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其优点是:
一能形成良好的生物小气候;
二能做到林渠结合,林路结合,少占耕地,少用水;
三是投资少,成林快,木材生产量大;
四是林带网格面积适宜,能确实起到防护农田的作用,同时田间管理、机耕方便;
五是林带中树木生长稳定。
防护林体系的建设,还包括护路林、护牧林、护渠林、居民点绿化林和小片用材林等。
这些林带,在规划设计上虽然各具特色,但都可以各自发挥相应的效益。
绿洲内部的零星沙丘、沙地,对农田、道路和群众生活的危害,也很严重。
因此,在沙丘、沙地周围营造“前档后拉”的林带,在丘间地进行固沙造林、封沙育林(草)等生物性的固沙措施,也是属于防护林体系建设的一个重要组成部分。
二、防护林体系的防护效益
防护林体系的防风、防沙、改善生物气候和防止土壤次生盐渍化的效能,主要决定于防护林体系各组成部分的空气动力效应。
(一)林带的防风作用
林带的防风作用,取决于两个互相制约的因素。
即一是从林带上空越过的气流,在林带背风面下沉的速度和距离;
二是气流穿过林带后动能量减少的程度。
林带的防风作用,是防护林体系防护效益最重要的一个方面。
在防护林带的设计与营造中,常把林带的防风作用列为重要指标之一。
林带防风作用的优劣,除直接取决于林带本身的结构、疏透度、高度、横断面形式、宽度、树种组成和造林密度等因素外,还与风向与林带交角,以及有关外界因素(如季节、天气条件等),都有密切关系。
1、林带结构与防风作用
林带结构是指组成林带各林木的枝叶,在整个林墙上(从地面到林冠顶部)分布的层次和密集程度,它直接与树种组成和宽度有关。
根据林带的外貌和透光孔隙的分布状况,可将防护林带分成三种基本结构,即:
紧密结构(不通风结构)、稀疏结构(疏透结构)和通风结构(透风结构)。
不同结构的林带,表现了不同的防风作用。
从有效防风距离来看,以低度透风的通风林带最好,次为稀疏结构林带,紧密结构林带最差。
鉴于稀疏结构林带,在有效防护范围内能较大幅度的降低风速,并且不会导致林缘附近出现风蚀,故宜在风沙严重地区广泛采用。
低度透风的通风结构林带,宜在绿洲内部广泛采用。
高度透风的通风结构林带,宜在风沙危害较轻的地区与低度透风的通风林带配合采用,以构成“窄林带、小林网”的农田防护林网。
至于紧密结构林带,因为缺点较多,除了可配置于绿洲边缘外,在农田防护林带中一般不宜采用。
2、林带疏透度与防风作用
林带的疏透度,是指林带的透光孔隙面积与整个林带纵断面积之比。
林带疏透度与林带结构是两个完全不同的概念。
即使结构相同的林带,也可以构成各种不同的疏透度。
经过试验测算,对于稀疏结构林带来说,无论是有效防护距离或达到恢复对照风速的距离,以疏透度为0%时(即紧密结构)最小,仅为19H和27H。
随着疏透度的增加防风作用得到提高,疏透度为50%时防风作用达最大值,分别为30H和59H。
对于通风结构的林带来说,适中的疏透度则为40%。
因此,在防护林营造的工作中,应当加强对林带的抚育管理,以维护林带具有适中的疏透度。
3、林带高度与防风作用
林带的防风作用,一般来说是随着林带高度的增加,其绝对距离才能延长。
这是因为林带越高,林带背风面漩涡的规模越大,从林带上空越过的气流被抬升的也越高,促使上层气流在离林带较远处才能向下传递,这样就延长了林带防风作用的距离。
因此,在防护林带的设计和营造工作中,选择树体高大的速生和长寿树种,不仅可以提早发挥林带的防护效益,而且有利于维护林带持久的防护作用。
4、林带宽度与防风作用
林带宽度是构成林带结构和疏透度的一个重要因素。
林带过窄,会形成高度通风结构林带;
过宽,又势必会形成紧密结构林带,都会降低林带的防风作用。
为了提高窄林带的防风作用,在营造窄林带时,应注意树种的选择和配置,在保证主要树种占优势的同时,适当配置一部分枝叶茂密的辅助树种,使林带能形成适中的疏透度,并适当控制林带的修枝高度,切忌修枝过高,降低林带的防风效果。
5、风向与林带交角对防风作用的影响
风向与林带交角,也是影响林带防风作用的一个重要因素。
研究表明,在林带疏透度适中的情况下,当风向垂直于林带时,林带具有最大的防风作用距离。
林带的防风作用距离,随着风向与林带交角的缩小而减少。
因此,在进行防护林设计时,必须考虑到当地主害风的方向,使主林带的配置方向与主害风的方向垂直。
6、林带的横断面形式与防风作用
林带的横断面,是指林带的侧面所具有的几何形状。
林带的横断面形式,可调节气流由林带上部越过的部分和透过林带部分的比例,因此也就对林带的防风效果产生了影响。
7、不同季节林带的防风作用
随着季节的变化,林带在落叶期内,疏透度要增加20—60%(以林带的结构不同而变化),因此,林带的防风作用也要相应地改变。
在林带进入冬季落叶期间,其防风作用较盛叶期减弱,林带背风面30H范围内,通风结构林带减少24%,稀疏结构林带减少13%,紧密结构林带减少8%.
