全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 ! 月 第 !∀ 卷 第 ! 期
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科尔沁沙地人工杨树林生态服务效能评价 关
张 华! , 李锋瑞‘’ ‘ 张铜会‘ 赵丽娅‘ 3 = > ? ≅Α5Β (≅ ΑΧ = 5Β ’
7‘中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 , 兰州 Δ Ε 辽宁师范大学城市与环境学院 , 大连 ! !< ; Ε
& = 5ΑΒΦ = Γ %Φ> 5Α5 ? 54 ΗΒ Χ − Ι ΧΒϑ ∋ Φ Κ ΑΧΒ Φ Λ 4 Φ 5 = Γ>Μ Α4Φ 44 > , Ν = Φ Φ Β Φ Ο = Α 一 ! 一 , Π >? Θ? Ρ = , %Ρ =Χ =Θ Α, )= Σ = Φ 8
【摘要】 采用定位观测法 , 系统评价了杨树7八咖之Γ?> >Γ’Λ 。爪 8林的防风 、抗蚀和滞尘等生态服务效能及其
间接价值 , 同时定量探讨了风速减弱系数与实测林地叶面积指数的关系 6 结果表明, 在研究区主害风 7西
北风8天气下 , 林地迎风区 < ∃ 7∃ 为平均树高8 、 ∃ 、林地中央 、林地背风区林缘 、< 和 ( ∃ 处 Τ Λ 高度的 日
平均风速与对照点 7流动沙丘 8相比均有不同程度减弱 , 风速减弱系数在 !Υ 6 ς 一 < 6 ς 之间 6 林地背风
区 < ∃ 处 6 : 、 6 : 、 ! 和 Λ ∀ 个高度的月平均风速减弱系数与林地叶面积指数呈显著非线性相关 , 其间
存在良好的三次曲线关系7/ Ω 6 ! , , Τ 二 6 ∀ 一 6 ;∀ , Φ Ξ Υ 8 6 在主害风天气下 , 林地各观测点的地表
日风蚀量与对照点相比大幅度降低 , 平均降幅 Υ: 6 ς 一 ; 6 ; ς 6 在观测期内 , 林地中央的日平均降尘量为! 6 ΘΙ’ ≅ Λ 一 , 而林地迎风区 < ∃ 处的日平均降尘量为 ; 6 ; Θ Ι · ≅ Λ 一 , 林地的 日滞尘能力约为 6 Θ Ι’
≅Λ 一 6
关键词 固沙杨树林 生态服务效能
文章编号 一 ! 一 ; 7 8! 一 ! : ; !
风速减弱系数 地表风蚀量
一 < 中图分类号 : Δ ! Υ 6 : <
滞尘能力
:Δ Δ 6 文献标识码 −
∋ Κ = Γ? = 5ΑΒ Φ Β Η 4 4Β Γ呢Α4 = Γ >4 Χ Κ ΑΜ4> Β Η /Β Σ ?Γ?> 一! ΗΒ Χ 4> 5 Β Φ ∃ 4 4Χ Ψ ΑΦ > = Φ Ο Ζ 一= Φ Ο 6 [ ∃ − & 2 ∃ ? = ‘, , ∴ Γ . 4Φ ϑΙ Χ ? Α‘, [ ∃ − & 2 孔Φ Ι ≅ ? ΑΓ , [以 ∴ ΑΖ= ‘, 3 − >? ∃ %Π Β > ≅ ΑΧ = 5Β 72 ,“ = ,“ − Χ叔尺明初, , , ∋Φ 饭ΧΒ Φ ] 9匆[ = , 心 ∋Φ ϑ加 Γ] 8ΓΙ , 4>Λ ΧΜ≅ 知>5 Α5? 54 , 以ΑΦ ⊥ − Μ= ‘论ΛΖ ΒΗ _如Μ4> , 加Φ汰Β? Δ , 以 ΑΦ =Ε 叙[电召 ΒΗ ΜΑ 5Ζ 。心 ∋,Γ ϑΚΓΧΒ Δ9Λ4Φ 5 , 五。, , Α呀八肠Χ 阴口 [ 肠9 Α] Α妙 , 肠[故 , 9 ! ! < ; , 以Α, Τ= 9 沁5 Γ6Β , Γ= [ 乃, >5Α5? 54 ΗΒΧ 彻 ,。乃9] Φ ] 5= [反如,Μ4> , Ν= Φ 。,汕 ! 一 Γ一 , Π> ?Θ 翻加 , 而Χ=Θ Α , 6肠加 , 9 8一以 Α, 卜 ) 6 八妙[ 五≅ 〕! 6 , , ! ∀ 7! 8 9 ! : ; ! 一 ! : ;< ,Π ≅4 Λ = ΑΦ 4 4 Β ΓΒ Ι Α4 =Γ >4 Χ Κ Α4 4> Β Η 5≅ 4 >= Φ Ο 一ΗΑ⎯ 4Ο ΗΒ Χ4> 5 = Χ 4 α ΑΦ ΟΡΧ4 = Θ , : !! 4 ΧΒ > ΑΒ Φ 4 Β Φ 5ΧΒ Γ, = Φ Ο = 5Λ Β > /≅4 ΧΑ 4 Ο ? >5 Χ4 ϑ
5 4 Φ 5 ΑΒΦ · %Φ 5≅ Α> Σ =Σ 4Χ , 5≅ 4 4 4Β ΓΒ Ι Α4 = Γ >4 Χ Κ Α44 > Β Η 只功“Γ? > : ! , , !! ΗΒ Χ4> 5 α 4 Χ 4 => >4 > 4 Ο ΡΖ > ΑΛ ? Γ5 = Φ 4Β ? > Λ 4 => ? Χ 4 ϑ
Λ 4 Φ 5> Β Η α ΑΦ Ο > Σ 4 4Ο > , Ο = ΑΓΖ = Λ Β ? Φ 5 Β Η : !! >? ΧΗ = 44 α ΑΦ Ο 4 ΧΒ> ΑΒ Φ , = Φ Ο = Λ Β ? Φ 5 Β Η = 5Λ Β >Σ ≅4 ΧΑ4 Ο ? > 5 Ο 4 ΣΒ> Α5ΑΒ Φ = 5
Ο ΑΗΗ4 Χ 4Φ 5 ∗Ρ > 4 Χ Κ = 5ΑΒ Φ >Α5 4 > ΓΒ 4= 54Ο α Α5≅ ΑΦ = Φ Ο Β ? 5> ΑΟ 4 5 ≅4 ΗΒ Χ4> 5Γ= Φ Ο 6 Π ≅4 Χ 4 > ? Γ5 > > ≅Β α 4 Ο 5≅ = 5 4 Β Λ /= Χ 4 Ο α Α5≅ 5≅4
4 Β Φ 5ΧΒ Γ > Α54 7Λ ΒΡ ΑΓ4 >= Φ Ο Ο ? Φ 4 8 , 5≅4 Ο = ΑΓΖ Λ 4 = Φ α ΑΦ Ο Κ 4 ΓΒ 4Α5Ζ =5 Λ ≅ 4ΑΙ ≅5 α = > 9 4 Ο ? 4 4 Ο ΡΖ Υ , , ! 6 < , < < 一 ,
