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不同宽度杨树农田防护林带树冠结构特征

赵东  
【摘要】:农田防护林的主要功能是防止自然灾害、调节小气候、护农增产,合理的林带结构能更好地发挥其防护效益。农田防护林结构一直是农田防护林研究的热点,构建结构合理、功能协调、效益显著的防护林体系,是农田防护林学研究的主要目标。研究不同林龄、不同林带宽度防护林带树冠结构的变化,能够深入了解叶、枝条在林带结构水平、垂直空间的分布规律,对于深入了解树冠结构变化机制、不同林带宽度的林带结构变化的机制都具有重要意义,此外,分维疏透度是重要的林带结构因子,能更精确描述林带结构。然而,关于农田防护林树冠结构的研究非常缺乏,限制了树冠结构的变化对林带结构变化机理的理解,也限制了分维疏透度在调控林带结构的应用,成为该研究领域内的一个重要问题。因此,本文以中林46杨和107杨为对象,基于不同林龄、林带宽度林带,采用分级标准木测定法,研究了2个杨树无性系树冠结构变化规律,旨在为农田防护林带结构调控提供依据。主要结论为。 (1)叶面积冠层位置对比叶面积影响显著,由上层到下层,比叶面积逐渐增加。相同林带宽度的单木比叶面积随林龄的增加而增加;相同林龄的各林带行数间单木比叶面积单行两行三行,三行四行宽林带;相同的林龄、林带宽度,单木比叶面积107杨显著高于中林46杨;不同林龄、林带宽度的单木比叶面积中林46杨为109.3-133.8 cm~2·g~(-1),107杨为135.1-157.8 cm~2·g~(-1)。冠层位置对叶面积影响显著,不同林带冠层的叶面积由内层到外层逐渐增加;单行林带冠层叶面积由上层到下层逐渐增加,而两行、三行、四行、宽林带冠层叶面积中层高于下层、上层。相同林龄,不同林带宽度的单木叶面积均随树木生长空间的降低而降低;相同林龄、林带宽度的单木叶面积中林46杨显著低于107杨。不同林龄、不同林带宽度的单木叶面积中林46杨为35.02-177.75m~2,107杨为51.11-212.94 m~2。 (2)枝面积侧枝比枝面积随年龄级别增加而降低,随分枝级别的增加而增加。相同林龄的单木比枝面积随林木生长空间的降低而增加;相同林带宽度的单木比枝面积随林龄的增加而降低。相同林龄、林带宽度,单木比枝面积表现为中林46杨高于107杨。单木比枝面积中林46杨和107杨分别为11.14-12.79 cm~2·g~(-1)和8.72-11.62 cm~2·g~(-1)。主枝面积受冠层位置的影响,主枝面积由内层到外层逐渐降低;单行、两行林带的主枝面积从上层到下层逐渐增加,三行、四行及宽林带的主枝面积中间层高于上层和下层。各分枝级别侧枝面积随分枝级别的增加而降低。单木枝面积(主枝面积、侧枝面积、总枝面积)与单木叶面积的变化趋势一致。中林46杨、107杨的单木叶面积/树面积的平均值分别为79.25%、82.08%,单木枝面积/树面积平均值分别为13.63%、12.81%。 (3)树冠分维度单行、两行及三行林带的树冠分维度,8年生林木高于6年生林木,而四行及宽林带情况与之相反。相同林龄的树冠分维度为单行两行三行四行宽林带。相同林龄和林带宽度的107杨树冠分维度略高于中林46杨。基于叶量计算的树冠分维度,中林46杨各林带宽度值为2.05-2.39,107杨值为2.18-2.51。 (4)林带面积指数林分叶面积指数与单木叶面积的变化趋势相似。相同林龄、不同林带宽 度的林分枝面积指数、枝干面积指数及总树面积指数变化趋势不明显。相同林带宽度的林分面积(叶、枝、枝干、树)指数均随林龄的增加而增加;相同林龄、林带宽度,林分面积指数中林46杨均低于107杨。 (5)林带分维疏透度将基于枝、叶、干生物量计算的林带分维度作为有叶期的分维度(D_(f有)),基于枝、干生物量计算的林带分维度作为无叶期的分维度(D_(f无)),而对应的林带分维疏透度(β_f)为,有叶期:β_(f有)=3- D_(f有)、无叶期:β_f无=3-D_(f无)。建立了林带分维疏透度(β_f)和透光疏透(β)的函数模型(β_f = aβ~b)、与林带固定长度胸高断面积(G,m~2/50m)及相对枝下高(h0)的模型(β_f =a+bln G+ch_0),与林带叶面积、枝面积、枝干面积、总树面积指数的关系模型:β_f =a+bln( x)+cln(x2 )+dln(x~3)。为定量描述林带结构及对林带结构的调控提供了依据。


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