、0.3～0.4倍时取得最大值。3、在20cm;50cm;100cm;150cm高度设置风杯,和空白对照处与植株冠幅后0m;1m;2m;3m处在主风向上进行同步观测,测定植株的防风作用,得出:(1)4种沙生植物由于植株结构的不同,降低风速作用也不同,植株枝条在比较稠密的高度降低风速作用较大。在植株的上部和基部,枝条较少,降低风速的作用较小。(2)植株降低风速作用与枝条阻挡面宽度Z以及迎风面宽度B有密切关系,且随着Z和B的增大而增大。迎风面宽度B与枝条阻挡面宽度Z呈正相关。对沙生灌木进行平茬,不仅不影响其生长,反而会萌发更多的枝条,这样既增加了枝条阻挡面宽度Z,又增大了迎风面宽度B,降低风速作用及范围将会大大提高,更利于防风固沙。研究表明,气流搬运的沙量绝大部分(80%)集中分布在0～10cm高度内,输沙量随高度增加呈指数规律递减。建议在10cm高度对沙生灌木进行平茬。

关键词：民勤沙生植物空间结构防风作用

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四种同龄植物防风作用的比较研究

四种同龄植物防风作用的比较研究

作者：王成龙内蒙古农业大学

学位级别：硕士

本文对风水复合侵蚀区植被恢复常用的植物种柠条（Caragana microphylla Lam.）、沙棘（Hippophae rhamnoides Linn.）、白沙蒿（Artemisia sphaerocephala Krasch.）和沙柳（Salix psammophila *** et ***）,四种植物四年生的单株、林带和群落进行风速观测,对比研究了四种植物在无叶期和枝叶旺盛期防风作用的差异,得出以下结论: 四种植物单株在两个季相期对风速气流的影响规律相似,其中在0.3m高度,白沙蒿单株对气流的影响最明显;在0.5m高度,柠条单株对气流的影响最明显;在1.0m高度,沙柳对气流的影响最明显。四种植物单株在枝叶旺盛期的对风速的影响明显大于在春季无叶期。四种植物林带的防风效能和地表粗糙度均在林带背风面1H处最大,随着背风面距离的逐渐增大,林带的防护效能和地表粗糙度逐渐降低。四种植物林带均随着株距的增大,林带背风面的防风效能和地表粗糙度逐渐降低。在相同的株距或行距下,沙柳林带背风面的防风效能和地表粗糙度最大,沙棘林带最小,白沙蒿和柠条林带居中,在春季无叶期,白沙蒿林带大于柠条林带,在枝叶旺盛期相反。四种植物林带在三种行距配置下,随着行距的增大,林带背风面的防风效能和地表粗糙度在一定范围内逐渐减小,且行距大的林带配置能够延缓林带背风面在一定范围内的防风效能衰减。在枝叶旺盛期三种行距林带的背风面的防风效能和地表粗糙度均比在无叶期大,说明林带背风面的防护范围更大且防护作用更明显。四种植物群落内的地表粗糙度在两个季相期均明显高于旷野观测点处的地表粗糙度,四种植物群落相对旷野对照处对地表粗糙度增大倍数由大到小为:沙柳群落＞柠条群落＞白沙蒿群落＞沙棘群落。在枝叶旺盛期的地表粗糙度明显大于在春季无叶期的地表粗糙度。对于风速廓线,在无叶期林内和旷野的风速廓线均为标准对数曲线,风速廓线的斜率和旷野对照处风速廓线的斜率对比,都明显增大。在枝叶旺盛期旷野对照点的风速廓线仍为标准对数曲线,只斜率因下垫面增大,而在植物群落内,沙柳群落的风速廓线为直线,沙棘、柠条和白沙蒿群落内风速廓线为幂函数曲线。四种植物在近地面30cm高处,防风效能作用最明显,随着高度的增加,群落内减小风速百分数降低。不同植物种的风速减少百分数随着高度的变化程度不同。在春季无叶期植物防风效能均明显小于枝叶旺盛期。

关键词：同龄植物防风作用单株林带群落

应用数量化理论Ⅰ分析和田护田林带的防风作用

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八一农学院学报 1987年第2期 44-54页

作者：文科军万海鹏八一农学院林学系

本文应用数量化理论Ⅰ这一数学分析方法,阐明农防林防风效益的普遍规律及其特点,并予以科学地评价。通过对依变量(林带背风面不同距离的风速相对值和透风系数)与自变量(疏透度、大气热层结、风向交角和风力等级)之间变化的分析,依据各... 详细信息

