楊樹-小麥林網(wǎng)系統(tǒng)光量變化特征的研究

段 偉， 王保平， 喬 杰， 王煒煒， 楊海清， 于森淼， 崔令軍， 楊鑫鈺

(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 450008；3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院，河北 保定 071000；4.河北省隆化縣林業(yè)局，河北 承德 068150)

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楊樹-小麥林網(wǎng)系統(tǒng)光量變化特征的研究

段 偉1， 王保平1， 喬 杰1， 王煒煒1， 楊海清2， 于森淼3， 崔令軍1， 楊鑫鈺4

(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 450008；3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院，河北 保定 071000；4.河北省隆化縣林業(yè)局，河北 承德 068150)

以楊樹-小麥復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，于2010―2012年對不同林齡楊樹林網(wǎng)內(nèi)11個測點在小麥不同生長階段光量分布和透光率變化進行定位觀測。結(jié)果表明，在小麥生長的各個時期，光合有效輻射隨著離林帶距離的增加逐漸增大。與對照相比，離林帶15 m范圍內(nèi)各測點光合有效輻射顯著降低，而15 m外的各測點則無顯著變化。隨楊樹林齡的增加，15 m范圍內(nèi)各測點透光率顯著降低，15 m范圍外各測點透光率則無顯著變化。當(dāng)d/h(測點離林帶的距離與林帶樹高的比值)為0.1、0.5和1.0時，其透光率分別為41.95%、74.97%和93.00%，受遮蔭率則分別為58.05%、25.03%和7.00%。采用理查德方程可有效擬合各測點透光率與其d/h值之間的關(guān)系，據(jù)此可預(yù)測林網(wǎng)內(nèi)不同位點的透光率。

楊樹-小麥林網(wǎng)；光量分布；透光率

楊樹林網(wǎng)作為中國農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營系統(tǒng)的典型模式之一，已在中國不同地區(qū)的復(fù)合農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用[1,2]。在復(fù)合農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)中，圍繞組成復(fù)合農(nóng)林系統(tǒng)各植物種群間相互作用機理以及各植物種群對水分、光照、養(yǎng)分等自然資源的合理利用，是決定其結(jié)構(gòu)配置的理論基礎(chǔ)[3]。諸多學(xué)者結(jié)合中國復(fù)合農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)的基本特征，以復(fù)合農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)的物種結(jié)構(gòu)、時空結(jié)構(gòu)以及營養(yǎng)結(jié)構(gòu)為出發(fā)點，開展了大量的研究[4-6]。其中時空結(jié)構(gòu)又包括時間結(jié)構(gòu)與空間結(jié)構(gòu)，時間結(jié)構(gòu)主要是指復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中各植物種群生長發(fā)育與環(huán)境資源協(xié)調(diào)吻合的狀況。在復(fù)合農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)中，可以通過不同的配置模式，來提高物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化率，從而實現(xiàn)提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和經(jīng)濟效益[7,8]。由于復(fù)合農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)中各植物種群間存在多方面的競爭，尤其林網(wǎng)對林下作物的遮陰影響導(dǎo)致作物減產(chǎn)，生長不良等各種問題。固需從多方面對復(fù)合農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置進行優(yōu)化，當(dāng)前在中國平原地區(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，但仍遇到作物減產(chǎn)嚴(yán)重、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，對生產(chǎn)實踐具有重要的指導(dǎo)意義。相關(guān)學(xué)者對中國不同地區(qū)桐麥間作系統(tǒng)、楊糧間作系統(tǒng)等復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的水分利用、碳貯量、能量平衡、林木遮陰面積與株行距之間的關(guān)系、農(nóng)田林網(wǎng)的防護效益以及改善小氣候特征進行了詳細(xì)的研究[9-17]，而對不同生長階段林網(wǎng)對作物光合有效輻射以及透光率的影響方面的報道較少。本研究以豫中平原廣泛分布的楊樹-小麥林網(wǎng)系統(tǒng)為研究對象，對該復(fù)合農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)中楊樹對小麥不同生長階段的光合有效輻射和透光率進行定位觀測，旨在為農(nóng)田林網(wǎng)的優(yōu)化配置以及評價復(fù)合農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究地點位于河南省長葛市董天龍村(34.19°N,114.01°E)，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，總面積為179.8 hm2，年均氣溫為14.6 ℃，年均降雨量為691.6 mm，年均無霜期為214 d。日照時數(shù)年均2 422.5 h，日照百分率為54%。四季氣溫的高低、降水的時空分布差異很大。其地貌特征以平原為主，土壤類型為平原黃泛沖積物發(fā)育的潮土，較為肥沃，水資源充足。楊樹林網(wǎng)品種為歐美107楊，造林時間為2004年春。

