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第1章 绪论1

1.1 我国防沙治沙50年的历程回顾1

1.1.1 大规模考察和试验阶段1

1.1.2 沙漠化及其防治蓬勃发展阶段2

1.1.3 可持续的防风固沙工作新阶段2

1.2 国内外研究现状3

1.2.1 国外沙漠治理历史3

1.2.2 国内沙漠治理历史4

1.3 适宜的植被覆盖度在防风固沙工程中的重要性6

1.3.1 植被覆盖度对土壤水分的影响6

1.3.2 对近地面气流及土壤风蚀的影响7

1.3.3 在固沙造林实践中的意义7

1.4 低覆盖度行带式固沙林体系8

1.4.1 低覆盖度行带式防风固沙林的概念和内涵8

1.4.2 低覆盖度行带式防风固沙林思想的形成和演变9

1.5 低覆盖度行带式林业的发展思路和主要技术10

1.5.1 发展思路10

1.5.2 主要技术11

1.5.3 推广潜力与途径14

1.6 低覆盖度行带式防风固沙林思想的创新点15

1.6.1 理论方面15

1.6.2 生产实践方面16

参考文献17

第2章 低覆盖度固沙林的防风固沙机理与效应19

2.1 风速流场变化特征与防风效应19

2.1.1 树木个体对风速流场的影响与防风效应21

2.1.2 行带式防风固沙林风速流场变化特征与防风效应27

2.2 近地表输沙通量与固沙效益61

2.2.1 输沙量空间分布63

2.2.2 风沙流结构63

2.2.3 固沙效益74

2.3 固沙林对土壤风蚀的影响75

2.3.1 土壤风蚀强度动态变化76

2.3.2 固沙林对土壤风蚀的抑制作用78

参考文献89

第3章 低覆盖度行带式固沙林水分利用机制与生态水文效应92

3.1 固沙林密度与水分的关系93

3.1.1 干旱区固沙林93

3.1.2 半干旱区固沙林95

3.1.3 亚湿润干旱区固沙林100

3.1.4 固沙林密度与水量平衡103

3.1.5 固沙林适宜密度104

3.2 主要固沙树种土壤-植物水分关系及阈值104

3.2.1 乔木固沙树种104

3.2.2 灌木固沙树种109

3.3 行带式固沙林土壤水分空间分布格局与动态变化118

3.3.1 乔木固沙林119

3.3.2 灌木固沙林120

3.3.3 低覆盖度行带式固沙林123

3.3.4 行带式固沙林水分格局探讨127

3.4 低覆盖度行带式固沙林水分生态位适宜度129

3.4.1 水分生态位适宜度理论129

3.4.2 水分生态位适宜度应用130

3.4.3 低覆盖度行带式固沙林水分生态位适宜度探讨132

3.5 低覆盖度行带式固沙林水分利用机制136

3.5.1 SPAC系统植物蒸腾137

3.5.2 土壤-植物水势梯度141

3.5.3 水分胁迫对植物水分生理生态特征的影响143

3.5.4 根系分布及吸水特征144

3.5.5 SPAC系统水分的补给与平衡机理144

3.5.6 土壤水分主要利用带与渗漏补给带间的水分运动机制145

3.6 低覆盖度行带式固沙林生态水文效应147

3.6.1 降水截留效应147

3.6.2 土壤入渗148

3.6.3 蒸发散151

3.6.4 水分深层渗漏153

3.6.5 改良沙土水分物理性质159

3.7 低覆盖度治沙与干旱区生态用水对策161

3.7.1 我国沙区水资源现状162

3.7.2 生态用水与可持续发展164

3.7.3 低覆盖度行带式格局生态用水优势166

参考文献169

第4章 低覆盖度固沙林带间土壤自然修复机理与效应175

4.1 低覆盖度行带式固沙林带间土壤自然修复机理175

4.1.1 根系改良土壤机理175

4.1.2 枯落物改良土壤机理176

4.1.3 土壤结皮的形成机理176

4.1.4 微生物的作用177

4.2 低覆盖度行带式固沙林带间土壤自然修复格局化178

4.2.1 不同行带式固沙林带间土壤粒径组成格局差异178

4.2.2 不同行带式固沙林土壤修复格局差异179

4.3 低覆盖度行带式固沙林带间土壤自然修复效应179

4.3.1 灌木柠条锦鸡儿行带式固沙林带间土壤修复效应179

4.3.2 杨树行带式固沙林带间土壤修复效应189

参考文献197

第5章 低覆盖度行带式固沙林带间植被修复机理与效应199

5.1 生态界面植被自然修复格局199

5.1.1 界面对植被多样性的影响199

5.1.2 界面对行带式固沙林带间植被多样性的影响202

5.1.3 综合分析204

5.2 行带式固沙林带间自然修复效应205

5.2.1 灌木柠条锦鸡儿行带式固沙林带间植被恢复效应205

