梭梭(Haloxylon anmodendron)林带防风效果的风洞试验

厉静文; 包岩峰; 辛智鸣; 刘朋飞; 郭浩; 刘明虎

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2019.00066

中国沙漠 >

2020 , Vol. 40 >Issue 3: 77 - 84

DOI: https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2019.00066

梭梭(Haloxylon anmodendron)林带防风效果的风洞试验

厉静文 ,
包岩峰 ,
辛智鸣 ,
刘朋飞 ,
郭浩 ,
刘明虎

展开

1. 中国林业科学研究院荒漠化研究所, 北京 100091;
2. 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心, 内蒙古磴口 015200

厉静文(1994-),女,山东日照人,硕士研究生,主要从事荒漠化防治研究。E-mail:1564027102@qq.com

收稿日期: 2019-06-13

修回日期: 2019-07-27

网络出版日期: 2020-06-09

基金资助

国家重点研发计划项目（2016YFC0501004）；结余经费项目（IDS2018JY-1）；国家自然科学基金项目（31600581）

收起

Wind tunnel test of wind speed reduction of Haloxylon anmodendron forests with different configuration

Li Jingwen ,
Bao Yanfeng ,
Xin Zhiming ,
Liu Pengfei ,
Guo Hao ,
Liu Minghu

Expand

1. Institute of Desertification Studies, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China;
2. Experimental Center of Desert Forestry, Chinese Academy of Forestry, Dengkou 015200, Inner Mongolia, China

Received date: 2019-06-13

Revised date: 2019-07-27

Online published: 2020-06-09

Fold

摘要

梭梭（Haloxylon anmodendron）是荒漠地区重要的固沙灌木，株高、构型与防风固沙乔木具有明显差异。通过风洞模拟实验，在12 m·s^-1风速条件下，对3种高度和密度的梭梭林带模型的风速流场和防风效果进行了研究。结果表明：不同配置的梭梭林带模型后风速流场差异显著。1~2 cm高的梭梭林带后风速频数集中在8~8.7 m·s^-1；4 cm高的梭梭林带后风速频数集中在7~8 m·s^-1，平均防风效能分别为38.49%、32.29%、26.88%，有效防护距离分别为10H、7.5H、5H，优于1~2 cm高的配置类型。其中4 cm高、株行距2 cm×2 cm的林带后风速恢复迅速，最大风速大于等高度其他两种株行距的林带；高度1 cm，株行距2 cm×2 cm林带防风效果优于同高度密度稀疏的林带；2 cm高、株行距4 cm×4 cm的林带与1 cm高、株行距2 cm×2 cm的林带后的最小风速接近，表明随着梭梭林带高度的增加，林带密度优势开始减弱。因此合理的株行距有助于梭梭林带长期发挥最大防风效益。

关键词： 梭梭林; 风洞试验; 配置结构; 防风效果

本文引用格式

厉静文 , 包岩峰 , 辛智鸣 , 刘朋飞 , 郭浩 , 刘明虎 . 梭梭(Haloxylon anmodendron)林带防风效果的风洞试验[J]. 中国沙漠, 2020 , 40(3) : 77 -84 . DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2019.00066

Abstract

Haloxylon anmodendron is an important sand-fixing shrub in the desert area. Its plant height and configuration are significantly different from those of trees. In order to explore the wind-proof effect of different configurations of H. ammodendron, this paper studied the wind speed flow field and wind-proof effect of different heights and densities of H. ammodendron model by wind tunnel simulation experiment under wind speed of 12 m·s^-1. The results showed that there were significant differences in the velocity of the post-wind flow in the nine species of H. ammodendron. The wind speed of the H. ammodendron with a height of 1-2 cm was concentrated at 8-8.7 m·s^-1 and the wind speed of the H. ammodendron with a height of 4 cm was concentrated at 7-8 m·s^-1; The average wind protection performance of A3, B3 and C3 is 38.49%, 32.29% and 26.88%, respectively. The effective protection distance is 10H, 7.5H and 5H respectively, which is better than other configuration types. However, the wind speed of the forest belt with a height of 4cm and a row spacing of 2 cm×2 cm recovered rapidly, and the maximum wind speed was greater than that of the other two plant spacings. In the 1cm height of H. ammodendron, the wind-proof effect of the density of 2 cm×2 cm, indicating that the density advantage of the forest belt begins to decrease as the height of the H. ammodendron belt increases. Therefore, reasonable plant spacing can help the H. ammodendron belt to maximize its wind protection benefits.

Key words： Haloxylon anmodendron forests; wind tunnel test; configuration structure; windbreak efficiency

