[01711841]防风固沙林密度非均匀配置格局与防护效益风洞实验研究

1、课题来源与背景： 本项目为甘肃省自然科学基金项目（1506RJZA016）,研究起止年限为2015年01月-2017年10月,课题实施经费为3万元。 在我国干旱沙区,防风固沙林被大量种植于绿洲外围用来保护绿洲免遭风沙危害。从造林树种的选择和配置来看,现有防风固沙林仍以抗旱性较强的纯林为主。由于造林密度不合理,随着林龄的增大往往出现大面积的枯梢死亡现象。民勤的梭梭林和科尔沁沙地的樟子松林普遍存在同样的问题!为了缓和防风固沙林土壤水分和林分密度间的不平衡,有必要对种植密度进行调整,而这一调整又必须是基于防护效应的调整,但从目前的文献资料来看,能作为指导性的研究成果还处于缺失状态。项目通过对已有林带的调查测定,风洞模拟实验,在保证防护效应的前提下,通过林带密度非均匀配置缓解防风固沙林因密度过大而大量衰亡的问题,揭示低密度、非均匀配置林带的防护机理,从理论上诠释密度耦合效应,以期为干旱、半干旱区防风固沙林的建植提供配置参考。 2、研究目的与意义 本项目结合对已有林带的调查测定,通过风洞模拟实验,在保证防护效应的前提下,通过林带密度非均匀配置缓解防风固沙林因密度过大而大量衰亡的问题,揭示低密度、非均匀配置林带的防护机理,从理论上诠释密度耦合效应。研究结果为干旱、半干旱区防风固沙的建植提供配置参考。 3、主要论点与论据 项目通过对防风固沙林密度非均匀配置格局与防护效益风洞实验研究认为,不同林龄的梭梭冠下土壤水分分布各有差异,受地形,沙障,降水等因素的影响,表现出的规律也各有不同;麦草沙障和塑料网沙障通过降低近地表气流流速,加速结皮形成等方式提高了梭梭冠下0-50cm的浅层土壤含水量;林带的宽度和覆盖度不同,其通风结构与作用距离不同,产生的防护效能也不相同;单排林带是组成防风固沙林的基本单元,其空间配置模式是构成林带合理结构的基础;不同季相的林带在流场结构和垂直风速变化规律上具有相似性,表现为沿风向均形成了林带上方和迎风面林缘附近的小范围高风速区及其后的风影区相互组合的流场结构,但有叶期林带风影区的面积和强度大于无叶期;随着盖度增加防风效果增大,但是综合考虑干旱地区降水量少、蒸发散强的因素,在野外工程实践中必须确定合理盖度,从而达到林分密度、土壤水分、防护效应三者之间的平衡。 4、创见与创新 研究区为干旱沙区,其自然环境特殊而恶劣,防风固沙林被大量种植于绿洲外围用来保护绿洲免遭风沙危害,由于造林密度不合理,随着林龄的增大往往出现大面积的枯梢死亡现象,因此项目研究具有一定地域特色和创新。 5、社会经济效益,存在的问题 本项目基于荒漠生态学与风沙物理学基本理论与方法,在野外调查与测定的基础上、采取室内风洞模拟实验,对防风固沙林密度非均匀配置格局及其防护效益与机理进行深入研究,探索适合荒漠绿洲过渡带生境的防风固沙林密度配置体系,可为人工防风固沙林的营建提供基础数据和理论依据。 6、历年获奖情况： 该成果未获奖。