植物生态学报 ›› 2014, Vol. 38 ›› Issue (11): 1205-1213.DOI: 10.3724/SP.J.1258.2014.00116
收稿日期:
2014-05-22
接受日期:
2014-08-29
出版日期:
2014-05-22
发布日期:
2014-11-17
通讯作者:
杨吉华
基金资助:
YANG Fei1,YANG Ji-Hua1,*(),AI Zhao1,ZHANG Guo-Qing1,HU Jian-Peng2
Received:
2014-05-22
Accepted:
2014-08-29
Online:
2014-05-22
Published:
2014-11-17
Contact:
YANG Ji-Hua
摘要:
近年来山东乳山茶业逐渐兴起, 但由于北方冬春季温度低和倒春寒频繁发生, 茶叶种植面积逐年减小。如何在低成本管理的基础上提高茶叶产量和品质, 成为乳山茶园管理的一大难题。以2007年春季采用水平梯田整地种植的茶园为试验区, 以梯田周围营造的4种网格(8 m × 80 m, 12 m × 80 m, 20 m × 80 m, 40 m × 80 m)茶园防护林为研究对象, 分别在2013年4月、8月和12月, 测定风速、空气温度、土壤温度、空气相对湿度及土壤相对湿度, 以纯茶园作为对照, 进行了小气候因子测定和分析。结果表明: (1) 4种防护林均能有效地降低茶园内风速, 调节气温、土壤温度和土壤相对湿度, 增加空气相对湿度, 为茶树生长提供适宜的生态环境; (2)由于区域水分通量和太阳辐射的季节变化, 4种防护林的小气候调节效应也表现出一定的季节性差异; (3)主成分分析结果表明, 4种茶园防护林中, 影响小气候因子的主要因素是气温和土壤温度, 其因子负荷量分别为-0.978和0.986, 但风速与气温呈极显著相关关系, 与土壤温度之间无显著线性关系, 因此, 风速也能间接地影响林内小气候; (4) 8 m × 80 m的防护林对小气候的总体调节效应优于其他3种防护林。
杨菲,杨吉华,艾钊,张国庆,胡建朋. 鲁东沿海丘陵茶园防护林的小气候特征. 植物生态学报, 2014, 38(11): 1205-1213. DOI: 10.3724/SP.J.1258.2014.00116
YANG Fei,YANG Ji-Hua,AI Zhao,ZHANG Guo-Qing,HU Jian-Peng. Microclimate characteristics in shelterbelt of tea garden in coastal hilly region of eastern Shandong, China. Chinese Journal of Plant Ecology, 2014, 38(11): 1205-1213. DOI: 10.3724/SP.J.1258.2014.00116
图1 茶园防护林配置图。 , 黑松。 , 龙柏。 , 蜀桧。 , 樱桃。 观测点。
Fig. 1 A configuration diagram of shelterbelt of tea garden. Pinus thunbergii; , Sabina chinensis; , Sabina komarovii; , Sabina komarovii; , Cerasus pseudocerasus; , observation points.
图2 茶园防护林防风效能(平均值±标准误差)。I, 8 m × 80 m; II, 12 m × 80 m; III, 20 m × 80 m; IV, 40 m × 80 m。 不同的小写字母表示不同网格之间的差异显著(p < 0.05); 不同的大写字母表示不同月份之间的差异显著(p < 0.05)。
Fig. 2 Wind-break potencies of shelterbelt of tea gardens (mean ± SE). I, 8 m × 80 m; II, 12 m × 80 m; III, 20 m × 80 m; IV, 40 m × 80 m. Different lowercase letters indicate significant differences among shelterbelt of tea gardens (p < 0.05); different capital letters indicate significant differences among months of measurements (p < 0.05).
图3 茶园防护林空气温度调节效应(平均值±标准误差)。I, 8 m × 80 m; II, 12 m × 80 m; III, 20 m × 80 m; IV, 40 m × 80 m。 不同的小写字母表示不同网格之间的差异显著(p < 0.05)。
Fig. 3 Regulation effects of air temperature in shelterbelt of tea gardens (mean ± SE). I, 8 m × 80 m; II, 12 m × 80 m; III, 20 m × 80 m; IV, 40 m × 80 m. Different lowercase letters indicate significant differences among shelterbelt of tea gardens (p < 0.05).
