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黄河下游滩区农田林网综合气候效应场的研究

作　者: 黄超
导　师: 李传荣；许景伟
学　校: 山东农业大学
专　业: 森林培育
关键词: 农田林网生态场空间异质性模型有效防护面积
分类号: S727.24
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

目前,农田林网的结构与功能一直是我国农田防护林研究与应用的核心问题。如何科学调控农田林网的网格和林带结构,是充分发挥林网的综合防护效应的关键。本文基于“生态场”的理论与方法,以黄河下游滩区农田林网为研究对象,调查分析了不同林网的风速、温度和湿度等主要生态因子的“场效应”,分析了各因子的空间异质性,并建立了生态因子场模型,揭示了不同结构农田防护林网的防护机制和防护效能,确定了农田林网的“有效防护面积”,获得了最佳防护效益的林带树种组成、林龄和造林密度等林带结构,以及林网面积。研究结果可为高标准农田林网体系建设提供理论和技术指导。主要结论如下:(1)农田林网的综合气候效应场林网内风速场呈现有规律的波浪形变化,三种不同树龄组成的林网平均降低风速效能为31.0、40.7和46.7%,平均有效防护面积比为42.5、61.0和72.8%,总体防护效能为网格3(8a)>网格2(6a)>网格1(4a)。三种不同面积的林网平均降低风速效能为49.6、49.0和39.3%,平均有效防护面积比为56.2、52.0和37.2%。总体效能为网格4(150m×200m)>网格5(250m×200m)>网格6(300m×300m)。林网内空气温度场显示林网内大部分区域内形成降温效应区,林网边缘温度较低,林网中部温度较高。三种不同树龄组成的林网平均调控空气温度的效能为10.5、15.2和21.8%,平均有效防护面积比为15.2、32.6和46.1%,总体防护效能为网格3(8a)>网格2(6a)>网格1(4a)。三种不同网格面积的林网调控空气温度的效能为25.5、23.2和18.9%,平均有效防护面积比为61.9、55.6和39.8%。总体效能为网格4(150m×200m)>网格5(250m×200m)>网格6(300m×300m)。林网内空气温度场显示林网内大部分区域内形成高湿度效应区,林网边缘空气湿度较高,林网中部较低。三种不同树龄组成的林网平均调控空气湿度的效能为11.1、15.0和20.6%,平均有效防护面积比为11.6、46.2和87.3%,总体防护效能为网格3(8a)>网格2(6a)>网格1(4a)。三种不同网格面积的林网调控空气湿度的效能为41.8、39.4和37.2%,平均有效防护面积比为84.8、71.0和68.4%。总体效能为网格4(150m×200m)>网格5(250m×200m)>网格6(300m×300m)。(2)林带的综合气候效应场不同树龄的林带防护效益大小为:主林带6(12a)>主林带5(10a)>主林带4(8a)>主林带3(6a)>主林带2(4a)>主林带1(2a)。不同树种的林带防护效益大小为:L-35>I-107>中林46>混交林带1>混交林带2>中林23。不同造林密度的防护效益大小为:3m×3m林带>3m×5m林带>4m×4m林带>4m×6m林带。(3)基于生态场的优化农田林网结构模式以2-3行8年生以上,长势较好的L-35杨或I-107杨,株行距为3m×3m或3m×5m,规格为主林带长度为250-300m,副林带长度为150-200m的方形林网较佳,防护效益较大。

