人工防风固沙生态系统中的植被结构研究进展

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2026.00004

摘要/Abstract

摘要：

植被结构是决定人工防风固沙体系生态效应及稳定性的关键要素，是科学构建植被防护体系的核心。本文基于现有文献研究成果，全面梳理了表征人工防风固沙植被结构的主要指标概念及其意义，重点探讨了植物形态特征、植被覆盖度、疏透度、配置方式与防风固沙效应之间的关系，分析了人工防风固沙植被结构的演变规律及其主要驱动机制，总结了植被结构对防风固沙生态系统稳定性的影响，在此基础上提出了未来相关研究的主要方向。本文有助于深入理解人工植被结构与防风固沙效益之间的关系，可为科学构建防风固沙生态系统提供理论参考，同时为未来人工防风固沙植被结构的研究提供思路。

关键词: 防风固沙植被, 结构指标, 生态效应, 稳定性, 干旱区

Abstract:

Vegetation structure is a key determinant of the ecological effectiveness and stability of artificial windbreak and sand-fixation systems， serving as the core of scientifically establishing vegetation-based protective mechanisms. Based on existing literature， this paper comprehensively reviewed the concepts and significance of the main indicators used to characterize the structure of artificial windbreak and sand-fixation vegetation. It focused on exploring the relationships between plant morphological characteristics， vegetation coverage， porosity， configuration patterns， and their effects on windbreak and sand fixation. The paper also analyzed the evolutionary patterns of artificial windbreak and sand-fixation vegetation structures and their primary driving mechanisms， summarized the influence of vegetation structure on the stability of windbreak and sand-fixation ecosystems， and proposed future research directions accordingly. This study contributes to a deeper understanding of the relationship between artificial vegetation structure and windbreak and sand-fixation benefits， provides theoretical references for scientifically constructing windbreak and sand-fixation ecosystems， and offers insights for future research on artificial vegetation structures in this context.

Key words: windbreak and sand-fixing vegetation, structural indicators, ecological effects, stability, arid zone

中图分类号:

马登科, 赵文智, 何志斌. 人工防风固沙生态系统中的植被结构研究进展[J]. 中国沙漠, 2026, 46(1): 199-208.

Dengke Ma, Wenzhi Zhao, Zhibin He. Research progress on vegetation structure in artificial windbreak and sand-fixation ecosystem[J]. Journal of Desert Research, 2026, 46(1): 199-208.

图/表 2

参考文献 84

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指标	定义	测定/计算方法
株高	植物从地面到顶端的高度	直接测量、投影测量
冠幅	植物冠层在水平方向上伸展的宽度	直接测量、投影测量
分枝率	单位长度内植物主干上形成侧枝的数量	计数法
胸径	地面起1.3 m高度处的树干直径	立木测定法
生物量	单位面积内的植物干重或鲜重	称重法、标准枝法等
侧影面积	植株在迎风方向上的投影面积（不包括枝叶间空隙的投影面积）^[26,43]	数字图像法、高宽法、分段求和法^[26]
根系结构	包括植物根系在土壤中的垂直分布深度及密度等	根系分析仪法
枝下高	从地面到树冠最下方一级显著侧枝的垂直高度	直接测量、投影测量
植被盖度	单位水平地表面积上的植被地上部垂直投影面积^[44]	数字图像法
叶面积指数	单位地面面积上的叶片总表面积^[28]	扫描法、传感器法、遥感技术
疏透度	林带纵断面上透光孔隙的投影面积与林带纵断面面积之比^[45-46]	数字图像法
孔隙度	单位面积内林带中未被植物枝叶遮挡的空间比例	数字图像法
株行距	同一行内相邻两棵树之间的距离（株距），以及不同行之间或树列之间的距离（行距）	直接测量法
林带宽度	从林带迎风面到背风面之间的水平距离	标准带法
林带密度	单位面积内的植物个体数量	计数法
林带高度	林带内树木高度的平均值	直接测量、投影测量
垂直结构层次	林带垂直方向上的空间结构和层次分布
配置方式	防护林在空间上的组织形式
带斑比	林网在所庇护斑块上的覆被率，体现林带在景观中的丰盛程度^[36]	带丰度和斑丰度之比
连接度	林网系统中各林带之间在空间上的联系程度，体现林网的成型状况^[36]	林网节点数、林网最多林带连边数的函数^[36]
环度	林网系统中林带在空间上的闭合程度^[36]	林网节点数、林网环路数的函数^[36]
种类组成	防护系统中的物种构成及丰富度	计数法
归一化植被指数（NDVI）	综合反映植被生长状况及生物量的遥感指标^[47]	基于遥感影像的近红外反射率（NIR）和红光反射率（Red）计算^[48]

指标	定义	测定/计算方法
株高	植物从地面到顶端的高度	直接测量、投影测量
冠幅	植物冠层在水平方向上伸展的宽度	直接测量、投影测量
分枝率	单位长度内植物主干上形成侧枝的数量	计数法
胸径	地面起1.3 m高度处的树干直径	立木测定法
生物量	单位面积内的植物干重或鲜重	称重法、标准枝法等
侧影面积	植株在迎风方向上的投影面积（不包括枝叶间空隙的投影面积）^[26,43]	数字图像法、高宽法、分段求和法^[26]
根系结构	包括植物根系在土壤中的垂直分布深度及密度等	根系分析仪法
枝下高	从地面到树冠最下方一级显著侧枝的垂直高度	直接测量、投影测量
植被盖度	单位水平地表面积上的植被地上部垂直投影面积^[44]	数字图像法
叶面积指数	单位地面面积上的叶片总表面积^[28]	扫描法、传感器法、遥感技术
疏透度	林带纵断面上透光孔隙的投影面积与林带纵断面面积之比^[45-46]	数字图像法
孔隙度	单位面积内林带中未被植物枝叶遮挡的空间比例	数字图像法
株行距	同一行内相邻两棵树之间的距离（株距），以及不同行之间或树列之间的距离（行距）	直接测量法
林带宽度	从林带迎风面到背风面之间的水平距离	标准带法
林带密度	单位面积内的植物个体数量	计数法
林带高度	林带内树木高度的平均值	直接测量、投影测量
垂直结构层次	林带垂直方向上的空间结构和层次分布
配置方式	防护林在空间上的组织形式
带斑比	林网在所庇护斑块上的覆被率，体现林带在景观中的丰盛程度^[36]	带丰度和斑丰度之比
连接度	林网系统中各林带之间在空间上的联系程度，体现林网的成型状况^[36]	林网节点数、林网最多林带连边数的函数^[36]
环度	林网系统中林带在空间上的闭合程度^[36]	林网节点数、林网环路数的函数^[36]
种类组成	防护系统中的物种构成及丰富度	计数法
归一化植被指数（NDVI）	综合反映植被生长状况及生物量的遥感指标^[47]	基于遥感影像的近红外反射率（NIR）和红光反射率（Red）计算^[48]