张桐
- 作品数：11 被引量：170H指数：8
- 供职机构：北京林业大学生物科学与技术学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家林业公益性行业科研专项“十二五”国家科技计划农村领域更多>>
- 相关领域：农业科学生物学环境科学与工程更多>>
- 六盘山叠叠沟华北落叶松人工林地上生物量的分配特征被引量：6
- 2016年
- 生物量是评价森林生态系统结构与功能的重要指标,也反映了森林植被的生态适应性。在宁夏六盘山半干旱区的叠叠沟小流域,以当地优势林分华北落叶松人工林为对象,采用烘干法及生物量经验公式,调查了1个半阴坡和1个阴坡上共12个森林样地的地上植被生物量,分析了生物量的分配特征。结果表明:该流域内华北落叶松林地上生物量平均为59.20t·hm^(-2);阴坡林分地上生物量为63.49t·hm^(-2),较半阴坡高15.62%。在坡面上,生物量在坡中下部和下部最大,平均为71.75t·hm^(-2);其次是坡上部、中上部和坡脚,平均为58.08t·hm^(-2);最小的是坡顶,平均为37.45t·hm^(-2)。在垂直空间上,各层次生物量分配表现为:乔木层(67.95%)>枯落物层(28.68%)>草本层(2.62%)>灌木层(0.75%),即乔木及枯落物(主要是难分解的松针)约占林分生物量的97%。乔木层不同径级林木的地上生物量分配呈正态分布,其中胸径为10~16cm的林木占比例最大,为60.19%,其次是径级>16cm的林木(20.88%),最小的是径级<10cm的林木(18.92%)。林木各器官的分配比例依次为:树干(56.51%)>树枝(28.66%)>树皮(11.58%)>树叶(3.24%)。综上可知,该半干旱小流域内华北落叶松林生物量在阴坡居多,特别是坡中下部,这可能与降水及水分坡面分配格局有很大关系;冠层林木,特别是大径材林木贡献了林分生物量的绝大多数,而林下灌草及幼树生长较差,贡献极小,建议进行适当择伐,改善林分结构。
- 韩新生王彦辉李振华王艳兵姚依强张桐
- 关键词：半干旱华北落叶松生物量
- 六盘山半干旱区华北落叶松树干液流速率及主要影响因子的坡位差异被引量：14
- 2017年
- 【目的】在土壤水分条件坡位差异明显的半干旱地区,深入了解树干液流速率的坡位差异及其主导环境因子,探讨从样地到坡面尺度的上推方法,以准确估算坡面和流域尺度的森林蒸腾耗水。【方法】2015年6—9月,在宁夏六盘山叠叠沟小流域选择1个西北坡向的典型坡面,设立上、中、下3个坡位的华北落叶松林样地,利用热扩散探针法监测树干液流速率,并同步监测气象因子及土壤水势的变化。【结果】研究期间,0~60 cm土壤水势(Ψ0-60)和日均液流速率均存在显著的坡位差异,土壤水势(MPa)为下坡(-0.210)>中坡(-0.410)>上坡(-0.511),日均液流速率(m L·cm-2min-1)为下坡(0.045)>上坡(0.036)>中坡(0.034)。日均液流速率与日均气温(Ta)、日最高气温(Tmax)、日最低气温(Tmin)、日潜在蒸散(PET)、日均饱和水汽压差(VPD)、日均太阳辐射强度(Rs)、Ψ0-60呈极显著正相关,与日均空气相对湿度(RH)、日降水量(P)呈极显著负相关。但相关系数大小存在显著的坡位差异,日均液流速率与气象因子的相关系数为下坡>上坡>中坡,与Ψ0-60的相关系数为上坡>中坡>下坡。为了排除其他因子的影响,基于边界线分析评价树干液流速率对单个环境因子的响应程度,结果表明存在显著的坡位差异。