7-农田防护林营造技术

1、第第10章章 农田防护林营造技术农田防护林营造技术农田防护林的根本知识农田防护林的根本知识农田防护林的生态效益农田防护林的生态效益农田防护林的经济效益农田防护林的经济效益农田防护林规划设计农田防护林规划设计农田防护林的营造与管理农田防护林的营造与管理三北防护林农田防护林三北防护林农田防护林营造农田防护林的功能：营造农田防护林的功能： 抵御自然灾害抵御自然灾害改善农田小气候环境，给弄作物的生长和发育创改善农田小气候环境，给弄作物的生长和发育创造有利条件造有利条件保障农作物高产稳产保障农作物高产稳产开展多种经营，增加农民经济收入和提高生活水开展多种经营，增加农民经济收入和提高生活水平平10.1 农

2、田防护林的根本知识农田防护林的根本知识1 农田防护林的概念农田防护林的概念 农田防护林是以一定的树种组成、一定农田防护林是以一定的树种组成、一定的结构和成带或网状配置在遭受不同自然的结构和成带或网状配置在遭受不同自然灾害农田上的人工林。根据田、水、林、灾害农田上的人工林。根据田、水、林、路总体规划，在农田上将农田防护林的主路总体规划，在农田上将农田防护林的主要林带配置成纵横交错，构成无数网眼要林带配置成纵横交错，构成无数网眼林网，即农田林网化。林网，即农田林网化。2 林带结构林带结构 林带结构是指林带的外部形态和内部结构的综合林带结构是指林带的外部形态和内部结构的综合体。林带的外部形态是由树种

3、组成以及树木各局部体。林带的外部形态是由树种组成以及树木各局部在林带内的空间分布、搭配情况所决定。在林带内的空间分布、搭配情况所决定。从林带的纵断面上看，可以通过透光空隙的大小和分从林带的纵断面上看，可以通过透光空隙的大小和分布，发现林带的均一性和层次性。布，发现林带的均一性和层次性。从林带的横断面看，可看出林带呈现各种几何形状。从林带的横断面看，可看出林带呈现各种几何形状。 根据林带的外部形态和内部特征，通常把林带结构划分为以下3种根本类型紧密结构紧密结构 由主要树种、辅佐树种和灌木树种组成的三层林由主要树种、辅佐树种和灌木树种组成的三层林冠，上下紧密，一般透光面积冠，上下紧密，一般透光面积

4、5%，林带比较宽，中等风力遇，林带比较宽，中等风力遇到林带时，根本上不能通过，大局部空气由林带上部越过，防到林带时，根本上不能通过，大局部空气由林带上部越过，防风距离较短。风距离较短。稀疏疏透结构稀疏疏透结构 由主要树种、辅佐树种和灌木树种组成由主要树种、辅佐树种和灌木树种组成的三层或二层林冠，林带的整个纵断面均匀透风透光，从上部的三层或二层林冠，林带的整个纵断面均匀透风透光，从上部到下部结构都不太紧密，透光空隙分布均匀。到下部结构都不太紧密，透光空隙分布均匀。透风通风结构透风通风结构 由主要树种、辅佐树种和灌木树种组成由主要树种、辅佐树种和灌木树种组成的二层或一层林冠，上部为林冠层，有较小而

5、均匀的透光空隙，的二层或一层林冠，上部为林冠层，有较小而均匀的透光空隙，或紧密而不透光，下层为树干层，有均匀的栅栏状的大透光空或紧密而不透光，下层为树干层，有均匀的栅栏状的大透光空隙。隙。3 疏透度、透风系数疏透度、透风系数疏透度疏透度 以林带的结构来鉴定其透风状况的指标，也是判断以林带的结构来鉴定其透风状况的指标，也是判断林带结构的重要参数。疏透度也称光度，指林带的透光程度。林带结构的重要参数。疏透度也称光度，指林带的透光程度。疏透度是林带林缘垂直面上透光空隙的投影面积与该垂直面疏透度是林带林缘垂直面上透光空隙的投影面积与该垂直面上总面积之比。上总面积之比。透风系数透风系数 指当风向垂直林带

