太行山干旱低山丘陵区林草复合系统能量环境特征研究

第２５卷第２期河南林业科技Ｖ０１．２５Ｎｏ．２２００５年６月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｎａｎＦｏｒｅｓｔｒｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪｕｎ．２００５

太行山干旱低山丘陵区

林草复合系统能量环境特征研究

高喜荣

（河南省林业科学研究院，郑州４５０００８）

摘要：研究了太行山干旱低山丘凌区林草复合系统能量环境特征。结果表明复合系统年太阳总辐射量为

４９８６８．６５ＧＪ．ｈｍ－’．ａ～，光合有效辐射为２４２４４．６７ＧＪ．ｈｍ－’．ａ－Ｉｔ复合系统的平均反射率为２２．５％，高于单作苹

果系统，平均透射率为１８．０％，低于单作苹果系统。说明林草复合系统可以截获和利用更多的光能。

关键词：林草复合系统；苹果；能量；反射率；透射率

中图分类号：￥７１８．５５文献标识码：Ａ文章编号：１００３—２６３０（２００５）０２—０００１—０３

ＥｎｅｒｇｙＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＣｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆＡＳｉｌｖｏｐａｓｔｏｒａｌ

ＳｙｓｔｅｍｉｎｔｈｅＤｒｏｕｇｈｔＨｉｌｌｙＲｅｇｉｏｎｓｏｆＴａｉｈａｎｇＭｏｕｎｔａｉｎ

ＧＡＯｘｉ—。ｒｏｎｇ

（ＨｅｎａｎＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，Ｚｌｌｅｎｇｚｈｏｕ，４５０００８，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｎｅｒｇｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆａｓｉｌｖｏｐａｓｔｏｒａｌｓｙｓｔｅｍ（ａｐｐｌｅ—ａｌｆａｌｆａ）ｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｉｎ

ｔｈｅｄｒｏｕｇｈｔｈｉｌｌｙｒｅｇｉｏｎｓｏｆＴａｉｈａｎｇＭｏｕｎｔａｉｎ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｎｎｕａｌｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｔＯ

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ｆａｌｆａｓｙｓｔｅｍ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｉｌｖｏｐａｓｔｏｒａｌｓｙｓｔｅｍ，Ａｐｐｌｅ，Ｅｎｅｒｇｙ，Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｒａｔｅ，Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅ

林草复合系统（Ｓｉｌｖｏｐａｓｔｏｒａｌｓｙｓｔｅｍ），又称林牧１４．３℃，年平均降雨量６４１ｍｍ，≥０℃年积温５复合系统，它属于复合农林业系统的一大类，在世界２８２＂Ｃ，≥１０℃积温４６３９℃，无霜期２６２ｄ。试验林范围内有着广泛的应用Ｉｔ】。近些年来，随着我国西土壤为褐土类厚层坡黄土，土层深厚，质地中壤，０～部开发，生态环境建设和林牧业发展的需要，林草复２０ｃｍ土层有机质１０．２ｇ?ｋｇ一。，速效Ｎ５２．６ｇ?合系统在我国也日益受到重视［２】。然而，以往对林ｋｇ－。，速效Ｋ１１３ｍｇ?ｋｇ～，速效Ｐ２０５４２．８５ｍｇ?草复合系统的研究主要集中在林草间作或果园生草ｋｇ～，无灌溉条件。

这些单一模式的构建技术和效益的评价方面，而对１．２试验材料

系统各组分之间内在生态学过程研究不够。特别是试验于２００２年进行。供试林草复合系统为苹对于林草复合系统能量固定转化和流动规律更不多果（Ｍａｌｕｓｐｕｍｉｌａ．Ｍｉｌｌ），）和紫花苜蓿（Ｍｅｄｅｃａｇｏ见【３、４】。为此。本文对太行山低山丘陵区林草复合ｓａｔｉｖａＬ．）组成的复合系统（以下简称ＡＡＳ）。苹果系统能量环境特征进行了初步研究，以期为进一步为１９９５年定植的长富２号，株行距３ｍ×４ｍ，平均研究林草复合系统能量流动规律提供依据。基径为１３．８ｃｍ，平均高３．１ｍ。紫花苜蓿为１９９７年１材料和方法１０月播种，草带宽２ｍ，距树基ｌｍ，行间保持清耕。１．１试验地概况对照（ＣＫ）保持清耕，其它管理措施基本一致。