< < 6 , < 6 = Φ Ο ∀ : 6 ς ΗΒ Χ 5≅ 4 Β Ρ> 4ΧΚ = 5ΑΒ Φ (Α5 4 > Β Κ 4 Χ 5≅4 Ο Α> 5 = Φ 4 4 > Β Η < = Φ Ο ∃ 7∃ ΧΦ 4 = Φ 5 = Κ 4 Χ =Ι 4 5 Χ 4 4 ≅ 4 ΑΙ ≅ 58
ΗΧΒ Λ ΗΒ Χ4> 5 4 Ο Ι 4 Β Η 5≅4 α ΑΦ Ο α = ΧΟ >ΑΟ 4 , ΗΒ Χ4> 5 44 Φ 54 Χ , = Φ Ο Β Ρ>4 Χ Κ = 5ΑΒ Φ > Α54> Β Κ 4 Χ 5≅4 Ο Α> 5= Φ 44 > Β Η Β , < = Φ Ο ( ∃
ΗΧΒ Λ ΗΒ Χ 4 >5 4 Ο Ι 4 Β Η 5≅4 Γ4 4 α =Χ Ο >记 4 , Χ 4 >Σ 4 4 5ΑΚ 4 ΓΖ 二 Π ≅4 Ι Χ4 = 5 4 >5 Χ 4Ο ? 4 5 ΑΒ Φ ΑΦ Ο = ΑΓΖ Λ 4 = Φ α ΑΦ Ο Κ 4 ΓΒ 4 Α5Ζ α => ΒΜ ϑ
4 ? Χ Χ 4Ο ΑΦ ΡΒ 5≅ ΗΒ Χ4> 5 44 Φ 54 Χ = Φ Ο ΗΒ Χ 4 >5 4Ο Ι 4 Β Η 5≅ 4 Γ4 4 α = Χ Ο >ΑΟ 4 6 Π ≅4 Χ 4 α = > = > ΑΙ Φ ΑΗΑ4 = Φ 5 /Β >Α5 ΑΚ 4 Χ 4 Γ= 5ΑΒ Φ >≅ ΑΣ Ρ 4 ϑ
5α 4 4 Φ Γ4 = Η = Χ 4 = ΑΦ Ο 4 ⎯ Β Η 5≅4 ΗΒ Χ 4>5 = Χ记 Λ Β Φ 5≅ ΓΖ Ο 4 4 ΓΑΦ ΑΦ Ι ΑΦ Ο 4 ⎯ Β Η Λ 4 = Φ α ΑΦ Ο >Σ 4 4Ο 6 Π βΑ4 Λ Β Φ 5≅ΓΖ Ο 44 ΓΑΦ ΑΦ Ι ΑΦ ϑ
Ο 4 ⎯ Β Η Λ 4 = Φ α ΑΦ Ο > Σ 4 4Ο ΑΦ 4 Χ 4 =>4 Ο α Α5≅ ΑΦ 4 Χ 4 = > ΑΦ Ι 5≅ 4 ΗΒ Χ4 >5 Γ4 = Η = Χ 4 = ΑΦ Ο 4 ⎯ ΡΖ = 4 ? Ρ Α4 Η? Φ 4 5ΑΒ Φ 6 Π ≅4 Ο = ΑΓΖ α ΑΦ Ο
4 Χ Β > ΑΒ Φ Χ = 54 > Β Η : !! >? ΧΗ= 4 4 ΑΦ Β Ρ>4 Χ Κ = 5ΑΒ Φ >Α54 > = 5 < = Φ Ο ∃ ΗΧΒ Λ ΗΒ Χ 4 > 5 4 Ο Ι 4 Β Η 5Γ飞4 α ΑΦ Οα = Χ Ο >ΑΟ 4 , ΗΒ Χ 4 >5 44 Φ 5 4 Χ ,
=Φ Ο = 5 Β , < = Φ Ο (∃ ΗΧΒ Λ ΗΒ Χ4> 5 4Ο Ι 4 Β Η 5≅ 4 Γ4 4 α = ΧΟ >ΑΟ 4 α 4Χ 4 Χ 4 Ο ? 4 4 Ο ΡΖ = > Λ ? 4 Γ飞 = > Υ: , ς 一 ; ; 6 ; ‘沁 , ΑΦ 4Β Λ ϑ
/ = Χ Α>Β Φ α Α5≅ 5≅4 4Β Φ 5ΧΒ Γ >Α5 4 6 Π ≅4 Ι Χ 4 = 5 4> 5 Χ 4 Ο ? 4 5ΑΒ Φ ΑΦ Ο = ΑΓΖ α ΑΦ Ο 4 ΧΒ > ΑΒ Φ Χ = 5 4 Β Η : !! > ? ΧΗ= 4 4 Β 44 ? Χ Χ 4Ο ΑΦ ΗΒ Χ 4 >5
4Ο Ι 4 Β Η 5奎Γ4 Γ4 4α =Χ Ο > ΑΟ 4 , ΗΒ ΓΓΒ α 4Ο ΑΦ Ο 44 Χ 4 => ΑΦ Ι Β ΧΟ 4 Χ Ρ Ζ ΗΒ Χ4> 5 4 4 Φ 54 Χ , < = Φ Ο ( ∃ ΗΧΒ Λ ΗΒ Χ4> 5 4Ο Ι 4 Β Η 5≅ 4 Γ4 4α = Χ Ο
>ΑΟ 4 , = Φ Ο < ∃ ΗΧ Β Λ ΗΒ Χ 4 >5 4Ο Ι 4 Β Η 5≅ 4 α ΑΦ Οα =ΧΟ > ΑΟ 4 6 1 ? Χ ΑΦ Ι 5≅4 Β Ρ >4 Χ Κ = 5ΑΒ Φ /4 Χ ΑΒ Ο , 5≅ 4 Ο = ΑΓΖ Λ 4= Φ Ο ? > 5 Ο 4/Β ϑ
: Α5 ΓΒ Φ α Α5≅ ΑΦ 5≅ 4 ΗΒ Χ 4 >5Γ= Φ Ο α => ! , Θ Ι · ≅ Λ 一 , 4Β Λ Σ = Χ 4 Ο α Α5≅ ; 6 ; ΘΙ · ≅Λ 一 Τ Β ? 5>ΑΟ 4 5≅ 4 ΗΒ Χ 4 >5Γ= Φ Ο , α Α5≅ =
‘沁 %Φ 4 Χ 4 = > 4 6 −Γ Γ 5 ≅4 > 4 Χ 4 > ? Γ5> > ? Ι Ι 4 > 5 4Ο 5≅= 5 5≅4 Σ Β ΣΓ= Χ ΗΒ Χ 4 >5 Σ Γ=Ζ4 Ο = Φ ΑΛ Σ Β Χ 5= Φ 5 ΧΒ Γ4 ΑΦ Χ 4 Ο ? 4 ΑΦ Ι Ο = Λ = Ι ΑΦ Ι
α ΑΦ Ο >
( Γ5 ΓΒ Φ 6
4 Β Φ 5 Χ Β ΓΓΑΦ Ι α ΑΦ Ο 4ΧΒ >ΑΒ Φ , = Φ Ο ΑΛ Σ Χ Β Κ ΑΧΑΙ 5≅ 4 ΓΒ 4 = Γ 4Φ 、, ΑΧΒ Φ Λ 4 Φ 5 5≅ Χ Β ? Ι ≅ ΑΦ 4 Χ 4 = > ΑΧΑΙ = 5 Φ ΑΒ > Σ≅ 4Χ Α4 Ο ? > 5 Ο 4Σ Β ϑ
Ν 4Ζ α Β ΧΟ > ∋ 4Β ΓΒ Ι Α4= Γ >4 Χ Κ Α4 4 > , ( =Φ Ο 一ΗΑ⎯ 4Ο Σ Β ΣΓ= Χ ΗΒ Χ 4 > 5 , χ ΑΦ Ο 一 Ο 4 4ΓΑΦ ΑΦ Ι ΑΦ Ο 4 ⎯ , : !! > ? ΧΗ= 44 α ΑΦ Ο 4 Χ Β >ΑΒ Φ , 1 ? > 5
5 4 54 Φ 5 ΓΒ Φ 6
! 引 言
防风固沙林是营造在流动沙地和半固定沙地上
的特有防护林种 , 以降低风速 、防止风蚀 、固定流沙 、
保护沙地生物资源和改善沙地生态环境为主要经营
‘ 中国科学院“ 百人计划”项 目 、中国科学院寒区旱区环境与工程研