从上坡到下坡,液流速率对Ta、Tmax、RH、VPD及Ψ0-60的响应程度逐渐减小,而对Rs的响应程度逐渐增强。利用逐步回归分析建立日均液流速率与环境因子的多元线性模型,发现不同坡位入选环境因子存在明显差别:在土壤水势较高的下坡,对液流速率贡献最大的前2个主导环境因子依次为Rs和Ψ0-60,在土壤水势较低的上坡依次为Ψ0-60和VPD,在介于二者之间的中坡则是VPD和Ψ0-60。【结论】树干液流速率的坡位差异是由土壤水分条件及受地形影响的气象因子共同决定的。因此,在进行树干液流速率从样地到坡面尺度的上推时,不仅需要�
- 王艳兵王彦辉熊伟姚依强张桐李振华
- 关键词：华北落叶松树干液流坡位半干旱区
- 六盘山华北落叶松人工林土壤水分空间异质性的降雨前后变化及其影响因素被引量：14
- 2016年
- 为了阐明林冠叶面积指数、枯落物厚度等植被因子及降雨量影响下的林地土壤水分空间异质性变化规律,在宁夏六盘山香水河小流域选择了2个35a华北落叶松典型坡面(东南坡A、南坡B),遵循空间格局分析的小支撑、多样点设计原则,结合所选坡面特征,利用线状样带取样法,测定了坡面上各样点的表层(0—20cm)和亚表层(20—40cm)土壤水分、林冠叶面积指数、枯落物层厚度、坡度及离开最近一棵树主干的距离,采用经典统计结合地统计学方法,分析了降雨前后土壤水分空间变异特征;利用Pearson相关分析法分析了降雨前后坡面土壤水分与主要环境因子的数量关系;经Kriging插值得到了实验坡面降雨前后的土壤水分空间分布图。结果表明:本研究选择的2个坡面上表层和亚表层土壤水分均存在显著的空间自相关性,呈现明显的斑块状分布格局。A、B坡面雨前表层土壤水分的块基比分别为0.20和0.16,有强烈的空间自相关性;亚表层的块基比均为0.50,具有中等的空间自相关性;表层土壤水分变程分别为27.6m和23.7m,亚表层土壤水分变程为54.9m和186.0m,空间自相关性存在于较大的范围内。降雨后A、B坡面的表层土壤水分的块基比分别为0.13和0.11,亚表层的块基比为0.28和0.20;表层土壤水分变程分别为17.7m和17.3m,亚表层土壤水分变程为31.4 m和42.6 m,空间自相关性存在的范围变小。Pearson相关分析表明,A坡面土壤水分的空间变化在雨前主要受样点离开树木的距离和坡度的影响,雨后则主要受样点上方叶面积指数和枯落物厚度的影响。由此可见,此次11mm降水使2个坡面上土壤水分的空间异质性增加、空间自相关性增强,且乔木林冠层和枯落物层对降雨的截持和再分配是雨后土壤水分空间异质性增大的主要原因。
- 刘宇王彦辉郭建斌刘泽彬张桐邓秀秀徐丽宏左海军
- 关键词：华北落叶松土壤水分地统计学空间异质性降雨
- 宁夏六盘山不同密度华北落叶松人工林枯落物水文效应被引量：28
- 2016年
- 为了探讨不同保留密度的华北落叶松人工林枯落物水文作用,于2015年5月在宁夏六盘山选择了15个已间伐时间8年的中龄（31年）华北落叶松人工纯林样地,测量了各样地内枯落物的蓄积量、厚度,并用室内浸泡法对枯落物的持水量和吸水速率进行测定。研究表明：枯落物层的厚度、蓄积量、持水能力在不同林分密度中均存在较大差异。