2 材料與方法

2.1 定位觀測點的布設(shè)

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—2012年(楊樹林網(wǎng)林齡分別為7、8和9 a)，分別將儀器架設(shè)在距南北林帶320 m處的東、西邊2邊，各測點距東、西林帶分別為1.5、7.5、15、39、54 m處，并在林網(wǎng)內(nèi)160 m處設(shè)置對照點。分別記為W1、W2、W3、W4、W5、CK、E1、E2、E3、E4、E5，共計11個觀測點。2010年試驗開始前，對樣地內(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)停止生長時對其指標(biāo)進行測定。

2.2 數(shù)據(jù)采集

本研究采用美國CAMPBELL公司研制生產(chǎn)的AG-1000數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。所設(shè)11個樣點中每個樣點設(shè)置1個傳感器，其中光量子傳感器高度為3 m，傳感器均1 min記錄1組數(shù)據(jù)，在林網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)160 m處設(shè)置對照,記為CK。對不同樹齡楊樹林網(wǎng)內(nèi)，小麥作物不同生長期光照度進行測定分析。為避免其他因素干擾，特將1 min光照度整合為日光量。

日光量處理方法：將儀器搜集11個測點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個測點的東、西每天光照度的平均值，并記為A1、A2、A3、A4、A5。計算公式為

日光量=(日測點光照度3 600)/1 000 000

(1)

透光率=100-〔(對照點光量-各測點光量)/對照點光量〕

(2)

林網(wǎng)與光合有效輻射的關(guān)系采用理查德方程進行擬合，具體表示為：

y=A〔1-Bexp(-kx)〕1/(1-m)

(3)

式中：A為最大透光率；b為決定x=0時的透光率大小；k與透光率變化速度有關(guān)；m決定模擬函數(shù)的類型；x為測點離林帶距離與林帶樹高的比值。

2.3 數(shù)據(jù)分析

采用SAS 9.2中的ANOVA模塊分析不同林齡楊樹林網(wǎng)對各測點透光率的影響，相關(guān)數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)來表示，同一因素不同水平間差異顯著性采用最小顯著差數(shù)法(LSD)進行檢驗(顯著性水平P<0.05)，采用Sigmaplot11.0軟件繪圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥不同生長階段光量分布特征的影響

3.1.1 楊樹林網(wǎng)對小麥抽穗期光量及全光率分布特征的影響 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥抽穗期光量分布的影響特征如圖1所示，同一林齡不同帶距光合有效輻射隨林帶距離的增加顯著增加，且同一帶距不同林齡之間表現(xiàn)不同。方差分析表明，2010年，A1(帶距1.5 m)、A2(帶距7.5 m)與A3之間(帶距15 m)差異顯著(P<0.05)，而A3、A4(帶距39 m)、與A5(帶距54 m)之間差異不顯著(P>0.05)，但A3顯著低于CK(帶距160 m)，而CK與A4和A5之間差異不顯著(P>0.05)。2011年，A1、A2與A3之間差異顯著(P<0.05)，A4、A5與CK之間無顯著差異(P>0.05)，但3者顯著高于A1、A2和A3(P<0.05)。2012年，A1、A2與A3之間差異顯著(P<0.05)，A4顯著低于A5但顯著高于A1、A2和A3(P<0.05)，而A5與CK之間無顯著差異(P>0.05)?？傊cCK相比，2010年各點光量分別下降43.09%、18.62%、6.36%、3.61%和2.67%。2011年各點光量分別下降58.22%、34.43%、13.81%、4.29%和1.78%。2012年各點光量分別下降69.22%、33.85%、18.26%、6.16%和3.23%。