(二)林带的防沙作用
1、降低风速,阻截流沙;
2、保护田间地表免于风蚀;
3、“过滤”气流。
林带的防风阻沙特性,是随着林带本身结构、配置、林龄的变化,经常处于变化之中,并不是一成不变的。
(三)林带的生物排水作用
1、树木的蒸腾作用
树木是一种高大的绿色植物体,它具有发育强大的根系和蒸腾面积。
当树木组成一条条林带时,就像一排排巨大的生物抽水机,把根系从2.5—3米土层中吸收到的水分,通过叶表面蒸腾到空气中去,从而降低了地下水位,并防止了土壤耕层的积盐。
2、林带的生物排水效果
林带生物排水作用的大小,不仅决定于组成林带树种的蒸腾量,而且还与林木的生长和保存情况密切相关。
生长旺盛的林带生物排水作用大,生长较差的林带生物排水作用就小。
因此,为了加强林带的生物排水作用,除注意树种的选择外,加强对林带的抚育管理,以提高林木的保存率和生长势,也是至关重要的。
3、林带防止土壤次生盐渍化的效果
林带虽不能直接排除土壤中的有害盐类,但是通过生物排水的作用,可以降低低下水位;
加上林带能够降低田间风速和减少蒸发,可使土壤表层积盐速度减慢,从而防止或减轻土壤的次生盐渍化。
(四)林带对空气温度、湿度和蒸发的影响
1、林带对田间空气温度的影响
林带对田间空气温度的影响,因季节、天气条件、下垫面特征等的不同而异,情况虽然复杂,但调节作用仍有较明显的规律性。
据调查,一般情况是,在春、秋季节林带具有增温作用,春季可使田间气温提高0.7—3.5℃,秋季提高0.6—2.3℃;
夏季林带具有降温作用,可使田间气温降低0.1—2.0℃。
2、林带对空气湿度的影响
林带对农田近地层空气湿度的影响,在炎热的夏季表现的特别明显,最显著的是林带背风面15H范围以内。
3、林带对农田蒸发力的影响
林带对农田蒸发力的影响,随着远离林带而减少,最远可达林带背风面25H—35H。
林带背风面10H范围内减少蒸发力的作用最为显著,一般可减少11—30%。
(五)林带的经济效益
1、林带的增产效益
林带的增产效益,是指在作物品种、土壤条件和耕作管理等措施基本相同的条件下,有林带保护的农田比无林带保护的农田,在作物产量上提高的情况。
(a)林带为作物增产奠定了物质基础。
在林带的保护下,改善了农业生产条件,使农作物减免了风沙灾害,保障了作物的顺利出苗和苗全、苗壮,为作物的增产奠定了物质基础。
(b)林带改善了农田小气候,促进作物产量的提高。
在林带保护下,农田小气候条件的改善,为农田作物的生长发育创造了有力条件,因而促进了作物产量的提高。
(c)林带为作物增产创造了良好的水分条件。
在林带的保护下,农田蒸发力减少,保证了在同样灌溉定额条件下,土壤能保持较高的含水率,为农作物的高产稳产创造良好的水分条件。
(d)林带胁地对产量的影响极其防止措施。
事物总是一分为二的。
在林缘附近的农田里,农作物有明显的减产带,一般称为林带的胁地。
如东西走向林带的北侧,小麦产量在带高1∕2H距离处,可减产40—50%;
在带高1/3H距离处,可减产50—60%。
这是由于树木的遮阴和串根,造成作物水分、养分和日照、温度的不足而引起的。
这种情况,在林带的南侧不甚明显;
南北向林带东侧重于西侧。
林带胁地的范围和由此引起的减产幅度,因林缘树种、作物种类和耕作管理水平等的不同而不一样。
一般的规律是:
侧根发达的树种严重,主根发达的树种轻;
秋熟作物重,夏熟作物轻;
水肥不足的耕地重,水肥充足的耕地轻。
根据各地的经验,减少林带胁地的主要措施有:
①在进行土地规划时,合理安排渠、路、林与田块间位置,尽可能把渠、路布置在林带的北侧和东侧。
这样既可以荫蔽渠、路,又可减少胁地的影响。
②在林缘配置深根性树种,减少树木对耕层水肥的争夺。
对于已郁闭成林的林带,可在林缘1.5米处采取挖沟断根的措施。
③沟植造林,使树木根系生长发育在耕层以下,也可减少树木对耕层水肥的竞争。
④在农业技术措施上,可对林缘进行深翻断根,加强水肥管理。
2、林带的经济收益