按林分密度由小到大排列（800、1 000、1 200、1 600、1 800株/hm2）,枯落物蓄积量分别为12.53、14.91、17.67、19.71、18.42 t/hm2,密度1 600株/hm2的林分枯落物厚度和蓄积量最大;枯落物最大持水率分别为176.78%,171.89%,182.52%,184.58%,169.60%,最大持水量分别为22.15、25.63、32.25、36.38、31.24 t/hm2,密度1 600株/hm2的林分枯落物最大持水率和最大持水量最高;各密度枯落物持水量与浸水时间均呈明显的对数函数关系（R2〉0.89）,吸水速率与浸水时间呈明显的幂函数关系（R2〉0.88）;各密度林分枯落物的有效拦蓄量在12.50～21.33 t/hm2之间,密度1 600株/hm2的枯落物拦蓄能力最强。结果表明：在本文研究的华北落叶松人工林生长情况和林龄条件下,林分密度为1 600株/hm2左右时枯落物水文功能最强,但不能低于1 200株/hm2,以避免枯落物水文功能的急剧降低。结合本地区华北落叶松中龄人工林的密度对其他生态服务功能影响的研究结果,建议林分合理密度为1 200～1 600株/hm2。
- 刘宇郭建斌王彦辉刘泽彬邓秀秀张桐熊伟左海军
- 关键词：华北落叶松林分密度枯落物水文功能
- 六盘山华北落叶松林下穿透雨空间变异特征被引量：21
- 2017年
- 受林冠截持影响后形成的林下穿透雨的数量和空间分布会影响林地的入渗、产流、蒸发等水文过程和林木生长及枯落物分解等生态过程,因而精细的森林水文功能评价和森林生态系统经营都需要准确描述林下穿透雨的空间变异规律。在宁夏六盘山香水河小流域设立了面积为30 m×30 m的华北落叶松人工林样地,均匀布设了40个截面面积230.58 cm2的雨量收集器,测定了2015年生长季(5—10月)34次降雨事件的穿透雨量。结果表明,研究期间林外总降雨量567.0 mm,林下总穿透雨量483.5 mm,占同期雨量的85.3%。随着次降雨量增加,林内次穿透雨率呈现先快速增加后趋于稳定的变化。穿透雨量在林内存在较大空间变异,其变异程度随次降雨量增加先快速下降后趋于稳定。林下穿透雨空间分布受树木特征(穿透雨收集器上方的林冠叶面积指数和冠层厚度、穿透雨测点离最近树干的距离)的影响,且其影响随次降雨量大小而变,当次降雨量<10 mm时,穿透雨量与叶面积指数显著负相关;当次降雨量在10—20 mm时,穿透雨量与距最近树干距离显著正相关,与冠层厚度显著负相关;当次降雨量>20 mm时,穿透雨量与3个树木特征均不显著相关。考虑到研究区次降雨量集中在0—10 mm,在95%或90%的置信区间下,若将测定的次穿透雨数值误差控制在10%以内时,在30 m×30 m样地内至少需布设13或9个本研究所用大小的收集器;满足次穿透雨数值误差在5%以内时,至少需布设26或23个这样的收集器。
- 刘泽彬王彦辉邓秀秀刘宇张桐左海军王亚蕊熊伟于澎涛徐丽宏
- 关键词：华北落叶松穿透雨MONTECARLO模拟
- 华北落叶松人工林树高和胸径的坡位差异与坡面尺度效应——以六盘山香水河小流域为例被引量：8
- 2016年
- 在六盘山香水河小流域选择了一个水平长398.2 m和生长33年生华北落叶松人工林的典型坡面,调查分析了华北落叶松胸径与树高的坡位差异及随坡面水平长度变化的空间尺度效应。结果表明:(1)林分的胸径和树高都存在明显的坡位差异,从坡顶向下均表现为先增加后减小的变化趋势。(2)林分平均胸径、平均树高、优势木平均高均存在坡面尺度效应,即平均胸径的坡面滑动平均值在离开坡顶的0~200 m和200~398 m的水平距离范围内每增加100 m时增大0.33 cm和减少0.21 cm;平均树高的滑动平均值在0~67、67~305、305~398 m的水平距离范围内每增加100 m时分别减少1.12 m、增大0.31 m、减少0.10 m;优势木平均高的坡面滑动平均值在0~250 m、250~398 m的水平距离范围内每增加100 m时增大0.42 m和0.07 m。