基于风速流场分析的乌兰布和沙漠绿洲防护林防风效果研究

  目的  基于风速流场分析方法对比乌兰布和沙漠绿洲5种典型配置结构防护林的防风效果,通过量化不同林网内的风速流场分布特征,分析各林网内的风速统计参数,进一步优化防护林配置结构,以期为干旱区绿洲防护林建设提供理论依据和参考模板。  方法  在乌兰布和沙漠磴口绿洲防护林中,选取5种不同配置结构林带的防护林林网为研究对象（紧密型乔木林网1,疏透度为0.13;疏密型乔木林网2,疏透度为0.24;疏透型乔灌混交林网3,疏透度为0.27;通风型乔木林网4,疏透度为0.39;疏透型乔木林网5,疏透度为0.27）,在林网内采集多点同步风速数据信息,结合地学和统计学分析方法,分析不同林网内的风速流场特征、风速分布统计参数和防风效能等。  结果  研究表明5种防护林林网其防风效能范围各不相同,林网1为65% ~ 95%,林网2为67% ~ 85%,林网3为46% ~ 82%,林网4为44% ~ 67%,林网5为56% ~ 72%。其中2行乔木构成的疏密型林网2防风效能在67%以上,具有较高的防风效益和节约水土资源优势;由2行乔木2行灌木混交林带构成的林网3,当防风效能为60%时,其防护面积是2行纯乔木林带（林网4）的2.47倍,具有较好的防护效益和应用推广前景。  结论  乌兰布和沙漠绿洲中由2行乔木构成的疏密型林网和“窄林带,小网格”配置的乔灌混合林网均发挥了较好的防风效果。      

河北坝上农田防护林带结构配置——以康保地区为例

以河北坝上康保地区农田防护林带为对象,通过野外调查和试验观测,对农田防护林带的空间配置方式、树种选择搭配、林带宽度及株行距等进行对比,并对现有农田防护林带的防风效应进行探讨,以寻找合适的农田防护林带配置模式。结果表明,品字形配置方式优于矩形配置方式;乔灌混交配置方式能够兼顾防风效能、防护距离,是研究区农田防护林带树种配置的首选;窄林带的林带结构和防护效益优于宽林带;疏透型林带宽度一般不超过10 m,通风型林带宽度应控制在10~15 m范围内;小青杨在研究区适用的株行距为2.5 m×3.0 m或3.0 m×4.0 m。因此,康保地区的农田防护林应多种植乔灌混交林,以品字形配置为主,林带带宽选择窄林带更佳。     

北方旱区农田防护林防风效应研究

【目的】揭示防护林带的疏透度(β)、宽度、高度、风向与林带夹角等因子对农田防护林防风效应的影响。【方法】利用PC-3型便携式可移动自动气象站,采用多点观测方法对干旱、半干旱土壤风蚀区的林带结构和防风效应进行调查,分析不同林带疏透度、宽度、高度以及风向与林带夹角对风速变化的影响。【结果】稀疏型结构的林带防风效应最佳,最高达34.27%,平均为32.69%;疏透型次之,为25.12%;通风型最差,为20.98%。β为0.30~0.50的林带防风效应最佳,且林冠层和林干层疏透度存在差异时防风效应较好。风向与林带夹角的正弦值与防风效应呈正相关;β为0.30~0.50时,宽度为2H~5H(H为林带平均高度)的林带防风效应相差不大,超过5H时林带的防风效应随其宽度的增加而迅速减弱;当气流进入林网区域后,风速在前4条林带呈减弱趋势,减弱幅度最大的是第1条林带,在第4条林带后风速开始恢复。【结论】林带的疏透度、宽度、高度和风向是决定单条林带防风效应的主要因子。     

农田防护林营造技术

一、林带设置 1．林带结构 乌苏市常用的防护林带结构为通风结构林带、疏透结构林带,通风结构林带上部树冠紧密,下部通风透光较好,主林带4行以上,副林带2行以上;疏透结构林带,采用乔灌混交方式,主林带4行以上,副林带2行以上,中间杨树、榆树、柳树、胡杨等,两边配置沙枣、红柳等半乔木和灌木树种。     

