刘金强
- 作品数：10 被引量：39H指数：5
- 供职机构：北京林业大学林学院森林培育与保护教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：农业科学环境科学与工程更多>>
- 基于超声清洗的树木叶面颗粒物粒径分布与吸滞效率研究——以银杏和油松为例被引量：6
- 2016年
- 明确在常规叶片清洗方法(泡洗或泡洗+刷洗)上增加超声清洗对叶面各径级颗粒物滞纳量定量评估的影响,并在此基础上研究叶面颗粒物的粒径分布和吸滞效率,可进一步提高城市树木大气颗粒物吸滞能力的定量评估精度。该文以城市森林建设常用阔叶树种银杏(Ginkgo biloba)和针叶树种油松(Pinus tabuliformis)为研究对象,于雨后(降水量>15 mm)4天(短滞尘时长)和14天(长滞尘时长)分别采集叶样,并依次对其进行泡洗(WC)、刷洗(BC)、超声清洗(UC)等洗脱程序,然后对每个清洗步骤下叶片洗脱液中颗粒物的质量和粒径分布进行测试,并依此估算叶片各径级颗粒物的吸滞效率。结果表明,以"泡洗+刷洗+超声清洗"清洗流程的测试结果为参照,若只对叶片进行泡洗,则银杏和油松对大气颗粒物(PM1,粒径d≤1μm)、PM2.5(d≤2.5μm)、PM5(d≤5μm)、PM10(d≤10μm)吸滞量会分别被低估约一半(54%、53%、53%和53%)和40%(42%、42%、42%和42%);若只进行"泡洗+刷洗",则银杏和油松对相应径级颗粒物的吸滞量仍会分别被低估约15%(17%、16%、15%和15%)和20%(21%、20%、20%和20%)。油松叶面颗粒物粒径分布呈双峰曲线,而银杏叶面颗粒物粒径则呈单峰分布,且银杏叶面颗粒物平均粒径在短、长滞尘时长下均大于油松。油松叶片对PM1、PM2.5、PM5、PM10和总悬浮颗粒物的吸滞效率分别为8.96、23.92、23.96、23.96和23.96 mg·m–2·d–1,分别比银杏叶片高112%、73%、34%、37%和42%。
- 刘金强曹治国刘欢欢张少伟贾黎明贾忠奎席本野
- 关键词：大气颗粒物粒径分布超声清洗
- 树干液流及其主要影响因子对摘芽强度的响应被引量：2
- 2021年
- 为了探讨摘芽强度对树木液流变化特征及其主要环境调控因子的影响,为人工林及果园等高效抚育管理提供参考,该研究以毛白杨(Populus tomentosa)为研究对象,设置4种摘芽处理(不摘芽CK、轻度摘芽BP1.0、中度摘芽BP1.5、重度摘芽BP2.0),采用热扩散式液流检测技术,结合自动气象站,对造林后第2~3个生长季不同摘芽处理后的树干液流、环境因子等进行连续观测。结果表明:1)摘芽对树干液流速率日变化趋势无影响,晴天都呈"单峰型";2)摘芽对树干液流特征值影响显著,试验期间CK、BP1.0、BP1.5、BP2.0处理的液流速率平均值分别为1.405×10^(-3)、1.503×10^(-3)、1.462×10^(-3)、1.033×10^(-3)cm/s,BP2.0显著小于其他处理,CK、BP1.0、BP1.5之间无显著差异(P>0.05);3)影响不同时段、不同处理树干液流的主要环境因子不同,瞬时值日进程的影响因素为太阳辐射和饱和水汽压亏缺,白天及全天日均值的主要影响因子为太阳辐射和日空气温度最大值,夜间液流日均值的影响因子主要为日空气温度最小值和日平均相对湿度;4)不同摘芽强度下毛白杨幼林夜间液流占全天液流的5%~70%,夜间液流与白天及全天液流间呈显著负相关。因此,从促进植物水分生理活动的角度看,轻度和中度摘芽更合适。