6、时，林带背风林缘指当风向垂直林带时，林带背风林缘1m1m处林带高处林带高度范围内的平均风速与空旷地区相同高度范围内的平均风速度范围内的平均风速与空旷地区相同高度范围内的平均风速之比。透风系数是衡量林带结构优劣的重要参数，又是确定之比。透风系数是衡量林带结构优劣的重要参数，又是确定林带结构的依据之一，但不是林带本身结构指标。林带结构的依据之一，但不是林带本身结构指标。4 林带高度林带高度 林带高度指林带种主要树种的成龄高度。根据测树学林带高度指林带种主要树种的成龄高度。根据测树学原理，树木的连年生长量曲线与平均生长量曲线两者相交时原理，树木的连年生长量曲线与平均生长量曲线两者相交时的年龄，称为树

7、种成熟龄，此时的树种高度可作为护田林设的年龄，称为树种成熟龄，此时的树种高度可作为护田林设计树高的标准。计树高的标准。TH(T)HH平H(T)5 林带宽度林带宽度 林带宽度是指林带本身所占据的株行距，两侧林带宽度是指林带本身所占据的株行距，两侧各加。林带宽度在一定范围的条件下，假设维持适各加。林带宽度在一定范围的条件下，假设维持适宜的疏透度，可以发现林带密度与行数是密切相关宜的疏透度，可以发现林带密度与行数是密切相关的，因此林带宽度的差异对林带结构的改变主要是的，因此林带宽度的差异对林带结构的改变主要是对疏透度的影响。一种疏透型或通风型林带，如果对疏透度的影响。一种疏透型或通风型林带，如果宽度

8、增大到一定限度就会变成紧密结构林带。宽度增大到一定限度就会变成紧密结构林带。6 林带断面形状林带断面形状 营造林带时，由于主要树种、辅佐树种及灌木树种在搭营造林带时，由于主要树种、辅佐树种及灌木树种在搭配方式上的差异，往往会形成不同的林带断面几何形状，称配方式上的差异，往往会形成不同的林带断面几何形状，称为林带断面形状。常见的为林带断面形状。常见的有矩形、等边形或不等边形三角形、有矩形、等边形或不等边形三角形、对称或不对称屋脊形、梯形和凹槽形对称或不对称屋脊形、梯形和凹槽形等。等。7 林带走向林带走向 林带走向是指林带配置的方向，是以林带两端的指向，林带走向是指林带配置的方向，是以林带两端的指

9、向，即以林带方位角来表示。在一般情况下，林带走向是由主即以林带方位角来表示。在一般情况下，林带走向是由主害风方向而定。害风方向而定。8 林带夹角与偏角林带夹角与偏角 实际设计的林带与理想林带走向的夹角称为林带的偏角，实际设计的林带与理想林带走向的夹角称为林带的偏角，林带与主害风方向的夹角称为林带的交角。林带与主害风方向的夹角称为林带的交角。10.2 农田防护林的生态效益农田防护林的生态效益1 农田防护林的防风效应农田防护林的防风效应v对气流的作用：对气流的作用：改变林带附近的流场结构改变林带附近的流场结构 林带对气流结构的影响是指林林带对气流结构的影响是指林带附近流线的分布产生复杂的变化。林带

10、结构对气流在空带附近流线的分布产生复杂的变化。林带结构对气流在空间上的分布及其性质起着决定性的影响。间上的分布及其性质起着决定性的影响。影响林带附近的风速。影响林带附近的风速。林带背风面风速明显减弱，个别部林带背风面风速明显减弱，个别部位也可能加强。不同结构的林带对空气湍流性质和气流结位也可能加强。不同结构的林带对空气湍流性质和气流结构的影响不同，因而他们对于降低害风风速和防护效果也构的影响不同，因而他们对于降低害风风速和防护效果也不同。主要表现在不同。主要表现在林带附近速度场、林带影响下的风速廓林带附近速度场、林带影响下的风速廓线和林网内风速的分布线和林网内风速的分布三方面。三方面。林带对风