究所知识创新工程项 目7 ! ; Δ8 和国家重点基础研究发展规划资助
项目72 ∀ Υ Δ ∀ 8 6
, , 通讯联系人 6
加 一 : 一 ∀ 收稿 , 一 ; 一 接受 6
! :; 应 用 生 态 学 报 !∀ 卷
目的δ>ε 6 防风固沙林因林分树种组成及结构配 置
7林带或片林8和季相不同 , 其生态服务效能存在较
大的差异 6 以往有不少学者对林地的生态防护机理
及服务效能做过一些研究 6 φ 4Χ Ι 4Φ 〔‘〕、朱教君等δ‘:〕
对林地的风廓线有过较系统的研究 6 ∃ =Ι 4Φ 等〔<〕对
林地的防风效应进行 了模拟实验研究 6 董光荣等 δ∀ε
对内蒙古巴盟河套西部固沙林带的防风阻沙效益作
过初步观测表明 , 在沙漠与绿洲边缘区采用多带式
疏透结构的宽林带是一种较好的防沙林带 6 陈世
雄 δ !曾依据灌木林地对小气候、 尘埃 、土壤以及动
植物种群变化等方面的影响 , 对沙坡头地区铁路两
侧流沙地上人工种植的灌木植被的生态服务效果进
行了评价 6 张春来【‘, 〕通过风洞模拟实验 , 研究了豫
北沙地片状防护林的防风效益 , 发现片林对林后空
地的防护效果优于林带 6 焦树仁〔‘ 〕通过对固沙林
地和无林 沙地的对 比试验 , 探讨 了樟子松 7/Α Φ ?>
州二5ΧΑ> Κ= Χ 6 Λ Β 护之Ι 习ΓΓΜ= 8人工 固 沙林的小气候效
益 6 李进 δ”Γ对樟子 松和差 巴 嘎篙 7− Χ5 4Φ Τ Α> Α= ≅= ΓΒ ϑ
Ο4 Φ Ο ΧΒ Φ 8人工植被的防风和固沙作用进行了野外观
测研究 6 然而 , 以春季风蚀活动高发期为特定研究
时段 , 对人工固沙杨树林7八功“ Τ?> >ΑΦ ΤΒΦ Α 8的防风、
固沙和滞尘等生态服务效能的系统 、定位观测研究
尚未见文献报道 6
本文以地处半干旱农牧交错生态脆弱带的科尔
沁沙地为研究区域 , 通过在春季风沙活动期 7∀ 一 <
月 8对人工固沙杨树林林内及林外距林缘不同距离
处设置的一系列固定样点的近地层风速 、地表风蚀
量和大气降尘量的定位观测 , 系统地评价了杨树林
的防风 、抗蚀和滞尘等生态服务效能 Ε 同时 , 以实测
林地叶面积指数作为林地透风程度的量化指标 , 定
量探讨了风速减弱系数与林地叶面积指数之间的关
系 6 以上研究旨在为防风固沙林生态服务功能的经
济价值评估提供必要的基础资料 , 并为我国干旱 、半
干旱沙区建立适宜的人工片状防风固沙林植被提供
科学依据 6
研究地区与研究方法
6 ! 研究区 自然概况
研究区位于科尔沁沙地中南部的奈曼旗境内7∀ ’ :: ‘ & ,
! ∀! ’∋ , 平均海拔 :Υ Λ 8 6 该区属温带半干旱大陆性季风
气候 6 根据奈曼旗气象站近 年7!; 资料 , 年平均太阳总辐射 : γ) · Λ 一 , 年平均 日照时数
; ∀ < ≅ , 年平均气温 < 6 ℃ 7: 6 ! 一 Δ 6 Δ ℃ 8 Ε 年平均降水量 “
Λ Λ , 年平均蒸发量 ! ; : Λ Λ Ε 年平均风速 6 : Λ · > 一 ‘, 全年
平均风速大于土壤风蚀的临界起动风速7: Λ · > 一 ‘8的日数近
Ο , 主要出现在春季和冬季δ’< 〕, 风向春季多为西北 、偏北
风及西南风 , 夏季以东南风为主 6
研究区地带性土壤为沙质栗钙土 , 但因长期的风蚀作用
已退化为风沙土 , 有机质含量低 , 抗风蚀能力差 δ;ε 6 区内沙尘
天气频繁发生 , 风流活动十分猖撅 , 形成了沙丘7沙沱8 、缓起
伏沙地7沙沼8 、 丘间低地7甸子 8及冲积平原等各种地貌类
型 , 沙地草场植被主要由灌木和小半灌木小叶锦鸡儿7∗[ Χ= ϑ
Ι= Γ= Λ ΑΜ叼扔必勿 8、黄柳 7擞Γ行 即阳匆翻Γ’8 差 巴 嘎篙、 冷篙
帆佗召刀 5’>Γ’= ΗΧ 诬Ο= 8, 多年 生草本植 物扁 箱 豆 7几介亡Α> Α5 ?>
Χ? 5≅4 Φ ΑΜ ?> 8 、糙隐子草72 菠:抑笋54> >华扭] 8和 ! 年生草本植物狗尾草7_勿瓜 访Χ脚比8、猪毛菜7反Τ刃勿 印左Α,η = 8和沙米
7人盯佩动叫Τ“Λ >Ψ ? =] Λ 8等植物种组成 66 试验设计
试验观测样地位于奈曼旗南嘎什图村西南 ΘΛ 处 , 观
测林型为 ! ; ΔΥ 年春季营造的固沙杨树 7八咖之Γ?> >Α。滋Α8 纯
林 , 面积约 ! ≅衬 6 林地呈长方形 , 其长边与主害风7西北
风8方向的夹角约为 Δ了 , 林地 四周均为沙化程度不同的缓起
伏沙7丘 8地 6 观测林分未修枝 , 枝下高不明显 6 标准地立木
平均胸径 !< Μ Λ , 平均树高 ! Λ , 平均冠幅直径 ∀ 6 Λ 6 林分
的造林保存密度为 Δ: 株 · ≅ Λ 一 , 郁闭度为 6 ;Δ 6
在观测样地内, 按照林分平均树高 7∃ 8的数 , 在林地迎
风区 < ∃ 、 ∃ 、林地中央 、背风 区 7 林缘8 、 < 和 (∃ 处分别设
置观测样点 , 并在迎风区西北方约 !; Λ 处的流动沙丘顶部
设置对照观测点7代表空旷地 8, 共设置 Δ 个固定观测样点 6
6 风速观测
在林地迎风区 <∃ 和背风 区 < ∃ 处 , 分别设置长春气象
仪器研究所研制的风速梯度自动测定系统 7数据采集频率为
Γ Λ ΑΦ , 精度为 士 6 一 。6 Λ · > 一 ‘8 , 连续观测近地表 6 : 、
6 : 、 ! 和 Τ Λ 高度的风速 6 其它各观测点 Τ Λ 高度的风速采
用董光荣等提出的方法估算δ ∀ ) 6 具体方法是 9 以林地迎风区
< ∃ 处为风速固定观测点 , 采用 1 ∋ γ 一< 轻便三杯风向风速
表 , 于 ∀ 月 ! Δ 日 ! ∀ 9 一 ! < 9 7西南风 8和 ∀ 月 ! ; 日 ! : 9 :
一 ! Δ 9 : 7西北风 8, 同时观测 Δ 个样点 Τ Λ 高度的风速 7!
