防护林工程讲稿

其他名词术语：林带高度、林带宽度、林带断面形 状、林带走向、林带夹角与偏角。
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第三章 农田防护林的生态效应
林带防风效应（动力效应）
林带热力学效应 林带水文效应 林带土壤改良效应
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数逐渐减小，直至12～30H乱流系数才接近于旷
野值。
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第一节 农田防护林的防风效应
②疏透结构林带后面乱流系数远较旷野值为小， 且随远离林带而增大，10H处即与旷野相当，14H 最大，达到了旷野值的1.4倍，更远处则又逐渐减 小，至20H处又接近旷野值。 ③通风结构林带，靠近林缘处乱流系数较大，可 达旷野值的1.4倍以上，远离林缘逐渐减小，直至 18H处与旷野的相当。但林带背风处任何点的乱
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第一节 农田防护林的防风效应
⑶、林网内风速的分布特征 当前许多平原已经实现了农田林网化。虽然 对单条林带防风效益的研究是个基础，但并不局
限于此，还需了解由主副林带构成的林网，并把
它作为一个林带体系来研究其整体的防风效应。
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可能比旷野还干燥。此外，在距林带很近的距离 内，因林带林木根系从邻近土壤中吸收大量水分
供于蒸腾作用，常常使这些地段的土壤湿度降低
。背风面5H处比旷野土壤湿度可提高2%～3%； 在生长期土壤湿度的差异不太明显，林带对提高
土壤湿度、延缓返盐的作用是很明显的。
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第三节 农田防护林的水文效应
3、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腾，而林带可 以使这两个改变，他既可以增加降水（特别是固体 降水），而且也可减少实际的蒸发蒸腾，因而在林
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第一节
农田防护林的林带结构
林带结构是指林带外部形态和内部结构的综合体。 按照外部形态和内部特征通常把林带结构划分为 紧密结构、疏透结构、通风结构。 紧密结构：由主要树种、辅佐树种、灌木树种组 成的三层林冠，上下紧密，透光面积小于5%，林 带较快，中等风力基本不能通过 疏透结构：由主要树种、辅佐树种和灌木树种组 成的三层或两层林冠，断面均匀透风透光 透风结构：由主要树种、辅佐树种、灌木树种组 成的二层或一层林冠
迹即为流线。
所谓林带对气流结构的影响系指林带附近流线的 分布产生复杂的变化。一般地说，气流通过林带时
，流线变成曲线性状。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。
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第一节 农田防护林的防风效应
所以如害风遇到紧密结构的林带时，如同遇
到不透风的障碍物一样，在林带的迎风面首先形 成涡旋（风速小、压力大）。后来的气流则全部
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第一节 农田防护林的防风效应
3、林带对风动能的影响
南京大学傅抱璞（1963）的基本理论：林带的
防护效能主要取决于气流通过林带时动能减小率 ，而最优结构的林带应使通过他的气流减小率达 到最大，他认为，使用动能减小率作为林带的防 风效应的特征量最为合适。当透风系数为0.52时
，动能减弱最大，防护效果最好。
第三节 农田防护林的水文效应
4、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上部林冠层阻截 一部分降水，约有10%～20%的降水为林带的林冠 截留，大部分蒸发到大气中去，其余的则降落到林 下或沿树干渗透到土壤中。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。 在多雪地区，强风常常将积雪吹到低洼地区，致 使广阔农田上失去积雪的覆盖和融雪水的聚积。据 前苏联许多学者的研究，在无林保护的农田里，有 30%～50%，甚至70%的积雪被强风吹走，而在有林 带保护的农田上就不会产生这种情况。
旷野低0.4℃，20cm高处的比旷野低1.8℃.
冬季林带的作用比较复杂，8月和夏季相似， 9月和春季相似，有增温作用。
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第二节 农田防护林的热力效应
3、林带对土壤温度的影响
林网内地表温度的变化与近地层气温有相似的 规律性。很多观测资料表明，林带对地表温度的 影响要比对气温的影响较为显著。中午林带附近 的地温较高，而早晨或夜晚林缘附近的地温虽然 略高，但5H处地温较低，尤其是最低温度较为明 显，其原因是在5H处风速和乱流交换减弱得最甚 。
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壤土节拦 ；壤径截 防；流雨 止改；滴 风良固； 害土持调
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第二章
农田防护林的基本知识
一 平原地区防护林体系： 防护林体系，平原地区防护林体系 二 林带的基本知识： 林带结构，林带的疏透度、透风系数， 林带结构的判别，林带特征指标
带保护范围内，土壤湿度可显著增加。在降雪丰富 的地方，第一个作用就具有头等的重要性，而在气 候比较温和的地区，实际蒸发蒸腾量的减少便成为 增加土壤湿度的决定因素。
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第三节 农田防护林的水文效应
但是在干旱的气候条件下，由于林带能使实
际蒸发蒸腾量增加，因而受保护地带的土壤就有
1.2 林带两侧纵辐射的变化 在各种不同方位的林带条件下，越靠近林缘的地 段太阳辐射日总量的减少也越显著；背阴面林缘 的太阳辐射日总量小于向阳面。
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第二节 农田防护林的热力效应