圖1 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥抽穗期光量分布的影響Fig.1 Effect of different stand age poplar shelterbelts on light intensity distribution of wheat at heading stage

注：不同大寫字母表示相同帶距不同林齡之間差異顯著，不同小寫字母表示同一林齡不同帶距之間差異顯著(P<0.05)，下同。

Note: Different uppercase letters indicate significant difference in different stand ages, different lowercase letters indicate significant difference in different distance (P<0.05), the same as below.

不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥抽穗期透光率的影響如圖2所示，同一林齡不同帶距透光率隨林帶距離的增加逐漸增加，且不同林齡同一帶距之間表現(xiàn)不同。方差分析表明，2010年，A1、A2與A3之間透光率差異顯著(P<0.05)，而A3與其余各個測點之間透光率無顯著差異(P>0.05)。2011年，A1、A2與A3之間透光率差異顯著(P<0.05)，且3者均顯著低于A4、A5與CK(P<0.05)，而A4、A5與CK之間透光率差異不顯著(P>0.05)。2012年，A1、A2與A3之間透光率差異顯著(P<0.05)，且三測點顯著低于A4、A5和CK(P<0.05)，而A4、A5與CK之間無顯著差異(P>0.05)。與2010年相比，2012年各測點透光率依次減小46.50%、19.13%、12.75%、2.68%和0.62%。

圖2 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥抽穗期透光率的影響Fig.2 Effect of different stand age poplar shelterbelts transmittance of wheat at heading stage

3.1.2 楊樹林網(wǎng)對小麥開花期光量及全光率分布特征的影響 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥開花期光量分布的影響如圖3所示，同一林齡不同帶距光合有效輻射隨林帶距離的增加顯著增加，且同一帶距不同林齡之間表現(xiàn)不同。2010年，A1、A2與A3之間光合有效輻射差異顯著(P<0.05)，A3、A4與A5之間無顯著差異(P>0.05)，但A3顯著低于CK(P<0.05)，而A4、A5與CK之間差異不顯著(P>0.05)。2011年，A1、A2與A3之間光合有效輻射差異顯著(P<0.05)，且3者顯著低于A4、A5與CK(P<0.05)，而A4、A5與CK之間無顯著差異(P>0.05)。2012年，A1、A2、A3與A4之間光合有效輻射差異顯著(P<0.05)，A4顯著低于A5且與CK無顯著差異(P>0.05)，而A5與CK之間差異亦不顯著(P>0.05)。具體來說，較之CK，2010年各點光量分別下降45.91%、22.02%、4.13%、2.52%和1.77%。2011年各點光量分別下降61.90%、34.90%、13.87%、5.88%和2.47%。2012年各點光量分別下降70.67%、34.65%、18.80%、5.87%和2.48%。

圖3 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥開花期光量分布的影響

不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥開花期透光率的影響如圖4所示，同一林齡不同帶距透光率隨林帶距離的增加逐漸增加，且同一帶距不同林齡之間表現(xiàn)不同。方差分析表明，2010年，A1、A2與A3之間透光率差異顯著(P<0.05)，而A3與其余各個測點之間透光率無顯著差異(P>0.05)。2011年，A1、A2與A3之間透光率差異顯著(P<0.05)，且3者均顯著低于CK(P<0.05)，而A3、A4與A5之間無顯著差異(P>0.05)。2012年，A1、A2與A3之間透光率差異顯著(P<0.05)，且三測點顯著低于A4、A5和CK(P<0.05)，后3者之間透光率無顯著差異(P>0.05)。與2010年相比，2012年各測點透光率依次減小45.89%、20.58%、15.34%、3.48%和0.85%。