Λ ΑΦ 读数 ! 次8 , 然后将观测时段内风速固定观测点的数据
与其它各观测点的数据分别作相关分析 , 在具有良好线性关
系的前提下 , 依据两次观测的各点与风速固定观测点的风速
比平均值 , 推算出同一时间其它各观测点 Τ Λ 高度的风速
值 6
6 ∀ 地表风蚀量和大气降尘量观测
采用地面埋没容器的“陷阱诱捕 ,δ ’∀〕干法 , 收集测定7与
湿法相比较 , 收集效率 为 Δ ς 一 ; ς 8地表 日风蚀量 7Ι’
Λ 一 8 6 具体方法是 9选用上 口 直径 < Μ Λ 、下 口直径 !< Μ Λ 、
高 ! 6 : 。Λ 的搪瓷盆作为风蚀物的收集容器 Ε 为便于风蚀物
的收集以及在每次收集风蚀物时避免对容器周围的地表造
成扰动 , 我们根据选定的收集容器的尺寸 , 为每个容器特别
订制了一个托盆 Ε 在观测试验开始前 6 先在每个观测样点沿
与主风向垂直方向等距离7间距为 Γ Λ 8埋设 : 个托盆7托盆
! 期 张 华等 9科尔沁沙地人工杨树林生态服务效能评价 ! :;
ΒΦ 气!,、∀#罗∃%。&∋(罗)工蛋与已之州自
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的上 口边沿与地面平齐 ∗ , 然后将收集容器放人托盆中 + 在
观测期内, 于每 日 , ! − . . 从每个托盆中取出容器 , 用软毛刷
小心地将沉积在容器内的土壤风蚀物收集于特制的牛皮纸
袋内, 收集完样品后再将容器放回托盆 中, 以备继续观测 +
将每 日收集的风蚀物带回试验室 , 称重 , 并取样分析土壤养
分含量 /养分分析由 日本国立农业环境技术科学研究所完
成, 下同 ∗ +
采用观测架架设容器的 “陷阱诱捕 ”湿法收集测定大气
日降尘量 / 0 · 1 一 ∀ ∗ + 具体方法是 − 选用上 口直径 ∀2 31 、下 口
直径 , 2 。1 、高 , ∀ + 4 31 的搪瓷盆作为大气降尘的收集容器 +
分别在林地迎风 区 25 、 65 、林地中央 、林地背风 区 75 / 林
缘 ∗ 、2 5 和 8 5 处埋设的 2 1 的预制水泥杆作为降尘 测杆
/埋人地下 9 1 深 ∗ , 然后将预先焊接好的两臂 / 单臂长为 ∀.
3 1 ∗都带有托盆 / 其大小根据选定的降尘收集容器的尺寸而
定 ∗ 的测架安装于距地面 ! + 4 1 高处 , 将焊接好的扶梯安装
于测杆中段 : 观测前将 ∀ 个收集容器置于观测架两侧的托盆
内, 给每个收集容器中加入 , 7./∗ 1 9蒸馏水 + 每 ,. ; 收集 ,
次降尘 + 收集时同时将各观测点的容器从观测架上取下 , 置
于静风处 , 然后将尘液倒人铝盒内 , 带回试验室风干 , 称 重 ,
分析土壤养分含量 +
∀ + 4 叶面积指数 /< =< ∗测定
在林地的东 、西 、南 、北 、中等部位共选取 ∀. 个固定观测
点, 采用美国进 口的 > 9一 , ,/∗ 植物冠层结构分析仪 , ! 一 ? 月份
每月下旬测定并计算 / 采用 > <≅ 软件 ∗林地的 < =< +
∀ + 2 数据分析
为了避免风 向的影响 , 从观测期内选择了以西北风为特
征的 ,6 ; 作为研究对象 , 并以流动沙丘为对照点 / >Α ∗ , 计算
这 ,6 ; 各观测点 Β 1 高处的日平均风速 / 即观测前 一天 , ! −
. . 一 观测当天 ,! − /Χ ∗ 及其减弱系数 + 同时 , 还计算了林地迎
风区 2 5 和背风 区 2 5 处 . + ∀4 、 . + 4 、 , 和 Β 1 高度的月平 均
风速 , 并以迎风区 2 5 处为对照点 , 计算林地背风区 25 处 的
月平均风速减弱系数 + 林地的 Δ,9 、 月平均风速减弱系数 凡 + 二
的计算公式 Ε’9为 −
凡 , Φ Γ / 毛认, − 一 砚 , 二 ∗ 火 , . /∗ Η珠 , 之
式中 , 凡 + − 又称防风效能 , 是距林地为 二 、高度为 二 处的平均
风速 比对照点减 少的百分数 , 珠 , 二 为对照 点高度为 二 处的
日 、月平均风速 , 砚 , − 为距林地 二 、 高度为 二 处的 日 、月平均
风速 +
采用 8&88 ,. + . 软件确定林地 Ι= < 与林地背风区 2 5
处月平均风速减弱系数的关系, 以及林地各观测点地表 日风
蚀量与日平均风速的关系 +
处 , 风速开始减 弱 + 在林缘 附近 , 一部分气流被抬
升 , 在林冠上方形成速度相对较高的 “ 自由流” , 越过
森林后又形成下沉气流 , 在背风 区一定距离处向各
个方向扩散 : 另一部分气 流进人林内 , 由于受到树
干 、枝叶的阻挡 、摩擦 、摇摆 , 加之空气的粘性影响 ,
气流在分散的同时消耗大量的运动能量 , 从而在林
冠层下形成速度较低的 “束缚流域” + 由于林内的气
流流速降低 , 林地风蚀便得到了有效的控制 , 同时当
含尘量较多的气流通过林地时 , 就会有较多的尘埃
沉降于林内 + 林地的这些防护效应会随着林地总生
物量 /树干和枝叶∗变化 , 尤其是林木叶片的萌发 、生
长和脱落而有所改变 + 因为叶面积的大小直接影响
林地的透风程度 , 从而影响林地的整体防护效果 +
6 + ∀ 林地的防风生态服务效能
6 + ∀ + , 日平均风速减弱系数 由于林地对风的阻
挡作用 , 林地前后各观测点 Β 1 高度的 日平均风速
与对照点 /流动沙丘 ∗相 比均有不同程度的减弱 /图
