段 偉 ，王保平 ，孟 偉 ，喬 杰 ，王煒煒 ，楊海清 ，崔令軍 ，蘇凌燕

（1.國家林業(yè)局泡桐研究開發(fā)中心，河南 鄭州 450003；2.河南省林業(yè)科學(xué)研究院，河南鄭州450003；3.長葛市林業(yè)局，河南 長葛 461500）

楊樹-玉米林網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)光強(qiáng)空間變化特征的研究

段 偉1，王保平1，孟 偉1，喬 杰1，王煒煒1，楊海清2，崔令軍1，蘇凌燕2

（1.國家林業(yè)局泡桐研究開發(fā)中心，河南 鄭州 450003；2.河南省林業(yè)科學(xué)研究院，河南鄭州450003；3.長葛市林業(yè)局，河南 長葛 461500）

2010～2012年對(duì)楊樹林網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)光量分布和透光率的監(jiān)測實(shí)驗(yàn)表明，在玉米生長的各個(gè)時(shí)期，隨著距樹距離的增加，光合有效輻射量呈現(xiàn)增大趨勢，并且在15 m內(nèi)變化幅度較大，15 m外隨著距離的增加光合有效輻射量緩慢增加至對(duì)照點(diǎn)處數(shù)值； 2012年與2010年相比各測點(diǎn)透光率分別降低9.88%、8.57%、12.02%、2.23%、0.87%；利用2010～2012年3 a數(shù)據(jù)對(duì)楊樹林網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)不同距離范圍內(nèi)玉米透光性的研究結(jié)果顯示，當(dāng)距離和樹高比（X）為0.1、0.5、1時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的透光率分別為43.03%、75.20%、92.92%，受遮蔭率則分別為56.97%、24.80%、7.08%；系統(tǒng)內(nèi)1.5 m、7.5 m觀測點(diǎn)處光合有效輻射量和透光率受林木的遮蔭影響較大，其它各測點(diǎn)處受遮蔭影響較小，并且林木的遮蔭在15 m范圍內(nèi)。

農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)；玉米生長期；光量；分布；透光率

光量變化規(guī)律是目前農(nóng)林復(fù)合領(lǐng)域最為關(guān)注的研究方向之一，一般認(rèn)為合理的農(nóng)林間作能夠提高光能利用率[1-2]，然而農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的“光脅地”現(xiàn)象已逐漸成為討論的焦點(diǎn)與熱點(diǎn)問題。林帶與作物間地上光競爭比地下根系競爭更為激烈，由于部分光合輻射被林帶所遮擋造成林緣附近遮蔭嚴(yán)重[3-4]，袁玉欣等在華北平原農(nóng)區(qū)楊糧間作系統(tǒng)毛白楊對(duì)農(nóng)田遮蔭研究中，提出15%的遮蔭程度是田間可接受的最大遮蔭程度[5]；通過對(duì)農(nóng)桐間作光合有效輻射傳輸模擬研究表明，農(nóng)桐間作系統(tǒng)光合有效輻射(PAR)的變化規(guī)律因距樹行的距離和泡桐生長季節(jié)不同而異，按樹冠透光率的變化分為3個(gè)時(shí)期[6-7]。

當(dāng)前在我國平原地區(qū)分布著大面積的楊樹林網(wǎng)，存在諸如楊樹-玉米，楊樹-小麥等多種復(fù)合農(nóng)林配置模式，但仍受到作物減產(chǎn)，生產(chǎn)缺乏指導(dǎo)等問題，所以開展復(fù)合農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)技術(shù)措施方面的研究，對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)意義。相關(guān)學(xué)者對(duì)我國不同地區(qū)的復(fù)合農(nóng)林生態(tài)的水分利用、能量平衡、林木遮陰面積、防護(hù)效益以及改善小氣候特征進(jìn)行了詳細(xì)的研究[8-12]。這些都為農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)模式的合理配置提供了科學(xué)依據(jù)，但對(duì)林網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)不同區(qū)域光合有效輻射及林木生長量的動(dòng)態(tài)變化，缺少長期、定位的觀測。本研究通過對(duì)豫中平原農(nóng)田林網(wǎng)內(nèi)的主要?dú)夂蛞蜃莹D光合有效輻射、樹木生長指標(biāo)進(jìn)行了較詳細(xì)的觀測，通過3 a的定位觀測，試圖全面反映3 a楊樹林網(wǎng)生長量的變化對(duì)林網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)小麥作物整個(gè)生長期的光合有效輻射空間分布特征，進(jìn)而為平原高產(chǎn)農(nóng)區(qū)建設(shè)高效穩(wěn)定的農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