5.2.2 行带式杨树固沙林带间植被恢复效应214

5.2.3 综合分析224

5.3 带间植被修复与土壤修复耦合机制224

5.4 界面效应的影响域及适宜带间距226

5.4.1 带间修复植被、土壤与固沙林带间距的相关分析226

5.4.2 修复程度的模糊综合评价230

5.4.3 带间距优化与促进带间自然植被修复233

5.5 带间自然植被修复的稳定维持机制237

参考文献238

第6章 低覆盖度行带式固沙林的生长优势及效益241

6.1 界面生态原理与优势241

6.1.1 界面效应的概念241

6.1.2 低覆盖度行带式固沙林生长优势机理与内涵241

6.1.3 界面生态学的内容245

6.1.4 边缘效应研究的必要性246

6.1.5 沙漠化发生过程中的边缘效应246

6.1.6 界面效应研究尺度246

6.1.7 边缘效应的两向性249

6.1.8 边缘效应的研究方法251

6.1.9 边界影响因子254

6.1.10 边缘效应理论的应用255

6.2 固沙林的生长优势及生物产量256

6.2.1 科尔沁沙地杨树固沙林密度、配置与林分生长过程256

6.2.2 人工林边行水分利用特征与优化配置结构研究259

6.2.3 形成边行优势的土壤水分特征分析265

6.2.4 边缘效应与增产机制、生物多样性之间的关系267

6.3 固沙林的综合效益270

6.3.1 营造“低覆盖度两行一带式”丰产林构想的形成271

6.3.2 “低覆盖度两行一带式”丰产林的配置优势271

6.3.3 “低覆盖度两行一带式”丰产林的效益272

6.3.4 固碳效益272

6.3.5 防护效益273

6.3.6 病虫害防治效益273

6.3.7 行带式造林林带土壤及物种丰富度增加273

6.3.8 节约用水量和造林费用，提高成活率274

6.3.9 提高土地利用率274

6.3.10 对低产林的改造275

6.3.11 改造杨树“小老树”275

6.4 固沙林的混交优势276

6.4.1 干旱半干旱区混交林需要研究的问题276

6.4.2 干旱半干旱区混交林的理论基础277

6.4.3 混交优势283

6.4.4 混交模式285

6.4.5 混交注意事项290

参考文献291

第7章 低覆盖度行带式固沙林的环境改善效应293

7.1 低覆盖度固沙林带调节小气候机理293

7.1.1 林冠遮荫对太阳辐射的调节293

7.1.2 林带对湍流运动的调节295

7.2 固沙林带对太阳辐射的影响296

7.2.1 林带对总辐射的影响296

7.2.2 林带对有效辐射的影响297

7.2.3 林带对辐射平衡的影响297

7.2.4 “两行一带”固沙林对带间辐射的影响297

7.3 固沙林带对湍流交换的影响299

7.4 固沙林带对温度的影响299

7.4.1 林带对气温的影响299

7.4.2 低覆盖度“两行一带”固沙林对带间气温的影响300

7.4.3 林带对土壤温度的影响302

7.5 固沙林带对空气湿度及蒸发潜力的影响302

7.5.1 林带对大气湿度的影响302

7.5.2 林带对蒸发力的影响302

7.5.3 “两行一带”固沙林对带间相对湿度的影响303

7.5.4 “两行一带”固沙林对带间蒸发力的影响304

7.6 固沙林带其他环境效应305

7.6.1 “两行一带”固沙林对带间降雨的影响306

7.6.2 “两行一带”固沙林对降雪的影响306

参考文献307

第8章 低覆盖度防风固沙体系效果与典型模式设计308

8.1 低覆盖度防风固沙体系效果分析308

8.1.1 生态效益分析308

8.1.2 经济效益分析313

8.1.3 社会效益分析314

8.2 低覆盖度固沙体系植物种筛选315

8.2.1 乔木树种316

8.2.2 灌木及半灌木树种321

8.2.3 经济林树种326

8.3 低覆盖度固沙体系典型设计327

8.3.1 低覆盖度固沙体系设计原则328

8.3.2 低覆盖度造林密度原则329

8.3.3 极端干旱区低覆盖度固沙体系典型设计330

8.3.4 干旱区低覆盖度固沙体系典型设计331

8.3.5 半干旱区低覆盖度固沙体系典型设计334

8.3.6 低覆盖度网格设计339

8.4 低覆盖度行带式固沙林造林技术340

8.4.1 造林准备340

8.4.2 苗木修剪340

8.4.3 栽植方法341

8.4.4 造林整地方式343

8.5 低覆盖度固沙林更新抚育技术344

8.5.1 幼林管护344

8.5.2 幼林抚育344

8.5.3 病虫害防治345

参考文献346

后记348