宁夏地区农田防护林结构与小气候效应

 为研究宁夏地区农田防护林体系的生态效益,于2002年和2003年8月,对宁夏地区农田防护林体系的疏透度、林网内风速、温度、湿度、农作物增产量等多项生态因子,进行了全面调查。采用综合疏透度和农作物增产量的综合权重指标分析表明:大林网、多林带、多树种混交,利于防护林体系综合效益的提高,应是今后防护林建设的重点。对该地区农田防护林体系的生态效益研究表明:农田防护林的防风效能在35%～45%时较高,偏高或偏低时,防护效能都将下降,农田防护林体系特征,决定了林网内风速变化规律;农田防护林体系通过对太阳辐射的再分配,在地面、树体、树叶及作物表面使温度下降40%～60%,这种温度效益在宁夏地区具有防止作物被灼伤的作用;农田防护林网具有增加空气相对湿度和土壤含水量的生态效益,其作用机制与林带的防风功能密切相关。     

河南省农田防护林生态系统服务功能价值核算

研究农田防护林生态系统服务功能的价值对于区域经济的发展和生态环境的保护具有重要意义。运用市场价值法、机会成本法、影子价格法等,对河南省2001和2005年农田防护林生态服务功能价值进行了核算。结果表明,2001和2005年农田防护林生态服务功能的总价值分别为1.04×1010元和1.46×1010元,各项生态服务指标的价值顺序为:保育土壤>农田防护林防护>生物多样性保护>固碳释氧>净化空气;生态服务的总价值年均增加1.53×109元,其中保育土壤的价值增加最大为9.94×108元,其余依次是农田防护林防护、生物多样性保护、林产品、固碳释氧、净化空气,增加价值分别为3.01×108,1.25×108,7.00×107,3.77×107,7.79×105元。因此,农田防护林具有的生态服务功能价值是巨大的,应该尽快建立生态服务市场补偿机制和完善生态服务功能价值评估方法,促进农田防护林从生态型向生态经济型转变。     

乐都县农田防护林建设调查研究

乐都县位于青海省东部农业区,水、旱、风、雹等自然灾害频繁,农业生产基础薄弱,营造农田防护林对减省自然灾害,促进农牧业发展发挥了重要作用。通过调查研究找出本县农田防护林建设的不足之处,提出了今后发展思路及应采取的措施。     

基于RS和GIS的农田防护林对作物产量影响的评价方法

在区域尺度评价农田防护林对作物产量的影响对于农田防护林建设和经营管理具有重要意义。该文提出了一种基于遥感(remote sensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)技术的农田防护林对作物产量影响的评价方法。首先利用多时相遥感影像识别农田防护林的经营阶段和和生长状态,建立农田防护林防护效应的综合判定模式;其次采用机制法,通过光、温、水、土逐级衰减,计算作物生产潜力,并基于遥感影像和光能利用率模型估算作物单产;最后构建农田防护林对作物产量影响的评价方法体系。基于该方法,在吉林省长春市北部的农田防护林重点建设区选择样区,评价了该区2009年农田防护林对玉米产量的影响。结果表明,农田防护林在一定程度上将会促进玉米增产。尤其在自然条件较差的低产区,农田防护林的增产作用更加显著,增产率达到8.85%;而在高产区,增产率约为2.4%,但是由于胁地效应的影响,在部分地区可能造成减产。因此,在农田防护林的规划建设中,应根据不同的立地条件,因地制宜,在占地面积最小的情况下,达到稳产增产的作用,实现农田防护林的最大防护效应。该研究丰富了在区域尺度研究农田防护林防护效应的技术方法,可以更加科学合理的评价区域尺度上农田防护林的增产效益,并为农田防护林的经营管理提供科学依据。     

农田防护林对作物长势的影响分析

农田防护林系统对改善环境、防风治沙、保护农田、提高农作物产量具有重要意义。该文以作物长势为主要指标,选择德惠、农安、榆树、扶余所辖范围作为研究区,利用16 d合成250 m×250 m空间分辨率的MODIS NDVI数据,获取作物生长期内的NDVI时间序列值,通过对比农田防护林防护区域与无防护区域的作物长势,分析了农田防护林对作物的防护效应,并进一步研究了气温、降水、土壤类型等因素对农田防护林防护效应的影响。研究结果表明,1）农田防护林防护区域内的作物长势整体优于无防护区,农田防护区内的NDVI累积值较无防护区增加了0.07,且在作物生长的旺季最为明显,该时期农田防护区的NDVI累积值较无防护区增加了0.05;2）随着气温的升高,农田防护林对作物的防护效应呈明显增加趋势,气温每升高0.5℃,农田防护区与无防护区的NDVI累积值的差值平均增加0.02;3）随着降水的增多,农田防护林对作物长势的防护效应在作物生长的初期呈明显增加趋势,该时期内,降水量每增加100 mm,农田防护区与无防护区的NDVI累积值的差值增加0.03;4）土壤类型对农田防护林防护效应的影响无显著差异。该研究拓宽了农田防护林研究的时空尺度,丰富了遥感技术在农田防护林领域的监测手段,提高了区域农田防护林遥感监测水平,并为农田防护林的经营管理、以更好的发挥其防护效应提供了科学依据。     