, ∗ + 在以西北风为特征的 ,6 ; 中 , 流动沙丘 Β 1 高
度的 日平均风速为 4 + 2? 1 · 8 一 ‘ , 而林地迎风区 2 5 、
65 、林地中央 、林地背风区林缘 、 2 5 和 85 处 Β 1 高
度的 日平均风 速分别 为 ! + 2 6 、 6 + ϑ ϑ 、 , + Κ ∀ 、 , + Κ 6 、
∀ + ,! 和 6 + 9 1 · 8 一 ‘, 日平均风速减弱系数依次为
,ϑ + 6 ! 、 6 , + 4 ? 、 2 2 + , ! 、 2 4 + Κ 2 、 2 ∀ + ∀ 2 和 ! 4 + , 4 Λ + 其 中
林地中央和背风区林缘处的风速减弱系数最大 +
亏·日∃习践Μ”月沐∋+。洲ΦΝ)目Ο
瑕软成斧口
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6 结果与分析
6 , 9 林地的防风 、抗蚀 、滞尘效应机制
林地不仅能够改变近地层气流的流速 、流态和
流场结构 , 使风廓线发生位移或改变 , 还可在林地与
邻近的旷野之间形成局地环流 + 杨树纯林为片林 ,
当风由旷野吹向林地时 , 在迎风区距林缘一定距离
观测点 ΜΠ ΘΡ
图 , 林地前后各观测点 Β 1 高度口平均风速 及其减弱系数
ΣΠ0 + , ≅ Ο 99Τ 了Υ9 Ρ Ο ς Ω 9ς ; 、,。 9Ξ Ρ ΠΘΤ Ο Θ ∀ Υς Ρ −0 圣, ∀ Ο ς ; ΠΘ、 ; Ξ Ρ 9Πς Πς 0 Π− 一;以 Ρ 、 Ο Θ
; ΠΔΔΡ Υ Ρ ς Θ 1 Ρ Ο Μ ∋ Υ Ρ 1 Ρ ς Θ Μ ΠΘ Ρ Μ Ω 9Υ Ψ、ΠΥ一 Ο Υ一; Ξ ∋ ΘΜ 一; Ρ Θ卜、Ρ ΔΞ Υ Ρ Μ Θ ; Ι一Υ Πς 0 Θ卜9Ρ / ∗ <卜
Μ Ρ Υ Τ一ς 0 &Ρ Υ Υ阂 +
= − 流动沙丘 Ζ Ξ 9ΧΠ9Ρ ; ∋ :9Ρ , [ − 迎风区 2 5 ∴ −, ,〔]Ω Ο Υ ; Μ Π; Ξ 2 5 + > − 迎风
区 6 5 ∴ Πς ; Ω Ο Υ; Μ Π; Ρ 6 5 , <∗ − 林地中央 ΣΞ ΥΡ 、Θ 3 Ξ ς Θ Ρ Υ , ⊥ − 背风区 7 5
< Ρ Ρ Ω Ο Υ ; Μ Π; Ρ 75 , Σ − 背风区 2 5 9 Ρ Ρ Ω Ο Υ ; Μ , ; Ρ 2 5 + _ − 背风 区 85 < Ξ Ρ )
Ω Ο Υ ; Μ 记Ρ 85 + , + 日平均风速减弱系数 <∗ 。Π9Τ Υς Ρ Ο Υ, Ω Πς ; ⎯ Ξ 9Ξ3 , Θ Τ ; Ρ )
Ρ 9Πς Πς 0 Πς ; Ρ % Ρ , ,, + 日平均风速 ≅ Ο ΠαΤ 1 。。 , , Ω Πς ; ⎯ Ρ 9Ξ Ρ ΠΘΤ + 下 同 β Ψ9Ρ
Μ Ο 盯 9Ρ χ Ρ 9Ξ Ω +
! :; ∀ 应 用 生 态 学 报 ! ∀ 卷
6 6
背风区
征见表
月平均风速减弱系数 林地的 ∴− %和林地
<∃ 处的月平均风速减弱系数的动态变化特
! 6
表 Γ 林地叶面积指数及背风区 < ∃ 处月平均风速减弱系数
Π =Ρ Γ4 ! ∴4 =Η = Χ4 = ΑΦ Ο 4 ⎯ Β Η 5≅ 4 ΗΑ 6 Χ4 > 5 = Φ Ο Λ Β Φ 5≅ ΓΖ Λ4 = Φ α 巨Φ Ο , Ο4 4ΓΑΦ ΑΦ ΙΑΦ Ο 4 ⎯ = 5 Ο泛ΗΗ4 Χ 4Φ 5 ≅ 4ΑΙ ≅ 5> Β Η 5≅ 4 Γ4 4α = Χ Ο >ΑΟ 4 < ∃
月份 0
γ 〔八、5≅
∴− %
γ 4 = Φ ι ( 1 高度∃ 4 5Ι ≅ 57Λ 8
背风区∴ 4 4 α =Χ Ο
>记4 ∋ < ∃ 6 9
8一,6八δ.9ϑ2Κ46.)吟一邓6.∀?!,ϑ4
迎风区∴ Π ς ; Ω ΟΥ ;
蕊; Ρ ε 压 + −
/ 1 · Μ 一 9 ∗
背风区
9民Ω Ο Υ;
Μ又; Ρ ε 2 5 , −
/ 1 , Μ 一 , ∗
φΔγ‘+,.,‘+⋯伟‘内乙∀
+ +,邝‘
应Ν厂气九γγ+,‘+Χ络9
. + ,! 44 士 . . ∀ 4ϑ ∀ 6 + Κ
, 6 + 6
. 4 6 .
. ∀ 4 ∀ ϑ
. + ϑ ? ϑ ! 土 . + ∀ Κ2 , ∀ 6 + 4
, 6 + .
. + 4 ∀ + ?
. + ∀4 ∀ 4
, + ∀ ∀6 4 士 . + 6 Κ 42 ∀ ∀ + 6
, , + Κ
. 4 , + ϑ
. + ∀ 4 , + 2
? ϑ 62 士 . + 6 . ? ! ∀
: + −
,4∀4
.Ξ
Μς − 平均数标准差 8 ΘΟ ς ;ΟΥ ; ; Ρ ⎯ , Ο Θ Π Ξ ς
相 关 和 回归 分 析 显 示 , 生 长 期 内林地 Ι = <
/ . + , , ϑ ∀ 一 ∀ + ,Κ ? , ∗与林地背风区 2 5 处近地层 ∀ 和
9 1 高度的月平均风速减弱系数/ ⊥% + 二 ∗呈显著非线
性相关 , 与近地层 . + 4 和 Ξ + ∀4 1 高度的月平均风速
减弱系数 / ⊥% , 二 ∗ 呈显 著正相关 + 其曲线拟合方程
为 −
⊥ 2厅 ∀ Γ 2 + ∀ ! ! Κ Ι = < 6 一 ∀ 2 + 4 ∀ Ι= <Β η 6 ∀ + 4 ϑ ∀
Ι= < η ∀ ! + ∀ 6 6 / & ι /∗ + . . /∗, ∗
⊥ 2 5 < Γ 4 + . ? 4 , Ι= < 6 一 6 . + 4 , ∀ Ι = <Β η 犯 + ϑ ! ?