11、动能的影响林带对风动能的影响 林带的防护效能主要取决于气流通过林带的防护效能主要取决于气流通过林带时的动能见效率，而最优结构的林带应使通过它的气流林带时的动能见效率，而最优结构的林带应使通过它的气流减小率到达最大。减小率到达最大。改变气流的状态，使乱流的影响不同。改变气流的状态，使乱流的影响不同。 表现于减少林带后表现于减少林带后面的土壤蒸发、保持冬季积雪、防止土壤风蚀。面的土壤蒸发、保持冬季积雪、防止土壤风蚀。影响林带防风效应的因子影响林带防风效应的因子 林带防风效应的优劣是由其有效防护距离或有效防护范林带防风效应的优劣是由其有效防护距离或有效防护范围来表示的。由大量实测资料分析及相应的防护

12、林理论分析围来表示的。由大量实测资料分析及相应的防护林理论分析可知，影响林带防风效应主要有可知，影响林带防风效应主要有3个因素：个因素：林带特征林带特征 林带结构、疏透度或透风系数、林带高度、林带林带结构、疏透度或透风系数、林带高度、林带宽度、横断面形状、有叶和无叶等。宽度、横断面形状、有叶和无叶等。天气条件天气条件 近地面层大气热层结、风向交角、风速等。近地面层大气热层结、风向交角、风速等。地面特征地面特征 地面粗糙度、地形起伏等。地面粗糙度、地形起伏等。2 农田防护林的热力效应农田防护林的热力效应林带对太阳辐射的影响林带对太阳辐射的影响林带对气温的影响林带对气温的影响林带对土壤温度的影响林

13、带对土壤温度的影响太阳辐射能减少太阳辐射能减少区域内日照时数减少。区域内日照时数减少。3 农田防护林的水文效应农田防护林的水文效应林带对蒸发蒸腾的影响林带对蒸发蒸腾的影响 取决于太阳辐射、风速、温度和空取决于太阳辐射、风速、温度和空气湿度。气湿度。林带对空气湿度的影响林带对空气湿度的影响 在林带作用范围内，由于风速和乱在林带作用范围内，由于风速和乱流交换的减弱，使得林网内作物蒸腾和土壤蒸发的水分在近流交换的减弱，使得林网内作物蒸腾和土壤蒸发的水分在近地层大气中逗留时间要相应延长。因此，近地面的绝对湿度地层大气中逗留时间要相应延长。因此，近地面的绝对湿度比旷野高。比旷野高。林带对降水和积雪的影响

14、林带对降水和积雪的影响 林带影响降水的分布表现在林带林带影响降水的分布表现在林带上部林冠层阻截局部降水，而且截留量的大小随树种、林带上部林冠层阻截局部降水，而且截留量的大小随树种、林带结构、疏透度及降水强度而有差异；由于林带能够降低风速，结构、疏透度及降水强度而有差异；由于林带能够降低风速，因而也就保护了农田上的积雪不被强风吹走，并能均匀的分因而也就保护了农田上的积雪不被强风吹走，并能均匀的分布在农田上。布在农田上。林带对土壤湿度的影响林带对土壤湿度的影响 土壤湿度决定于降水和实际蒸发蒸土壤湿度决定于降水和实际蒸发蒸腾，而林带可以改变二者，它既可以增加降水，也可以减少腾，而林带可以改变二者，它

15、既可以增加降水，也可以减少实际蒸发蒸腾，因而在林带保护范围内，土壤湿度可显著增实际蒸发蒸腾，因而在林带保护范围内，土壤湿度可显著增加。加。林带对地下水的影响林带对地下水的影响 林带对地下水位的影响是由林带的蒸林带对地下水位的影响是由林带的蒸腾作用而决定的。如在渠道两侧营造防护林，既能改善小气腾作用而决定的。如在渠道两侧营造防护林，既能改善小气候，也能起到生物排水作用，主要依靠庞大的林冠和根系不候，也能起到生物排水作用，主要依靠庞大的林冠和根系不断把地下水蒸发到空气中去，从而使地下水位明显降低。断把地下水蒸发到空气中去，从而使地下水位明显降低。4 农田防护林的土壤改进效应农田防护林的土壤改进效应

