海岸前沿風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其對木麻黃防護(hù)林的影響.pdf

1、海岸前沿風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及對植物的作用機(jī)理研究是海岸生態(tài)學(xué)探究的重要組成部分。本研究以風(fēng)沙物理學(xué)為基本原理，結(jié)合生態(tài)學(xué)、林學(xué)等學(xué)科理論來研究風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)特征及對木麻黃防護(hù)林影響的機(jī)理。目的是為控制華南沿海地區(qū)的風(fēng)沙危害、改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境提供理論依據(jù)與科學(xué)方法。本文在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上，于福建省惠安赤湖國有防護(hù)林場，按林地、草地和裸地三種下墊面類型各布設(shè)3條與主要風(fēng)向相同的樣線，每條樣線以最高潮水位為起點(diǎn)，依次按0m、5m、10m、20m、4

2、0m和80m等六個(gè)不同海岸距離布設(shè)樣點(diǎn)，以野外試驗(yàn)調(diào)查與測定為主要手段，加上風(fēng)沙天氣的資料分析，對在不同樣地植被條件下風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)、對防護(hù)林的影響等定點(diǎn)野外實(shí)地測定，把以水平運(yùn)動(dòng)為主的顆粒物移動(dòng)過程和以垂直運(yùn)動(dòng)為主的顆粒物沉降過程統(tǒng)一整合研究。通過分析研究得出以下初步結(jié)論:
　　1.林地和草地各測點(diǎn)位置不同高度風(fēng)速大致隨著與迎風(fēng)面距離的增加而逐漸下降，裸地?zé)o明顯變化，各距離林帶不同測點(diǎn)高度的防風(fēng)效能、總體上隨著與迎風(fēng)面距離的增加而逐漸

3、上升。
　　2.在三個(gè)類型樣地中，裸地土壤容重大，毛管孔隙度、非毛管孔隙度以及總孔隙度較小，自然含水量中等；草地土壤容重中等，毛管孔隙度大，非毛管孔隙度小，總孔隙度中等，自然含水量中等；林地土壤容重小，毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度以及自然含水量最大。在0~40m范圍內(nèi)，林地上層土壤毛管孔隙度，總孔隙度，自然含水量隨著與海岸距離的增加而逐漸增大。
　　3.三個(gè)樣地均以細(xì)沙為主，中沙、粗沙分列其后，但樣地間含量差異很大；由

4、于風(fēng)沙的堆積程度不同，林地、草地、裸地粒徑皆隨著海岸距離的增加而逐漸變粗，林地變化較為明顯且粒徑最粗，林地和草地下層的沙粒徑都比表層的更粗，裸地則無明顯變化；與草地和裸地相比，林帶內(nèi)沙土平均粒徑最高，標(biāo)準(zhǔn)偏差最大，負(fù)偏程度最高，這與林地內(nèi)粒徑較粗有關(guān)；在草地和裸地中，平均粒徑與各粒度參數(shù)均存在良好的相關(guān)性，表明草地和裸地沉積物為風(fēng)力搬運(yùn)堆積的產(chǎn)物，受風(fēng)選作用明顯。細(xì)沙與極粗沙和粗沙都呈現(xiàn)極顯著的正相關(guān)關(guān)系，可以根據(jù)極粗沙和粗沙的含量來判

5、別防護(hù)林的防護(hù)效應(yīng)，即在海岸前沿，沙粒粒徑越粗，防護(hù)效能越好。粒度特征參數(shù)之間有一定的相關(guān)性，即隨著沉積物平均粒徑變細(xì)，分選變好，偏度趨于正偏，峰態(tài)上草地裸地趨于平緩，而林地內(nèi)峰態(tài)無明顯變化趨勢。
　　4.裸地風(fēng)沙流試驗(yàn)表明：在0~2cm高度內(nèi)，風(fēng)速越大，相對輸沙率比例越低，而2~4cm中隨著風(fēng)速的增大，相對輸沙率有所增加，在4~6cm，6~8cm，8~10cm，10~20cm中，隨著風(fēng)速的增大相對輸沙率無明顯的增加。大部風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)

6、活躍高度主要集中在4cm以下，高度20～60cm沙量分布較為均勻，在高度60～80cm處，收集量已經(jīng)極微少，顯示在研究區(qū)域懸移風(fēng)沙含量占全部風(fēng)沙量比重極小。分別以河村公式、Bagnold公式及Chepil公式對飛沙量進(jìn)行估算，實(shí)際觀測值與Bagnold值最為相似。
　　5.積沙量最大值林地出現(xiàn)在1月和7月，9月次之，草地出現(xiàn)在1月，其他各月兩類樣地均呈平緩波動(dòng)。裸地內(nèi)積沙量各月間波動(dòng)較大，無明顯規(guī)律。林地中除夏季外，積沙量均呈現(xiàn)單

7、峰曲線，在10m處積沙量達(dá)到最大，從季節(jié)積沙總量上來看，大致呈現(xiàn)出冬>夏>秋>春。草地中積沙量隨距離的變化在冬夏二季都呈現(xiàn)處單峰曲線，峰值分別出現(xiàn)在20m和5m處，從季節(jié)積沙量來看，大致呈現(xiàn)冬>夏=秋>春。裸地中各季積沙量隨距離增加沒有出現(xiàn)相似的變化模式。裸地的全年總積沙量是草地的7.75倍，是林地的216.27倍，林地與草地總積沙量年變化曲線相似，均與1月達(dá)到最高值，隨后逐漸下降，在6月份又逐漸升高，并在7月達(dá)到新的峰值，經(jīng)過8月短暫

8、下降之后又逐漸回升。林地內(nèi)每個(gè)月的積沙總量越多，40m后積沙總量的比例就越低，體現(xiàn)出了木麻黃林地在防風(fēng)固沙中的效能。
　　6.木麻黃小枝性狀大致沿海岸距離呈線性變化，其中小枝直徑隨著距離的增加而變細(xì)，小枝節(jié)距和小枝長度隨著距離的增加而變長。觀測期內(nèi)，木麻黃小枝長度、小枝節(jié)距隨時(shí)間推移而逐漸增加，小枝平均直徑夏季較高，秋季較低，可能與季節(jié)性脅迫有關(guān)。其中小枝性狀變化集中在前20m內(nèi)，40m后小枝變化不大。各距離上木麻黃小枝長度與小枝

9、節(jié)距均呈現(xiàn)出極顯著正相關(guān)，小枝長度和小枝直徑在夏秋冬三季呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)，在春季40m后顯著正相關(guān)。
　　7.不同距離的木麻黃林POD月變化曲線大致相似，最大值均出現(xiàn)在6月，其次為7~9月，最小值均出現(xiàn)在1月，POD大致呈現(xiàn)隨距離的增加而增大。不同距離的MDA在10月到翌年1月內(nèi)含量較多，3月~7月內(nèi)則較少。隨著與海岸距離的增加，波動(dòng)幅度越來越小，除春季外，MDA含量隨著海岸距離的增加而減小。不同海岸距離的葉綠素總含量峰期出現(xiàn)在5