農(nóng)田防護林防護效益分析

王 磊 孟維維

（1.吉林省松江河林業(yè)局，吉林 撫松 134500；2.洮南市林業(yè)局，吉林 洮南 137100）

農(nóng)田防護林具有多重防護效能。在防旱上，由于林地面積的增加，調(diào)節(jié)了氣溫和土壤濕度，增加降雨量，減少水分蒸發(fā)量，從而增加空氣濕度，提高土壤含水量。在防洪上，由于大力治山造林、封山育林、營造水土保持林，提高了森林覆蓋率，減少了地表徑流和洪水沖刷的作用。在防風(fēng)上，在農(nóng)田林網(wǎng)基本成型的地方，起到防風(fēng)固沙作用，風(fēng)災(zāi)沙害基本得到控制，糧食產(chǎn)量不斷提高。

1 空氣動力效應(yīng)

1.1 林帶結(jié)構(gòu)的防風(fēng)效果

不同農(nóng)田防護林結(jié)構(gòu)的防風(fēng)效果不一樣。觀測表明，疏透結(jié)構(gòu)林帶的背風(fēng)最低風(fēng)速區(qū)在5倍樹高處，在20倍樹高處仍能降低風(fēng)速32.6%。通風(fēng)結(jié)構(gòu)和緊密結(jié)構(gòu)的林帶降低風(fēng)速區(qū)雖然不一樣，但都有防風(fēng)效率。疏透式林帶結(jié)構(gòu)好，其次是通風(fēng)結(jié)構(gòu)林帶，最差是緊密結(jié)構(gòu)林帶。

1.2 林帶寬度的防風(fēng)作用

觀測表明，農(nóng)田防護林帶的防風(fēng)距離和防風(fēng)效率與林帶寬度并不成正比，林帶寬度增大到一定程度后，防風(fēng)效率反而降低，因為過寬的林帶透風(fēng)度小，使通過和翻過林帶的氣流比例失調(diào)而降低防風(fēng)效果。如30 m寬、17行樹的林帶，透風(fēng)系數(shù)0.38，防風(fēng)效率37.8%，而15 m寬、8行樹的林帶，透風(fēng)系數(shù)0.60，防風(fēng)效率41.7%，后者為好。

1.3 林帶季相的防風(fēng)效率

根據(jù)對不同疏透度的兩條林帶進行定期觀測發(fā)現(xiàn)，林帶季相（有葉與無葉狀態(tài)）對林帶的防風(fēng)作用影響較大，疏透度偏大的林帶，全葉期比無葉期的防風(fēng)效率增大約15.8%；疏透度偏小或適中的林帶，全葉期比無葉期防風(fēng)效率減小。

1.4 風(fēng)向交角與防風(fēng)效率

對樹高10 m、疏透度0.45的林帶進行觀測表明：風(fēng)向交角為90°時，林帶的防風(fēng)效率最高，平均風(fēng)速降低41.2%；當(dāng)風(fēng)向交角減小至60°時，平均防風(fēng)效率降低10.6%；風(fēng)向交角為30°時，防風(fēng)效率降低7.6%。這說明疏透度適中的林帶與風(fēng)斜交時，氣流通過林帶路徑延長，相當(dāng)于林帶寬度增大，疏透度減小，因而防護效率降低；較窄而疏透度大的林帶與風(fēng)斜交時，防風(fēng)效率明顯提高。

2 熱力水文效應(yīng)

農(nóng)田防護林的熱力水文效應(yīng)比較復(fù)雜，涉及許多因素，如林帶結(jié)構(gòu)、天氣類型、風(fēng)速大小等?，F(xiàn)僅就熱量的分量變化、水文變化介紹如下。

2.1 空氣溫度

林網(wǎng)內(nèi)與空曠區(qū)氣溫差較明顯，不論林帶高度為50 cm還是150 cm，一般氣溫差為1～2℃，特別是在清晨和夜晚，林帶內(nèi)溫度比林帶外空曠地區(qū)溫度高，而白天林網(wǎng)內(nèi)氣溫比空曠區(qū)地低。

2.2 土壤溫度

林網(wǎng)內(nèi)土壤溫度變化沒有空曠區(qū)溫度變化劇烈，對于10 cm深土壤范圍內(nèi)的溫度差異，林網(wǎng)內(nèi)比空曠區(qū)平均高2℃左右。而土壤垂直溫度，林網(wǎng)內(nèi)比空曠區(qū)均勻。

2.3 空氣濕度

在林帶的作用下，由于網(wǎng)格使氣流結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，降低了風(fēng)速，使氣體的交換作用較緩慢，增加了空氣濕度。根據(jù)試驗觀察，林網(wǎng)內(nèi)比空曠區(qū)相對濕度提高3%～11%。

2.4 含水量與蒸發(fā)量

測定表明，林網(wǎng)內(nèi)土壤含水量比空曠區(qū)平均提高1.7%。林網(wǎng)內(nèi)比空曠地蒸發(fā)量平均降低15.0%，最多為21.4%，最少為10.2%。林網(wǎng)內(nèi)因風(fēng)小、蒸發(fā)量小，土壤含水量比空曠區(qū)大。而林緣處土壤含水量較低，是因為林帶樹木大量吸收水分的原因。

3 作物增產(chǎn)作用

農(nóng)田防護林改善小氣候和土壤狀況的作用還集中反映在增加農(nóng)作物產(chǎn)量上。這種作用表現(xiàn)在林帶保護下的農(nóng)作物的各個發(fā)育階段，從種子發(fā)芽到開花結(jié)實均比空曠地方有所提前。據(jù)我國各地對林帶增產(chǎn)效益的觀測，一般當(dāng)林帶達到成林高度時，其所保護的農(nóng)田比造林帶前平均增產(chǎn)20%～50%，最高在100%以上。對于生長期短的地區(qū)，可以防止早霜危害，作物提前成熟。林帶的這些效益主要是改善農(nóng)田小氣候的結(jié)果。在自然條件比較差的地方和風(fēng)沙、干旱等自然災(zāi)害比較嚴(yán)重的年份，林帶的增產(chǎn)效益尤為明顯。

實踐證明，林帶在很大程度上能減輕風(fēng)暴、高溫干旱和低溫凍害等災(zāi)害性天氣的危害。我國營造農(nóng)田防護林較早的地區(qū)，林帶在各個方面已發(fā)揮出巨大的效益。實現(xiàn)農(nóng)田林網(wǎng)化不僅改變了生產(chǎn)條件和自然面貌，為作物生長創(chuàng)造良好的條件，而且為有效地發(fā)揮各項農(nóng)業(yè)作業(yè)措施的作用創(chuàng)造了條件。因此，護田林帶是促進農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，戰(zhàn)勝各種自然災(zāi)害，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要保證。當(dāng)然，僅有農(nóng)田防護林，沒有各種農(nóng)業(yè)技術(shù)措施相配合，也不能實現(xiàn)農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

此外，農(nóng)防林帶可提供民需用材，增加農(nóng)業(yè)收入。對于木料、燃料、肥料、飼料俱缺的地區(qū)，營造農(nóng)田防護林不但可以促進農(nóng)業(yè)增產(chǎn)，而且通過對林帶的撫育（修枝間伐等），解決了部分農(nóng)民用材、燒柴和編織用條材，增加了經(jīng)濟收入。