農田防護林的環境效益研究綜述

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摘要: 綜述了農田防護林所產生的環境效益,認為農田防護林對農業生態環境能起到一定的調節作用,特別是在降低風速、調節氣溫和溼度、改良土壤、淨化空氣及水文等方面能產生良好的效益。

農田防護林的環境效益研究綜述

關鍵詞: 農田防護林;生態環境;環境效益



  近年來,生態安全與糧食安全已成為與人類生存質量密切相關的問題,作為生態建設的重要措施,農田防護林是農田生態系統的屏障,對生態安全與人類生存環境質量的提高有重要意義。20個世紀30年代美國西部大平原防護林建設,50年代前蘇聯斯大林改造自然計劃,以及70年代中國三北防護林建設,無不是為維護生態和糧食安全而採取的應變措施。綜觀農田防護林領域的研究史,前蘇聯、中國、美國、英國、加拿大、法國等國開展了大量的研究。80年代以來,隨著生態學的不斷髮展,生態學原理更加深入地應用到農田防護林領域,形成了農田防護林生態學研究高潮[1]。防護林的生態效益通常包括生物效益、環境效益、旅遊效益等。本文重點綜述農田防護林的環境效益,包括風速、氣溫、溼度、降雨量等氣象指標,涵養水源、改善水質等水文指標及改良作用、保護作用等土壤指標[2]。
  
  1防風效應
  
  防護林體系對農業生態環境的改善主要是通過防風作用體現出來的。由於林帶改變了氣流結構,削弱了風的動能,從而使通過農田林網的風速降低。在林帶背風面有效防護範圍內,可使曠野風速降低30%左右[3]。如張掖市年均風速1991~1995年與1971~1975年相比降低了38%[4];三江平原墾區70年代比60年代年平均風速降低2.96%,80年代比60年代降低14.93%[5];“三北”防護林體系由於明顯地改變了下墊面性質,因而產生了明顯的防風效應,造林後風速平均降低20%左右[6];新疆和田綠洲內實現農田林網後,1981~1985年的平均風速較綠洲以外和田機場降低了1.15m/s,較1980年以前本地年平均風速降低了0.42m/s。綠洲內林網防護下的小麥田風速較綠洲以外的礫石戈壁降低了58.1%~71.0%[7];海塗農田防護林林網內的棉花生長環境多年實測與對照點相比平均降低風速38%[8]。據中國林科院、山西省林科院調查:晉中農田防護林帶能降低風速30%~40%[9];淮北平原農田防護林網內風速比對照點低32.9%~47.7%[10],可見農田防護林的防風效益還是十分明顯的。
  
  2溫度效應
  
  林帶防風效應的直接後果是削弱了林帶背風面的能量交換,改變林帶附近熱量收支各分量,從而引起空氣溫度的變化。林帶對大範圍的空氣溫度的影響表現出季節性變化,春秋季有增溫作用,平均增溫0.5~2.0℃左右;夏季具有降溫作用,平均降低6~10℃左右;冬季有升溫作用,幅度為1~3℃[11]。瑞士的N?覿geli指出,林帶間夏季平均溫度比空曠草原低,而冬季平均溫度較高。瓦西里耶夫的研究資料表明,在炎熱的夏季,有林帶保護下的農田能降低溫度2~6℃。B.B列捷夫的材料表明,林帶一般能降低溫度0.6~1.8℃[12]。晉中農田防護林夏季能降低氣溫1~4℃[9]。淮北平原農田防護林網內冬季氣溫比無林網區提高0.5~1.0℃,夏季氣溫降低0.6~1.4℃[10]。據氣象資料統計分析,三江平原墾區80年代比60年代年平均氣溫上升42.2%,平均增加0.9℃[5]。
  
  3溼度效應
  
  由於林帶降低風速,使林網內氣流交換減弱,蒸發量減少。因此,產生明顯的增溼效應,一般可提高相對溼度5%~10%。三江平原墾區80年代比60年代年空氣溼度平均增加3.2%,林網內空氣溼度平均增加30%左右,蒸發量減少10%左右[5]。在三北地區由於湍流交換減弱、風速降低等原因使得被防護地區的蒸發量平均降低14%左右,林網內相對溼度較空曠地高6%~10%[13]。晉中受林網保護的農田,近地面相對溼度高於曠野3%~5%,有的高達10%~20%[9]。淮北平原農田防護林網建立後相對溼度比無林網區提高7.1%~20.5%[10]。在江漢平原墾區,4~11月的平均相對溼度,林帶內比林帶外高5%[14]。