Ι= < η ∀ 2 + 6 Κ , / & ι . + / ∗. . , ∗
⊥ 2月 . + 4 Γ ! + 6 ϑ ! ? ,洲= < 6 一 , ϑ + ! Ι= <Β 十 ∀ 4 + ? ? 6
Ι= < ”一 ∀ 2 + ϑ 6 4 / & / . + . . . , ∗
⊥ 2月 . ∀ 4 Γ 2 + ∀ ϑ ϑ ∀ Ι= <6 一 ∀ /∗ + ∀ ∀ ∀ Ι= <Β η
∀ 4 + . ? 4工, = 9 η ∀ Κ + , ∀ ! / & / . + . /∗. , ∗
这一结果表明 , 林地背风区月平均风速减弱系
数的 ! 6 Λ 一 Κ ! Λ 的变异可由林地 Ι = < 变异来解释 +
在冠层下距地表 . + 4 和 . + ∀4 1 高处 , 随着林地 Ι= <
的逐渐增大 , 林地的透风程度逐渐降低 , 其防风效能
相应增大 + 在距地表 , 和 Β 1 高处 , 林地 Ι=< 在
/ . + , , 9∗ 区间时 , 随着 Ι= < 的逐渐增大 , 林地的防风
效能相应增大 , 其最大值在 Ι = < 接近于 , 时 出现 +
当林地 Ι = < 在 / , , ∀ + ∀∗ 区间时 , 随着 Ι= < 的逐渐增
大 , 林地的防风效能呈下降趋势 , 但降幅不大 + 其原
因可能是由于观测林分未采取修枝 的抚育措施 , 树
干基部也着生有枝叶 , 枝下高不 明显 + 因此 , 在 9 和
Β 1 高度的气流穿越的正是林地的树冠层 , 4 月份
虽然林地的 Ι = < 只有 . ϑ ? ϑ ! , 但其所形成的冠层结
构疏密得当, 能够有效阻挡和消耗气流的运动和能
量 :而 2 、 ? 月份林地 的 Ι = < 分别增 至 , + ∀ ∀ 6 4 和
, + ? ϑ 6 2 , 由于其过密的树冠层 , 减少了通过冠层的气
流量 , 因而 对风的阻挡效应反而有所降低 + . + 4 和
. + ∀ 4 1 高度都在树冠层以下 , 枝下高部分所具有 的
枝叶对风的阻挡作用即使是在 Ι= < 达到最大值时
亦相当于疏透结构林带所起的作用 +
6 + 6 林地的抗蚀生态服务功能及其间接价值
如表 ∀ 所示 , 在春季风蚀高发期主害风天气下 ,
林地前后各观测点地表 日风蚀量的时空变异很大 +
在不同观测 口/风速不同 ∗ , 林地前后各测点的地表
日风蚀量与对照点相比均有大 幅度的降低 / 图 ∀ ∗ +
其中 , 以林地背风区林缘处 的降幅最大 , 为 Κ + Κ Λ :
林地中央次之 , 降幅为 Κ + 4 Λ : 背风区 2 5 、 85 及迎
风区 65 、2 5 处的平均降幅分别为 Κ + ∀ Λ 、 Κϑ + 4 Λ 、
Κ . + , Λ 和 ϑ 4 + ∀ Λ +
相关分析结果表 明 , 各测点地表 日风蚀量与 ∀
1 高度的 日平均风速均呈显著正相关/尸 Γ . + . ., 一
表 ∀ 各观测点地表日风蚀量的动态变化
β Ο χ 9Ρ ∀ > Ο ς 0 Ρ Μ Πς ; Ο Π9Τ Ω Πς ; Ρ Υ Ξ Μ ΠΞ ς Υ Ο Θ Ρ
观测 流动沙丘/> Α ∗
Ξ Δ 4. ,, Μ ∋ Υ ΔΟ Ρ Ρ ; ∋ Υ Πς 0 Θ Ρ / , χ Μ Ρ Υ ⎯ Πς 0 &Ρ Υ ΠΞ ; Ο Θ Θ Ρ ; ΠΔΔ3 Υ Ρ ς Θ 1 Ξ Ο Μ ∋ ΥΡ 1 Ρ ς Θ Μ Π ΘΡ Μ《0 、 1 一 ∀ ∗
总髻 林地迎风区 Ω
+ς ; Ω Ο Υ; Μ ,; Ρ
Ζ Δ∗< ”」Ρ
; ∋ ς Ρ 2 5 < 日
地中央
Σ门Υ邵Υ 林地背风区 <
Ξ ΡΩ Ο Υ; 、Π; Ρ)一 ϕ +) +) ) ) 一 ϕ ϕ + ϕ + ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ) ϕ 呜 ϕ一 ) , 一一一‘ +一一) , 一‘一ϕ 一ϕ 一一一ϕ 明ϕ ϕ ) γ一一γ ϕ. 5 2 目 φ目八乙,一月臼! + ,. ,/ ∗ /卜 《∗! 士6
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平均Ζ Ρ Ος
Κ ∀? , !6 士∀ Κ 4Κ + 4 6
9/∗ ! ,ϑ + . /∗ 士 6Κ6 Κ + ?∀
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! ,! + Κ 《∗
! 期 张 华等 9 科尔沁沙地人工杨树林生态服务效能评价 ! : ; :
量的月变化动态 7图 8 看 , : 月份的 日降尘量最多 ,
平均为 ! 6 ∀! Ι’ Λ 一 , 其次是 ∀ 月份 , 平均为。6 ;Γ Ι’
Λ 一 , < 月份的 日降尘量较少 , 平均为 6 :Δ ; · Λ 一 6
另外 , 在 ∀ 、 : 月 , 林地中央的 日平均降尘 量分别为
! 6 ; 和 6 Υ ; · Λ 一 , 显著高于迎风区 < ∃ 处 7分别
为 6 Δ 和 ! 6 < ; · Λ 一 “8及其它观测点 Ε 而 < 月份林
地中央的日降尘量为 6 :Υ ; · Λ 一 , 仅比迎 风区 < ∃
处的 日降尘量高 6 ; · Λ 一 6 以上结果表明 , 林地
的滞尘效能在风蚀季节较为明显 6
!!Γϑϕ
日。兽￡已吕一的。/?寒补ΓΝ川,朗闷
恻羁本粼友爱叹咧卫释裂
.方一 )言 > ≅ ⊥
观测点 8 ΠΘΡ
Σ _
图 ∀ 林地前后各观测点地表 日风蚀量变化动态
Σ Π0 + ∀ ε Ο Υ ΠΟ Θ ΠΞ ς Μ Πς ; Ο Π9Τ Ω Πς ; Ρ Υ ΞΜ ΠΞ ς Υ Ο Θ Ρ Ξ Δ Μ Ξ Π9 Μ ∋ Υ ΔΟ Ρ Ρ Ο 1 Ξ ς 0 Υ Ρ ; 一Δ)
ΔΡ Υ Ρ ς Θ 1 Ρ Ο Μ ∋ Υ Ρ 1 Ρ ς Θ Μ一Θ Ρ Μ Ω ΠΘ Ο ς ; Ξ ∋ Θ Μ Π; Ρ Θ Ρ ΔΞ ΥΡ Μ +
, + ! 月 ,Κ 日流动沙丘 Β 1 高日平均风速 Μ + 6 1 · , 一 < = κ Υ‘9 Υ 0 ; Ο , 9Τ
1 Ρ Ο ς Ω Πς ; ⎯ Ρ 9Ξ Ρ ΠΘ Τ Μ + 6 1 · Μ 一 , Ο Θ ∀ 1 Ρ Π0 9、Θ Ο Θ Θ Ρ 1Ξ χ Π9Ρ ; ∋ ς Ρ , 5 !