研究地點(diǎn)位于河南省長葛市董天龍村（34.19°N，114.01°E），總面積 179.8 hm2。年均氣溫13.6 ℃至15.6 ℃之間，1月最冷，月平均氣溫0.1 ℃，7月最熱，月平均氣溫27.3 ℃，年均無霜期為214 d，年均降雨量691.6 mm，日照時(shí)數(shù)年均2 422.5 h，日照百分率為54%，四季氣溫的高低、降水的時(shí)空分布差異很大，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候；其地貌特征以平原為主，土壤為平原黃泛沖積物發(fā)育的潮土，土壤肥沃，水資源充足。林網(wǎng)楊樹品種為歐美107楊，于2004年春營建。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與儀器

選擇典型網(wǎng)格320 m×640 m，分1路2行（林帶南面），其余3面均為1路3行林帶，于2010年（7 a樹齡）、2011年（8 a樹齡）、2012年（9 a樹齡）分別將儀器架設(shè)在距南北林帶320 m處的東、西邊兩邊，各測點(diǎn)距東、西林帶分別為：1.5 m、7.5 m、15 m、39 m、54 m 處，并在林網(wǎng)內(nèi)160 m處設(shè)置對(duì)照點(diǎn)。分別記為：W1、W2、W3、W4、W5、CK、E1、E2、E3、E4、E5，共計(jì)11個(gè)觀測點(diǎn)。2010年試驗(yàn)開始前，對(duì)樣地內(nèi)50 m范圍內(nèi)楊樹林帶按每木檢尺法，調(diào)查林木的胸徑、高度、活枝下高、冠幅，以后每年深秋楊樹林網(wǎng)停止生長時(shí)對(duì)其指標(biāo)測定。

本試驗(yàn)采用美國CAMPBELL公司研制生產(chǎn)的AG-1000數(shù)據(jù)采集器，該系統(tǒng)配備了土壤溫度、土壤濕度、光量子共44個(gè)不同規(guī)格的傳感器。本研究僅利用11個(gè)光量子傳感器，光量子傳感器高度為3 m；傳感器均1 min記錄一組數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法與分析

林網(wǎng)與光合有效輻射的關(guān)系采用理查德方程：y=A[1-Bexp(-kx)]1/(1-m)。

日光量處理方法：將儀器搜集11個(gè)測點(diǎn)1 min的數(shù)據(jù)整合為 10 min，10 min 轉(zhuǎn)化為 1 h，最后整合為天，求出11個(gè)測點(diǎn)的東、西每天光強(qiáng)的平均值記為：A1、A2、A3、A 4、A 5；日光量 = 日測點(diǎn)光強(qiáng) ×3 600/1 000 000。

透光率=100-（對(duì)照點(diǎn)光量-各測點(diǎn)光量）/對(duì)照點(diǎn)光量。

用單因素方差分析各測點(diǎn)的光量空間變化及不同樹齡對(duì)各測點(diǎn)的光率影響；并對(duì)其差異顯著進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 三年楊樹林網(wǎng)對(duì)玉米不同生育期光量分布特征的影響