图4 茶园防护林土壤温度调节效应(平均值±标准误差)。I, 8 m × 80 m; II, 12 m × 80 m; III, 20 m × 80 m; IV, 40 m × 80 m。 不同的小写字母表示不同网格之间的差异显著(p < 0.05)。
Fig. 4 Regulation effects of soil temperature in shelterbelt of tea gardens (mean ± SE). I, 8 m × 80 m; II, 12 m × 80 m; III, 20 m × 80 m; IV, 40 m × 80 m. Different lowercase letters indicate significant differences among shelterbelt of tea gardens (p < 0.05).
图5 茶园防护林空气相对湿度调节效应(平均值±标准误差)。I, 8 m × 80 m; II, 12 m × 80 m; III, 20 m × 80 m; IV, 40 m × 80 m。 小写字母为不同网格之间的差异显著(p < 0.05)。大写字母为不同月份之间的差异显著(p < 0.05)。
Fig. 5 Regulation effects of relative air humidity in shelterbelt of tea gardens (mean ± SE). I, 8 m × 80 m; II, 12 m × 80 m; III, 20 m × 80 m; IV, 40 m × 80 m. Different lowercase letters indicate significant differences among shelterbelt of tea gardens (p < 0.05). Different capital letters indicate significant differences among months of measurements (p < 0.05).
图6 茶园防护林土壤相对湿度调节效应(平均值±标准误差)。I, 8 m × 80 m; II, 12 m × 80 m; III, 20 m × 80 m; IV, 40 m × 80 m。 不同的小写字母表示不同网格之间的差异显著(p < 0.05)。
Fig. 6 Regulation effects of relative soil moisture in four shelterbelt of tea gardens (mean ± SE). I, 8 m × 80 m; II, 12 m × 80 m; III, 20 m × 80 m; IV, 40 m × 80 m. Different lowercase letters indicate significant differences among shelterbelt of tea gardens (p < 0.05).
网格面积 Network area | 风速 Wind speed | 空气温度 Air temperature | 土壤温度 Soil temperature | 空气相对湿度 Relative air humidity | 土壤相对湿度 Relative soil moisture |
---|---|---|---|---|---|
8 m × 80 m | -1.250 93 | -1.181 59 | 1.269 18 | 1.112 76 | 1.200 96 |
12 m × 80 m | -0.288 68 | -0.322 25 | -0.152 30 | 0.332 68 | -1.200 96 |
20 m × 80 m | 0.481 13 | 0.322 25 | 0.050 77 | -0.172 08 | 0.240 19 |
40 m × 80 m | 1.058 48 | 1.181 59 | -1.167 65 | -1.273 37 | -0.240 19 |
表1 不同茶园防护林内小气候因子数据标准化矩阵
Table 1 The means matrix of microclimate factors in different shelterbelt systems
网格面积 Network area | 风速 Wind speed | 空气温度 Air temperature | 土壤温度 Soil temperature | 空气相对湿度 Relative air humidity | 土壤相对湿度 Relative soil moisture |
---|---|---|---|---|---|
8 m × 80 m | -1.250 93 | -1.181 59 | 1.269 18 | 1.112 76 | 1.200 96 |
12 m × 80 m | -0.288 68 | -0.322 25 | -0.152 30 | 0.332 68 | -1.200 96 |
20 m × 80 m | 0.481 13 | 0.322 25 | 0.050 77 | -0.172 08 | 0.240 19 |
40 m × 80 m | 1.058 48 | 1.181 59 | -1.167 65 | -1.273 37 | -0.240 19 |
项目 Items | 气候因子 Microclimate factors | 特征根 Eigenvalue | 累计贡献 Accumulative contribution | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
风速 Wind speed | 空气温度 Air temperature | 土壤温度 Soil temperature | 空气相对湿度 Relative air humidity | 土壤相对湿度 Relative soil moisture | |||
主分量1 Principal component 1 | -0.233 | -0.235 | 0.236 | 0.234 | 0.142 | 4.169 | 0.833 9 |
因子负荷量 Factor load value | -0.971 | -0.978 | 0.986 | 0.974 | 0.590 | ||
主分量2 Principal component 2 | 0.234 | 0.262 | 0.142 | -0.271 | 1.030 | 0.783 | 0.990 6 |
因子负荷量 Factor load value | 0.183 | 0.205 | 0.111 | -0.212 | 0.806 |
表2 不同茶园防护林内小气候因子的主分量和因子负荷量