16、林带防止土壤风蚀作用林带防止土壤风蚀作用 农田防护林防止或减轻土壤风蚀的农田防护林防止或减轻土壤风蚀的作用取决于其降低风速、减弱乱流交换以及在一定程度上可作用取决于其降低风速、减弱乱流交换以及在一定程度上可提高土壤含水量等诸多功能。提高土壤含水量等诸多功能。林带对土壤理化性质的影响林带对土壤理化性质的影响 农田防护林具有改善农田小气农田防护林具有改善农田小气候的功能，从而对土壤的水、热条件有相应的改善。此外，候的功能，从而对土壤的水、热条件有相应的改善。此外，根系的活动和地上局部树木有机体的累计，枯落物分解，必根系的活动和地上局部树木有机体的累计，枯落物分解，必然对土壤微生物区系组成和活动产生

17、积极的影响，并导致土然对土壤微生物区系组成和活动产生积极的影响，并导致土壤特性、肥力和结构的改变，因此，农田防护林是地区生态壤特性、肥力和结构的改变，因此，农田防护林是地区生态平衡和生物群落的物质转化的重要因素。平衡和生物群落的物质转化的重要因素。10.3 农田防护林的经济效益农田防护林的经济效益 农田防护林的经济效益，主要指由于营造农田防护林在农田防护林的经济效益，主要指由于营造农田防护林在经济上所获得的收益，主要表现在对农作物产量的影响以经济上所获得的收益，主要表现在对农作物产量的影响以及所获得的其他经济效益。及所获得的其他经济效益。10.4 农田防护林规划设计农田防护林规划设计1 农田防

18、护林规划设计原那么农田防护林规划设计原那么因地制宜，因害设防因地制宜，因害设防全面规划，综合治理全面规划，综合治理当前利益和长远利益相结合当前利益和长远利益相结合建立综合性防护体系建立综合性防护体系2 农田防护林规划设计主要参数确实定农田防护林规划设计主要参数确实定1林带走向林带走向 在确定林带走向时，最根本的依据是各地区的风害状在确定林带走向时，最根本的依据是各地区的风害状况，特别是害风风向的变化规律。主林带的走向应垂直于况，特别是害风风向的变化规律。主林带的走向应垂直于主害风风向，这样才能最大限度发挥林带阻碍害风的作用。主害风风向，这样才能最大限度发挥林带阻碍害风的作用。副林带垂直于主林带

19、，与主害风风向平行，起辅助作用。副林带垂直于主林带，与主害风风向平行，起辅助作用。在有灌溉条件的地区，林带应尽量与灌渠系统相一致，在在有灌溉条件的地区，林带应尽量与灌渠系统相一致，在有交通干道地方，林带还应与干线公路相一致，做到林随有交通干道地方，林带还应与干线公路相一致，做到林随水走，林随路走。地面坡度大于水走，林随路走。地面坡度大于5度，林带走向应与等高度，林带走向应与等高线一致。线一致。2主林带与主害风的交角和偏角主林带与主害风的交角和偏角v气流通过林带的路径延长，增加了林带宽度，减气流通过林带的路径延长，增加了林带宽度，减少了透风系数少了透风系数v气流方向的有效防护距离和林带垂直线上的

20、有效气流方向的有效防护距离和林带垂直线上的有效防护距离不同，因而影响到防风效能。防护距离不同，因而影响到防风效能。3 林带间距林带间距v害风季节的最大平均风速。害风季节的最大平均风速。v林带高度，即林带中主要树种的成林高度。林带高度，即林带中主要树种的成林高度。v最大允许风速，即林网内的农作物不致造成灾害最大允许风速，即林网内的农作物不致造成灾害的最大风速。的最大风速。4林带宽度林带宽度 确定林带宽度应以最大限度地发挥林带的防护效益，确定林带宽度应以最大限度地发挥林带的防护效益，最小限度占用耕地为出发点，把林带宽度缩小到既能满足最小限度占用耕地为出发点，把林带宽度缩小到既能满足防护效能的需要，

