行带式柠条固沙林防风效果

传统观点研究认为：植被覆盖度低于40％,沙地处于半固定半流动状态．但在实践观察中发现：在低密度（或覆盖度）时,灌丛的水平分布格局对固定流沙和阻止风沙流的作用差异显著。以低覆盖度（20％-25％）的柠条固沙林为研究对象,采用多点式自记风速仪（GB-228）,在2。4月份的盛风季节,测定了行带式配置和随机分布的柠条固沙林以及完整的行带式配置和其中一带出现缺口的行带式固沙林内不同部位、不同高度的风速．统计分析风速测定结果发现：（1）当覆盖度在20％-25％时,行带式配置的柠条固沙林内的防风效果比同覆盖度随机分布的在20cm高处高48．4％;50era高处高30．7％;200cm高处高27．4％,且风速越大,行带式配置降低风速的效果越显著,当200cm高风速达到6—7m／s时,行带式的平均防风效果比同覆盖度随机分布的高48．2％;反映出在低覆盖度时,灌丛的水平分布格局成为制约固沙林沙防风效果的重要因素,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,有提升风速的作用,导致其林内观测的风速有约41．3％的观测结果超过旷野对照风速,行带式配置的柠条固沙林内没有一个观测结果超过对照风速;这个结果反映出随机分布的柠条固沙林内流场结构复杂、变化多样,也成为低覆盖度时,沙地处于半固定、半流动状态,疏林内同时存在风蚀和积沙和缺口处风速升高的重要因素;（3）行带式配置林内地表粗糙度比随机配置的高5．4-114．4倍,说明行带式配置具有显著的防止风蚀、固定流沙的作用;（4）行带式林内出现断带缺口处,其缺口处的风速降低有明显的累加现象;风速抬升现象在一定程度受到制约。这些结果为发展低覆盖度行带式配置的固沙林提供重要的科学依据。     

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

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.     

低覆盖度行带式固沙林对土壤及植被的修复效应

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.     

低覆盖度下两种行带式固沙林内风速流场和防风效果

研究在风速为10m/s和15m/s的风洞实验条件下,覆盖度为20%和25%的单行一带和两行一带模式乔木固沙林内的水平和垂直空间的风速变化情况,达到对两种不同模式的风速流场和防风效果进行比较分析的目的。通过分析得出:两种配置模式都形成了风影区和风速加速区相互组合的复杂的水平流场结构。两种模式对垂直空间风速影响相近,根据对不同高度风速的不同影响划分为微变化层(20-35 cm)、显著变化层(6-12 cm)和稳定变化层(0.4-3 cm)层次,两种模式在这几个层次风速表现出相同的变化规律。两行一带模式在第一带前降低水平空间风速的效果低于单行一带模式,第一带后高于后者。降低垂直空间风速规律为:对0.4-50 cm高度的风速均有一定的降低作用,0.4-12 cm高度的风速的降低效果较显著,且两行一带模式降低近地表(0.4 cm)风速的效果要高于单行一带模式。     

敦煌莫高窟崖顶灌木林带防风固沙效应

敦煌莫高窟的风沙防治必须要建立一个完整的防护体系 ,灌木林带的建立是这一综合防护体系中不可缺少的重要组成部分。通过对已建立的两条灌木林带防护效应的观测分析 ,结果表明 :灌木林带使其周围的气流场重新分布 ,改变了近地表风沙流结构 ,0 .5、2 m高处的风速梯度发生显著变化。在林带高 2 0～ 30倍的有效防护范围内风速降低 6 8.1%～ 4 0 .7% ,两条林带后2 m处的输沙率分别是林带前缘 30 m对照处的 1/ 38和 1/ 138,3a时间灌木林带内积沙厚度达 0 .7m。沙地浅层 (0～ 2 0 cm )细沙(0 .2 5～ 0 .1m m)和微沙 (0 .1～ 0 .0 5 mm)含量分别增加了 2 0 .6 %、5 .5 % ,有机质含量在植物根系分布范围内成倍增加。灌木带对区域小气候的改善效应明显。流沙地 0 .5、1和 1.5 m高处日平均气温比灌木带内分别高出 0 .5、0 .9和 0 .2℃ ,而相对湿度灌木林带内比流沙地平均高 0 .4、0 .3和 0 .1%。浅层土壤 (0～ 2 0 cm)温度昼夜变程与地表温度变化基本呈正弦态分布 ,并以垂直方向向下传递 ,但变幅较地表为小。灌木林带内 0～ 2 0 cm土壤平均温度比流沙地高 0 .7℃     