2.1.1 玉米苗期光量及全光率分布特征

對(duì)3 a防護(hù)林網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)玉米苗期(6月中旬～7月初)光量分布特征進(jìn)行分析顯示（圖1），3 a玉米苗期光量分布呈現(xiàn)出隨著距林帶距離的增加，光合有效輻射量呈現(xiàn)增大趨勢；距林帶距離15 m內(nèi)，對(duì)于區(qū)域內(nèi)光照強(qiáng)度分布影響較大，距林帶15 m外隨著距離的增加光合有效輻射量緩慢增加至160 m對(duì)照點(diǎn)處。方差分析顯示2010年 A1、A2點(diǎn)差異顯著 (p＜ 0.05 )，A3，A4、A5點(diǎn)差異不顯著（p＞0.05），2011年、2012年均為 A1、A2 、A3點(diǎn)差異顯著 (p＜ 0.05 )，A4、A5點(diǎn)差異不顯著（p＞0.05），2010年各點(diǎn)光量與對(duì)照相比分別下降51.83%、20.05%、4.728%、2.39%、1.04%；2011年各點(diǎn)較對(duì)照依次分別降低 了 59.17%、33.03%、13.89%、3.76%、1.8%；2012年與對(duì)照相比各點(diǎn)分別顯著下降69.87%、34.69、19.65%、5.58%、2.09%。

圖2 2010～2012 年楊樹林網(wǎng)對(duì)農(nóng)田玉米苗透光率的影響Fig.2 Effects of poplar shelter forest network system on light transmittance for maize growth in seedling period from 2010 to 2012

光合有效輻射量玉米苗期系統(tǒng)內(nèi)透光率的變化趨勢與光合有效輻射變化一致（圖2）。3 m數(shù)據(jù)比較顯示，2010年A1、A2處的透光率差異顯著 (p＜ 0.05 ) ，A3、A4、A5差異不顯著（p＞0.05），2011年、2012年 A1、A2 、A3差 異 顯著(p＜0.05 )；其他各點(diǎn)透光率差異不顯著（p＞0.05）。林網(wǎng)對(duì)各點(diǎn)空間位置上的透光率影響較大，2010年與2012年相比，各點(diǎn)透光率分別減少了 38.8%、18.26%、15.61%、3.43%、1.89%， 在距林帶15 m范圍內(nèi)3 a透光率下降幅度較大，這是由于3 a內(nèi)隨著林木樹體的增高、冠幅的增加減少了到達(dá)林木下層的光照時(shí)間所致；林網(wǎng)對(duì)距離林帶較近的測點(diǎn)透光率影響較大，對(duì)中心區(qū)域基本沒有影響。

2.1.2 楊樹林網(wǎng)對(duì)玉米穗期光量及全光率分布的影響

不同樹齡系統(tǒng)內(nèi)林網(wǎng)對(duì)玉米穗期（7月中旬至8月初）各測點(diǎn)光合有效輻射具有顯著影響（圖3），不同樹齡林網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)玉米穗期光量均呈現(xiàn)出離林帶越遠(yuǎn)光量越大的趨勢。2010年A1、A2點(diǎn)差異顯著(p＜ 0.05 )；A3 、A4、A5點(diǎn)差異不顯著（p＞0.05），與對(duì)照相比各測點(diǎn)光量分別減少 62.2%、34.1%、1.91%、1.69%、1.62%；2011年A4、A5點(diǎn)差異不顯著（p＞0.05），其它各點(diǎn)差異顯著(p＜0.05 )，各點(diǎn)光量與對(duì)照相比分別下降了57.6%、31.9%、13.7%、2.5%、1.9%。2012年光量趨勢與2011年相似，即A4、A5點(diǎn)差異不顯著（p＞0.05），其它各點(diǎn)差異顯著(p＜0.05 )，與對(duì)照相比各點(diǎn)光量減少69.3%、33.3%、18.8%、5%、2.1%。

圖3 2010～2012年楊樹林網(wǎng)對(duì)農(nóng)田玉米穗期光量分布的影響Fig.3 Effects of poplar shelter forest network system onlight intensity distribution for maize in panicle period from 2010 to 2012