试验地位于河南济源市王屋乡，地理位置为１．３观测方法

３５。０８’Ｎ，１１２。１７’Ｅ，海拔６２０ｍ。年平均气温复合系统年太阳辐射资料采用设置在距试验地收稿日期：２００５一０４—２ｌ

基金项目：国家“十五”攻关项目（２００４ＢＡ５１０１３０４０４）；国家林业重点工程科技支撑项目（２００３６６）。作者简介：高喜荣（１９６１一），女，河北井陉人，高级工程师，主要从事林业生态工程研究。

万　方数据

２

河南林业科技第２５卷

１２００ｍ的ＩＣＴ一２０００ＴＥ自动辐射站的资料。

采用季节性、流动性观测的方法，利用澳大利亚

ａ－。，其各月太阳总辐射与光合有效辐射量如图１。

从图中可以看出，复合系统太阳辐射月总量最高值在６月份，为６１８３．５４ＧＪ?ｈｍ。２?月＿。，最低值出现在１２月份，为２６２０．８６ＧＪ?ｈｍ＿２?月－。，最低与最高月差值为３５６２．６８ＧＪ?ｈｍ－２?月～。

ＩＣＴ公司的ＩＣＴ一２０００ＴＥ自动气象站，并加装多个

辐射探头，测定群落冠层以上总辐射、反射辐射、有效辐射、树冠下和紫花苜蓿冠层下的透过辐射，计算反射率和透过率。

从复合系统紫花苜蓿返青到１０月１５日最后一

次刈割的整个紫花苜蓿生产季节太阳总辐射能为

３５２８０．４５

２结果与分析

２．１林草复合系统太阳辐射的分布特征

根据距试验地２００２年辐射观测资料，试验地

２００２年全年太阳辐射量为４９８６８．６５ＧＪ?ｈｍ屯?

ＧＪ?ｈｍ一２，光和有效辐射能为

１７１３１．２３ＧＪ．ｈｍ一２０各茬次积累的太阳总辐射能和光合有效辐射见表１。

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图１林草复合系统各月太阳总辐射及光合有效辐射（ＧＪ?ｈｍｑ?月－１）

表１

林草复合系统紫花苜蓿不同刈割茬次太阳辐射状况

２．２太阳辐射能在林草复合系统中的传输

统的反射率的日变化一般都是浅“Ｕ”形。早上０６时最大，中午１２时最小，变动在１６．３～２８．５％之间，平

均２２．５％。复合系统的反射率高于单作苹果对照（ＣＫ），提高了近２个百分点，这主要是因为树行内的

太阳辐射到达植被上表面时，将发生反射、吸收和透射三个物理过程，太阳辐射能在苹果一紫苜蓿复合系统中的传输过程也就是其不断被反射、吸收、透射的过程。和单作苹果园或单作紫花苜蓿地不同，复合系统太阳辐射的传输过程更为复杂。