数字图像处理法确定林带疏透度随机误差研究

在分析以数字图像处理为测定法确定林带疏透度误差来源的基础上,对其中的随机误差进行研究,结果表明:林带整体疏透度的机误方差小于其冠部和干部的较大者;所研究的各类型林带各部位疏透度随机误差均遵从正态分布;林带整体疏透度随机误差的分布与树种和带内配置无关;北京杨、双阳快杨和其它类杂交杨的矩形或品字形配置林带各自冠部与干部疏透度机误方差之间无显著差异,而乡土杨林带干部的显著大于冠部的。本文还分别各类型林带的各部位确定了由林带疏透度测定值估计其总体实际值的随机误差限,并讨论了在测定林带疏透度过程中据该误差限计算样本量和划定测定范围的应用意义。最后总结提出:以增加测定同一林带不同样段像片数限定随机误差,通过模型计算订正疏透度测定值中的投影误差和影缩误差确定林带疏透度是建立完善的“数字图像处理法确定林带疏透度”新方法的可行途径。     

呼伦贝尔草原风蚀坑及下风侧积沙区植被小群落特征

采用传统样方法,调查了呼伦贝尔草原固定风蚀坑、半裸露风蚀坑和裸露风蚀坑及其积沙区的植被小群落,并对野外数据进行了统计学分析.结果表明:3种风蚀坑及积沙区植被小群落盖度都小于原生植被大针茅群系盖度,并随着固定风蚀坑、半裸露风蚀坑、裸露风蚀坑的顺序依次下降.固定风蚀坑小群落由无茎委陵菜和糙隐子草占优势,分盖度为5%.半裸露风蚀坑中未被风蚀区小群落以无茎委陵菜和苔草占优势,分盖度为2%;积沙区小群落以无茎委陵菜、冰草、糙隐子草和百里香占优势,分盖度为4%.裸露风蚀坑无植被或仅西南坡出现沙蓬占优势的小群落.裸露风蚀坑积沙区中部以沙蓬占优势,分盖度为4.7%;在其边缘沿顺风向依次以冰草(2.7%)、苔草(2.6%)和百里香(1.7%)占优势.物种重要值平均值在固定风蚀坑、半裸露风蚀坑和裸露风蚀坑分别为12.64%、13.38%和20.08%,在半裸露风蚀坑积沙区、裸露风蚀坑积沙区中部和边缘分别为12.55%、40.48%和11.15%.     

摩天岭北坡森林植被垂直带的初步研究

本文对摩天岭北坡森林植被的垂直分布特点进行了初步研究。采用排序的方法,结合对群落生态外貌特点的分析,以及群落所处海拔高度,划分出森林植被垂直带如下：(1)山地常绿落叶阔叶林带,海拔1600m以下;(2)山地落叶阔叶林带,海拔1600—2100m;(3)山地针阔叶混交林带,海拔2100—2900m;(4)亚高山针叶林带,海拔2900—3450m;(5)高山灌丛草甸带,海拔3450m以上。     

上海外环林带女贞人工林生态系统碳储量

提高林分碳储量估测精度,对于研究区域尺度上森林固碳功能具有重要的意义。本文以上海外环林带女贞(Ligustrum lucidum)人工林为研究对象,构建了女贞立木及各器官(根、干、皮、枝、叶)生物量方程,并对9年生女贞人工林乔木层、地表枯落物层和土壤层(0~100 cm)碳储量进行了估测。结果表明,女贞立木及各器官生物量方程拟合效果较好(R20.9,P0.01)。女贞人工林生态系统总碳储量为169.89 t·hm-2,其中林分乔木层碳储量为10.48 t·hm-2,地表枯落物层碳储量为1.54 t·hm-2,林分土壤(0~100 cm)碳储量所占比例最大,为157.7 t·hm-2。在女贞人工林乔木层生物量中,树干占林木生物量的比例最大(40%),其次分别为枝(20%)、根(15%)、叶(11%)和皮(4%)。     