行带式沙蒿灌丛的防风阻沙效益模拟研究

[目的]研究不同配置人工模拟行带式黑沙蒿防风阻沙效益的差异,为沙区人工植被建设以及荒漠生态系统的生态恢复提供理论依据。[方法]采用模拟试验的方法,模拟了3种不同配置的沙蒿灌丛,对其剖面风场以及输沙率进行观测。[结果]单行配置防风效能较低,双行和3行配置防风效能较高,且随着风速的增大,3种配置林带的防风效能都呈递减趋势。林带能有效增加粗糙度,在林带后的粗糙度呈递减趋势。从输沙率来看,双行和3行配置也优于单行。单行矮林在其背风面7日内都能减少风蚀,而双行和3行矮林在其背风面10H处都能有效减少输沙率,防控风蚀。[结论]在沙区沙蒿林营造中,生产配置上侧重双行一带的行带式配置,使其疏透度在45％左右,带距在7日～10H为宜。     

关于林带结构类型的划分

林带结构是林带防护特征之一。由于不同林带结构的防风性能不同,因此人们根据各地区的自然灾害特点,营造防护林带的目的,选择设计不同结构的林带。林带的基本结构类型通船为紧密结构、稀疏结构和通风结构三种。正确划分林带结构,才能真实地反映出林带结构的防风性能。目前人们对于林带结构的命名与划分比较混乱,如对上下均匀透风的林带,有的研究者命名为稀疏结构林带,而另一则命名为疏透结构林带,后者的命名则与林冠部分稀疏而     

带状白沙蒿防风效果模拟试验研究

以白沙蒿作为实验材料,通过野外实地试验模拟研究不同带状配置白沙蒿对近地表风速的影响。研究结果表明:株间距为0.5m和1m带状配置防风效果较好,对林带后1H～3H处降低风速的效果明显,0.1m高度处防风效能均能达到40%以上,株间距2m防护效果则较差。两带的防风效果要优于单带1,0cm处平均防风效能分别增加3.33%、10.16%3、.14%。不同配置最小风速均出现在林后1H处,在林后1H～4H范围内能够形成一个相对明显的弱风区,减风效果较好。行距不同能影响防风效果,但一定范围内变化不明显。通过回归方程得出,林带的主要影响因子为株间距,同时随着高度的增加,其防风效能下降明显。     

陕北榆林风沙区农田防护林结构配置与效益研究

采用选点调查与常规测定相结合的方法,对榆林风沙区农田防护林的林带结构配置特征、防护效益、树种选择以及防护林体系建设的区域划分等进行了研究,结果表明,榆林风沙区农田防护林体系具有显著降低风速和调节农田小气候的作用,能有效促进农业高产稳产;林带结构选择应以稀疏型为主,林带总平均疏透度控制在30～50,主林带间距以150～200 m为宜,副林带间距200～300m为宜,林带树种选择应主要考虑生态适应性、防护性和经济效益,选择长效速生的杨树、常绿的樟子松、抗病虫性能好的新疆杨和经济效益好的梨、苹果、桑树等;同时还     

应用数量化理论Ⅰ分析和田护田林带的防风作用

本文应用数量化理论Ⅰ这一数学分析方法,阐明农防林防风效益的普遍规律及其特点,并予以科学地评价。通过对依变量(林带背风面不同距离的风速相对值和透风系数)与自变量(疏透度、大气热层结、风向交角和风力等级)之间变化的分析,依据各自变量的得分范围,偏相关系数,定量说明各自变量对依变量的贡献。结果依变量的变化与自变量中疏透度的变化相关最为密切,其余自变量则依次排列。疏透度是人为所能控制和调解的,而其余因子对防风作用的影响则可以通过大面积推广窄林带小网格的林网化建设,建立综合防护林体系而积极产生作用,使其影响降低到极小程度,最大地发挥林带本身的防风效果。     