圖4顯示了不同樹齡楊樹林網(wǎng)對(duì)玉米穗期透光率的影響，距林帶15 m內(nèi)變化幅度較大呈現(xiàn) 2010年＞2011年＞2012年；玉米穗期透光率方差分析顯示，A1、A2處透光率2010年、2011年顯著高于2012年（p＜0.05）；A3處3 a透光率差異顯著（p＜0.05）； A4、A5處3 a透光率沒有顯著差異（p＞0.05）。2012年透光率與2010年相比，各點(diǎn)分別減少14.2%、11.3%、14.3%，3%、1.1%；A4點(diǎn)以外各點(diǎn)趨于緩和。這說明3 a中隨著林帶樹體的增高，林內(nèi)透光率逐漸減少，林木對(duì)林緣附近的遮蔭程度逐步提高，對(duì)林網(wǎng)中心區(qū)域影響較小。

圖4 2010～2012年楊樹林網(wǎng)對(duì)農(nóng)田玉米穗期透光率的影響Fig.4 Effects of poplar shelter forest network system on light transmittance for maize growth in panicle period from 2010 to 2012

2.1.3 楊樹林網(wǎng)對(duì)玉米花粒期光量及全光率分布的影響

以開花授粉為主的玉米花粒期是決定有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和粒重的關(guān)鍵時(shí)期，這一時(shí)期玉米所獲光合有效輻射不足時(shí)，將直接導(dǎo)致產(chǎn)量下降。從圖5玉米花粒期2010年～2012年系統(tǒng)內(nèi)光合有效輻射可以看出，3 a光合有效輻射總量依次為：2012年＞2010年＞2011年。2010年光合有效輻射方差分析顯示A3、A4和A4、A5點(diǎn)沒有顯著差異（p＞0.05），其它各點(diǎn)差異顯著（p＜0.05)，與對(duì)照相比各點(diǎn)分別減少了53.9%、22.8%、5.29%、2.04%、1.35%；2011年 A4、A5點(diǎn)沒有顯著差異（p＞0.05），其它各點(diǎn)差異顯著（p＜0.05)，與對(duì)照相比各點(diǎn)分別下降了58.82%、34.67%、15.59%、3.85%、1.47%；2012年與2011年相似，與對(duì)照相比各點(diǎn)減少57.98%、27.3%、15.08%、3.59%、1.69%。從3 a內(nèi)各點(diǎn)與對(duì)照相比的減少值可看出，距林帶15 m范圍內(nèi)光合有效輻射變幅較大，隨著距林帶距離的增加，光合有效輻射量緩慢增加至對(duì)照點(diǎn)處光合有效輻射量；花粒期內(nèi), 系統(tǒng)內(nèi)外入射光量比相應(yīng)測點(diǎn)在苗期和穗期所截獲的光量要顯著多，這主要是因?yàn)橛衩谆Ｆ诒让缙诤退肫诙家L，并且花粒期玉米的葉面積指數(shù)大于其它兩個(gè)時(shí)期的葉面積指數(shù)。

圖5 2010～2012年楊樹林網(wǎng)對(duì)農(nóng)田玉米粒期光量分布的影響Fig.5 Effects of poplar shelter forest network system onlight intensity distribution for maize in anthesismaturity period from 2010 to 2012

圖6顯示2010～2012年系統(tǒng)內(nèi)透光率隨著林帶距離的增加而呈增大趨勢，方差分析顯示，在A1、A2、A3處 2010年顯著高于2011年、2012年（p＞0.05），其它各點(diǎn)處沒有顯著差異（p＜0.05)；2012年與2010年透光率相比各點(diǎn)分別減少3.8%、4.5%、9.6%、1.4%、0.3%。在15 m范圍內(nèi)各點(diǎn)透光率呈現(xiàn)2010年＞2012年＞2011年，2012年＞2011年是因?yàn)?012年試驗(yàn)地發(fā)生大面積的蟲害，造成林帶葉面積減少了50%～60%，進(jìn)而導(dǎo)致透光率增大；距林帶15 m距離以外隨距離的增加光合有效輻射緩慢增加至160 m對(duì)照點(diǎn)處。