青藏高原东缘高寒森林小型兽类地表洞穴选择与生境特征

高寒森林地表的小型兽类洞穴是生态系统重要的景观特征,对于认识小型兽类的分布格局及其生态功能具有重要意义.为此,以青藏高原东缘典型高寒森林生态系统小型兽类洞穴为对象,于2015年夏季(7—9月)研究了其地表分布与生境特征.结果表明: 小型兽类洞穴平均洞口密度为182.8个·hm^-2,不同森林植被类型显著影响洞穴密度,表现为针叶林(328.6个·hm^-2)>针阔混交林(160.0个·hm^-2)>灌木林(125.0个·hm^-2)>阔叶林(81.5个·hm^-2)>竹林(66.7个·hm^-2). Mann-Whitney U Test和主成分分析表明,小型兽类栖息样地的乔木郁闭度、乔木均高、乔木胸径、乔木密度、地表植被盖度、倒木密度、倒木覆盖度、灌木均高都显著大于非栖息样地;乔木因子是决定小型兽类生境选择的首要因子,贡献率最大(44.8%),其次是倒木因子(23.2%)和灌草丛因子(13.9%).说明高寒森林地表有明显的小型兽类洞穴分布,其分布格局主要受植被和倒木的影响.     

民勤绿洲边缘积沙带的稳定性动态

甘肃河西走廊经过60年的防沙治沙,在绿洲上风向边缘形成了一条流沙堆积带,即积沙带。其中,民勤绿洲上风向边缘的积沙带最高大、最连续。为了揭示积沙带的稳定性动态,在民勤绿洲上风向边缘设置11条观测样线,从2016年11月上旬至2019年4月上旬进行了7次风蚀积沙观测和沙面特征点位移观测。民勤绿洲上风向边缘积沙带按形成方式可分为人工固沙林积沙带、天然灌丛积沙带和乔灌木混交单行林积沙带。结果表明:人工固沙林积沙带风蚀最严重且前移速率最快,天然灌丛积沙带次之;风蚀程度越轻则积沙带前移速率就越慢,草本植物盖度越高沙面风蚀程度就越轻,积沙带前移速率就越慢。草本植物盖度与沙面稳定性二者相辅相成;积沙带迎风坡为风蚀面,而背风坡为积沙面,一蚀一积,维持着积沙带的前移及其动态稳定性。     

京津风沙源区防风固沙功能对植被覆盖度变化的时空响应研究

防风固沙功能受气象、土壤、植被、土地利用等多种因素的影响,监测评估区域防风固沙功能对不同影响因子的响应状况可为生态保护工程的布局实施提供重要依据.以京津风沙源治理工程区为例,基于NDVI指数和RWEQ模型,构建了植被覆盖度与防风固沙功能的同步变化指数模型,评估分析了工程区防风固沙功能对植被覆盖度变化的响应水平及时空差异...     

沙坡头人工固沙植被土壤水分空间异质性

利用传统统计学和地统计学相结合的方法对沙坡头人工固沙植被区0～200 cm 之间的各层土壤水分的空间变异性进行研究.结果表明,1）土壤水分相对变异较大的层是在160～180 cm层和180～200 cm层,变异系数分别为0.72和0.73.表层0～5 cm层的相对变异也较大,变异系数为0.662）半方差函数分析结果表明,各层土壤水分均具有明显的空间变异性,各层土壤水分自相关部分的空间异质性占总空间异质性的程度很高,所占比例在87.7%～99.9%范围内.各层土壤水分的有效变程大小有较大差异,最小值出现在60～80 cm层(7.04 m),最大值出现在20～40 cm层(19.71 m),土壤水分有效变程从表层到深层没有明显的变化规律;3）土壤水分插值图反映出0～140 cm之间相邻各层土壤水分变化较大,140～200 cm各层土壤水分变化较小;4）土壤水分在0°、45°、90°、135°四个方向的半方差函数基本上是一条直线,表明在这四个方向上半方差和距离的相关性较低,土壤水分变化是独立、随机的,是同质性的.     

