平茬周期对沙柳林地土壤孔隙结构分形特征的影响

为揭示毛乌素沙地不同平茬周期的人工沙柳林地土壤孔隙的分形特征,阐明平茬周期对沙柳林地土壤孔隙结构特征的影响,以平茬周期为3、5、7a进行定期抚育的沙柳林地土壤为研究对象,通过低温氮气吸附试验研究了不同平茬周期沙柳林地0～50 cm土壤的孔隙结构参数及等温吸附曲线,采用Frenkel-Halsey-Hill模型计算孔隙表面的分形维数,分析了林地土壤各孔隙结构参数之间的关系以及孔隙表面分维数与各孔隙参数之间的关系.结果表明:①该研究区的林地土壤孔径以中孔(2～50 nm)为主,有少量的微孔(≤2 nm)和大孔(≥50 nm);②不同平茬周期的沙柳林地土壤孔隙结构分形特征明显,分形维数范围为2.4971～2.7797,平均为2.6849,可较好地描述林地土壤孔隙表面和孔隙结构的分形特征;③不同平茬周期下林地土壤分形维数与各孔隙结构参数有密切关系,分形维数越大,孔隙表面越粗糙,不规整程度越高;④植被的平茬影响其再生复壮,针对沙柳为主要防风固沙树种的毛乌素沙地,平茬周期为5a时较适宜林地土壤发育并保持结构稳定.可见合理的平茬周期有利于当地人工林的生长和土壤稳定发育,因此,研究结果可为当地沙柳人工林的管理和经营提供理论指导,促使沙柳人工林达到预定的生产经营目标.     

不同抚育处理下沙柳新生枝茎流动态及其气象主控因子

针对生长3年以上的成过熟沙柳灌丛,研究了不同采伐抚育模式下沙柳新生枝条液流的变化规律及其与气象因子的关系。研究结果表明:沙柳在不同抚育强度下的茎流日变化均呈现"几"字型规律;两种模式下各气象因子对沙柳茎流速率影响的大小顺序是:太阳辐射大气温度空气相对湿度风速,其中太阳辐射对各抚育强度的影响程度为A3A2A1CK,其余气象因子对茎流影响程度在不同抚育模式和强度下表现出不同规律性;在两种抚育模式下,A3(0.7 M)抚育强度处理时茎流与气象因子逐步回归拟合关系较好,在各月中R2均大于0.7,最大值出现在4月B1模式下:R2=0.906。逐步回归方程中太阳辐射是关键因子;不同抚育强度对沙柳蒸腾的促进程度不同,且在A3B1处理下对沙柳茎流速率提升效果最为明显,可有效缓解沙柳枝条之间的水分竞争压力,从而使沙柳新生枝的生长更为旺盛。     

毛乌素沙地沙柳人工林最优平茬周期的确定

摘要 针对毛乌素沙地沙柳人工林衰退问题,从防风固沙角度探讨沙柳林最佳平茬周期,为今后平茬作业提供理论依据。以毛乌素沙地丘间低地沙柳人工林为研究对象,测定平茬后不同林龄沙柳林林内粗糙度和风速廓线与林后沙丘迎风坡粗糙度,分析确定出兼顾沙柳特殊平茬生态学特性和防风固沙效益的最佳平茬周期。试验结果表明：沙柳在平茬后第4a,林内粗糙度呈现最大值,地表比较稳定,之后开始出现下降趋势;沙柳林林后沙丘迎风坡的粗糙度在平茬后初期,地表粗糙度低于起沙时粗糙度,易发生风蚀现象,之后随着沙柳的生长,平茬后第3a开始,林后7H（H为沙柳平均高度）内地表粗糙度均大于起沙时粗糙度,沙柳林对林后迎风坡防护效果较好,而4a后,沙柳林防风能力下降,地表粗糙度下降,地表抗风蚀能力减弱。研究得出沙柳林最优的平茬周期为4年。     

毛乌素沙地穿沙公路路域沙柳防护带平茬复壮技术

为防止穿沙公路路侧地表和路面在沙柳防护带衰退时期被风蚀和沙埋,设计维持丛状结构的平茬方式对其进行平茬复壮,优选出其发挥阻、输沙能力的最佳平茬强度,实现穿沙公路路域沙柳防护带可持续经营.以穿沙公路路域沙柳防护带为研究对象,以试验设定平茬方式按0.3Φ、0.5Φ、0.7Φ、1.0Φ(Φ为沙柳灌丛蓬径)强度梯度依次进行平茬,并对各平茬强度下的风速和输沙率进行观测,计算粗糙度并分析,选出平茬最为合理强度.研究结果表明:沙柳防护带在平茬强度为0.3～0.5Φ时,风速流场特征与未平茬时相比变化幅度较小,仍能将防护带前后风速控制在起沙风速之下,防护作用较好;平茬强度为0.5Φ时,防护带后H、2H、3H、4H测点地表粗糙度均大于旷野起沙时的粗糙度,5H测点处两者正好相反,5H点处为公路边缘,风速增大,对路面积沙有输导作用.平茬强度为0.5Φ以内时,沙柳防护带具有很强的阻沙能力,阻沙效果显著.综合对比分析,穿沙公路路域防护带最合理的平茬强度为0.5Φ.     

区域性皆伐抚育作业对沙柳林地土壤养分空间异质性的影响*

针对毛乌素沙地沙柳林以区域性皆伐作业为主的采伐方式,研究皆伐干扰对林地土壤养分和有机质含量的空间变异特性的影响,为开展灌木林生态采伐理论奠定前期基础。在对照设立皆伐和未采伐两组样地上,按照空间格局分析技术中多样点、小支撑的取样原则,用土钻取样地表层(0~15 cm)土样,实验室测定土样的全氮、全磷、全钾和有机质碳的含量;运用SPSS和GS+软件进行数据分析。数据结果如下:受皆伐干扰的样地养分含量高于未采伐样地,受皆伐干扰的样地的土壤全氮和有机质含量升高最为明显,平均值为未采伐样地的1.47和1.12倍。两者表层全氮、全磷和全钾的含量均能很好地拟合成球状模型;皆伐扰动并未使土壤养分的空间自相关度降低,空间自相关性引起的异质性占总异质性的75%以上;采伐干扰使磷、钾养分的变程减小(分别降低26.5%和27%),林地养分呈现出中小尺度的空间变异特征;通过土壤养分空间异质性分析得出:对沙柳灌木林进行区域性皆伐的抚育措施,可使林地的土壤环境得以改善,利于沙柳林的可持续经营。