塔里木河下游经济林、防护林防护效益观测分析

使用风速仪对塔里木河下游梨园和防护林带1 m高度处离观测对象不同距离风速进行实地观测,使用铁杆法测量其积沙量,并对其积沙形态进行分析对比,比较不同林分防风效益和阻沙效益的差异.结果表明:在背风面距林带1～20 H,防护林带防风效能最大,达41.11;;距迎风面1～7 H,梨园防风效能最大,为76.74;.梨园和人工防护林带的阻沙形态呈现不同的分布,梨园平均阻沙量大于林带.阻沙峰值在林缘前部,林带的阻沙范围大于梨园,阻沙峰值在林缘背部.防风效益的大小与林分平均树高、冠幅和枝下高有关.树高越高、枝下高越高,防护范围越大但防风效果降低;树木冠形越大,防风效果越好.阻沙量的大小随观测范围内防风效能的增大而增大.     

京郊北藏乡防护林景观生态评价

根据防护林学和景观生态学的原理 ,将野外调查与地理信息系统RegionManagerV4 .0和遥感等技术相结合 ,从林带和林网两个尺度对北京市大兴县北藏乡防护林体系的布局和结构的合理性 ,进行分析和评价 .作者认为 :该乡主林带防护能力不足 ,副林带过宽 ;组成林带的物种类型单一 ;整个景观结构与布局不够合理 .经过分析论证 ,对该区防护林的经营管理方向提出了建议 :应适当增加主林带的宽度 ,减少副林带的宽度 ,重视混交林的营造 ,中间乔木树种两侧辅以灌木的乔灌混交形式较适合 ,林带透光疏透度应保持在 0 .3～ 0 .4 ,闭合林网数应达到 1 3个 km2 .     

珠江三角洲农田防护林带结构防护效应的研究

本文调查了不同林带结构的防风效应。应用数理统计的方法,随机抽取202个数据,建立一个林带结构防风效应的数学模式, 即:Y=0.19094α+27.53397T+1.36578L+1.84616V-18.89249,以综合分析的手段,探讨林带结构因子与防风效应的内在关系。同时,也进行了调节林带结构与防风效应关系的研究。结果表明,林网内的防风效应主要取决于林带的疏透度,与林带树种防风特性指标、林带宽度、风速和风向也有密切关系;人工调节林带结构的措施在农业生产上具有重大意义。     

青藏铁路西宁—格尔木段铁路防护林防风效果风洞模拟试验研究

青藏铁路西宁—格尔木段受风沙灾害严重威胁,为科学评价和系统优化铁路防护林配置模式,基于野外调查,开展新疆杨、柽柳防护林防风效果风洞模拟试验研究。结果表明:林带后风速降低幅度及有效防护距离随着林带数目的增加而增长。不同配置防护林的防风效能在林带后5~15 m范围内差别显著,且林带数越多,防风效能越高,20 m后防风效能趋于一致。若防护目标与林带相距超过20 m,则选择6行1带的防护林配置;若防护目标与林带间距15~20 m,则选择8行1带的防护林配置;若防护目标与林带间距在15 m以内,则选择10行1带的防护林配置。     

高效林农复合经营技术（二）

五、林带疏透度模型及调控技术 根据林带结构与防护效应的相关原理，采用定性分析与近代回归分析结合的方法。建立林带疏透度与林带防护特征因子的最优化回归方程：     

基于图像处理的疏透度测定及结构关系研究

为快速、准确地测定防风林林带疏透度,建立林带疏透度与林带结构因子间的关系模型,为防风林建设及调整提供合理化意见。使用图像处理技术对获取的防风林林带照片进行自动识别,通过Otsu算法自动将树木实体区域和孔隙区域分割,从而测定林带疏透度。并采用相关性分析和逐步线性回归法建立疏透度与林带结构因子间的关系模型。结果表明,采用Otsu算法测定林带疏透度的方法与图像处理软件(Photoshop)测定结果无明显差异,该方法操作简单、效率高,能够快速、准确测定防风林林带疏透度。防风林疏透度与林带行数、棵数、枝下比例、株行距、密度存在显著性相关关系,构建疏透度与林带行数、密度间的关系模型:β=-0.060 1N-0.065 8ρ+0.810 9(R²=0.961 3,P=0.000 29)。根据建立的防风林林带疏透度与林带结构因子间的关系模型,可对防风林的建设提供科学合理化的指导,使其发挥更好的防护效应。     