本文应用数量化理论Ⅰ这一数学分析方法,阐明农防林防风效益的普遍规律及其特点,并予以科学地评价。通过对依变量(林带背风面不同距离的风速相对值和透风系数)与自变量(疏透度、大气热层结、风向交角和风力等级)之间变化的分析,依据各自变量的得分范围,偏相关系数,定量说明各自变量对依变量的贡献。结果依变量的变化与自变量中疏透度的变化相关最为密切,其余自变量则依次排列。疏透度是人为所能控制和调解的,而其余因子对防风作用的影响则可以通过大面积推广窄林带小网格的林网化建设,建立综合防护林体系而积极产生作用,使其影响降低到极小程度,最大地发挥林带本身的防风效果。

关键词：数量化理论分析农田防护林防风作用

用极值对应点法测定防护林防风作用的初步尝试

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甘肃科技 1999年第1期15卷 24-25页

作者：路桂云甘肃省治沙研究所

、问题的提出防风、降低风速是沙区农田防护林和防风固沙林的主要功能之一。测定不同防护林的降风作用，是防护林研究的主要内容之一，是林业科研、生产中经常需要做的工作。到目前为此，测定防护林的降风作用所用的仪器多是轻便风速风... 详细信息

、问题的提出防风、降低风速是沙区农田防护林和防风固沙林的主要功能之一。测定不同防护林的降风作用，是防护林研究的主要内容之一，是林业科研、生产中经常需要做的工作。到目前为此，测定防护林的降风作用所用的仪器多是轻便风速风向仪，其测定方法是，在林带前和林带...

关键词：防护林防风作用极值应点防风固沙林

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浅析玉田县农田防护林防风作用效果

防护林科技 2018年第7期31卷 79-79,84页

作者：苏桂义河北省唐山市玉田县林业局河北唐山064100

通过对玉田县农田防护林带防护作用调查与分析,结果显示:农田防护林带有着显著的防风作用,由于农田防护林降低了风速,增加了湿度,改善了农田小气候,使农作物获得了增产。同时,建设农田防护林提高了森林覆盖率,改善了人居生态环境,取得... 详细信息

通过对玉田县农田防护林带防护作用调查与分析,结果显示:农田防护林带有着显著的防风作用,由于农田防护林降低了风速,增加了湿度,改善了农田小气候,使农作物获得了增产。同时,建设农田防护林提高了森林覆盖率,改善了人居生态环境,取得了广泛的社会效益和生态效益。

关键词：农田防护林林带防风作用

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蔓荆在鄱阳湖风沙区的适应性及防风作用研究

水土保持研究 2004年第1期11卷 47-49页

作者：杨洁左长清江西省水土保持科学研究所江西南昌330029

植物是防治土地沙化最有效的措施之一,通过对蔓荆生长适宜性和对地表风速影响的研究表明:蔓荆在亚热带湿润风沙地区具有良好的适应性;沙地种植蔓荆后,风速明显降低,覆盖度50%的蔓荆地可使50cm和200cm高度的风速分别降低33.7%和18%;覆盖... 详细信息

植物是防治土地沙化最有效的措施之一,通过对蔓荆生长适宜性和对地表风速影响的研究表明:蔓荆在亚热带湿润风沙地区具有良好的适应性;沙地种植蔓荆后,风速明显降低,覆盖度50%的蔓荆地可使50cm和200cm高度的风速分别降低33.7%和18%;覆盖度为30%时,起沙风速增幅达54%;风沙流结构明显改变,贴地层沙量显著增加,使大部分沙粒沉降于地表,减少了沙丘的前移速度;蔓荆可广泛用作于我国南方江、河、湖滨沿岸以及海岸线的防风固沙植物。

关键词：蔓荆风沙化土地防风作用

植物单株、不同株行距的林带在无叶期和枝叶旺盛期防风作用的研究

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内蒙古水利 2015年第2期 9-10页

作者：张欣刘静尹瑞平王成龙吴永胜姚喜军荣浩李锦荣刘静水利部牧区水利研究所内蒙古呼和浩特010020 内蒙古农业大学生态环境学院内蒙古呼和浩特010020 卓资县人民政府办公室内蒙古卓资012300

