建設(shè)防護林體系的作用與意義

李亞軍

防護林（Shelter forest）是為了保持水土、防風(fēng)固沙、 涵養(yǎng)水源、 調(diào)節(jié)氣候、減少污染所經(jīng)營的天然林和人工林（林分指林木的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征）。是以防御 自然災(zāi)害、維護基礎(chǔ)設(shè)施、保護生產(chǎn)、改善環(huán)境和維持生態(tài)平衡等為主要目的的森林群落。它是中國林種分類中的一個主要林種。

防護林體系的防風(fēng)、防沙、改善生物氣候和防止土壤次生鹽漬化的效能，主要決定于防護林體系各組成部分的空氣動力效應(yīng)。

（一）林帶的防風(fēng)作用

林帶的防風(fēng)作用，取決于兩個互相制約的因素。即一是從林帶上空越過的氣流，在林帶背風(fēng)面下沉的速度和距離；二是氣流穿過林帶后動能量減少的程度。

林帶的防風(fēng)作用，是防護林體系防護效益最重要的一個方面。在防護林帶的設(shè)計與營造中，常把林帶的防風(fēng)作用列為重要指標(biāo)之一。林帶防風(fēng)作用的優(yōu)劣，除直接取決于林帶本身的結(jié)構(gòu)、疏透度、高度、橫斷面形式、寬度、樹種組成和造林密度等因素外，還與風(fēng)向與林帶交角，以及有關(guān)外界因素（如季節(jié)、天氣條件等），都有密切關(guān)系。

1、林帶結(jié)構(gòu)與防風(fēng)作用

林帶結(jié)構(gòu)是指組成林帶各林木的枝葉，在整個林墻上（從地面到林冠頂部）分布的層次和密集程度，它直接與樹種組成和寬度有關(guān)。根據(jù)林帶的外貌和透光孔隙的分布狀況，可將防護林帶分成三種基本結(jié)構(gòu)，即：緊密結(jié)構(gòu)（不通風(fēng)結(jié)構(gòu)）、稀疏結(jié)構(gòu)（疏透結(jié)構(gòu)）和通風(fēng)結(jié)構(gòu)（透風(fēng)結(jié)構(gòu)）。

不同結(jié)構(gòu)的林帶，表現(xiàn)了不同的防風(fēng)作用。從有效防風(fēng)距離來看，以低度透風(fēng)的通風(fēng)林帶最好，次為稀疏結(jié)構(gòu)林帶，緊密結(jié)構(gòu)林帶最差。鑒于稀疏結(jié)構(gòu)林帶，在有效防護范圍內(nèi)能較大幅度的降低風(fēng)速，并且不會導(dǎo)致林緣附近出現(xiàn)風(fēng)蝕，故宜在風(fēng)沙嚴(yán)重地區(qū)廣泛采用。低度透風(fēng)的通風(fēng)結(jié)構(gòu)林帶，宜在綠洲內(nèi)部廣泛采用。高度透風(fēng)的通風(fēng)結(jié)構(gòu)林帶，宜在風(fēng)沙危害較輕的地區(qū)與低度透風(fēng)的通風(fēng)林帶配合采用，以構(gòu)成“窄林帶、小林網(wǎng)”的農(nóng)田防護林網(wǎng)。至于緊密結(jié)構(gòu)林帶，因為缺點較多，除了可配置于綠洲邊緣外，在農(nóng)田防護林帶中一般不宜采用。

2、林帶疏透度與防風(fēng)作用

林帶的疏透度，是指林帶的透光孔隙面積與整個林帶縱斷面積之比。林帶疏透度與林帶結(jié)構(gòu)是兩個完全不同的概念。即使結(jié)構(gòu)相同的林帶，也可以構(gòu)成各種不同的疏透度。

經(jīng)過試驗測算，對于稀疏結(jié)構(gòu)林帶來說，無論是有效防護距離或達到恢復(fù)對照風(fēng)速的距離，以疏透度為0%時（即緊密結(jié)構(gòu)）最小，僅為19H和27H。隨著疏透度的增加防風(fēng)作用得到提高，疏透度為50%時防風(fēng)作用達最大值，分別為30H和59H。對于通風(fēng)結(jié)構(gòu)的林帶來說，適中的疏透度則為40%。因此，在防護林營造的工作中，應(yīng)當(dāng)加強對林帶的撫育管理，以維護林帶具有適中的疏透度。

3、林帶高度與防風(fēng)作用

林帶的防風(fēng)作用，一般來說是隨著林帶高度的增加，其絕對距離才能延長。這是因為林帶越高，林帶背風(fēng)面漩渦的規(guī)模越大，從林帶上空越過的氣流被抬升的也越高，促使上層氣流在離林帶較遠(yuǎn)處才能向下傳遞，這樣就延長了林帶防風(fēng)作用的距離。因此，在防護林帶的設(shè)計和營造工作中，選擇樹體高大的速生和長壽樹種，不僅可以提早發(fā)揮林帶的防護效益，而且有利于維護林帶持久的防護作用。