圖4 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥開花期透光率的影響

3.1.3 楊樹林網(wǎng)對小麥灌漿期光量及全光率分布特征的影響 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥灌漿期光量分布的影響如圖5所示，同一林齡不同帶距光合有效輻射隨林帶距離的增加顯著增加，且同一帶距不同林齡之間表現(xiàn)不同。2010年，A1、A2與A3之間光合有效輻射差異顯著(P<0.05)，A4、A5與CK之間無顯著差異(P>0.05)，但顯著高于A1、A2和A3(P<0.05)。2011年，A1、A2與A3之間光合有效輻射差異顯著(P<0.05)，且3者顯著低于A4、A5與CK(P<0.05)，而A4與A5之間無顯著差異(P>0.05)，但A4顯著低于CK，而A5和CK之間無顯著差異。2012年，各測點光合有效輻射變化特征與2011年相同。具體來說，較之CK，2010年各點光量分別下降48.58%、17.88%、4.33%、1.66%和1.18%。2011年各點光量分別下降61.29%、34.02%、14.46%、4.48%和1.87%。2012年各點光量分別下降70.39%、34.42%、18.40%、6.47%和2.70%。

圖5 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥灌漿期光量分布的影響

不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥灌漿期透光率的影響如圖6所示，同一林齡不同帶距透光率隨林帶距離的增加逐漸增加，且同一帶距不同林齡之間表現(xiàn)不同。方差分析表明，2010年，A1、A2與A3之間透光率差異顯著(P<0.05)，而A3與其余各個測點之間透光率無顯著差異(P>0.05)。2011年，A1、A2與A3之間透光率差異顯著(P<0.05)，且3者均顯著低于A3、A4與A5(P<0.05)，而A3、A4與A5之間無顯著差異(P>0.05)。2012年各測點透光率變化與2011年一致。與2010年相比，2012年各測點透光率依次減小42.43%、19.94%、14.64%、4.80%和1.64%。

圖6 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥灌漿期透光率的影響

3.1.4 楊樹林網(wǎng)對小麥成熟期光量及全光率分布特征的影響 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥成熟期光量分布的影響如圖7所示，同一林齡不同帶距光合有效輻射隨林帶距離的增加顯著增加，且同一帶距不同林齡之間表現(xiàn)并不一致。

圖7 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥成熟期光量分布特征的影響

方差分析表明，2010年，A1、A2與A3之間光合有效輻射差異顯著(P<0.05)，A3與A4之間差異不顯著(P>0.05)，但顯著低于A5和CK，而A5和CK之間亦無顯著差異(P>0.05)。2011年，A1、A2、A3和A4之間光合有效輻射差異顯著(P<0.05)，且顯著低于A5與CK(P<0.05)，A5與CK之間無顯著差異(P>0.05)。2012年，A1、A2、A3和A4之間光合有效輻射差異顯著(P<0.05)，而A4與A5之間無顯著差異(P>0.05)，A5與CK之間亦無顯著差異(P>0.05)。具體來說，較之CK，2010年各點光量分別下降52.52%、20.76%、4.41%、2.68%和0.82%。2011年各點光量分別下降62.99%、34.31%、13.62%、4.40%和1.41%。2012年各點光量分別下降71.75%、35.05%、19.14%、7.31%和2.87%。

不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥成熟期透光率的影響如圖8所示，同一林齡不同帶距透光率隨林帶距離的增加逐漸增加，且同一帶距不同林齡之間表現(xiàn)不同。方差分析表明，2010年，A1、A2與A3之間透光率差異顯著(P<0.05)，而A3與其余各個測點之間透光率無顯著差異(P>0.05)。2011年，A1、A2與A3之間透光率差異顯著(P<0.05)，且3者均顯著低于A3、A4與A5(P<0.05)，而A3、A4與A5之間無顯著差異(P>0.05)。2012年各測點透光率變化與2011年一致。與2010年相比，2012年各測點透光率依次減小40.37%、18.16%、15.48%、4.69%和1.90%。