2.1.4 楊樹林網(wǎng)對(duì)玉米全生長期光量及全光率分布的影響

圖6 2010～2012年楊樹林網(wǎng)對(duì)農(nóng)田玉米粒期透光率的影響Fig.6 Effects of poplar shelter forest network system on light transmittance for maize growth in anthesis maturity period from 2010 to 2012

圖7 2010～2012年楊樹林網(wǎng)對(duì)農(nóng)田玉米生長光量分布的影響Fig.7 Effects of poplar shelter forest network system on light intensity for maize growth in farmland from 2010 to 2012

從圖7顯示整個(gè)玉米生長期總光量的分布特征，在系統(tǒng)內(nèi)距林帶A1、A2、A3測點(diǎn)處光合有效輻射變幅較大，其他各點(diǎn)隨著距林帶距離的增加，光合有效輻射量緩慢增加至對(duì)照點(diǎn)處光合有效輻射量。在A1、A2、 A3測點(diǎn)處光合有效輻射量2010年＞2012年＞2011年，其它測點(diǎn)處2012年＞2010年＞2011年， 2012年進(jìn)入系統(tǒng)的光合有效輻射量明顯高于2010年、2011年。方差分析表明，2010年光合有效輻射A1、A2測點(diǎn)處差異顯著（p＜0.05)，A3、A4、 A5點(diǎn)處差異不顯著（p＞0.05）；2011年、2012年光合有效輻射A4、 A5點(diǎn)處差異不顯著（p＞0.05），其它各點(diǎn)差異顯著（p＜0.05)。

從圖8可以看出，A1測點(diǎn)處的透光率2010年＞2011年＞2012年，且差異顯著（p＜0.05)；A2、A3測點(diǎn)處的透光率2010年顯著高于2011年、2012年（p＜0.05)；A3、A4、 A5測點(diǎn)處系統(tǒng)透光率2010年＞2011年＞2012年，并隨著距樹距離的增加逐漸趨近于1；A4、A5測點(diǎn)處的透光率2010年、2011年、2012年差異不顯著（p＞0.05）。2012與2010年相比各點(diǎn)透光率分別降低9.88%、8.57%、12.02%、2.23%、0.87%。

圖8 2010～2012年楊樹林網(wǎng)對(duì)農(nóng)田玉米生長期透光率的影響Fig.8 Effects of poplar shelter forest network system on light transmittance for maize growth in farmlandfrom 2010 to 2012

綜合分析顯示，2010～2012年系統(tǒng)內(nèi)隨林齡的增加，林木的遮蔭程度逐步提高， 林網(wǎng)對(duì)A1、 A2、A3測點(diǎn)處光合有效輻射和透光率受林木的遮蔭影響較大，林冠截留了大量的太陽輻射, 使照射到玉米葉上的光照強(qiáng)度減弱，其它各測點(diǎn)處受遮蔭影響較小，林帶對(duì)系統(tǒng)內(nèi)光照強(qiáng)度影響范圍在15 m 內(nèi)。

2.2 林網(wǎng)與光量的關(guān)系

玉米的生長發(fā)育是玉米自身的生理特性與其周圍生態(tài)系統(tǒng)互相作用的結(jié)果[13]，農(nóng)田林網(wǎng)為行狀栽植 ,樹冠相接, 構(gòu)成一個(gè)投影帶[14]。隨著林木年齡的變化，其冠幅不斷增加，株間進(jìn)入郁閉狀態(tài)，由冠長引起的遮蔭面積也發(fā)生變化，對(duì)農(nóng)作物受遮蔭程度和產(chǎn)量產(chǎn)生影響[15-16]。利用理查德方程，對(duì)2010～2012年3 a數(shù)據(jù)楊樹林網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)不同距離范圍玉米透光性的研究結(jié)果顯示，其透光率(Y)與距離d和樹高h(yuǎn)比(X)的關(guān)系比較密切，可用下式表示：