4、林帶寬度與防風(fēng)作用

林帶寬度是構(gòu)成林帶結(jié)構(gòu)和疏透度的一個重要因素。林帶過窄，會形成高度通風(fēng)結(jié)構(gòu)林帶；過寬，又勢必會形成緊密結(jié)構(gòu)林帶，都會降低林帶的防風(fēng)作用。為了提高窄林帶的防風(fēng)作用，在營造窄林帶時，應(yīng)注意樹種的選擇和配置，在保證主要樹種占優(yōu)勢的同時，適當(dāng)配置一部分枝葉茂密的輔助樹種，使林帶能形成適中的疏透度，并適當(dāng)控制林帶的修枝高度，切忌修枝過高，降低林帶的防風(fēng)效果。

5、風(fēng)向與林帶交角對防風(fēng)作用的影響

風(fēng)向與林帶交角，也是影響林帶防風(fēng)作用的一個重要因素。研究表明，在林帶疏透度適中的情況下，當(dāng)風(fēng)向垂直于林帶時，林帶具有最大的防風(fēng)作用距離。林帶的防風(fēng)作用距離，隨著風(fēng)向與林帶交角的縮小而減少。因此，在進行防護林設(shè)計時，必須考慮到當(dāng)?shù)刂骱︼L(fēng)的方向，使主林帶的配置方向與主害風(fēng)的方向垂直。

6、林帶的橫斷面形式與防風(fēng)作用

林帶的橫斷面，是指林帶的側(cè)面所具有的幾何形狀。林帶的橫斷面形式，可調(diào)節(jié)氣流由林帶上部越過的部分和透過林帶部分的比例，因此也就對林帶的防風(fēng)效果產(chǎn)生了影響。

7、不同季節(jié)林帶的防風(fēng)作用

隨著季節(jié)的變化，林帶在落葉期內(nèi)，疏透度要增加20—60%（以林帶的結(jié)構(gòu)不同而變化），因此，林帶的防風(fēng)作用也要相應(yīng)地改變。在林帶進入冬季落葉期間，其防風(fēng)作用較盛葉期減弱，林帶背風(fēng)面30H范圍內(nèi)，通風(fēng)結(jié)構(gòu)林帶減少24%，稀疏結(jié)構(gòu)林帶減少13%，緊密結(jié)構(gòu)林帶減少8%.

（二）林帶的防沙作用

1、降低風(fēng)速，阻截流沙；

2、保護田間地表免于風(fēng)蝕；

3、“過濾”氣流。

林帶的防風(fēng)阻沙特性，是隨著林帶本身結(jié)構(gòu)、配置、林齡的變化，經(jīng)常處于變化之中，并不是一成不變的。

（三）林帶的生物排水作用

1、樹木的蒸騰作用

樹木是一種高大的綠色植物體，它具有發(fā)育強大的根系和蒸騰面積。當(dāng)樹木組成一條條林帶時，就像一排排巨大的生物抽水機，把根系從2.5—3米土層中吸收到的水分，通過葉表面蒸騰到空氣中去，從而降低了地下水位，并防止了土壤耕層的積鹽。

2、林帶的生物排水效果

林帶生物排水作用的大小，不僅決定于組成林帶樹種的蒸騰量，而且還與林木的生長和保存情況密切相關(guān)。生長旺盛的林帶生物排水作用大，生長較差的林帶生物排水作用就小。因此，為了加強林帶的生物排水作用，除注意樹種的選擇外，加強對林帶的撫育管理，以提高林木的保存率和生長勢，也是至關(guān)重要的。

3、林帶防止土壤次生鹽漬化的效果

林帶雖不能直接排除土壤中的有害鹽類，但是通過生物排水的作用，可以降低低下水位；加上林帶能夠降低田間風(fēng)速和減少蒸發(fā)，可使土壤表層積鹽速度減慢，從而防止或減輕土壤的次生鹽漬化。

（四）林帶對空氣溫度、濕度和蒸發(fā)的影響

1、林帶對田間空氣溫度的影響

林帶對田間空氣溫度的影響，因季節(jié)、天氣條件、下墊面特征等的不同而異，情況雖然復(fù)雜，但調(diào)節(jié)作用仍有較明顯的規(guī)律性。據(jù)調(diào)查，一般情況是，在春、秋季節(jié)林帶具有增溫作用，春季可使田間氣溫提高0.7—3.5℃，秋季提高0.6—2.3℃；夏季林帶具有降溫作用，可使田間氣溫降低0.1—2.0℃。

2、林帶對空氣濕度的影響

林帶對農(nóng)田近地層空氣濕度的影響，在炎熱的夏季表現(xiàn)的特別明顯，最顯著的是林帶背風(fēng)面15H范圍以內(nèi)。

3、林帶對農(nóng)田蒸發(fā)力的影響

林帶對農(nóng)田蒸發(fā)力的影響，隨著遠(yuǎn)離林帶而減少，最遠(yuǎn)可達林帶背風(fēng)面25H—35H。林帶背風(fēng)面10H范圍內(nèi)減少蒸發(fā)力的作用最為顯著，一般可減少11—30%。

（作者單位: 157300黑龍江省綏芬河市林業(yè)局）