沙岸不同结构木麻黄老林带后农作物风害影响研究

通过对疏透结构、通风结构和紧密结构的木麻黄老林带后侧花生和地瓜受风害情况的研究，结果表明：不同结构的木麻黄老林带保护下地瓜和花生受害程度不同，疏透结构的林带后花生和地瓜受风害轻微．而通风结构的木麻黄林带后花生和地瓜受害严重。疏透结构的林带下套种木麻黄后防护效能得到提高，林后花生受风害率低于不进行套种的疏透结构的木麻黄老林带。     

北京市永定河沙地人工植被防风阻沙效益分析

通过对北京市永定河沙地三种人工植被 (梨园、林带、片林 )不同部位的风速、积沙量及其积沙形态特征进行观测与分析 ,比较了不同人工植被防风效益与阻沙效益的差异 .研究结果表明 ,在迎风面 1～ 1 0H范围内片林的防风效能最大 ,为 2 2 % ;在林内距迎风面 1～ 7H范围内梨园防风效能最大 ,为 6 8.8% ;在背风面 1～ 2 0H范围内林带防风效能最大 ,为 32 % .植被阻沙量大小次序为 :梨园 >片林 >林带 .在植被的作用下 ,积沙形态呈现不同的分布规律 .     

阴山北麓农田防护林建设的若干探讨

通过对内蒙古化德县农田防护林现状的调查以及当地生态环境的分析,指出农田防护林建设存在的问题。结合当地气候、水土条件、生态环境、树种的生态适应性与当地多年农田防护林建设的实践,得出适宜的农田防护林配置方式:1农田防护林宜选用灌木柠条和乔木白榆、小叶杨为主要造林树种。2北部丘陵防风固沙牧林区农田防护林宜采取窄林带小网格、灌木防护林带模式,南部丘陵滩川农牧林区农田防护林宜采取窄林带小网格、灌乔木带状混交防护林带配置方式。3林带结构宜为疏透型,种植密度不宜过大,最适疏透度为0.25~0.35。在网格南侧副林带留出风缺口,以减轻农田风蚀。4防护林配置时,其主林带方向应尽量与主风向垂直,主林带方向为近南北方向,副林带为近东西方向,充分考虑地貌条件,其配置走向应尽量与田块走向一致,与农田道路、渠系相结合,灵活配置。     

望江县农田防护林网营造模式初探

本文介绍了望江县农田林网的合理网格模式和林带结构,总结出望江县农田林网网格面积适宜在300-800亩弹性范围内;林带结构以疏透度0.3左右为宜.     

不同配置固沙林的防风阻沙效果

人工固沙林建设中,通过风洞模拟试验,研究丛状、两行一带、单行一带和均匀4种固沙林配置模式的防风阻沙效果。结果表明:1）在植被覆盖度均为20%的条件下,4种配置模式的固沙林都有显著降低风速的效果;4种配置在林带前和林带后风速变化差异不大,林带内风速变化差异显著,均匀和丛状2种配置模式降低风速的效果优于两行一带和单行一带,其中丛状配置在近地面防风效果最好;2）4种固沙林配置在林带内阻固沙效果明显,林带前、后均出现不同程度的风蚀,风蚀和积沙量随着风速的增加而增加,积沙总量:丛状>均匀>单行一带>两行一带。研究结果表明,丛状固沙林配置模式在综合防风、阻沙效果方面优于其他3种模式,此结果可为干旱沙区固沙林建设提供新的造林模式。