Table 2 The principal component coordination and factor load values of microclimate factors in different shelterbelt systems
项目 Items | 气候因子 Microclimate factors | 特征根 Eigenvalue | 累计贡献 Accumulative contribution | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
风速 Wind speed | 空气温度 Air temperature | 土壤温度 Soil temperature | 空气相对湿度 Relative air humidity | 土壤相对湿度 Relative soil moisture | |||
主分量1 Principal component 1 | -0.233 | -0.235 | 0.236 | 0.234 | 0.142 | 4.169 | 0.833 9 |
因子负荷量 Factor load value | -0.971 | -0.978 | 0.986 | 0.974 | 0.590 | ||
主分量2 Principal component 2 | 0.234 | 0.262 | 0.142 | -0.271 | 1.030 | 0.783 | 0.990 6 |
因子负荷量 Factor load value | 0.183 | 0.205 | 0.111 | -0.212 | 0.806 |
1 | Cao XS (1983). Shelterbelt for Farmland. China Forestry Publishing House, Beijing. (in Chinese) |
[ 曹新孙 (1983). 农田防护林学. 中国林业出版社, 北京.] | |
2 | Duan YC, Liu JX, Dong SQ, Xue HY ( 2010). Preliminary research of developing pattern of Shandong Province ecological tea garden. Chinese Agricultural Science Bulletin, 26, 281-286. (in Chinese with English abstract) |
[ 段永春, 刘加秀, 董书强, 薛花余 ( 2010). 山东生态茶园建设模式初探. 中国农学通报, 26, 281-286.] | |
3 | Fan ZP, Zeng DH, Zhu JJ, Jiang FQ, Yu XX ( 2002). Advance in characteristics of ecological effects of farmland shelterbelts. Journal of Soil and Water Conservation, 16, 130-140. (in Chinese with English abstract) |
[ 范志平, 曾德慧, 朱教君, 姜凤岐, 余新晓 ( 2002). 农田防护林生态作用特征研究. 水土保持学报, 16, 130-140.] | |
4 | Huang SB, Fan XH, Fu MY, Fu JH ( 1994). Study on microclimate effects in different tree-tea intercropping models and pure tea plantation. Forest Research, 7, 93-100. (in Chinese) |
[ 黄寿波, 范兴海, 傅懋毅, 傅金和 ( 1994). 不同林-茶栽培模式小气候特征研究. 林业科学研究, 7, 93-100.] | |
5 | Jiang FQ, Zhu JJ, Zeng DH (2003). Management for Protective Plantations. China Forestry Publishing House, Beijing. (in Chinese) |
[ 姜凤岐, 朱教君, 曾德慧 (2003). ,防护林经营学. 中国林业出版社, 北京.] | |
6 | Kong DS, Jin BW, Jin M, Lu YF, Sheng JX ( 2014). Microclimate effects of farmland shelterbelt in middle reaches of Heihe basin. Journal of Arid Land Resources and Environment, 28(1), 32-36. (in Chinese with English abstract) |
[ 孔东升, 金博文, 金铭, 鲁艳芳, 盛吉兴 ( 2014). 黑河流域中游农田防护林小气候效应. 干旱区资源与环境, 28(1), 32-36.] | |
7 | Liu ZL, Fang JM, Yu MK, Wang C, Liu HJ ( 2009). Study on diurnal variation of microclimate characteristics of three forest-tea compound systems. China Forestry Science and Technology, 23(2), 55-59. (in Chinese with English abstract) |
[ 刘志龙, 方建民, 虞木奎, 王臣, 刘洪剑 ( 2009). 3种林茶复合系统小气候特征日变化研究. 林业科技开发, 23(2), 55-59.] | |
8 | Peng FR, Li J, Huang BL, Zhang JL ( 2001). The microclimate characteristics in different agroforestry systems of seacoast. Journal of Plant Resources and Environment, 10, 16-20. (in Chinese with English abstract) |
[ 彭方仁, 李杰, 黄宝龙, 张纪林 ( 2001). 海岸带不同复合农林业系统的小气候特征. 植物资源与环境学报, 10, 16-20.] | |
9 |
Rapp JM, Silman MR ( 2012). Diurnal, seasonal, and altitudinal trends in microclimate across a tropical montane cloud forest. Climate Research, 55, 17-32.