- 李广德张亚雄张亚雄李豆豆刘金强刘金强贾黎明
- 关键词：蒸腾温度耗水摘芽毛白杨
- 植物叶片表面水溶与非水溶性颗粒物滞纳量分离定量评估——以5种树种为例被引量：4
- 2019年
- 为了精确、定量评估植物叶片表面水溶性和非水溶性颗粒物的质量及粒径分布,进一步提高对城市树木大气颗粒物吸滞能力的定量评估精度,本研究以3种阔叶树种(银杏、国槐、垂柳)和2种针叶树种(油松、圆柏)为研究对象,于雨后14 d(降水量>15 mm)采集叶样,依次对其进行泡洗+刷洗(WC+BC)、超声清洗(UC),然后对每个清洗步骤下叶片洗脱液进行离心分离,对上清液与沉淀物进行烘干、称量,测定水溶性和非水溶性颗粒物的质量,采用无水乙醇和去离子水对水溶性和非水溶性颗粒物进行溶解,分别测定其粒径分布,并依此计算叶片表面滞纳不同径级水溶性和非水溶性颗粒物的质量.结果表明:阔叶和针叶树种叶片表面滞纳水溶性、非水溶性颗粒物质量(比例)分别为480.61(52.3%)、438.91(47.7%)和97.93(12.0%)、715.84 mg·m^(-2)(88.0%).5种树种叶面水溶性颗粒物粒径分布呈单峰曲线,而叶面非水溶性颗粒物粒径则呈多峰分布,且水溶性颗粒物的平均粒径(40.36μm)明显小于非水溶性颗粒物平均粒径(105.65μm).阔叶树种国槐、银杏在空气中含水溶性颗粒物较多的区域具有较高的颗粒物滞纳能力;而针叶树种圆柏在空气中非水溶性颗粒物较多的区域具有较高的颗粒物滞纳能力.
- 刘金强曹治国郭泽敏段劼康佳刘欢欢闫广轩席本野
- 关键词：大气颗粒物粒径分布
- 砂壤土下滴灌毛白杨幼林土壤水分运移规律与模拟被引量：8
- 2018年
- 【目的】明确滴灌下林地土壤水分运移规律,以期为林分精准滴灌策略制定提供数据支撑和理论依据。【方法】以砂壤土下进行地表滴灌的2年生毛白杨人工林为研究对象,通过田间试验研究灌水及水分再分布过程中土壤水势(ψ_s)、湿润锋和含水率(θ)的动态变化规律,然后利用田间实测数据评估HYDRUS-2D/3D模拟土壤水分短期运动的精度和可行性,并运用验证后的模型对不同初始土壤含水率(θ_i)下的湿润锋运移进行模拟。【结果】灌溉过程中ψ_s、湿润锋水平和垂直运移距离、土壤湿润体内θ随灌水时长的变化可分别用Logistic函数(R^2=0.99)、对数(R^2=0.99)、幂函数(R^2=0.82)和多项式(R^2=0.99)函数描述;停灌时,湿润锋水平和垂直运移距离分别达到22.9和37.3 cm,湿润体内ψ_s和θ较灌溉开始时分别提高61.6%和30.9%,ψ_s在停灌后约120 h恢复至灌溉起始水平;湿润锋水平和垂直运移距离模拟值与实测值的平均偏差分别为1.3和4.5 cm,停灌时及水分再分布过程中HYDRUS-2D/3D模拟θ的平均RMSE和RMAE分别为0.021 cm^3·cm^(-3)和9.7%;利用HYDRUS-2D/3D模拟,得到试验地不同干旱程度时(土壤水分有效性的40%,60%,73%和80%)θ_i越高,湿润锋的水平和垂直运移均越大,且不同θ_i下的水平运移均略小于其垂直运移。【结论】HYDRUS-2D/3D可用于模拟砂壤土下地表滴灌毛白杨幼林的短期土壤水分动态。不同θ_i下湿润锋水平和垂直运移距离随灌溉时长的变化图,可为砂壤土上毛白杨及相似树种人工林的合理滴灌时长的确定提供参考。