圖8 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥成熟期透光率的影響

3.1.5 楊樹林網(wǎng)對小麥成熟后期光量及全光率分布特征的影響 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥成熟后期光量分布的影響如圖9所示，同一林齡不同帶距光合有效輻射隨林帶距離的增加顯著增加，且同一帶距不同林齡之間表現(xiàn)不同。方差分析表明，2010年，A1、A2與A3之間光合有效輻射差異顯著(P<0.05)，A3與A4之間差異不顯著(P>0.05)，但顯著低于A5和CK(P<0.05)，而A5和CK之間亦無顯著差異(P>0.05)。2011年，A1、A2、A3和A4之間光合有效輻射差異顯著(P<0.05)，且顯著低于CK(P<0.05)，A4與A5之間無顯著差異(P>0.05)。2012年，A1、A2、A3和A4之間光合有效輻射差異顯著(P<0.05)，且顯著低于A5與CK(P<0.05)，而A5與CK之間亦無顯著差異(P>0.05)。具體來說，較之CK，2010年各點光量分別下降47.53%、18.58%、4.79%、2.43%和1.56%。2011年各點光量分別下降60.87%、34.29%、14.09%、4.30%和1.75%。2012年各點光量分別下降70.38%、34.43%、18.54%、6.42%和2.80%。

圖9 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥成熟后期光量分布特征的影響

不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥成熟后期透光率的影響如圖10所示，同一林齡不同帶距透光率隨林帶距離的增加逐漸增加，且同一帶距不同林齡之間表現(xiàn)不同。方差分析表明，2010年，A1，A2 2點的透光率顯著低于A3(P<0.05)，而A3與其余各個測點之間透光率無顯著差異(P>0.05)。2011年，A1、A2與A3之間透光率差異顯著(P<0.05)，且3者均顯著低于A3、A4與A5(P<0.05)，而A3、A4與A5之間無顯著差異(P>0.05)。2012年各測點透光率變化與2011年一致。與2010年相比，2012年各測點透光率依次減小43.68%、19.58%、14.47%、4.11%和1.22%。

3.2 楊樹林網(wǎng)系統(tǒng)透光率與測點位置的關(guān)系

結(jié)合2010—2012年楊樹林網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)不同距離范圍小麥透光性的定位觀測結(jié)果，以透光率為響應(yīng)變量(Y)，以距離和樹高之比(d/h)為解釋變量，利用式(1)對2者間的關(guān)系進行模擬，發(fā)現(xiàn)模型測算結(jié)果與實測結(jié)果擬合較好，如圖11所示，其A=100，b=5.236 4×10-5，k=2.758 9，m=1，復(fù)相關(guān)數(shù)R=0.972 1，擬合顯著性F=2 600.053 8。

透光率決定著復(fù)合農(nóng)林系統(tǒng)內(nèi)的光照條件。通過利用理查德方程進行模擬，可以看出模擬值與實測值可以很好的擬合。當(dāng)距離和樹高之比為0.1時，系統(tǒng)內(nèi)的透光率為41.95%，遮蔭幅度為58.05%；當(dāng)距離和樹高比為0.5時，系統(tǒng)內(nèi)測光率為74.97%，測點處受遮蔭率為25.03%；當(dāng)距離和樹高之比為1時，系統(tǒng)內(nèi)測光率為93.00%，測點處受遮蔭率僅為7.00%。隨著距離和樹高比的增大，系統(tǒng)內(nèi)的透光率逐漸增大，充裕的光照條件保證了作物的產(chǎn)量。綜合分析，距離林帶15 m為受遮陰的范圍。

圖10 不同林齡楊樹林網(wǎng)對小麥成熟后期透光率的影響

圖11 小麥生長季透光率與測點位置的關(guān)系

4 結(jié)論與討論

光照是維系作物生長的決定性因素之一，作物生長過程中的光照條件與透光率密切相關(guān)，而林帶對農(nóng)田的遮陰程度受林齡、林冠結(jié)構(gòu)等因子的影響。通過對豫中平原楊樹-小麥林網(wǎng)系統(tǒng)光量空間變化特征進行研究，結(jié)果表明，小麥生長的各個時期，隨帶距的增加，光合有效輻射量在15 m內(nèi)變化幅度較大，15 m內(nèi)各測點光合有效輻射和透光率受林木的遮蔭影響較大,主要是由于隨著樹木的生長于冠幅的增加，減少了到達林木下層的光照時間。帶距大于15 m，光合有效輻射量增加緩慢，這也說明了林網(wǎng)對距離林帶近的光合有效輻射有影響，而對中心區(qū)域基本沒有影響。

