不同宽度杨树农田防护林带树冠结构特征

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叶、枝条在树冠水平、垂直空间的分布规律,树冠结构变化机制,可以了解不同林龄、不同林带宽度林带结构的变化机制,为林带结构调控提供理论基础,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、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,主要结论为:
　　 (一)单木树冠结构特征:
　　 (1)叶面积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、不同林带宽度标准木的单木叶面积中林46杨为35.02～177.75m2,107杨为51.11～212.94 m2。
　　 (2)枝面积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)分枝角度枝条的分枝角度在15-30°占的比重最大。相同林龄,分枝角度随林带宽度的增加而降低。
　　 (4)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。
　　 (二)林带结构特征
　　 (1)林带叶、枝、枝干、总树面积指数林带叶面积指数与单木叶面积的变化趋势相似。相同林龄、不同林带宽度的林带枝面积指数、枝干面积指数及总树面积指数变化趋势不明显。相同林带宽度的林带叶、枝、枝干、总树面积指数均随林龄的增加而增加；相同林龄、林带宽度,林带叶、枝、枝干、总树面积指数中林46杨均低于107杨。
　　 (2)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(Df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(Df无),而对应的林带分维疏透度(βf)为,有叶期:βf有=3-Df有、无叶期:βf无=3-Df无。建立了林带分维疏透度(βf)与透光疏透(β)的函数模型(βf=αβb):与林带固定长度胸高断面积(G,m2/50m)及相对枝下高(h0)的模型(βf=a+blnG+ch0)；与林带叶面积、枝面积、枝干面积、总树面积指数的关系模型(βf=a+bln(x)+cln(x2)+dln(x3)),为定量描述林带结构及对林带结构的调控提供了依据。