y=100×[1+6.2451×10-5exp(-2.7117x)]-17 682.3 (r= 0.994 708)。

農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)的光照條件取決于林冠的透光率。圖9是利用擬合方程推算出距林帶不同距離處的透光率，與實(shí)測值相符。當(dāng)距離和樹高比(X)為0.1時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的透光率為43.03%，遮蔭幅度為56.96%，說明由于受林帶遮光的影響,近林帶區(qū)1.5 m四周的光照強(qiáng)度明顯減弱，透光性較差，遮蔭很嚴(yán)重，影響玉米的生長發(fā)育；當(dāng)距離和樹高比(X)為0.5時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的透光率為75.20%， 測點(diǎn)處受遮蔭率為24.80%，玉米生長期受林帶遮光影響明顯減?。划?dāng)距離和樹高比(X)為1時(shí)，系統(tǒng)測點(diǎn)處的透光率為92.92%，受遮蔭率僅為7.08%，隨著距離和樹高比的增大，系統(tǒng)內(nèi)的透光率逐漸增大，有足夠的光照, 保證作物少減產(chǎn)。這表明，從林帶基部遠(yuǎn)離林帶系統(tǒng)內(nèi)透光率逐漸增大，到林網(wǎng)中間處，透光率達(dá)到最大，離林帶越距離近的測點(diǎn)受遮蔭影響較大。綜合分析，距離林帶15 m為受遮蔭范圍。

圖9 玉米生長季測點(diǎn)位置與透光率的關(guān)系Fig.9 Relation of measured point positions in maizegrowth periods and light transmittance

3 結(jié)論與討論

光因子是作物生產(chǎn)的基本能源[17]。農(nóng)田林網(wǎng)中的光照條件與透光率有關(guān)，林帶對(duì)農(nóng)田的遮蔭程度受林齡、林冠結(jié)構(gòu)、距林帶距離等因子的影響[18]。2010～2012年對(duì)楊樹林網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)玉米生長期光量分布和透光率進(jìn)行了監(jiān)測。

（1）在玉米生長的各個(gè)時(shí)期，隨著距林帶距離的增加，光合有效輻射量在15 m內(nèi)變化幅度較大，15 m外隨著距離的增加光合有效輻射量緩慢增加至對(duì)照點(diǎn)處數(shù)值；這表明林網(wǎng)對(duì)距離林帶近的光合有效輻射有影響，對(duì)中心區(qū)域基本沒有影響。

（2）3 a林網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)玉米透光率顯示，2012年與2010年相比各點(diǎn)透光率分別降低9.88%、8.57%、12.02%、2.23%、0.87%，這說明隨著林帶樹齡增加，樹體增高，林冠截留了大量的光合輻射，進(jìn)而導(dǎo)致透光率下降。

（3）利用2010～2012年3 a數(shù)據(jù)對(duì)楊樹林網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)不同距離范圍內(nèi)玉米透光性的研究結(jié)果顯示，當(dāng)距離和樹高比(X)為0.1、.05、1時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的透光率分別為43.03%、75.20%、92.92%，受遮蔭率則分別為56.97%、24.80%、7.08%；隨著距離和樹高比的增大，系統(tǒng)內(nèi)的透光率逐漸增大。這表明，從林帶基部遠(yuǎn)離林帶系統(tǒng)內(nèi)透光率逐漸增大，到林網(wǎng)中間處，透光率達(dá)到最大，離林帶越距離近的測點(diǎn)受遮蔭影響較大。綜合分析，距離林帶15 m為受遮蔭范圍。

2010～2012年整個(gè)玉米生長期內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)1.5 m、7.5 m觀測點(diǎn)處光合有效輻射量和透光率受林木的遮蔭影響較大，其它各測點(diǎn)處受遮蔭影響較小，并且林木的遮蔭程度隨林齡的增加而逐步提高。綜合分析顯示，林帶遮光對(duì)玉米生長發(fā)育期的光照強(qiáng)度影響范圍在15 m內(nèi)，也就是大約一倍樹高范圍內(nèi)。這與各地對(duì)中型林網(wǎng)脅地效應(yīng)的研究結(jié)果一致，即林網(wǎng)負(fù)效益的主要影響范圍約為 一倍樹高[19]。