DOI URL |
10 | Shang JY, Zhao HC, Wang BZ ( 2006). Shading effects of farmland shelter-belt and countermeasures. Protection Forest Science and Technology,( 4), 71, 97. (in Chinese) |
[ 尚静原, 赵焕成, 王宝珠 ( 2006). 农田防护林胁地效应及其解决对策. 防护林科技, ( 4), 71, 97.] | |
11 | Teng HZ, Chen XF, Wang C, Dong SQ, Zheng HT ( 2012). The development trend and suggestions of the tea industry in Shandong Province. Chinese Horticultural Abstracts, ( 3), 179-180. (in Chinese) |
[ 滕怀泽, 陈秀峰, 王超, 董书强, 郑海涛 ( 2012). 山东省茶叶产业发展趋势与建议. 中国园艺文摘, ( 3), 179-180.] | |
12 | Wang GM ( 2012). Effects on chestnut-tea intercrop pattern of Xinyang tea garden on the ecological environment. Hubei Agricultural Sciences, 51, 2207-2211. (in Chinese with English abstract) |
[ 王广铭 ( 2012). 信阳茶区栗茶间作模式对生态环境的影响. 湖北农业科学, 51, 2207-2211.] | |
13 | Wang LX, Wang BR, Zhu JZ (2000). Forestry Ecological Engineering. China Forestry Publishing House, Beijing. 223. (in Chinese) |
[ 王礼先, 王斌瑞, 朱金兆 (2000). 林业生态工程学. 中国林业出版社, 北京. 223.] | |
14 | Xiao RL, Peng WX, Song TQ, Wang JR, Xia YJ, Tang Y ( 2006). Ecological regulation effects of straw mulching in tea plantation in subtropical hilly red soil region. Chinese Journal of Ecology, 25, 507-511. (in Chinese with English abstract) |
[ 肖润林, 彭晚霞, 宋同清, 王久荣, 夏艳珺, 汤宇 ( 2006). 稻草覆盖对红壤丘陵茶园的生态调控效应. 生态学杂志, 25, 507-511.] | |
15 | Ye J, Wu JS, Yan XJ, Lin L, Wang GY, Qiu ZM ( 2013). Effects of tea-persimmon interplanting on the ecological environment of tea plantations and tea quality. Northern Horticulture, ( 16), 39-41. (in Chinese) |
[ 叶晶, 吴家森, 颜晓捷, 林丽, 王国英, 邱智敏 ( 2013). 茶-柿复合栽培对茶园生态环境及产品品质的影响. 北方园艺, ( 16), 39-41.] | |
16 | Yu XX, Wang CL, Niu LL (2010). Para Allocation of Watershed Protection Forest System. Science Press, Beijing. 42-45. (in Chinese) |
[ 余新晓, 王春玲, 牛丽丽 (2010). 流域防护林体系对位配置. 科学出版社, 北京. 42-45.] | |
17 | Zhang HL, Zhang QL, Ma LQ ( 2009). Study on microclimate effect of different deploy structure of farm land sheltbelt in Ulanbuh Desert. Journal of Arid Land Resources and Environment, 23, 191-194. (in Chinese with English abstract) |
[ 张红利, 张秋良, 马利强 ( 2009). 乌兰布和沙地东北缘不同配置的农田防护林小气候效应的对比研究. 干旱区资源与环境, 23, 191-194.] | |
18 | Zhang YP, Liu Y ( 2005). A comparative research on microclimate characteristics between ancient tea plantation and conventional tea plantation in Yunnan Province. Journal of South China Agricultural University, 26, 17-21. (in Chinese with English abstract) |
[ 张一平, 刘洋 ( 2005). 云南古茶园与常规茶园小气候特征比较研究. 华南农业大学学报, 26, 17-21.] | |
19 | Zhao LQ, Li CL, Zhao L, Wang QP, Fan ZZ ( 1992). The investigation of soil coerced status of farmland protection forest in Yinhe Township. Protection Forest Science and Technology, ( 1), 1-5. (in Chinese) |
[ 赵凌泉, 李成烈, 赵岭, 汪庆平, 范忠志 ( 1992). 音河乡农田防护林胁地状况的调查研究. 防护林科技, ( 1), 1-5.] | |
