河西走廊防风固沙林体系结构配置及生态效益研究

摘要

干旱区防风固沙林体系一般由天然植被封育带、防风固沙林带及绿洲内部农田林网组成。 本文运用模糊数学方法，以植物生长状况、水分供需平衡、固沙效果和土壤机械组成4类指标对高台沙区现存的、定植20a后的7种防风固沙林配置类型综合评判后，认为花棒×柠条锦鸡儿×梭梭(6m×3m)的隔带混交类型、梭梭×花棒(4.5m×3m)的隔带混交类型及柠条锦鸡儿纯林(6m×5m)为生态健康，综合效益好，可以在高台沙区推广应用。 在高台沙区，4、5月份是风蚀活动的主要时期，起沙风发生频率高，风速大，危害严重，但这一时期植物尚处在萌发早期，地面盖度相对较小。如果防风固沙林带主要防护目标是春、初夏时期风沙对土壤的风蚀作用，在设计和营造林带时，就要顾及到林带无叶状态下对防护效果的影响。 流动沙丘被固定后，随着土壤和水分等生态因子的改变，原来适应于流沙环境或弱度固定沙地生境的天然植被乃趋于让位于适合固定沙丘生长的天然植被。高台沙区天然植被经25年的变化后，多枝柽柳+沙蒿+花棒群落演变为多枝柽柳+油蒿+花棒群落，盖度达到42﹪，蒙古沙拐枣+多枝柽柳+油蒿群落演变为多枝柽柳+罗布麻+油蒿群落，盖度达到39﹪，花棒+沙蒿+多枝柽柳+骆驼刺群落演变为多枝柽柳+罗布麻+花棒+油蒿+骆驼刺群落，盖度达到65﹪，沙拐枣+红砂群落被多枝柽柳+骆驼刺所替代。 在高台沙区不同防风固沙林结构配置在2m高度的平均风速减弱系数为梭梭纯林(6m×9m)＞柠条锦鸡儿纯林>梭梭×花棒>梭梭纯林(3m×3m)＞花棒×柠条锦鸡儿×梭梭>梭梭×罗布麻＞花棒×多枝柽柳；不同结构配置在0.5m高度的平均风速减弱系数：花棒×柠条锦鸡儿×梭梭>梭梭×花棒>花棒×多枝柽柳＞梭梭×罗布麻>柠条锦鸡儿纯林＞梭梭纯林(3m×3m)＞梭梭纯林(6m×9m)。 针对民勤沙区天然植被及人工防风固沙林大面积衰败、被固定的流动沙丘活化、防风固沙林体系遭到严重破坏的现状，本研究从造林密度、土壤水分动态入手，对该区现有防风固沙林体系进行了树种选择及生态效益分析，认为梭梭、沙拐枣是适应于民勤沙区沙丘造林的最佳树种，以2m×3m株间混交或2m×3m隔行混交最佳，纯林配置次之。梭梭纯林在定植5-8a后，要及时疏伐，使保存密度减低到525-600株／hm2。丘间漏沙地造林以沙拐枣(2m×5m)为最佳树种，复沙地造林以花棒(2m×5m)为最佳树种。 安西沙区地下水位高，天然植被种类较为丰富，有著名的面积达80×104hm2的极旱荒漠国家级自然保护区。防风固沙林体系的建设应突出天然植被的封育管护。对未治理的风沙口，流动沙丘最佳造林树种为梭梭，1m×1.5m配置能迅速起到防风固沙作用；丘间地最佳造林树种为多枝柽柳和花棒，1m×1.5m隔带混交能发挥很好的生态效益。 研究结果表明：高台沙区现有防风固沙林带较流动沙丘风速减弱64.5﹪，输沙量降低82.7﹪，＜O.25mm的沙粒含量提高72﹪，有机质含量提高23.03﹪，全盐量降低9.6﹪，pH值降低0.39。民勤沙区现有防风固沙林带较流动沙丘风速减弱45.4﹪，有机质含量提高6.65﹪，含氮量提高25.1﹪，＜0.1mm沙粒含量提高263.3﹪；民勤沙区现有农田林网风速较旷野平均降低44.55﹪，气温降低0.8℃，相对湿度提高6.3﹪，田间蒸发量减少9.7﹪。安西沙区现有防风固沙林较流动沙丘蒸发量降低6.57﹪，绝对湿度提高15.76﹪，气温平均提高1.49。C，沙丘含水率提高1.57﹪

目录

文摘

英文文摘

前言

1.防风固沙林体系研究概况及概念内涵

1.1国内外防风固沙林体系研究综述

1.1.1国内防护林体系发展与研究特点

1.1.2国外防护林建设概况

1.1.3河西走廊防风固沙林建设与研究回顾

1.2防风固沙林体系的概念内涵

2防风固沙林体系的建设原理

2.1防风固沙林体系建设的一般模式

2.2机械固沙的类型及作用原理

2.3植物治沙的生态系统原理

2.3.1植物对流沙环境的作用

2.3.2植物对流沙环境的适应性

2.3.3植物对风蚀沙埋的适应性

2.3.4植物对流沙环境变异性的适应

2.3.5沙生植物的生态生理特性

3研究内容和方法

3.1研究内容

3.2研究方法

3.2.1研究地选择

3.2.2数据的收集整理

3.2.3植被状况调查

3.2.4防风固沙效应调查

3.2.5土壤理化性质分析

4. 结果分析

4.1高台沙区防风固沙林体系的结构配置及生态效益研究

4.1.1研究区自然概况

4.1.2树种选择及结构优化配置

4.1.3防风固沙林体系随时间尺度的生态效益研究

4.2民勤沙区防风固沙林体系的结构配置及生态效益研究

4.2.1自然概况

4.2.2树种选择及配置

4.2.3防风固沙林体系生态效益研究

4.3安西沙区防风固沙林体系的结构配置及生态效益研究

4.3.1自然概况

4.3.2树种选择及配置

4.3.3防风固沙林的小气侯效应研究

5.结论与建议

6.参考文献

第一导师简介

第二导师简介

作者简介

致谢

独创性声明及关于论文使用授权的说明