- 李豆豆席本野唐连峰冯超贺曰林张亚雄刘龙龙刘金强贾黎明
- 关键词：毛白杨滴灌土壤水分运移土壤水势土壤湿润体
- 短轮伐毛白杨人工林耗水规律及作物系数曲线构建
- 2023年
- 【目的】明确短轮伐毛白杨人工林在轮伐期内的长期耗水规律并构建(基础)作物系数曲线,为毛白杨人工林节水灌溉与经营管理提供依据。【方法】对充分供水下2~6年生毛白杨人工林的蒸腾(T_(r))、土壤蒸发(E_(s))和林分蒸散(ET)进行连续监测,同时获取气象因子、茎干直径日增长量(DGR)、叶面积指数(LAI)和地下水位数据,并计算参考作物潜在蒸散量(ET0)、基础作物系数(K_(cb))和作物系数(K_(c))。【结果】1)林分每年的主要生长阶段不同,但5—7月均生长最快,该时期林木的直径生长量占生长季总生长量的69%~88%,ET累积量占生长季ET总量的47%~61%。根据轮伐期内林分的平均DGR和LAI季节动态,可将毛白杨人工林生长阶段划分为生长前期、发展期、生长中期和生长末期,其对应时段分别为4月初—4月中旬、4月中旬—6月中旬、6月中旬—8月中旬和8月中旬—10月末。2)林分T_(r)、E_(s)和ET存在明显的季节变化,但变化模式在不同林龄上存在较大差异;另外,林分Tr的季节变化与ET0仅在3~6年生林分中显著正相关(P<0.05)、E_(s)和ET_(0)的正相关(P<0.05)只出现在2年生和6年生林分中,但ET和ET0在所有林龄林分中均存在正相关关系(P<0.05)。林分年总ET和Tr随林龄增加分别呈指数(P<0.001)和线性升高(P=0.004),林分E_(s)则逐渐降低但在6年生林分中突然大幅度升高;ET中的T_(r)和E_(s)占比分别逐年升高和降低,并在5~6年生林分中趋于稳定。3)K_(cb)和K_(c)的季节变化特征在不同林龄林分中也存在明显差异,二者的季节变化不受地下水位影响,但其在3~6年生林分中受LAI的控制(P<0.05),且K_(cb)(R^(2)=0.44~0.87)和K_(c)(R^(2)=0.42~0.77)与LAI间均可建立较好的定量关系模型。此外,依据Kcb和Kc的变化规律和划分的林木生长阶段,构建了毛白杨人工林的(基础)作物系数曲线和列表。【结论】毛白杨林分蒸散、蒸腾和蒸发的季节动态特
- 李玲雅邸楠刘金强刘金强邹松言付海曼席本野
- 关键词：蒸腾蒸散土壤蒸发毛白杨
- 毛白杨幼林细根对梯度土壤水分的响应被引量：9
- 2019年
- 【目的】明确毛白杨细根对土壤水分的短期响应,充分了解其根系对土壤水分的生态适应策略,并为其人工林水分管理策略的优化提供理论依据。【方法】在栽植砂壤土的2年生毛白杨林分中,设置3个灌溉处理:充分灌溉(FI)、控水灌溉(CI)和对照(CK)。灌溉2个月后,在各处理林分中采用根钻法进行取样,得到不同处理、深度和水平距离的细根生长、分布及形态数据。