Wind-induced water movements in the South Basin of Windermere

SUMMARY. The results of direct current measurements in the South Basin of Windermere are presented and related to wind history and horizontal variations in near-surface water temperature. Currents were measured by Lagrangian methods using drift-bottles and depth-specific drogues. Except when sudden calms followed strong winds, internal seiche movements had little effect on horizontal transport in the epilimnion. The most important factor governing mass water movement was direct wind forcing. Variations in wind speed accounted for 93% of the variation in near-surface current speed.
For wind speeds between 100 and 500 cm s⁻¹ the wind factor (current speed/wind speed) decreased linearly with wind speed. At wind speeds above 500 cm s⁻¹ the wind factor remained relatively constant around 1 %.
Coriolis effects deflected near-surface currents 4–38° to the right of the wind. The degree of deflection was strongly correlated with the relative depth D_E / D _* (where D_E was the depth of the epilimnion and D _* the depth of frictional resistance). The influence of the Coriolis force also produced pronounced rotations, with depth, of the wind-driven current. The circulation pattern within the epilimnion was broadly that of a distorted conveyor belt moving at some angle to the wind axis. The strength of the transverse circulation was greatest at low wind speeds with a deep thermocline.
Richardson-number calculations suggest that the thermocline generally acts as a low-friction boundary between a turbulent epilimnion and a relatively quiescent hypolimnion. Horizontal variations in water temperature, although ranging from only 0.2 to 1.0°C per km, served as a good indirect 'tracer' of the circulation pattern.     

干旱荒漠区斑块状植被空间格局及其防沙效应研究进展

斑块状植被相对稳定的空间格局是其适应环境的结果,也是干旱区植被存在的主要形式.干旱荒漠区植被对土壤风蚀的防护功能不仅与盖度、高度有关,而且与植被空间格局有关.以往的研究多侧重于植被盖度和高度对防护功能的影响,而对植被格局影响防沙效应的研究相对薄弱.干旱区斑块状格局的植被能否防沙、防沙效应如何一直是防沙治沙工程研究中的焦点问题.综述了干旱区斑块状植被空间格局特征、形成演化及防风固沙效应等方面的研究进展,提出未来应借助3S技术手段和模型模拟方法,加强对斑块状植被空间格局与风蚀风积过程的互馈关系、斑块动态的驱动因素和斑块状植被格局防沙功能的尺度效应研究.     

宁夏东部风沙区沙化草地土壤水分和植被的空间特征

土壤水分作为土壤-植被-大气连续体的关键因子,对沙化草地的演化过程具有重要作用。为探讨宁夏东部风沙区沙化草地土壤水分、物种丰富度指数及植被盖度的空间变异及其相互关系,以哈巴湖自然保护区沙化草地为对象,采用样线法自潜在沙化草地至重度沙化草地进行植被调查和土壤取样,通过经典统计学和地统计学分析,得出以下结果：0—100 m各土层土壤水分含量、植被盖度和物种丰富度指数的分布范围分别为0.82%—28.22%、41.00%—93.00%和0.82—2.80,变异系数范围为0.20—0.48,均属于中等变异。各土层土壤水分和物种丰富度指数表现为中等的空间自相关性,植被盖度则表现为强烈的空间自相关性。Kriging插值结果表明,0—100 cm各土层土壤水分和植被盖度的空间插值图呈条带状和斑块状的梯度变化,物种丰富度呈斑块分布,自潜在沙化草地至重度沙化草地,表现为逐渐降低的趋势。相关分析表明,植被盖度与0—40 cm各土层土壤水分呈显著正相关,与40—100 cm各土层土壤水分呈极显著正相关。宁夏东部风沙区沙化草地土壤水分含量总体较低,由于结构因素和随机因素的共同作用,随草地沙化程度的加重,表现为...     

黄河流域生态安全屏障防风固沙时空变化及驱动因素

黄河流域是我国重要的生态屏障和经济区,防风固沙服务及其驱动机制的研究对于筑牢黄河流域生态安全屏障具有重要意义。基于修正土壤风蚀模型(RWEQ)定量评估黄河流域2000—2018年防风固沙服务时空变化,采用相关分析和地理加权回归模型(GWR)从社会、气候、土壤、植被、地形等角度探究各驱动因素对黄河流域防风固沙服务影响的空间异质性。结果表明：(1)2000—2018年黄河流域土壤风蚀模数与单位面积防风固沙量分别以0.04 t hm^-2 a^-1和0.14 t hm^-2 a^-1的速率下降,而防风固沙保有率和植被覆盖度则分别以0.05%·a^-1和0.26%·a^-1的速率上升。(2)黄河流域土壤风蚀以微度(<2 t hm^-2 a^-1)和轻度(2—25 t hm^-2 a^-1)为主,共占研究区面积的96.28%。土壤风蚀在空间分布呈现西北高东南低的特点,而防风固沙服务高值则主要分...