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2017年12月13日 星期三

丁酉(鸡)年十月廿六

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  由于防护林的作用而形成的小范围气候环境。防护林的气象效应包括动力、热力和水文等方面,其中,以动力效应最为重要,其他各种效应都与之有密切联系。在某些地区,防护林多种小气候效应的综合影响可使林带保护下的作物平均增产20~30%,在树高5~10倍的范围内和有灾害性天气的年份,增产效益尤为显著。防护林小气候的作用不仅限于农田作物,对防风固沙、水源涵养等也有助益。
  防护林动力效应 动力效应主要反应在防风效应上,效应的大小与林带的结构、高度、方向以及地面状况等有关。
  结构效应 防护林结构对动力的影响程度,通常用透风系数表示(见农田防护林)。透风系数因风速而有变化。风速大时,枝叶顺风飘动,一般使阔叶林的透风系数增大;而针叶林则在枝叶张开后,透风系数减小。
  高度效应 林带的高度对防风效果有很大影响。一般是防风距离随林带高度的增加而延长。这是因为林带越高,背风侧湍流的规模越大,从林带上空越过的气流被抬升得也越高,促使上层气流在离林带较远处才能向下传递,从而延长了林带防风作用的距离。
  方向效应 林带的防风效应和林带与风向的交角大小有关,在靠近林带处(5~10倍树高)风向的影响尤为显著。林带与风向的交角为90°时的有效防护距离最大。随着交角的减小,有效防护距离缩小;但当交角变化在90°~60°之间时,方向作用的影响并不明显,当交角小于60°后,有效防护距离就随交角的缩小而明显减小。即使林带与风向平行,因林带具有很大的横向粗糙度,对风速仍有削弱作用。

  上述各种效应还受近地面层温度层结和地形、地面状况等的影响。近地面层温度层结可影响上、下气层的空气动量交换,因而也影响林带背风面风速的恢复。大气处于稳定层结和中性层结时,上、下气层空气动量交换微弱,风速恢复缓慢,防护距离较大;反之,大气处于不稳定层结时,上、下层空气动量交换强烈,风速恢复较快,防护距离较小。两者的有效防护距离甚至可相差20%以上。地形起伏引起风向和风速的局地变化,从而影响林带的防护距离。向风坡风速增加,有效防护距离减小;背风坡风速减小,有效防护距离相应增加。地面粗糙,林带的防护距离较小,反之则防护距离较大。
  防护林热力效应 林带在一定的防护范围内引起太阳辐射温度等的变化,产生热力效应。
  太阳辐射 由于林带的遮荫,缩短了林带两侧的日照时数,太阳辐射日总量减少。中纬度地区东西走向林带收入的太阳辐射能量,北缘约为旷野的20%,南缘为80%;不论方位如何,越靠近林缘,收入的太阳辐射能量越少,到林高的 2倍以远则影响甚微。林带附近太阳辐射的变化较复杂,在林带侧面被直射光照射的地段内,由于林带的反射作用,有一部分短波辐射被反射到林缘地面,林带对有效辐射的影响范围为树高的2倍左右,林缘附近有效辐射仅为旷野的50~60%。
  温度 林带能改变其附近热量收支的各分量。在白天,可起增温作用,也可起降温作用,随地区气候的不同而异。在湿润地区,影响林带防护范围内气温的主要因素是风速。有林带保护的地方,风速降低,气温就有所增高。在半湿润地区,植物的蒸腾已开始因叶面气孔的调节作用而减弱。这时林带一方面由于降低风速而使气温升高,另一方面又因促进蒸腾而使气温降低,林带对这一地区的温度起正负两种作用。在比较干旱的地区,林带由于促进植物蒸腾而引起的降温作用较大;在严重干旱地区,林带对于实际蒸散的作用很小,风速的减小成为影响气温的决定性因素,因而林带促使气温升高。夜间,林带对温度的影响取决于风速、湿度、凝结水和辐射平衡。风速的降低促使降温,而凝结水和林带本身的辐射又能使降温有所缓和。
  林带对温度的影响和天气条件也有密切关系,当有冷空气入侵时,林带保护区内的气温比空旷地要高0.5~1.0℃,对防御平流型霜冻害和低温冷害有重要作用。当有暖平流影响时,林带网格中的温度比空地约低1~2℃,故能防御干热风危害。
  防护林水文效应 林带在一定的防护范围内引起蒸散、湿度和地下水位等的变化,产生水文效应:①蒸散。林带防护范围由于湍流交换的减弱,可明显降低农田蒸散量10~20%。就林网面积而言,网格面积愈小蒸散量降低值愈大。在灌溉地区采用小网格,一般可节约15%左右的灌溉用水。②湿度。林带网格中的空气湿度和土壤湿度比林带外高。一般林带内日平均绝对湿度可比空旷地增加80~ 220帕,日平均相对湿度增加2~3%,比林缘外土壤湿度平均高2~4%。③地下水位。林带能减小径流,使较多的雨水渗入地下。在高纬度地区还因增加冬季积雪,从而增加地下水。但在地下水位较高的低洼和灌溉地区营造防护林带,又能因林木的吸水作用和林冠层的强烈蒸腾而降低地下水位。一般营造6~7年的林带,就对降低地下水位有明显作用。13~15年的林带平均可降低地下水位160厘米,影响距离可达林外150米。

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更新时间 : 2009-03-13

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