2、林带对气温的影响 林带具有改变气流结构和降低风速的作用， 其结果必然会改变林带附近的热量收支各分量 ，从而引起温度的变化。 春季林带附近气温比旷野高0.2℃，且最高气 温也高于旷野，这有利于作物萌动出苗或防止 春寒。而夏季林带有降温作用，1m高处气温比
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第一节 农田防护林的防风效应
4、林带对乱流交换的影响
罗曼诺娃（E.Pomahoba 1954）对5条林带进
行了观测，并按上述乱流系数相对值的计算方法 得出了如下结果: ①紧密结构林带（或很少通风）后面乱流较紧， 甚至可达旷野值的1.5倍；随着远离林带，乱流系
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第二节 农田防护林的热力效应
由上面的公式即可计算出任何地方、任何季节 和时间、不同林带高度情况下的林带庇荫情况。林
带遮阴的时间和范围在冬季最严重、春季其次、夏 季最轻；南北走向的林带其东西两侧的遮阴时间相 同；东西走向的林带北侧遮阴，东北—西南走向的 林带北侧遮阴明显。
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第二节
农田防护林的疏透度、透风系数
林带透风系数：又称通风系数、通风度等。是指当 风向垂直林带时，林带背风林缘1m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 速之比。 紧密结构：透风系数＜0.3～0.35； 稀疏结构：透风系数0.3～0.35至0.5～0.6； 透风结构：透风系数＞0.5～0.6。
防护林工程学
孙桂丽 林学102
第一章 农田防护林概念和农田防护林的建设概况
第一节 第二节
农田防护林的概念 我国农田防护林的发展过程
第三节
我国农田防护林的类型区
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第一节 农田防护林的概念
一、概念
1、农田防护林：凡是以一定的树种组成，一定的结 构和成带或网状配臵在遭受不同自然灾害农田上的 人工林。 2、功能： ①抵御自然灾害，改善农田小气候，为农作物生长 发育创造有利条件，保证农作物高产稳产和高效； ②为发展多种经营，增加农民经济收入奠定基础。 3、扩展概念：农田林网化，农田防护林体系
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第一节 农田防护林的防风效应
现从林带附近的速度场特征、风速廓线特征和林网 内风速分布特征这三个方面进行具体分析。 ⑴、林带附近速度场特征 林带附近的速度场是指林带附近风速大小的空间 分布，或者说速度场表示林带附近风速分布特征。 ⑵、林带影响下的风速廓线 林带可以起到保护农作物不受风害的作用，其主 要原因在于改变了林带附近的风速分布，使下部风 速大大降低而上部风速反而增大。
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第三节 农田防护林的水文效应
1、林带对蒸发蒸腾的影响 林带内部的蒸发要比旷野小，故可减少网内的 土壤蒸发和作物蒸发，改善农田的水分状况 2、林带对空气湿度的影响
在林带作用范围内，由于风速和乱流交换减弱 ，使得林网内作物蒸腾和土壤蒸发的水分在近地层 大气中逗留的时间要相应延长。因此，近地面的绝 对湿度常常高于旷野。一般绝对湿度可增加 0.5×105～1×105mPa，相对湿度增加2%～3%。
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第三章 农田防护林的生态效应
低层大气中气流运动状态，评价林带防风效应 的常用参数，林带防风原理，影响林带防风效 应的因子 林带热力效应的基本特征，林带对太阳辐射的 影响，林带对气温的影响，林带对土壤温度的 影响 林带的蒸发、蒸腾的影响，林带对空气湿度的 影响，林带对土壤湿度的影响，林带会地下水 位的影响 林带防止土壤风蚀的作用；林带对土壤理化性 质的影响，改良盐渍化土地的途径
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第一节 农田防护林的防风效应
林带对气流主要有3种作用： ①改变林带附近的流场结构。 ②影响林带附近的风速。
③改变气流状态，使乱流的影响不同。
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第一节 农田防护林的防风效应
1、林带对气流结构的影响 气流结构即为流场结构。流场是流线的分布场。 流线上任一点的切线方向即为位于该点的空气质点 的运动方向。在一定的正常运动中，质点运动的轨
地面特征：地面粗糙度、地形起伏等。
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第二节 农田防护林的热力效应
1、林带对太阳辐射的影响 1.1 林带的庇荫作用 田中贞雄（1960）给出了林带遮荫范围的计 算公式：
sinh sin sin cos cos cost
翻越林冠的上方，超过林冠上方的气流在背风面
迅速下降形成一个强大的涡旋（他好似气枕，起 着抽气机的作用），促使超过林带的气流不断地
下降，产生垂直方向的涡动。
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第一节 农田防护林的防风效应
2、林带对风速的影响 不同结构的林带对空气湍流性质和气流结构的 影响是不同的，因而它们对于降低害风风速和防护 效果也是不同的。从观测资料来看，多数人认为以 降低空旷地区风速的25%为林带的有效防风作用， 农田防护林带的防护作用和防护距离与其结构、高 度、断面类型有直接关系，因具体分析，不能一概 而论。
流系数均比狂野的大。
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第一节 农田防护林的防风效应
5、影响林带防风效应的因子
影响林带防风效应的主要有3个方面的因素：
林带特征: 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、有叶或无叶等。 天气条件：近地面层大气热层结、风向交角、风 速等。
con sin t sin conh
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第二节 农田防护林的热力效应
L H ctgh
D L sin( A )

式中:h——太阳高度角； φ——纬度； H——树高； δ ——太阳赤纬； t——太阳时角； A——太阳方位角； L——树木阴影长； D——林带阴影边缘距林带的距离； β——林带走向。