文章选取干旱、半干旱地区常见植物种柠条、沙棘为研究对象,对植物单株、不同株行距的林带在无叶期和枝叶旺盛期防风作用的研究,并结合项目研究风速观测的特点,开展对人工种植的植物群落在无叶期和枝叶旺盛期对风速影响的研究。

关键词：株距林带防风作用

不同防风措施对无芒隐子草建植及植被恢复的效果评价

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草业科学 2024年

作者：石晓琪钟天航金慧兴米素娟韩云华胡小文王彦荣祁海燕苏瑞东兰州大学草地农业科技学院草地农业生态系统国家重点实验室内蒙古智矿环保高新科技有限责任公司

无芒隐子草（Cleistogenes songorica）是我国西北荒漠草原乡土草种，在干旱区矿山修复中有巨大应用潜力，但其建植及植被恢复效果极易受干旱区风沙气候影响。本研究在西北干旱区煤矿渣山立地条件下，评估了不同的防风措施（对照，生态... 详细信息

无芒隐子草（Cleistogenes songorica）是我国西北荒漠草原乡土草种，在干旱区矿山修复中有巨大应用潜力，但其建植及植被恢复效果极易受干旱区风沙气候影响。本研究在西北干旱区煤矿渣山立地条件下，评估了不同的防风措施（对照，生态棒，草帘，草方格，无纺布+生态棒，草帘+生态棒）对无芒隐子草建植和植被恢复的影响，结果表明：不同的防风措施均能够降低矿山风速，其中草方格的地面粗糙度为0.15，防风效应为83%，防风效果最好；草方格、生态棒、生态棒+无纺布处理显著提高无芒隐子草建植初期的建植率（较对照分别提高0.5%、0.6%、0.4%）和密度（较对照分别提高60.4%、55.7%、45.7%）；所有防风处理均可显著提高植被盖度，其中无纺布+生态棒处理的植被盖度达到68.4%，较对照组高31.8%。本研究结果显示，草方格和无纺布+生态棒处理可以降低地块的风速、提高无芒隐子草建植率、密度以及植被盖度，对风沙较大的西北干旱矿区植被恢复提供了借鉴意义。

关键词：矿区植被恢复无芒隐子草防风作用

干旱区沙漠化土地逆转植被的防风固沙效益研究

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中国沙漠 2006年第6期26卷 903-909页

作者：王继和马全林刘虎俊杨自辉张德奎甘肃省荒漠化防治重点实验室/甘肃省治沙研究所甘肃武威733000

使用便携式防沙风速廓线测量仪和阶梯式集沙仪测定了单个植物的阻风作用以及不同恢复阶段植被内的近地面风速、输沙量；同时调查了不同恢复阶段植被的组成、覆盖度，土壤理化性质。结果表明，油蒿、沙蒿、柠条和花棒的个体空间构型分别... 详细信息

使用便携式防沙风速廓线测量仪和阶梯式集沙仪测定了单个植物的阻风作用以及不同恢复阶段植被内的近地面风速、输沙量；同时调查了不同恢复阶段植被的组成、覆盖度，土壤理化性质。结果表明，油蒿、沙蒿、柠条和花棒的个体空间构型分别是：沙蒿、花棒株型为疏散丛生型；柠条株型为中间丛生型；油蒿株型为紧密丛生型；近地面0～50cm层的阻风阻沙作用效果由强到弱依次为油蒿〉沙蒿〉柠条〉花棒。演替更新过程中，柠条、花棒、沙蒿逐渐衰退，到顶级群落阶段已完全从群落中退出，油蒿形成单一优势种顶级群落。由于优势种群的变化，从初始阶段→发展阶段→相对稳定阶段（顶级群落阶段）的演替更新过程中，近地面粗糙度从0．003cm、6．039cm增加到17．726cm；在流动沙丘2m高度风速为6．5m·s^-1时，相对稳定阶段没有出现风蚀，发展阶段输沙量只达到1．83g·cm^-1·h^-1，占到初始阶段的3．2％。在3m高度风速相同时，发展阶段近地面风速较初始阶段降低了54．29％，沙结皮厚度达到1～3mm，所占面积比例达到91％，已经基本实现防风固沙；相对稳定阶段近地面风速较初始阶段降低了83．68％，沙结皮厚度达到5～6mm，所占面积比例达到98％，完全实现防风固沙。

关键词：封育植被恢复荒漠植被防风作用固沙效益