不同配置农田防护林对田间土壤水分空间变异的影响

河套灌区是我国最大的引黄灌区,区内水资源匮乏,农田防护林系统在灌区土壤水分调控中发挥着重要作用。为明确防护林对农田土壤水分的影响,采用传统统计学方法综合分析了防护林网内土壤蒸发、风速、光照强度、气温、空气相对湿度、细根生物量密度及土壤容重等因素对土壤含水量的影响。结果表明:不同配置的农田防护林网内田间土壤水分具有明显的空间异质性,水平方向上土壤含水量与林带距离呈正向关系,主要影响因子为风速、土壤蒸发和1H(H为防护林树高)范围内的细根生物量密度;垂直方向上0—80 cm土壤水分从表层向下逐渐增加,主要影响因子为20—80 cm土层的细根生物量密度、土壤容重和表层土壤蒸发。不同配置农田防护林系统对田间土壤水分影响差异明显,2行小美旱杨+2行二白杨疏透度为45%的防护林的防护效益最好,田间土壤含水量最高。研究结果明确了不同配置防护林的农田土壤水分特征以及主要影响因子,可以为合理的防护林规划提供理论依据。     

洞庭湖流域花岗岩地区的水土流失特征及类型划分

农田是绿洲的主体和主要表现形式,是绿洲社会人们重要的生产对象和生产活动空间,是绿洲的载体和基础。农田占黑河中游绿洲面积的84.2%,搞好农田防护林建设,可利用渠、路、田间地埂等边际土地做到林农复合经营,最大限度地扩大绿洲的森林覆盖率,丰富绿洲单一的农田景观,创造良好的绿洲环境。只有以农田为基础,通过林渠、林路、林田结合,发展农田防护林,才能有效提高森林覆盖率,改善黑河中游绿洲的生态环境。充分重视农田防护林的作用和意义,营造多树种混交林,加强林带更新,积极探索适合农田林网特征的节水技术是实现农田防护林进一步发展和绿洲生态环境持续改善的现实途径。     

北京市平原区农田景观及其要素的质量评价研究

农田景观中的防护林、道路和沟渠是土地整治等农田工程项目的重要对象,对于这些要素的评价有利于提高对农田景观要素功能、质量及相互关系的理解。本研究以农田景观要素为评价对象,借鉴层次分析法建立了北京市平原区农田景观评价体系,通过半定量模糊评价法结合实地调研,以北京市平原区的通州、顺义、大兴3区作为案例进行评价研究。结果表明:1)北京市平原区农业景观整体与各要素都处于一般、中等水平,3个调研区之间没有显著差异;2)对4个农田景观要素的评价结果则存在显著差异,道路和沟渠的评分高于中等水平,而防护林和大田低于中等水平;3)4个要素之间的相关系数分析显示,与沟渠相比,防护林和道路对大田整体质量的提升具有更为重要的作用。实地调研显示由于在已有的土地整治工程建设中缺乏对景观生态功能的考虑,北京市平原区农田景观要素存在农田防护林和绿化植被多样性低、大田开阔性不高、道路硬化过度、沟渠污染严重的问题,需在今后的农田工程项目中予以更多重视。     

基于防护保证率的农田防护林林带间距调控

农田防护林林带间距的设置关系到防护林防护效益和农田单位经济效益的权衡。该文以新疆南疆枣树防护林为例,引用水文学中防护保证率的概念和方法,以枣树受风害危害的概率特征为基础,兼顾防护林防风生态效益和经济效益最大为目标,建模分析和野外试验相结合,研究了农田防护林林带间距调控方法。结果表明:1)运用防护保证率的方法能够实现对农田防护林防风生态效益与经济效益权衡的优化;2)枣树防护林的防护保证率在95%,林带间距为132.1 m左右时,单位经济价值达到最优,高出常规防护林间距经济产量6.2%;3)林带疏透度为0.34大于疏透度为0.49的防护效益。该研究可为农田防护林林带间距定量调控提供参考。     

河西绿洲农田防护林多样性分析与评价

运用生态经济和生态景观学的原理，对河西绿洲农田防护林树种选择、林带配置及林网景观布局进行多样性分析与评价，提出防护林多样性构建框架及其更新改造措施．为今后农林复合生态系统中防护林的建设和发展提供了一定的科学依据。     

