高寒沙地人工林的气流场特征与防风功能
发布时间：2021-08-31 00:58
人工造林是高寒沙地极具生态修复效益与生态挑战的治沙技术。该研究选取青海湖沙地8～10年生的沙棘、乌柳、樟子松和小叶杨人工林作为观测对象,采用手持气象仪结合样方调查方法观测林地2008～2018年的风况环境的时空变化,分析植株附近气流场和防风功能的植物种、高度层和年变化。结果表明:（1）植株株后的气流降幅（20%～85%）和植株有效防护距离（1.0～10.0 m）存在显著的植物种和高度层差异,乌柳和小叶杨（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异表现为株前>株侧>株后,流向上的方位差异较小;多株植物间的南北通道和中心区成为气流高速区。（3）人工林地植物的防风功能主要表现在中下层（风速降幅18%～76%）,且表现为樟子松>乌柳>沙棘>小叶杨,在10年间增长了5%～15%,对应各林地地表输沙率近6年降低了30%～90%,临界起沙风速增大2.0～3.0 m/s。研究发现,人工林的防风机制主要为营造植株不同部位的令流速流向差异来削减风能,4种人工林植物的适宜造林规格为1.0～2.0 m...
【文章来源】：西北植物学报. 2020,40(08)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
不同季节各植物上层与下层的八方位气流场
表1 各观测点的初期立地条件Table 1 Incipient conditions of each observation plot 观测点Plot 移植年份Plant year 面积Area/hm2 密度 Density/(plant/hm2) 沙丘高度 Dune height/m 沙丘坡度 Dune slope/° 夏季盖度Cover in summer/% 造林间隔 Afforesting interval/m 沙棘Hippophae rhamnoides(SJ) 2008 2.74 9 000 6.5 <5 8.49 1.5 乌柳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 小叶杨Populus simonii(XYY) 2005 1.92 2 500 5～8 5～10 10.26 2.0 对照地 Control point (CK) —— 0.21 0 8 5～10 0 ——2.2 实验观测
随着人工林群落的发展,固沙植物存在显著的株高与冠幅变化,其植株背风向的流场特征表现出明显的流速差异和最大防护距离差异(图3)。主要特征有:(1)株后气流流速低值区范围随株高的增加而增大,其中最低流速的降幅在下层达25%～90%,上层达20%～40%,沙棘上层和较低乌柳、樟子松的冠顶区均出现增速现象,各植物株后流速的垂向降幅差异随株高的增加而减小;(2)株后最大防护距离中,沙棘与樟子松表现为下层(1.0～7.0 m)大于上层(0～2.0 m),乌柳与小叶杨的下层最大,植株上下层相近。同一高度层,植物的有效防护距离随株高的增加而增大,乌柳、小叶杨的植株下层(2.5～7.5 m)、樟子松和沙棘中层的有效防护距离相对较大;(3)相同株高的不同植物种在同一高度层下比较,沙棘和樟子松的下层流速降幅高于乌柳和小叶杨,上层则表现相反,前者甚至出现流速增幅现象。株后防护距离并非与最低流速降幅程正相关,表现为乌柳、小叶杨的下层和上层均大于沙棘、樟子松。表2 人工林株后冠幅上下层的气流流速降幅与有效防护距离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 下层 Below canopy 上层 Above canopy 最低流速点位置 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 有效防护距离Effective protecting distance/m 最低流速点位置 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 有效防护距离 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 乌柳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 小叶杨XYY 0.8～1.0 35%～50% 3.5 1.5～1.8 60%～93% 4.5～10
本文编号：3373853
【文章来源】：西北植物学报. 2020,40(08)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
不同季节各植物上层与下层的八方位气流场
表1 各观测点的初期立地条件Table 1 Incipient conditions of each observation plot 观测点Plot 移植年份Plant year 面积Area/hm2 密度 Density/(plant/hm2) 沙丘高度 Dune height/m 沙丘坡度 Dune slope/° 夏季盖度Cover in summer/% 造林间隔 Afforesting interval/m 沙棘Hippophae rhamnoides(SJ) 2008 2.74 9 000 6.5 <5 8.49 1.5 乌柳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 小叶杨Populus simonii(XYY) 2005 1.92 2 500 5～8 5～10 10.26 2.0 对照地 Control point (CK) —— 0.21 0 8 5～10 0 ——2.2 实验观测
随着人工林群落的发展,固沙植物存在显著的株高与冠幅变化,其植株背风向的流场特征表现出明显的流速差异和最大防护距离差异(图3)。主要特征有:(1)株后气流流速低值区范围随株高的增加而增大,其中最低流速的降幅在下层达25%～90%,上层达20%～40%,沙棘上层和较低乌柳、樟子松的冠顶区均出现增速现象,各植物株后流速的垂向降幅差异随株高的增加而减小;(2)株后最大防护距离中,沙棘与樟子松表现为下层(1.0～7.0 m)大于上层(0～2.0 m),乌柳与小叶杨的下层最大,植株上下层相近。同一高度层,植物的有效防护距离随株高的增加而增大,乌柳、小叶杨的植株下层(2.5～7.5 m)、樟子松和沙棘中层的有效防护距离相对较大;(3)相同株高的不同植物种在同一高度层下比较,沙棘和樟子松的下层流速降幅高于乌柳和小叶杨,上层则表现相反,前者甚至出现流速增幅现象。株后防护距离并非与最低流速降幅程正相关,表现为乌柳、小叶杨的下层和上层均大于沙棘、樟子松。表2 人工林株后冠幅上下层的气流流速降幅与有效防护距离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 下层 Below canopy 上层 Above canopy 最低流速点位置 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 有效防护距离Effective protecting distance/m 最低流速点位置 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 有效防护距离 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 乌柳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 小叶杨XYY 0.8～1.0 35%～50% 3.5 1.5～1.8 60%～93% 4.5～10
本文编号：3373853
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/lylw/3373853.html