月 ∀ 4 日流动沙丘 Β 1 高日平均风速 ∀ + 2 . , · Μ 一 ’= κ Υ Μ% ∀ 4 ; Ξ Χ9Τ 1 Ρ Ο ςΩ Πς ; ⎯ Ρ 9Ξ Ρ ΠΘ Τ ∀ + 2 1 · Μ 一 , Ο Θ Β 1 Ψ飞Ρ Π0 9, Θ Ο Θ Θ Ρ 1 Ξ χ Π9Ρ ; ∋ ς Ρ , 皿 + 4 月 一4
口流动沙丘 Β 1 高日平均风速 2 + 4 1 · Μ 一 ’ Ζ Ο Τ , 4 ;Ο Π9Τ Υς Ρ Ο ς Ω Πς ;
⎯ Ρ 9Ξ Ρ ΜΥΤ 2 + 4 1 · Μ 一 , 。 Θ Β 1 Ρ Π0 Υ Ο Υ Υ Ρ 1 Ξ χ Μ9Ρ ; − 二ς Ρ , ∴ + 4 月 , ? 日流动
沙丘 Β 1 高日平均风速 4 + 6 ς 、· Μ 一 ‘Ζ Ο Τ ,? ; Ο 99Τ ς , Ρ Ο Υ9 Ω Πς ; ⎯ Ρ 9Ξ Ρ − ‘梦
4 + 6 1 · Μ 一 , Ο Θ ∀ 1 Ρ 一0 Θ Ο Θ Θ Ρ 1 Ξ Ψ∗ Π9Ρ ; ∋ ς Ξ +
. + . , Κ / . + . 4 , φ Γ . + 2 6 ? 一 . + ? ϑ Κ , ς Γ ,6 ∗ , 进一步
表明林地之所以能够显著减少地表风蚀量 , 主要原
因是林地削弱了近地层气流的速度 , 从而减弱了风
蚀强度 +
由于地表风蚀损失了大量的土壤营养物质 Ε ‘! 〕,
因此通过计算地表风蚀量中的土壤营养物质的损失
量 , 就可以粗略地估算出固沙林减轻地表风蚀 、保护
土壤肥力的间接生态价值 + 首先以风沙活动期 / 6 一
2 月 ∗地表的土壤风蚀量为年土壤风蚀量 , 并 以流动
沙丘为对照点 , 计算林地前后各测点年土壤风蚀量
的减少值 , 然后根据各测点风蚀物中养分含量的测
定结果 /表 6∗ , 计算林地前后各观测点每年因减轻
风蚀而相应增加的土壤营养物质 + 据此计算出的土
壤全 > 、全 λ 和有效 & 分别为 , , + 2 ϑ 一 ∀ ϑ 6 + ? , 、 , + , ?
一 ∀ 2 + Κ ! 和 . + 4 4 一 6 + ∀ ? Θ · 1 一 “ +
表 6 林地各观测点地表风蚀物中养分含量
β Οχ ΕΡ 6 λ ∋ Θ Υ ΠΡ ς Θ Ρ Ξ ς ΘΡ ς Θ Μ Ξ Δ Θ Ρ 4 . ,, Μ Ρ ; Πς 一Ρ 几Θ Μ Ρ Ξ 99Ρ 3 Θ Ρ ; Ο Θ Θ Ρ ;三ΔΔΡ ΥΡ ς Θ
1 Ρ Ο Μ“ΥΡ 1 Ρ ς Θ Μ ΠΘΡ Μ +, Δ Θ Ρ ΔΞ Υ Ρ ΜΘ / 0 · μ0 一 ’∗
·巴口。公Ν的食&9Μςκ与日含已.
碉翎世霸牛口
ν . + 4 毛 观测 时间 ≅ ΟΠ Ρ/ 1 Ξς Θ ∗
图 6 林地前后各观 测点各月 日平均降尘量变化动态 / < 为标准差 ∗
Σ ,Κ + 6 ε Ο Υ 9Ο Θ 9Ξ ς Μ Ξ Δ ; Ο Π9Τ Ο ⎯ Ρ Υ‘心Ρ ; ∋ Μ Θ ;Ρ 卯Μ ΠΘ 一Ξ ς χΡ ΘΩ 3 Ρ ς 生 Ρ ; , ΔΔΡ Υ Ρ ς Θ
β ς Ρ Ο 8 δ Υ Ρ 999 Ρ Θ 9Θ 8 一Θ Ρ Μ < ς
、 ΘΞ ς ; Ο记 ; Ρ ⎯ , 。 Θ , Ξς ∗ +
= κ Υ Π9, Ζ Ο Τ Ο ς ; γ∋ ς Ρ , Υ Ρ 、κ Ξ Ρ Θ Π⎯ Ρ 9Τ / ,,Ο ΥΜ − Ρ κ Υ Ρ Μ Ρ ς Θ
林地滞尘的生态服务效能的间接价值 , 主要体
现在滞留较多 的大气降尘 、补给土壤营养元素 、提高
土壤肥力上 + 在观测期内 , 林地中央的 日平均降尘量
为 ,6 + ∀ μ 0’ 1 一 ∀ , 比林地迎风区 25 处的 日平均降
尘量 / Κ + 0 μ 0 · 1 一 “∗高出 6 + 6 μ 0 · 1 一 ∀ + 根据这一数
值 , 若将林地在 6 一 2 月份 内的滞尘作为林地的年滞
尘量计算 , 并依据本试验的测定结果 , 林地滞尘中的
全 > 、全 λ 、速效磷的含量分 别为 ,2 ?2 、 , + 26 和
. + ∀, , Κ · μ0 一 ‘, 则林地 由于滞尘效能而每年 向土壤
补给的全 > 、全 λ 和速效磷分 别为 2 + ?4 、 . + 2 和
Ξ · . ϑ μ 0 · 1 一 ∀ +
黑 林地迎风区∴ 侣ς ;Ω Ο Υ; Μ一〔ΕΡ 林地中央Σ/ ∗Υ Ρ ΜΘ 林地背风区< Ρ Ω Ο Υ; ΜΠ; Ρ
χ 曰 Χ 月 > Ρ ς Θ Ρ Υ 吸∗ 目 7 ς 2 曰
+ ) ,一一一一)一 +一一 一) ‘ ϕ 夕, ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ + + ϕ , ϕ ϕ ϕ ϕ一一一一) ϕ )
2 5 65 75 2 5 8 5
全 > βΞ ΘΟ ] >
全 λ β7 ΘΟ 9 λ
有效& =⎯ 目Οχ 9Ρ
. + ! .
/∗ . !
& . . ,Κ
. + 2!
. + . ?
. + . ,Κ
ϑ + 6∀
. ?Κ
. 、 . Κ 2
: + :: ∀ ,.. + ∀ ,
. + . 2!
. + ? ?
. + . ϑ
/∗ . 6!