土地整治过程中农田防护林的生态景观设计

如何快速有效地提高农田防护林的生态景观效益是土地整治绿色基础建设中亟待探讨的命题。该文在野外实地调查的基础上,定量计算了现有防护林带的疏透度、有效防护距离和占地面积,并基于农田防护林生态化建设标准,分析了现有林带乔灌木结构配置、林带间距以及林带宽度的合理性,且对不合理的林带结构进行了生态化设计。同时,定性分析了项目区现有防护林带的优势景观空间、景观节点、重要景观轴线和功能区的景观建设需求。最后,结合生态化和景观化两个过程进行了防护林带空间结构和植物景观配置的综合设计。结果表明,综合了生态化和景观化的土地整治农田防护林设计,提高了项目区林带生态和景观结构的合理性。该研究为实现快速化农田防护林生态景观设计提供方法。     

河北坝上农田防护林防风效能及类型配置研究——以河北省康保县为例

通过野外试验观测,对比分析了不同种类和林网结构农田防护林的防风效能,在此基础上提出了区域防护林优化配置建议。结果表明:综合防风效应和有效防护距离因素分析,对乔木农田防护林的综合防风效应进行评价:疏透型农田防护林 > 通风型农田防护林 > 紧密型农田防护林护林;在垂直方向上,三种疏透度的乔木农田防护林在不同高度上大体遵循随高度的增加防风效能逐渐下降的趋势。乔灌混交林、灌木防护林平均防风效能:榆树+柠条的乔灌混交林带21.5% > 灌木防护林带20.5%,风速降低20%的有效防护距离分别出现在林后25H和12H。防护林建设方面乔灌木混交林应为首选;灌木防护林可布设在沙漠化严重的坡耕地或风口地带的农田;乔木防护林不是最佳的选择。     

农田防护林对田间地表节肢动物分布的影响——以昌图县为例

提升农田生物多样性是当前生态农业研究的热点问题。为探讨农田防护林的生物多样性保护功能，本研究在辽宁省昌图县金家镇选取8个农田-防护林单元（每个单元即为1个田块），使用陷阱法调查了不同类型林带（完整型、残缺型、消亡型）相邻的农田中，距林带不同距离处（0 m、50 m、100 m、150 m、200 m）地表节肢动物的分布情况，同时记录林带内的植被群落特征。采用方差分析以及群落排序的方法，分析了林带类型、距离梯度以及林带植被结构对农田地表节肢动物分布的影响。研究结果表明：1）与消亡型相比，完整型和残缺型林带相邻的农田物种多度显著较高，物种多样性在各类型林带农田间无显著差异，与完整型及残缺型林带相邻的农田维持着区别于消亡型林带的地表节肢动物群落结构。2）完整型和残缺型林带相邻的农田物种多度梯度变化显著，随距林带距离的增加均呈由低到高的变化趋势；不同类型林带农田中，物种多样性随距林带距离的增加逐渐递减，边缘效应显著。3）林带中草本层物种多度和乔木层盖度是影响农田地表节肢动物群落分布的主要因子，共解释了35.4%的节肢动物数量变异；不同节肢动物物种对林带植被结构的响应存在差异，步甲和蜘蛛作为当地农业景观中主要的天敌类群，与上述林带植被结构因子关系密切：林带内较高的草本层物种多度有利于增加农田中某些步甲常见种的多样性，而较高的乔木层盖度有利于增加蜘蛛目常见科的多样性。研究结果表明，农田防护林作为研究区主要的非耕作生境类型，能够显著提升相邻农田中地表节肢动物的多度，对于物种多样性的提升作用则不明显；林带内草本层物种多度以及乔木层盖度对蜘蛛、步甲等多类天敌多样性保护具有积极作用。因此，加强农业景观中现有林地的改造和提升，如营造适宜盖度的上层林木以及丰富的林下植被，能够提升现有林地的生境质量，进一步发挥其对农田生物多样性的保育功能。     

土地整理的生态环境效应分析

土地整理活动是一个重建生态环境系统的过程，在此过程中将会对区域环境要素及其生态过程产生影响。该文将土地整理的生态环境影响因子归纳为土地整理项目工程的特性、土地整理后土地利用类型结构的变化以及土地整理后土地景观格局的变化。其中土地整理项目工程会对土壤质量、水文环境、生物多样性、农田小气候等产生影响；未利用土地的开发、交通用地的增加以及土地利用类型的单一化会对生态环境产生影响；而土地景观格局的变化可能会影响动物生态行为，同时会提高区域整体的环境美学价值。     