【结果】垂直方向上,各处理间细根生物量密度(FRBD)在任一土层内均无显著差异(P>0.05);在各处理间浅土层水分差异较大的区域和整个根区内,细根分布深度表现出CK>CI>FI的特点,该规律在水分差异较小的区域未出现;水平方向上,CK处理下的FRBD呈现出明显的随距树距离增大而逐渐减小的趋势,该趋势在FI和CI处理中较弱;除水平距树30 cm处CK处理的FRBD显著大于FI和CI外(P<0.05),其余距离处各处理间FRBD差异均不显著(P>0.05);细根分布表现出距树越远垂直分布越浅的特点;灌溉处理下,细根在滴头两侧的浅土层中大量聚集,对照处理下细根则大量聚集在靠近树体的深土层中;0~50 cm的任意土层内,各处理间细根形态指标(直径、比根长、组织密度)均无显著差异(P>0.05);林木平均生长空间内整个根区的细根总量表现出CK>FI>CI的特点。【结论】当浅土层存在短期水分差异时,随着干旱胁迫加剧,毛白杨细根生物量的垂直分布逐渐加深,同时向靠近树体的方向聚集;毛白杨通过调节细根分布而非浅土层内细根形态以适应水分胁迫;就细根总量而言,毛白杨会采取先小幅降低,后显著升高的调节策略。在旱季对毛白杨幼林进行灌溉时,建议采用较高频率的充分灌溉。
- 邹松言李豆豆汪金松邸楠刘金强王烨李广德段劼贾黎明席本野
- 关键词：毛白杨土壤水分细根生物量细根分布细根形态
- 树木吸收利用深层土壤水的特征与机制:对人工林培育的启示被引量：9
- 2018年
- 根系吸水是树木水分关系的重要环节,在树木生理活动中发挥着至关重要的作用。深层土壤中的水资源含量一般相对较高,常可为树木生长供给大量水分,并在旱季保障其生存与正常生长。因此,了解树木对深层土壤水的吸收利用特征与机制,可帮助深入认识树木与环境的互作机制、树木的生长与生存策略、物种间的共存与竞争机制等内容,同时还可帮助构建既能降低外部水资源投入,又能避免水分生态环境负面效应的人工林绿色栽培制度。基于已有研究,该文对树木吸收利用深层土壤水的特征与机制进行了综述。首先,探讨了深层根系和深层土壤的界定,指出对于除寒温带针叶林以外的其他主要森林植被类型,可以1m作为树木深根系和深土层的平均划分(参考)标准,并明确了全球范围内树木深根系的成因。其次,对已有研究中观察到的树木对深层土壤水的吸收利用特征及其影响因素进行了归纳与总结,并从深根系性状调节、整株水力特性协调两方面探讨了树木高效吸收利用深层土壤水的机制,如可通过深根系的空间、时间和效率调节策略来促进对深土层水分的吸收。最后,提出了树木利用深土层水分对人工林培育的几点启示,包括水分管理中应使林木适度利用深层土壤水,选用合适的灌水频率、合理的树种混交能促进深层土壤水分储库“缓冲”作用的发挥,基于树木土壤水分利用深度的间伐木选择技术等,并指出了该领域现有研究的不足以及今后的发展方向。
- 席本野邸楠曹治国刘金强李豆豆王烨李广德李广德段劼贾黎明
- 关键词：深根系根系吸水水力提升细根人工林
- 不同灌溉条件下杨树人工林蒸腾过程及环境响应被引量：8
- 2021年
- 研究不同土壤水分阈值灌溉下毛白杨(Populustomentosa)生长季蒸腾与环境因子的关系,对于科学制定毛白杨高效水分管理策略至关重要。该研究以毛白杨人工林为研究对象,设置不同灌溉处理:充分灌溉(DF,当滴头正下方20cm处的土壤水势达到–18 kPa时灌溉)、控水灌溉(DC,当滴头正下方20 cm处的土壤水势达到–45 kPa时灌溉)和无灌溉(CK,空白对照)。采用热扩散技术,对毛白杨生长季树干液流通量进行连续观测,并同步监测太阳辐射(SR)、空气温度(Ta)、空气湿度(RH)、土壤体积含水率(SWC)和风速(WS)等环境因子。