6 + ! 林地的滞尘生态服务效能及其间接价值
科尔沁地区的沙尘 , 主要是 由于大面积的裸露
沙质地表在强劲的西北风和偏北风的作用下引起强
烈的风蚀所致 + 从林地内 、外各降尘观测点的 日降尘
! 讨 论
在春季风蚀期主害风 天气下 , 杨树林对其前后
一定部位 Β 1 高度 的 日平均风速有一定的消减作
用 , 其风速减弱系数 为 ,ϑ + 6! Λ 一 “ + ,! Λ , 最低风
速值出现在林地中央和背风区林缘处 + 这一结果与
他人的研究结果基本上相一致 + 焦树仁【” Ψ的观测结
果表明 , 春季无林沙丘 Β1 高度 的风速为 ,Κ + 6 1 ·
Μ 一 ‘, 而樟子松林内同一 高度 的风速 仅为 ? + 0 1 ·
! : ; < 应 用 生 态 学 报 Γ∀ 卷
> 一 ‘, 樟子松人工固沙林的风速消减系数为 :; 6 ! ς 6
董光荣等5∀〕研究结果表明 , Γ Λ 高处的风 , 不论哪种
风向 , 经过百米宽疏透结构固沙林带的阻挡后 , 在林
带背风区林缘处出现最低风速值 , 在背风区 ∃ 范
围内的风速比流动沙丘的风速平均降低 : 6 Υ ς 6
从林木初叶期至叶片达最大生长量期间 , 林地
的 ∴− %与林地背风区 < ∃ 处近地层 6 : 、 6 : 、 ! 和
Λ 高度的月平 均风速减 弱系数之 间存在 良好的三
次曲线关系 7尸 Ω 6 ! , , Τ Ξ 6 : : , Φ Ξ : 8 6 表明
林地 ∴− %对林地的透风程度具有较大的影响 6
在风蚀高发期主害风天气下 , 林地前后各观测
点的地表日风蚀量与流动沙丘相比均有较大幅度 的
降低 , 平均降幅 Υ: 6 ς 一 ; 6 ; ς 6 按其降幅 由小到
大的排序依次为 9 林地迎风区 < ∃ Ω 迎风 区 ∃ Ω 林
地背风区 ( ∃ Ω 背风区 < ∃ Ω 林地中央 Ω 背风区 ∗∃,
与董光荣等〔∀〕测定的百米 宽疏透结构 的固沙林带
中近地层 。Λ 范围内的输沙量 比流动 沙丘降低
; < 6 ς 一 ; Υ 6 ; ς 的结果十分相近 6 这一结果表明 ,
所观测的林地能够有效地控制风蚀 , 正处于有效防
护状态 δ Δ ! Ε 同时也表 明 , 布设在林地背 风区的各观
测点均处在林地的有效防护距离之内 δ川 6
林地的滞尘能力在风蚀季节十分明显 6 在 ∀ 一 <
三个月 , 林地中央的 日降尘量分别为 ! 6 ; 、 6 Υ 和
6 : : ; · Λ 一 , 平 均 ! 6 ; · Λ 一 , 折合 ! 6 ΘΙ ·
≅Λ 一 , 而迎风区 < ∃ 处在 ∀ 一 < 月的各月 日平均降尘
量分别为 6 Δ Δ 、 ! 6 < 和 6 : < ; · Λ 一 , 平均 6 ; ; ; ·
Λ 一 “ , 折合 ; 6 ; Θ Ι · ≅Λ 一 6 由此可见 , 林内的降尘量
比林外平均 高出 ς 6 有研究表明 , 在 一个生长季
节里 , 水泥厂附近的黑松林可滞尘 ∀ Θ Ι · ≅Λ 一 “〔’”」6
林地的滞尘效能对于净化空气和提高其防护范围内
的土壤肥力具有重要的生态学意义 6
林地因减少地表土壤风蚀而每年减少的土壤全
# 、全 & 和速效磷的损失量分别为 ! ! 6 <Υ 一 Υ 6 Δ! 、
! 6 ! Δ 一 < 6 ; ∀ 和 6 : : 一 6 Δ 5 · ≅Λ 一 , 同时因滞尘效
能而每年向土壤补给的全 # 、全 & 和速效磷分别为
< 6 Δ : 、 6 < < 和 6 Υ ΘΙ · ≅Λ 一 “ 6
以上结论是在林分郁闭度 为 6 ;Δ 时得 出的 6
姜凤岐等 κΔ ε 在研究 固沙林的经 营基础与技术对策
时提出 , 当固沙林的株间、行间均达到郁闭时 , 即林
分的郁闭度为 刁 ∀ 时 , 该林分即进人防护成熟期 , 并
处于最佳防护状态 6 依据上述观点 , 本研究所观 测
的杨树林正处在防护成熟期 , 但不是最佳防护状态 ,
尚需通过更新方式 , 调节单位面积上 的活立木株数
至 :< < 株 · ≅Λ 一 时 , 方可达最佳防护状态 6
参考文献
! φ 4 Χ Ι 4 Φ )1 6 !; Δ ! ϕ 4 Χ5 Α4=Γ Σ ΧΒ Η迁4 > Β Η α ΑΦ Ο 、Σ 44Ο 讯 = Σ ΑΦ Β > 5= Φ Ο 6
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φ 4 ΑΑΑΦ Ι 9 # ≅ ΑΦ = .Β Χ4 > 5α /Χ 4> 6 ! 7ΑΦ # ≅ ΑΦ 4 > 4 8 # ≅ 4 Φ > 一 ⎯ 7陈世雄8 6 !;Υ 6 Π ≅ 4 4 4 Β Γ昭Α4 = Γ 4ΗΗ4 4 5> Β Η = Χ 5 ΑΗ9 4 Α= Γ Κ 4 Ι ϑ
4 5= 5一Β Φ Β Φ 5 ≅ 4 >≅ ΑΗ5 ΑΦ Ι > = Φ Ο Β Η 5≅ 4 Χ = ΑΓα = Ζ 比 5≅ > ΑΟ 4 > ΑΦ (≅ =卯 5Β ?
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= Γ 6 !; Υ 6 − Σ Χ 4 ΓΑΛ ΑΦ = Χ Ζ Β Ρ >4 Χ Κ = 5ΑΒ Φ Β Η 5 ≅ 4 4ΗΗΑ4 Α4 Φ 4Ζ Β Η α ΑΦ Ο 一 Σ Χ4 ϑ
Κ 4Φ 5ΑΦ Ι = Φ Ο > = Φ Ο · Χ 4 > Α> 5ΑΦ Ι ΗΒ Χ 4 > 5 Ρ 4 Γ5 > ΑΦ 5≅ 4 α 4 > 54 ΧΦ Σ = Χ 5 Β Η 5 ≅ 4
2 Χ 4 = 5 φ 4 Φ Ο Β Η 5 ≅。 3 4ΓΓΒ α , ΑΚ 4 Χ 6 以ΑΦ ) !! 汉洲 凡怂 7中国沙漠 8, 7Γ 8 9 ; 一 !; 7ΑΦ #≅ ΑΦ 4 > 48
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作者简介 张 华 , 女 , ! ; < : 年生 , 在读博士 , 主要从事旱
区恢复生态学研究 , 发表论文 ! 余篇 ∋ 一 Λ =ΑΓ 9 9 ≅=Φ Ι ≅ ? =
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