干旱半干旱区落叶期农田防护林防风效果的风洞试验研究

探究落叶期不同结构乔灌木农田防护林带的空气动力学特征,合理配置林带结构对于减轻风季(10月-翌年5月)干旱、半干旱区农田土壤风蚀灾害具有重要意义。该研究利用风洞模拟技术,以"2行1带"式乔灌木林带为研究对象,按照1:100的缩尺比例,设计了不同疏透度、不同行距的林带模型,分析不同结构林带的风速廓线、防风效能和有效防护比,揭示落叶期不同结构林带空气流场特征和防风效果。结果表明:乔、灌木林带对空气流场垂直结构产生了不同影响,乔木林带对气流具有分层作用,风影区位于林带后5倍树高处(5H),灌木林带对气流具有抬升作用,风影区紧邻林带;疏透度较低的林带风速削弱作用更明显,疏透度45%、58%的乔木林带主要防风效能区间分别为20%～25%和15%～20%,疏透度36%、54%的灌木林带主要防风效能区间分别为10%～20%和5%～15%;在疏透度相近的条件下,行距对乔木林带防护效果的影响较小,在相同防风效能下不同行距乔木林带的累积有效防护比相差不到5个百分点,行距对灌木林带防护效果能产生较明显的影响,4cm行距灌木林带相比2.5cm行距林带在相同防风效能下的累积有效防护比高18～25个百分点;本研究中,乔木林带和灌木林带最优配置均为低疏透度(乔木45%、灌木35%)宽行距(乔木6 cm、灌木4 cm)模式。因此,在干旱、半干旱地区构建农田防护林带时,应当充分考虑林木落叶期的结构特征,针对乔木、灌木各自的特点有针对性地进行搭配,在合理的林带疏透度范围内,适当增大林带行距,以提高林带的防风能力,保障林木的健康生长。     

粮食主产区煤炭资源开发与农用地生态补偿机制

[目的]定量测算煤炭资源开采对农用地生态环境影响,构建矿产资源开发与农用地生态补偿新机制。[方法]以黑龙江省粮食主产区鸡西市东山煤矿为例,采用市场价值法、排污费及机会成本法。[结果](1)煤炭资源开发直接影响农用地完整性及粮食生产,间接影响生态环境及矿区居民健康。(2)资源开发企业造成生态损失由破坏及受益企业承担补偿,不明确破坏主体及历史遗留矿山生态环境损害由政府作为生态补偿主体;矿产资源开发对现代农业产区水土资源造成长期及不可逆转性的生态环境损害,土地整理复垦及高标准农田建设是粮食主产区重要补偿客体,生态环境治理区及矿区居民也是补偿客体。(3)鸡西市东山煤矿开采与农用地生态补偿为947.20万元/a,补偿标准为煤炭产值的2.92%。(4)政府以财政转移支付作为生态补偿方式,矿产开发企业以资源开采与农业生态补偿标准形成保证金制度,保证履行生态治理义务。[结论]粮食主产区煤炭资源开发与农用地生态补偿机制应构建以受益企业及政府为补偿主体、土地整理复垦及高标准农田建设项目区、生态环境治理区及矿区居民为补偿客体,测算煤炭开发对农用地的直接及间接影响作为补偿标准,建立多元化的补偿方式。     

Surfer软件在农田防护林网研究中的应用

 为从空间上研究农田防护林网的防护作用范围,利用Surfer软件强大的等值线与三维图形绘制功能,以及用空间数据的形式表达区域内各因子分布格局的特点,通过用Surfer对野外数据进行分析的实例说明该软件的成图过程,并通过与以往方法的比较得出Surfer软件在数据制图与分析方面的优势。结果表明,该软件能够在很大程度上促进农田防护林及水土保持相关领域的研究,具有很强的应用前景。     

农田缓冲带规划建设与天敌保护效果研究

缓冲带建设可以提供多种生态服务功能,是国内外现代生态农业发展的重要实践措施。论文以北京市顺义区都市型现代农业示范区建设项目为例,探讨农田缓冲带的规划和建设方法,并针对天敌保护效果进行监测,旨在探索村镇尺度下生态农业建设的景观规划途径。主要研究结论:1)经过目标确定、现状调查、总体空间布局设计、工程设计、施工监管与管护5个步骤,在研究区完成了渠道、道路和防护林3种类型共7种模式的农田缓冲带空间布局规划、种植模式设计与建设;2)害虫与天敌取样监测结果表明,人工林地缓冲带具有最大的蜘蛛活动密度,渠道、道路缓冲带等人工边界的天敌/蚜虫比例最高,初步证明了农田缓冲带建设的天敌保护效果;3)今后的生态农业建设应当加强农田缓冲带等生态景观化技术的大尺度空间规划与集成示范,其生态服务功能提升效果还需要针对不同农田类型进行长期监测试验进行验证。