渭北旱塬农田防护林生态场效应研究

论文摘要

农田防护林是保障农牧业收成,并为人民生活提供多种效用的人工林生态系统。研究农林复合结构中农林间的相互作用机制,探讨农田防护林的防护和生态效应,为营造和经营管理复合农林结构体系提供理论支持。在本研究中,以渭北旱塬（陕西省淳化县）农林复合结构为研究对象,应用生态场理论和林木几何光照模型,在大量收集试验区农林复合结构系统中土壤水分、养分和光照3个生态环境因子相关数据的基础上,系统分析了农林复合结构中的土壤水分、养分和光照因子的分布特征,模拟了试验区林带的生态干涉势Ψ3。结果表明:（1）光照场位于1.0H范围内,其干涉势由树底点的75%逐渐下降到1.0H处的10%,在此范围内发生林带的遮荫胁地效应。（2）土壤水分场位于5.0H范围内,在小于1.5H的区域水分生态干涉势大于零（Ψ3 >0）,发生林带与农作物间对土壤水分的竞争;在1.5H-5.0H区域,生态干涉势小于零（Ψ3 <0）,发生林带对农田土壤水分的增益;（3）土壤养分生态场位于15.0H范围内,在该范围内林带对农田土壤养分主要产生增益作用。（4）对农林复合结构防护林带的生态干涉势分析表明:在距防护林带1.0H范围内,Ψ3 >0,林带生态场造成综合环境资源因子相对匮乏,为作物减产区;在2.0H-15.0H范围,Ψ3 <0,林带生态场对综合环境资源因子增益作用明显,为作物增产区;在1.0H-2.0H附近,Ψ3 ?0,林带的胁地作用与增益作用效应相抵,为作物平产区。对试验区农田防护林生态场效应的研究结果表明,农田防护林对提高农田综合环境资源效应明显,但也存在着在农林界面附近的林带胁地效应。因此,在渭北旱塬地区营造和管理农林复合结构系统时,通过在林带和农田间开挖截根沟或排水小沟,防止林木根系伸入农田造成水分胁地,同时应考虑林带走向,扩大农林种植间距,适当修剪林带下面枝条,以减少林带遮荫胁地效应,提高作物产出。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 防护林生态特征研究
• 1.1.2 生态场研究进展
• 1.2 本研究的目标、内容、方法与技术路线
• 1.2.1 研究目标
• 1.2.2 研究意义
• 1.2.2 研究内容
• 1.2.3 研究方法
• 1.2.4 技术路线
• 2 研究区概况
• 2.1 地理位置
• 2.2 地形地貌
• 2.3 气候
• 2.3.1 大气环流
• 2.3.2 降水与热量
• 2.4 土壤
• 2.5 植被
• 2.6 社会经济状况
• 3 生态位与生态场理论
• 3.1 物种间的相互作用
• 3.2 农林界面附近的生态位重叠与水肥竞争
• 3.3 生态位与生态场
• 3.4 小结
• 4 生态场模型研究
• 4.1 生态场的计算
• 4.2 生态场的特征
• 4.2.1 生态场的单位
• 4.2.2 生态场的作用范围
• 4.2.3 生态场的矢量性
• 4.3 生态干涉势
• 4.4 小结
• 5 农田防护林资源因子场
• 5.1 土壤水分场
• 5.1.1 农田水分场
• 5.1.2 防护林水分干涉势
• 5.2 养分场
• 5.1.1 农林复合系统土壤养分分布特征
• 5.1.2 防护林养分干涉势
• 5.3 光照场
• 5.3.1 太阳视运动轨迹的计算
• 5.3.2 树冠投影的模拟模型
• 5.3.3 林带光因子干涉势
• 5.4 小结
• 6 农林相互作用效应模拟分析
• 6.1 模型因子的选取
• 6.2 各因子权重的确定
• 6.3 生态场效应的模拟
• 6.4 农林间相互作用分析
• 7 结论与讨论
• 7.1 结论与建议
• 7.2 讨论
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果清单
• 致谢