结果显示:1)不同灌溉处理下毛白杨树干液流通量日变化趋势相似,呈现单峰型,并存在显著的夜间液流活动。灌溉处理不会影响树干液流的启动时间,但会造成树干液流峰值时间出现差异,充分灌溉会使液流峰值到达时间提前。灌溉会增大毛白杨蒸腾量,毛白杨的蒸腾量随着土壤水分灌溉阈值的减小而增大。2)毛白杨树干液流密度与SR和空气水汽压亏缺(VPD)存在明显的时滞现象,树干液流通量变化提前于VPD,而滞后于SR。不同灌溉处理对时滞现象无显著影响。3) 3个处理下,蒸腾与VPD、SR及SWC具有显著正相关关系,与风速具有显著负相关关系,且对气象因子的响应程度不同。综上所述,灌溉能够有效调节人工林水分生理对环境因子的适应过程,但增加灌溉未必会造成蒸腾相应增加。根据林分蒸腾需水和自然降雨的关系,生长季前期(该研究为4–7月)进行灌溉有利于毛白杨人工林水分生理活动的进行。
- 赵文芹席本野刘金强刘洋邹松言宋午椰陈立欣
- 关键词：环境因子灌溉
- 基于超声清洗的植物叶片吸滞大气颗粒物定量评估——以银杏为例被引量：4
- 2016年
- 【目的】以银杏为例,在常规叶片清洗方法的基础上,定量评估增加超声波清洗步骤在植物叶片表面大气颗粒物完整收集中的效果和必要性,为本研究条件下的银杏叶片确定最佳超声波清洗技术参数组合。【方法】首先,采用常规清洗（浸泡＋搅拌—刷洗）＋超声波清洗;6个超声时长（1、2、3、5、10、20 min）和4个超声功率[200（40%）、300（60%）、400（80%）、500 W（100%）]组合成24种处理方法对叶片（雨后4天采样）进行清洗;然后,测定或观察每个洗脱步骤的叶表面颗粒物洗脱比例、洗脱液颜色变化、叶绿素析出量和叶表面颗粒物残留情况,来判断加入超声清洗的必要性。【结果】1）在40%、60%、80%和100%功率下,当超声波清洗时长分别为5、5、5和3min时不会破坏叶片结构致使叶绿素析出叶片;2）不同超声功率下,浸泡＋搅拌和进一步刷洗分别能洗脱掉叶表面33%~50%和34%~43%的颗粒物;3）在叶片经历常规清洗后,采用＂100%功率＋超声清洗3 min＂的参数组合进行超声波清洗,可使叶表面洁净程度明显提高,且最高还可洗脱约四分之一（27%）的叶表面颗粒物;4）超声波清洗可将大量吸滞于叶表面细小、连续、条带状缝隙中的小粒径颗粒物洗脱掉。【结论】在定量评估植物叶片大气颗粒物吸滞能力时,加入超声波叶片清洗程序极为必要,其可帮助大幅提高叶片颗粒物吸滞量的评估精度。本研究条件下,银杏叶片的最佳清洗方法流程为＂浸泡＋搅拌—刷洗—100%功率下超声波清洗3 min＂,但该方法的稳定性和普适性尚需进一步研究。
- 刘欢欢曹治国贾黎明李秀忠郝利峰刘金强王华席本野
- 关键词：大气颗粒物超声波清洗银杏
- 一种测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布的方法
- 本发明提供了一种测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布的方法，用于通过环境扫描电镜测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布，所述方法首先将植物叶片粘贴到一个第一基板上，然而通过单面胶带将植物叶片上的滞留颗粒物位置不变的粘下来与植物叶片...
- 席本野刘欢欢曹治国贾黎明张少伟刘金强
- 文献传递