較之2010年，2012年小麥生長的各個時期，各測點透光率分別呈現(xiàn)出不同程度的降低，這說明隨林齡的增加，林冠截留了大量的光合輻射，進而導(dǎo)致透光率的下降，當(dāng)距離和樹高之比為0.1、0.5和1時，系統(tǒng)內(nèi)的透光率分別為41.95%、74.97%和93.00%，受遮蔭率則分別為58.05%、25.03%和7.00%。隨著距離和樹高比值的增大，系統(tǒng)內(nèi)的透光率逐漸增大。這也說明，從林帶基部遠離林帶系統(tǒng)內(nèi)透光率逐漸增大，到林網(wǎng)中間處，透光率達到最大，離林帶距離越近的測點受遮蔭影響較大，距離林帶15 m為受遮蔭范圍。這也與相關(guān)學(xué)者在其他地區(qū)對中型林網(wǎng)脅地效應(yīng)的研究結(jié)果一致[18]。

光合有效輻射是影響作物生長的關(guān)鍵因子之一，本研究對豫中平原楊樹-小麥林網(wǎng)系統(tǒng)不同帶距光合有效輻射和透光率特征進行了研究,并對小麥不同生長階段的光合有效輻射和透光率變化進行了分析，建立了光量分布與距離和樹高比的擬合方程，由于防護林網(wǎng)對作物的遮蔭程度還受諸如葉面積指數(shù)等因子的影響，林帶遮陰截獲了光量，通過建立數(shù)學(xué)模型能夠準(zhǔn)確地預(yù)測系統(tǒng)內(nèi)各點的遮陰變化和光量分布情況，因此為了能夠提高復(fù)合農(nóng)林系統(tǒng)光能利用效率，充分利用光能，合理配置農(nóng)田林網(wǎng)，提高作物產(chǎn)量，建立數(shù)學(xué)模型預(yù)測林網(wǎng)對作物的影響是未來復(fù)合農(nóng)林學(xué)的重要研究方向。

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(責(zé)任編輯：梁保松)

Characteristics of light intensity in poplar-wheat forest network system

DUAN Wei1， WANG Baoping1, QIAO jie1， WANG Weiwei1， YANG Haiqing2，YU Senmiao3， CUI Lingjun1, YANG Xinyu4

(1.Paulownia Research and Development Centre of CAF, Zhengzhou 450003, China; 2.Henan Academy of Forestry,Zhengzhou 450008, China;3.Department of Modern Science and Technology, Agricultural University of Hebei , Baoding 071000, China;4.Longhua County Bureau of Forestry, Chengde 068150, China)

Poplar-wheat agroforestry system was used as the research object. During 2010-2012, the photosynthetic active radiation and light transmittance of 11 measuring point at different stage of wheat growth were analyzed, in order to reveal the influence of Poplar forest network on the light intensity to the cropland. The result showed that with the increase of the distance from wheat to tree, the photosynthetic active radiation exhibited the increasing trend at different growth stages. Compared with the control, the photosynthetic active radiation presented significant decreasing trend at the measuring point in the range of 15 meters tree-wheat distance, and no significant changes were detected while the measuring point was beyond 15 meters. With the increasing of the increase of stand age, the light transmittance showed significant decreasing trend in the range of 15 meters tree-wheat distance, however, non-significant trend existed when the tree-wheat distance was more than 15 meters. When dh(the distance and tree height ratio) was 0.1, 0.5, 1.0, the light transmittance was respectively 41.95%, 74.97% and 93.00%, and the shading rate was 58.05%,25.03% and 7.00%, respectively. The ratio of light intensity with distance and height could fit well by the Richard equation, thus it could predict the scope of different light transmittance.

poplar-wheat forest network; light intensity distribution; transmittance

1000-2340(2015)01-0039-07

2014-09-11

國家“十二五”科技支撐計劃項目(2011BAD38B02)

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。

王保平(1965-)，男，河南新野人，研究員。

S 718.5

A