(3)各样地的平均胸径、平均树高、优势木平均高与坡面加权平均值的比值(Y_1、Y_2、Y_3,小数)随离开坡顶相对水平坡长(X,小数)变化的数量关系为:Y1=-0.312 8X2+0.239 1X+0.986 4(R^2=0.56)、Y_2=-0.483 4X3+0.304 3X2+0.125 0X+0.959 2(R^2=0.43)、Y_3=-0.177 5X^2+0.230 8X+0.941 6(R^2=0.26),藉此可由特定坡位的样地调查值推算整个坡面平均值,实现树木生长指标从样地到坡面的尺度转换。
- 邓秀秀王云霓王彦辉王忠诚熊伟于澎涛张桐
- 关键词：华北落叶松胸径树高
- 6种植物叶片的滞尘能力与其叶面结构的关系被引量：37
- 2017年
- 为研究不同绿化树种在单位叶面积上对于不同粒径颗粒物的滞留能力及叶表颗粒物粒度分布特性,分析叶表微观结构与滞尘能力的关系,以期为绿化植物选择及降低社区颗粒物污染提供依据。本实验以北京林业大学校园内社区绿化树种为研究对象,定量测量了6个常见树种的单位叶表面滞尘能力,并利用Mastersizer 2000对叶表滞留颗粒物的粒度分布特征进行分析,采用扫描电镜分析比较了各树种叶表面微观结构。结果表明:对于不同树种,在单位叶面积上所滞留颗粒物的能力方面有较大差异,滞留量由大到小依次为:油松>金银忍冬>大叶黄杨>暴马丁香>洋白蜡>元宝枫,油松的滞留颗粒物能力为元宝枫的44倍。在叶表颗粒物滞留粒径的分布方面,颗粒物主要粒径分布在10~50μm,按照平均粒径(D50)从小到大的顺序为:元宝枫<暴马丁香<大叶黄杨<洋白蜡<金银忍冬<油松。在比表面积大小方面,植物叶面滞留颗粒物从大到小的顺序为:元宝枫>暴马丁香>大叶黄杨>洋白蜡>油松>金银忍冬。植物叶表的滞尘能力与叶表气孔的数目及气孔是否开放无显著关系,而与植物叶表的气孔大小有关:对于气孔大的树种,滞尘能力相对较强。叶表微观性状对颗粒物滞留能力的影响排序为:分泌物>沟状组织>凹槽>褶皱>条状突起。依据不同绿化树种滞尘能力,提出树种选择建议,为科学合理的选择抗颗粒物污染树种提供基础。
- 张桐洪秀玲孙立炜刘玉军
- 关键词：植物叶片颗粒物粒径分布
- 黄土高原土石山区土壤密度的坡面变化--以六盘山香水河小流域为例被引量：3
- 2016年
- [目的]土壤密度是最基本的森林土壤水文物理性质参数,为了定量描述土壤密度随坡位的变化和影响因素,研究不同坡面土壤密度的空间异质性。[方法]在宁夏六盘山半湿润区香水河小流域,选择华北落叶松人工林和天然灌丛2个典型坡面,按坡位从上到下设置连续样地。2014年进行了森林土壤调查,在样地内掘土壤剖面,采用环刀法,分层测定土壤密度。[结果]在1 m深土层内,土壤密度(Y,g.cm-3)随土层(X,cm)加深呈线性增大,拟合关系式:华北落叶松坡面为Y1=0.755 5+0.007 7X(R2=0.99),天然灌丛坡面为Y2=0.919 5+0.004 7X(R2=0.98),其原因包括植被根系活动、土壤生物活动、砾石含量等的土层差异;在2个坡面上,0 100 cm土层平均土壤密度均有明显坡位差异,且2个坡面的沿坡整体变化趋势不相同,华北落叶松坡面从坡顶到坡脚是先逐渐增大,后趋于稳定;天然灌丛坡面从坡顶到坡脚是"增大-减小-增大"的趋势,不同土层土壤密度的坡面变化也各不相同。