全文目录

中文摘要  8-10
Abstract  10-13
1 引言  13-25
  1.1 农田林网的研究进展  14-21
    1.1.1 农田林网调节小气候作用的研究  15-20
    1.1.2 农田林网结构的研究  20
    1.1.3 农田林网建设和经营的研究  20-21
  1.2 生态场理论  21-23
    1.2.1 生态场理论的产生及发展  21-22
    1.2.2 农田林网的“综合气候效应场”  22-23
  1.3 研究中存在的问题  23
  1.4 本研究的目的与意义  23-25
2 研究地点概况  25-27
  2.1 地理位置  25
  2.2 气候条件  25
  2.3 社会经济条件  25-26
  2.4 农田林网建设情况  26-27
3 研究方法  27-35
  3.1 样地设置  27-30
    3.1.1 网格选取  27-28
    3.1.2 林网观测点设置  28
    3.1.3 林带观测点设置  28-30
    3.1.4 数据的采集  30
  3.2 数据处理方法  30-35
    3.2.1 制图和建模方法  30-32
      3.2.1.1 Surfer 软件  30-31
      3.2.1.2 综合气候效应场模型建构方法  31-32
    3.2.2 数据分析方法  32-35
      3.2.2.1 传统统计学方法  32-33
      3.2.2.2 不规则图形插值运算方法  33
      3.2.2.3 地统计学方法  33-35
4 结果与分析  35-63
  4.1 不同树龄组成林网的综合气候效应场  35-45
    4.1.1 风速场的分布特征  35-39
      4.1.1.1 林网对平均风速的影响  35-36
      4.1.1.2 林网内风速场的变化  36-37
      4.1.1.3 风速场模型的建构  37-38
      4.1.1.4 林网内风速空间异质性分析  38-39
    4.1.2 空气温度场的分布特征  39-42
      4.1.2.1 林网对平均气温的影响  39-40
      4.1.2.2 林网内空气温度场的变化  40-41
      4.1.2.3 空气温度场模型的建构  41
      4.1.2.4 林网内空气温度空间异质性分析  41-42
    4.1.3 空气湿度场的分布特征  42-45
      4.1.3.1 林网对平均湿度的影响  42-43
      4.1.3.2 林网内空气湿度场的变化  43
      4.1.3.3 空气湿度场模型的建构  43-44
      4.1.3.4 林网内空气湿度空间异质性分析  44-45
  4.2 不同网格面积林网的综合效应场  45-54
    4.2.1 风速场的分布特征  45-48
      4.2.1.1 林网对平均风速的影响  45-46
      4.2.1.2 林网内风速场的变化  46-47
      4.2.1.3 风速场模型的建构  47
      4.2.1.4 林网内风速空间异质性分析  47-48
    4.2.2 空气温度场的分布特征  48-50
      4.2.2.1 林网对平均温度的影响  48
      4.2.2.2 林网内空气温度场的变化  48-49
      4.2.2.3 空气温度场模型的建构  49
      4.2.2.4 林网内空气温度变化的空间异质性分析  49-50
    4.2.3 空气湿度场的分布特征  50-54
      4.2.3.1 林网对平均湿度的影响  50-51
      4.2.3.2 林网内空气湿度场的变化  51-52
      4.2.3.3 空气湿度场模型的建构  52
      4.2.3.4 林网内空气湿度变化的空间异质性分析  52-54
  4.3 不同结构林带防护效能的研究  54-63
    4.3.1 不同树龄林带防护的效能  54-57
      4.3.1.1 防风效能  54-55
      4.3.1.2 调控空气温度效能  55-56
      4.3.1.3 调控空气湿度效能  56-57
    4.3.2 不同树种林带的防护效能  57-60
      4.3.2.1 防风效能  57-58
      4.3.2.2 调控空气温度效能  58-59
      4.3.2.3 调控空气湿度效能  59-60
    4.3.3 不同密度林带的防护效能  60-63
      4.3.3.1 防风效能  60-61
      4.3.3.2 调控空气温度效能  61-62
      4.3.3.3 调控空气湿度效能  62-63
5 讨论  63-67
  5.1 关于林网对风速场的影响  63-64
  5.2 关于林网对空气温度场影响的讨论  64
  5.3 关于林网对空气湿度场影响的讨论  64-65
  5.4 关于林带防护效能研究的讨论  65-66
  5.5 关于林网的主林带内部分区域风速产生提升现象的讨论  66-67
6 结论  67-70
参考文献  70-77
附录  77-78
致谢  78-79
硕士学位论文内容简介及自评  79

黄河下游滩区农田林网综合气候效应场的研究

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