農(nóng)田林網(wǎng)內(nèi)林帶的存在，使附近農(nóng)田光照、風(fēng)速、空氣、溫度、濕度和土壤溫度等生態(tài)因子均發(fā)生變化，因此光合有效輻射量的變化僅是影響作物生長的一個(gè)較為重要的部分，本實(shí)驗(yàn)對(duì)影響作物生長的光合有效輻射量進(jìn)行了研究，還需要綜合其他因子進(jìn)行進(jìn)一步研究。實(shí)驗(yàn)中對(duì)林帶對(duì)農(nóng)田內(nèi)的光分布和透光性影響進(jìn)行了研究，并建立了光量分布與距離和樹高比的擬合方程，得出了大致的遮蔭范圍，由于林帶對(duì)農(nóng)田的遮蔭程度受很多因素的影響，而實(shí)驗(yàn)中沒有將葉面積指數(shù)、冠幅、樹高等作為影響因子加入方程。林帶遮陰影響了作物截獲的光量，而數(shù)學(xué)模型的建立可以準(zhǔn)確的預(yù)測系統(tǒng)內(nèi)各點(diǎn)的遮陰和各點(diǎn)光量分布情況，因此為了充分利用光能資源, 提高光能利用率，建立數(shù)學(xué)模型對(duì)農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)的研究乃是今后發(fā)展的方向。

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Characteristics of light intensity in different age poplar forest network system

DUAN Wei1, WANG Bao-ping1, MENG Wei1, QΙAO Jie1, WANG Wei-wei1, YANG Hai-qing2, CUΙ Ling-jun1, SU Ling-yan3
(1. Non-timber Forestry Research and Development Centre of CAF, Zhengzhou 450003, Henan, China; 2. Henan Academy of Forestry, Zhengzhou 450003, Henan, China; 3. Forestry Bureau of Changge City, Henan Province, Changge 461500, Henan, China)

Based on the main factors of photosynthetic active radiation measured in the farmland shelter forest network from 2010 to 2012, the photosynthetic effective radiation and light transmittance in different stages of maize growth periods were analyzed. The results show that with the increase of the distance from maize to tree, the photosynthetic active radiation (PAR) presented the increasing tendency. The light intensity distribution and the light transmittance changed relative greatly in the range of 15 meters treemaize distance, and when beyond 15 meters tree-maize distance the two indexes’ increasing amplitude slowed down and reached the position of control point; compared the 2012 to 2010, the light transmittance decreased by 9.88%, 8.57%, 12.02%, 2.23% and 0.87%, respectively. The light transmittance values of different tree-maize distance in the poplar forest network system were measured from 2010 to 2012. The results show that when the distance and tree height (X) were 0.1, 0.5, 1.0, the light transmittance was respectively 43.03%, 75.20% and 92.92%, and shading rate was 56.97%, 24.80% and 7.08% respectively. Ιn the system, the photosynthetic effective radiation and light transmittance at the observation points of 1.5 meters and 7.5 meters were greatly affected by shading degree, and the other observation points were less affected. The shading degree was gradually improved with the increase of forest age. Comprehensive analysis showed that the sphere of inf l uence on light intensity of maize growth period was in range of 15 meters in farmland shelter forest network system.

farmland shelter forest network; maize growth periods; forest shelter network; light amount; transmittance

S792.11

A

1673-923X(2013)12-0113-06

2013-09-10

國家科技支撐項(xiàng)目子課題“豫東平原土地集約型農(nóng)田防護(hù)林系統(tǒng)調(diào)控技術(shù)”

段 偉（1975-），男，河南禹州人，工程師，主要從事農(nóng)林復(fù)合生態(tài)方面的研究； E-mail：Fortune1618@163.com

王保平（1965-），男，河南新野人，研究員，主要從事森林培育及農(nóng)林復(fù)合生態(tài)方面的研究；E-mail：bpingwang@163.com

[本文編校：文鳳鳴]