20 | Zhu JJ ( 2013). A review of the present situation and future prospect of science of protective forest. Chinese Journal of Plant Ecology, 37, 872-888. (in Chinese with English abstract) |
[ 朱教君 ( 2013). 防护林学研究现状与展望. 植物生态学报, 37, 872-888.] | |
21 | Zhu TY (2001). Farmland Shelterbelt and Ecological Engineering. China Forestry Publishing House, Beijing. 8-16. (in Chinese) |
[ 朱廷曜 (2001). 农田防护林生态工程学. 中国林业出版社, 北京. 8-16.] | |
22 | Zhu XH, Yuan HG, Zheng HT ( 2012). Analysis of tea freeze climate causes in the past 45 years of Shandong. China Tea, ( 3), 11-13. (in Chinese) |
[ 朱秀红, 袁洪刚, 郑海涛 ( 2012). 近45年山东茶树冻害气候原因分析. 中国茶叶, ( 3), 11-13.] | |
23 | Zong PP, Bao YH, Yang JH, Sun CN, Wang L ( 2005). Study on protective effects of small network farm-shelter forest in sandy area of Yellow River. Journal of Soil and Water Conservation, 19, 110-130. (in Chinese with English abstract) |
[ 宗萍萍, 鲍玉海, 杨吉华, 孙成楠, 王力 ( 2005). 黄泛沙地小网格农田防护林网防护效应的研究. 水土保持学报, 19, 110-130.] |
[1] | 王袼, 胡姝娅, 李阳, 陈晓鹏, 李红玉, 董宽虎, 何念鹏, 王常慧. 不同类型草原土壤净氮矿化速率的温度敏感性[J]. 植物生态学报, 2024, 48(4): 523-533. |
[2] | 沈健, 何宗明, 董强, 郜士垒, 林宇. 轻度火烧对滨海沙地人工林土壤呼吸速率和非生物因子的影响[J]. 植物生态学报, 2023, 47(7): 1032-1042. |
[3] | 张敏, 桑英, 宋金凤. 水培富贵竹的根压及其影响因素[J]. 植物生态学报, 2023, 47(7): 1010-1019. |
[4] | 李卫英, 章正仁, 辛雅萱, 王飞, 辛培尧, 高洁. 云南松、思茅松和卡西亚松天然种群间的针叶表型变异[J]. 植物生态学报, 2023, 47(6): 833-846. |
[5] | 夏璟钰, 张扬建, 郑周涛, 赵广, 赵然, 朱艺旋, 高洁, 沈若楠, 李文宇, 郑家禾, 张雨雪, 朱军涛, 孙建新. 青藏高原那曲高山嵩草草甸植物物候对增温的异步响应[J]. 植物生态学报, 2023, 47(2): 183-194. |
[6] | 叶洁泓, 于成龙, 卓少菲, 陈新兰, 杨科明, 文印, 刘慧. 木兰科植物叶片光合系统耐热性与叶片形态及温度生态位的关系[J]. 植物生态学报, 2023, 47(10): 1432-1440. |
[7] | 李一丁, 桑清田, 张灏, 刘龙昌, 潘庆民, 王宇, 刘伟, 袁文平. 内蒙古半干旱地区空气和土壤加湿对幼龄樟子松生长的影响[J]. 植物生态学报, 2022, 46(9): 1077-1085. |
[8] | 朱明阳, 林琳, 佘雨龙, 肖城材, 赵通兴, 胡春相, 赵昌佑, 王文礼. 云南轿子山不同海拔急尖长苞冷杉径向生长动态及其低温阈值[J]. 植物生态学报, 2022, 46(9): 1038-1049. |
[9] | 熊博文, 李桐, 黄樱, 鄢春华, 邱国玉. 不同参考温度取值对三温模型反演植被蒸腾精度的影响[J]. 植物生态学报, 2022, 46(4): 383-393. |
[10] | 丛楠, 张扬建, 朱军涛. 北半球中高纬度地区近30年植被春季物候温度敏感性[J]. 植物生态学报, 2022, 46(2): 125-135. |
[11] | 杨萌, 于贵瑞. 中国干旱半干旱区土壤CO2与CH4通量的耦联解耦及其对温度的响应[J]. 植物生态学报, 2022, 46(12): 1497-1507. |
[12] | 张小燕, WEE Kim Shan Alison, KAJITA Tadashi, 曹坤芳. 种源地对两种红树叶片结构和功能的影响: 对温度的适应性遗传[J]. 植物生态学报, 2021, 45(11): 1241-1250. |
[13] | 张宏锦, 王娓. 生态系统多功能性对全球变化的响应: 进展、问题与展望[J]. 植物生态学报, 2021, 45(10): 1112-1126. |
[14] | 赵河聚, 岳艳鹏, 贾晓红, 成龙, 吴波, 李元寿, 周虹, 赵雪彬. 模拟增温对高寒沙区生物土壤结皮-土壤系统呼吸的影响[J]. 植物生态学报, 2020, 44(9): 916-925. |
[15] | 郑甲佳, 黄松宇, 贾昕, 田赟, 牟钰, 刘鹏, 查天山. 中国森林生态系统土壤呼吸温度敏感性空间变异特征及影响因素[J]. 植物生态学报, 2020, 44(6): 687-698. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||
Copyright © 2022 版权所有 《植物生态学报》编辑部
地址: 北京香山南辛村20号, 邮编: 100093
Tel.: 010-62836134, 62836138; Fax: 010-82599431; E-mail: apes@ibcas.ac.cn, cjpe@ibcas.ac.cn
备案号: 京ICP备16067583号-19