在灌溉农业区,合理地配置各类防护林,不仅对农业生产和生态环境的改善有重要作用,而且还可以培育优质的木材。
实践表明,只要造林技术得当,并能进行必要的抚育管理,就可以达到林茂粮丰,木材自给的目的。
三、防护林体系的树种选择
正确的选择树种,做到适地适树,是造林成功的关键性技术之一。
为此,就必须了解不同树种的生物学、生态学特性,根据造林立地条件,加以合理地配置和混交。
这样才能建成生长稳定,经济价值高,防护效果好的防护林体系。
因此,正确进行树种选择是非常重要的。
(一)树种的选择和混交
1、树种选择的要求。
各类防护林因为它们的防护作用不同,所以,选择树种的要求也不一样。
(a)对农田防护林树种的具体要求。
①选择树体高大、树冠冠幅适宜的树种作主要树种,以提高林带有效防护范围;
以伴生树种,辅助主要树种起防护作用,形成林带的第二层林冠;
灌木起保土、改土作用,并作为林带的下木,使整个林带形成适宜的结构和疏透度。
②选择抗风力强,根系稳固,枝干坚韧,不易被风吹倒或吹折的树种。
③速生树种与长寿树种的比例要适当。
使林带既能长久的维持效益,又能早期发挥作用。
④配置在林带边缘行树种,应选择深根性、根幅较小、冠幅较窄的树种,以减少林带的胁地面积。
⑤选择抗病虫害,不易引起农作物病虫害的树种。
(b)对防风固沙林和护渠林树种的具体要求
防风固沙林树种,应具有的特点是:
根系发达,盘结力强,能耐风蚀、沙割和沙埋;
根蘖性强,能耐土壤和大气干旱;
并能忍受沙地的温度急剧变化。
护渠林树种,应具有的特点是:
根系发达,固土力强;
喜水湿,耐水淹,蒸腾作用强。
(c)各类防护林树种选择应注意的事项
在选择各类防护林树种时,应注意选用本地区分布较为普遍的,生长良好的乡土树种。
对于引进的树种,一定要经过试验,确定在本地区表现良好时,方可大面积种植。
在营造过程中,也不要单纯为了整齐好看,采用“一刀切”的办法选择树种。
一条林带如立地条件差异,可以分段安排造林树种,做到适地适树。
在树种选择时,通常要求的树种特性,实际上是不可能同时具备的。
在这种情况下,对树种要求的条件,就应该有主有从,不可强求面面俱到。
用单一的树种营造纯林,虽然造林技术比较简单,更新比较容易,但纯林容易感染病虫害,不易形成复层林冠,防护效益也不如混交林好。
2、林带树种的混交
为了形成低度透风和稀疏结构的林带,一般要选择2—3个树种进行混交,形成复层林冠。
混交林的优点很多,主要表现在:
⑴形成具有一定疏透度的良好林带结构,提高林带的防护效益。
林带的防护效益,在很大程度上取决于林分的结构状况。
混交林便于形成良好的林带结构。
⑵充分利用林地条件,促进林木的速生丰产。
选择多种树种,形成复层混交林,能给充分利用林地空间的光照和土壤条件。
⑶有效的改良林地的土壤环境。
⑷抗灾力强。
混交林对自然灾害有较强的抵抗力,同时也能防止病虫害的蔓延。
3、防护林的混交类型
⑴乔灌木混交型。
这种类型一般适用于干旱、土壤贫瘠和风沙较为严重的地区。
主要树种和伴生树种为乔木,灌木起护土作用和林带初期的辅助作用。
⑵乔木混交类型。
由速生大乔木与缓生乔木组成复层混交林带,形成上紧下透的低度通风结构。
⑶综合混交类型。
由大乔木、小乔木和灌木混交,林冠多层,形成稀疏结构或紧密结构林带。
这种混交类型,能充分利用地力和空间,生产率高,防护效益好。
(二)XXX县防护林主要造林树种
1、俄罗斯杨
落叶乔木,树高一般15—20米。
喜光,喜水肥,根系发达,深根性,根蘖力强。
抗风、固土等作用良好。
俄罗斯杨抗寒,在极端最低温度-40℃的情况下,无冻害。
繁殖以插条育苗为主。
2、柳树
XXX县的柳树品种较多,具体品种又不详。
为落叶乔木或亚乔木,一般高5—10米,萌蘖力强,多为丛状生长。
根系发达,枝叶繁茂,十分抗寒,也耐大气干旱,根具趋水性,也耐水涝,喜生于湿润疏松的土壤。
3、白榆
落叶乔木,一般高12—15米,最高可达20米。