２．２．１复合系统反射率的变化规律

紫花苜蓿增加了复合系统的反射辐射，如图２。２．２．２复合系统的透射率的变化动态

晴天复合系统透射率日变化曲线也呈“Ｕ”形，

反射率是由下垫面的反射能力所决定的。复合

系统行间为紫花苜蓿所覆盖，一方面减少了土壤裸

即早晚高，中午低，这是和太阳高度角的变化有关，

如图３。而阴天透射率几乎没有很大变化，如图４。复合系统和单作苹果相比，透射率低于单作苹果园，这主要是由于复合系统是苹果和紫花苜蓿双层截获。

露，另一方面紫花曹蓿叶片也可以增加反射。在整个生长季节内反射辐射的季节性变化不大。反射率的

日变化随着太阳高度角的增大而减小，因此，复合系

万方数据　

第２期高喜荣：太行山干旱低山丘陵区林草复合系统能量环境特征研究

３

３０

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１８

１４

观测时间

图２林草复合系统反射率的日变化（％）

★测定日期：２００２年６月１８日

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观测时间

图３复合系统晴天透射率的变化（％）

★测定日期：２００２年６月１８日

图４复合系统阴天透射率的变化（％）

＊测定日期：２００２年６月２０日

复合系统的日平均透射率有着明显的季节性变

化，紫花苜蓿从３月中旬开展返青，３月下旬苹果开

万　

方数据始萌芽，这时平均透射率最高，以后逐渐随着苹果的

展叶、开花、新梢的快速生长以及紫花苜蓿的快速生

长，透射率逐渐下降。到５月下旬，平均透射率基本维持在一个相对稳定的水平。图５是复合系统多次

观测平均透射率，从图中可以看出，复合系统日平均

透射率从４月１５日的６１％，一直下降到６月１８日

的１８％，并一直保持这一水平。而单作苹果对照（ＣＫ）为２０％，比复合系统多２个百分点，说明复合

系统可以截获更多的光能。

３小结

（１）该研究地段林草复合系统年太阳总辐射量为４９８６８．６５ＧＪ?ｈｍ－２?ａ＿。，光合有效辐射为

ＧＪ?ｈｍ。２?ａ＿。，太阳辐射月总量最大值出

ＧＪ?ｈｍ－２?月－。，最低值出

ＧＪ?ｈｍ’２?月－。。

图５复合系统多次观测的日平均透射率（％）

（２）林草复合系统植被的平均反射率为

学研究，２００４。１７（４）：５１９—５２４．

评述［Ｊ］．中国草地，１９９９，（４）：５２—６０．周志翔，李国怀，徐永荣．果园生态栽培及其生理生态效应研究进展［Ｊ］．生态学杂志。１９９７，１６（１）：４５—５２．周允华，周智泉，张晓杰．农果复合系统光热资源有效利用一Ⅱ．行栽果树条件下农田光照图象［Ｊ］．中国农业气象，１９９７，１８（１）：１—４．

（责任编辑：王团荣）

２４２４４．６７

现在６月份，为６１８３．５４现在１２月份，为２６２０．８６２２．５％，高于单作苹果的反射率，平均透射率为

１８．０％。低于单作苹果，这主要是由于苹果和紫花苜蓿间作增加了反射辐射，增加了对光的截获和吸收。

参考文献：

［１］樊巍，高喜荣．林草牧复合系统研究进展［Ｊ］．林业科

［２］张久海，安树青，李国旗．等．林牧复合生态系统研究

［３】

［４］

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太行山干旱低山丘陵区林草复合系统能量环境特征研究

作者：

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英文刊名：

年，卷(期)：

被引用次数：高喜荣， GAO Xi-rong河南省林业科学研究院,郑州,450008河南林业科技JOURNAL OF HENAN FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY2005,25(2)2次

参考文献(4条)

1.樊巍;高喜荣 林草牧复合系统研究进展[期刊论文]-林业科学研究 2004(04)

2.张久海;安树青;李国旗 林牧复合生态系统研究评述[期刊论文]-中国草地 1999(04)

3.周志翔;李国怀;徐永荣 果园生态栽培及其生理生态效应研究进展 1997(01)

4.周允华;周智泉;张晓杰 农果复合系统光热资源有效利用-Ⅱ.行栽果树条件下农田光照图象 1997(01)

引证文献(2条)

1.高峻.桑玉强.孟平.张劲松.贾长荣.任迎丰 杏-紫花苜蓿复合系统中紫花苜蓿的光合和蒸腾特性研究[期刊论文]-河南农业大学学报 2009(5)

2.曾艳琼.卢欣石 林草复合生态系统的研究现状及效益分析[期刊论文]-草业科学 2008(3)

引用本文格式：高喜荣.GAO Xi-rong 太行山干旱低山丘陵区林草复合系统能量环境特征研究[期刊论文]-河南林业科技 2005(2)