21、又少占耕地。防护效能的需要，又少占耕地。 林带宽度主要是根据最适疏透度和林带树木特征、林带宽度主要是根据最适疏透度和林带树木特征、离地条件等因素来确定，采用小网格、窄林带的原那么确离地条件等因素来确定，采用小网格、窄林带的原那么确定林带宽度，一般定林带宽度，一般3-103-10行不等。行不等。5林带缺口林带缺口 林带缺口主要是保证农业机具和牲畜、车辆顺利在林林带缺口主要是保证农业机具和牲畜、车辆顺利在林网内进行作业，而在主林带和副林带交接处留有的适当宽网内进行作业，而在主林带和副林带交接处留有的适当宽度的缺口。但当风遇到林带缺口时，由于狭管效应，风速度的缺口。但当风遇到林带缺口时，由于狭管效应

22、，风速增大，故缺口应适当留得小一些。增大，故缺口应适当留得小一些。3 农田防护林树种的选择及其配置农田防护林树种的选择及其配置1农田防护林树种的选择与要求农田防护林树种的选择与要求适地适树适地适树防护效能防护效能经济效益经济效益其他要求其他要求2农田防护林的混交类型与混交方式农田防护林的混交类型与混交方式 防护林带中的树种分类防护林带中的树种分类主要树种主要树种辅佐树种辅佐树种生长迅速生长迅速树形高大、枝叶繁茂树形高大、枝叶繁茂主根系兴旺、树冠较窄主根系兴旺、树冠较窄生长稳定、长寿生长稳定、长寿抗性强、不易风倒、风折抗性强、不易风倒、风折促进主要树种高生长，形成促进主要树种高生长，形成第第1

23、1层林冠层林冠与主要树种的林冠形成林带与主要树种的林冠形成林带的上层林冠的上层林冠为主要树种创造生长条件为主要树种创造生长条件 防护林带中的树种分类防护林带中的树种分类灌木树种灌木树种调节林带下部透风度调节林带下部透风度改进土壤养分改进土壤养分防止水土流失防止水土流失减少土壤水分蒸发减少土壤水分蒸发果树和经济树种果树和经济树种在人多地少在人多地少的地区，可以发挥其经济价值。的地区，可以发挥其经济价值。 防护林带的混交类型防护林带的混交类型u乔木混交型乔木混交型两种或两种以上主要树种组合成的林带两种或两种以上主要树种组合成的林带混交类型。混交类型。u作用：促进林带生长，提高防护效果，延长防护时间

24、，作用：促进林带生长，提高防护效果，延长防护时间，同时可提供木材，表达其经济价值。同时可提供木材，表达其经济价值。u主要树种和辅佐树种混交型主要树种和辅佐树种混交型由高大乔木和中等乔木树由高大乔木和中等乔木树种组成。种组成。作用：作用：形成良好的透风型与疏透结构林带。形成良好的透风型与疏透结构林带。u乔木树种与灌木树种混交型乔木树种与灌木树种混交型种间矛盾缓和，形成疏透种间矛盾缓和，形成疏透适中的林带结构，适用于立地条件较差的地方。适中的林带结构，适用于立地条件较差的地方。u综合混交型综合混交型主要树种、辅佐树种和灌木树种共同组成，主要树种、辅佐树种和灌木树种共同组成，一般形成紧密结构林带，对

25、风沙严重地区防风固沙效果显一般形成紧密结构林带，对风沙严重地区防风固沙效果显著。著。 防护林带的混交方式防护林带的混交方式u株间混交株间混交在一行内隔株种植其他树种，树种之间在一行内隔株种植其他树种，树种之间相互影响较为显著。相互影响较为显著。u行间混交行间混交隔行种植其他树种，树种之间影响较低。隔行种植其他树种，树种之间影响较低。u带状混交带状混交两种或多种树种间隔两种或多种树种间隔3行或多行种植。相行或多行种植。相邻两行树种相互影响。邻两行树种相互影响。3防护林带、混交林带与混交方式确定防护林带、混交林带与混交方式确定u疏透结构类型疏透结构类型主要树种加灌木，或用乔木平主要树种加灌木，或用乔木平茬代替灌木；主要树种