在华北落叶松林坡面引起土壤密度坡位差异的主要原因是海拔,而在天然灌丛坡面是植物生长状况;2个坡面的土壤密度平均值均出现在相对坡长的0.4 0.5处。坡面上各样地的平均土壤密度和坡面平均值的差值(Z,g.cm-3)随相对水平坡长(样地离开坡顶水平距离和整个坡面水平坡长的比)(X,m)变化的回归关系式分别为:华北落叶松坡面Z1=-0.139X2+0.25X-0.080 1(R2=0.93),天然灌丛坡面Z2=0.494 4X3-0.767 2X2+0.340 3X-0.040 5(R2=0.95)。[结论]华北落叶松林坡面和天然灌丛坡面的土壤密度都存在明显的坡位变化,但变化格局和主要影响因素不同。基于土壤密度坡面变化的拟合关系,可实现从特定坡位测定值推算坡面平均值的尺度转换。
- 张桐王彦辉王玉杰邓秀秀
- 关键词：土壤密度
- 城市居住小区常见树种的滞留颗粒物能力及绿地生态服务能力优化被引量：6
- 2017年
- 居住小区种植的散生林木能够较为有效地消减大气颗粒物,在改善居民生活环境方面具有一定意义。以重庆市主城区3个居住小区作为采样区域,运用水洗法对其中种植的20种散生树种滞留颗粒物的能力进行定量分级测定,并对供试树种的颗粒物滞留能力进行平均聚类分组,筛选出能够强效滞留颗粒物的树种。依据筛选结果,对宅旁绿地,道路绿地,公共绿地3种绿地类型的树种选择配置进行优化。结果表明:20种散生树种对于不同粒径颗粒物的滞留能力有很大差异,20种散生树种按照滞留颗粒物的能力分为5组:第1组为强效滞留颗粒物树种,共有10种,分别为石楠、栾树、三角梅、樟树、银杏、红花檵木、红叶石楠、海桐、八角金盘、枇杷;第2组为较强滞留颗粒物树种,共5种,分别为广玉兰、茶花杜鹃、鹅掌柴、榕树、黄葛树;第3组为中等强度滞留颗粒物树种,共2种,分别为木芙蓉和桂树;第4组为较弱滞留颗粒物树种,有2种,分别为小叶女贞和黄兰;第5组为弱滞留颗粒物树种,为罗汉松。本研究还提出针对3种绿地类型的模式图,为居住小区在绿地生态服务能力优化方面提供建议。
- 张桐洪秀玲刘玉军
- 关键词：居住小区颗粒物绿化配置
- 晋西黄土区不同森林群落类型植物多样性研究被引量：16
- 2015年
- 为了揭示晋西黄土区不同森林群落类型对生物多样性的保持作用,对晋西黄土区人工油松林、人工刺槐林及天然次生林林下植物组成及土壤化学性质进行了调查研究,并对3种林分进行对比分析,研究晋西黄土区不同森林群落类型林下植物多样性特征。结果表明:1)研究区内共出现40个植物种,灌木6种,草本34种。3种森林群落类型林下植物种数为人工刺槐林>人工油松林>天然次生林;2)3种森林群落类型林下物种丰富度指数(Margalef指数)、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种均匀度指数(Pielou指数)表现为草本层>灌木层,人工林>天然林。人工刺槐林林下Margalef指数、Shannon-Wiener指数小于人工油松林,而Simpson指数和Pielou指数大于人工油松林;3)与2006年相比,2012年研究区内植被种类增加,人工林内植物种的增加要比天然次生林内明显;4)3种森林群落类型林下Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数与土壤化学性质的关联大小为土壤养分>有机质>p H值。
- 张桐王玉杰王云琦张会兰王彬
- 关键词：晋西黄土区人工油松林人工刺槐林天然次生林植物多样性