参考文献

[1] 俞学曾,区柏森,沈晓东.防护林防沙效应风洞模拟实验[J].气动实验与测量控制,1991,5(4):46-52.
[2] 张莹花,康才周,刘世增,等.沙地云杉(Picea mongolica)农田防护林带不同配置模式的防风效果[J].中国沙漠,2017,37(5):41-48.
[3] 朱教君.防护林学研究现状与展望[J].植物生态学报,2013,37(9):872-888.
[4] 付贵全.民勤典型防风固沙林健康评价研究[D].北京:中国林业科学研究院,2016.
[5] 王亚俊,曾凡江.中国绿洲研究文献分析及研究进展[J].干旱区研究,2010,27(4):501-506.
[6] Torita H,Satou H.Relationship between shelterbelt structure and mean wind reduction[J].Agricultural and Forest Meteorology,2007,145(3):186-194.
[7] Yeh C P,Tsai C H,Yang R J.An investigation into the sheltering performance of porous windbreaks under various wind directions[J].Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics,2010,98(10):520-532.
[8] 蒋丽娟.国内外防护林研究综述[J].湖南林业科技,2000,27(3):21-27.
[9] 李雪琳,马彦军,马瑞,等.不同带宽的防风固沙林流场结构及防风效能风洞实验[J].中国沙漠,2018,38(5):936-943.
[10] 马彦军,李雪琳,马瑞,等.前高后低型防风固沙林防风效应及其对风向的响应[J].水土保持通报,2018,38(5):28-33.
[11] 段娜,刘芳,徐军,等.乌兰布和沙漠不同结构防护林带的防风效能[J].科技导报,2016,34(18):125-129.
[12] Brandle J R,Hodres L.Windbreak practices[M]//Great H E,Rietveld W J,Fisher RF.North American Agroforestry:An Integrated Science and Practice.Madison,Wisconsin,USA:American Society of Agromony,2000:79-118.
[13] Brandle J R,Finch S.How Windbreaks Work[R].Nebraska,USA:University of Nebraska,1991.
[14] 姜凤岐.防护林经营学[M].北京:中国林业出版社,2003.
[15] 张纪林,康立新,季永华.沿海林网10种模式的区域性防风效果评价[J].南京大学学报(自然科学版),1997,33(1):151-155.
[16] 唐玉龙,安志山,张克存,等.不同结构单排林带防风效应的风洞模拟[J].中国沙漠,2012,32(3):647-654.
[17] 符亚儒,高保山,封斌,等.陕北榆林风沙区防风固沙林体系结构配置与效益研究[J].西北林学院学报,2005,20(2):22-27.
[18] 李宁.辽西北地区防护林树种与环境关系研究[J].防护林科技,2017(3):8-10.
[19] 陈艳瑞,刘康,陈启民,等.准噶尔盆地南缘防护林树种适宜性评价[J].干旱区资源与环境,2011,25(11):152-156.
[20] 乌拉.乌兰布和沙漠绿洲风蚀防护体系防护效果的研究[D].陕西杨凌:西北农林科技大学,2007.
[21] 贾志清,卢琦,郭保贵,等.沙生植物——梭梭研究进展[J].林业科学研究,2004,17(1):125-132.
[22] 侯娜,吕世杰,苏金梅,等.天然梭梭林主要物种基本数量特征及其种间关联研究[J].草原与草业,2018,30(2):56-61.
[23] 邹婷,李彦,许皓,等.不同生境梭梭对降水变化的生理响应及形态调节[J].中国沙漠,2011,31(2):428-435.
[24] 张维,赵文勤,谢双全,等.模拟降水和氮沉降对准噶尔盆地南缘梭梭光合生理的影响[J].中国生态农业学报,2018,26(1):106-115.
[25] 刘扬.季节变化对梭梭生理特性的影响[J].安徽农业科学,2015,43(26):173-174,242.
[26] 杨更强,严成,陈军纪,等.砾漠区微地形下梭梭群落特征[J].东北林业大学学报,2015,43(5):64-67.
[27] 王猛,汪季,蒙仲举,等.巴丹吉林沙漠东缘天然梭梭种群空间分布异质性[J].生态学报,2016,36(13):4055-4063.
[28] 李中赫,刘彤.古尔班通古特沙漠西部退化梭梭群落多样性与土壤理化性质的关系[J].应用与环境生物学报,2018,24(5):1165-1170.
[29] 陈书飞.咸水灌溉对胡杨和梭梭水分生理生长及土壤水盐运移规律的研究[D].石河子:石河子大学,2011.
[30] 丁爱强,徐先英,刘江,等.民勤绿洲自然稀疏人工梭梭林土壤水分动态[J].水土保持研究,2018,25(5):192-198.
[31] 高君亮,罗凤敏,马迎宾,等.电阻率成像法监测人工梭梭林土壤水分[J].农业工程学报,2018,34(22):92-101.
[32] 陈庆亮,武志博,郭玉海,等.荒漠肉苁蓉及其寄主梭梭栽培技术[J].中国现代中药,2015,17(4):359-368.
[33] 刘斌,刘彤,李磊,等.古尔班通古特沙漠西部梭梭大面积退化原因[J].生态学杂志,2010,29(4):637-642.
[34] 吉小敏,宁虎森,梁继业,等.典型荒漠与绿洲过渡带人工梭梭林平茬复壮试验研究[J].中南林业科技大学学报,2016,36(12):37-43.
[35] 马瑞,王继和,刘虎俊,等.不同密度梭梭林对风速的影响[J].水土保持学报,2009,23(2):249-252.
[36] 高函,吴斌,张宇清,等.行带式配置柠条林防风效益风洞试验研究[J].水土保持学报,2010,24(4):44-47.
[37] 吴正.风沙地貌与治沙工程学[M].北京:科学出版社,2003.
[38] 刘贤万.实验风沙物理与风沙工程学[M].北京:科学出版社,1995.
[39] 胡尔查,王晓江,张文军.人工梭梭林生长特性研究[J].内蒙古林业科技,2011,37(4):35-37.
[40] 曹新孙.农田防护林学[M].北京:中国林业出版社,1983.
[41] 包岩峰.基于流场分析的绿洲防护林防风效果研究[D].北京:北京林业大学,2015.
[42] Gandemer J.The aerodynamic characteristics of windbreaks, resulting in empirical design rules[J].Journal of Wind Engineering&Industrial Aerodynamics,1981,7(1):15-36.
[43] 范志平,曾德慧,刘大勇,等.单条林带防护作用区风速分布特征[J].辽宁工程技术大学学报,2006,25(1):138-141.

Options

文章导航

模态框（Modal）标题

摘要

本文引用格式

Abstract

参考文献