白榆是阳性树种,侧枝扩展,树冠庞大,小枝细软,韧性强。
主、侧根均很发达,属深根性树种。
十分耐寒,耐干旱,耐瘠薄。
抗盐碱性较强。
白榆以种子繁殖,可随采随播,育苗较容易。
也可以嫁接繁殖园林绿化苗木如园冠榆、长枝榆、裂叶榆等。
4、沙枣
落叶乔木,树高15米左右。
树干多分叉弯曲,枝条稠密,具枝刺。
沙枣根系浅,水平根系发达,根幅比冠幅大,根具固氮根瘤菌,在疏松的土壤上才能发育良好。
沙枣抗盐碱能力大于白榆。
用播种、扦插等方法都能繁殖。
5、大叶白腊
落叶乔木,树高一般15—20米。
为阳性树种,根系深而发达,耐水湿,在肥沃及水分条件较好的土壤上,生长良好。
具有较强的抗寒性,能耐-36.8℃的极端最低气温,但对大气干旱的耐受力较差。
大叶白腊寿命长,干形直,材质优良,树形美观,是四旁绿化和防护林的好树种。
(一)规划设计的指导思想与基本原则
1、规划设计的指导思想
按照发展现代林业、建设生态文明、促进科学发展的基本要求,以建设完备的绿色生态屏障为目标,以防沙治沙和水土流失治理为重点,以重点项目和重点区域建设为依托,以科技创新为动力,继续加快造林进程,开展退化林分的生态修复,加强中幼林抚育,提高防护林林网化水平,完善防护林体系,提升防护林综合功能,把防护林体系建设同建设小康社会、区域经济发展和农牧民脱贫致富紧密结合起来,促进兴林富民,努力实现区域生态环境根本好转,为人民生活水平提高和建设社会主义生态文明做出新贡献。
2、规划设计的基本原则
--坚持以人为本,统筹兼顾,协调发展的原则。
多种治理措施相结合,区域发展相协调,重点工程与身边增绿工程相衔接。
--坚持以生态效益为主,生态效益、社会效益、经济效益相结合的原则,建设生态经济型防护林体系,实现生态建设与经济发展的协调统一。
--坚持因地制宜,因害设防,突出重点,分步实施,讲求实效的原则,在重点治理地区优先取得突破,建设区域性防护林体系。
--坚持人工恢复和大自然自我修复相结合的原则,尊重自然规律,分类指导,分区实策切实提高工程建设的质量与成效。
--坚持中央、地方、集体、个人一起上的原则,在充分体现政府投资主体责任的前提下,多渠道、多层次、多方位筹集资金,依靠各级政府和广大群众,广泛动员全社会共同参与,建立多元的投入机制。
--坚持承前启后的原则,充分继承、借鉴、吸收和利用前期的建设经验,加强技术、方法、手段的创新,增加规划成果的实用性、针对性和前瞻性。
--坚持科学衔接的原则,充分与规划区域内国家、其它行业的有关规划、工程科学衔接,与林业其它重点工程建设统筹衔接,做到工程建设内容不重复,工程建设地点不重叠。
(二)规划设计的方法和步骤
1、成立规划领导小组,组织规划队伍。
成立有领导、技术人员和有关部门参加的规划领导小组,领导全部工作,协调计划,并随时解决规划工作中出现的问题。
2、准备阶段。
包括搜集资料,提出规划任务、要求和总体设想等。
搜集资料内容,包括以下几个方面:
⑴当地的自然历史和社会经济情况。
⑵农、林、牧、副、渔各业的生产现状和长远规划。
⑶水土平衡情况极其开发利用远景。
⑷防护林体系的建设情况和典型经验。
⑸当地气象台、站的气象资料和主要自然灾害。
⑹规划区域的地形图或平面图。
⑺勘测设计部门对本区域的水文、气象、土壤、植被、林业等方面的科研报告和调查资料。
⑻当地农、林牧业的生产经验和存在的主要问题等。
通过收集上述资料,初步掌握规划区域内的自然地理条件和特点,着重对当地的气候、土壤、植物、树种极其生物学与生态学特性、造林经验等方面的材料进行分析整理,提出规划的任务、要求和总体设想。
2、调查阶段。
⑴实地调查
⑵详细调查
3、规划成果的编制
野外调查后,经过内业计算,绘制图表,撰写文字说明等步骤,编制出规划成果。
⑴撰写规划报告
⑵绘制总体规划图
⑶填写各类规划表
⑷编制造林技术典型设计
⑸概算规划的投资与效益
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