关于防护林小气候介绍

[拼音]：fanghulin xiaoqihou

[外文]：microclimate of shelterbelt

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。

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。

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。

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。

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％。

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。