發(fā)布時間：2015-02-06 09:58

　　摘要：農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)對其范圍內(nèi)土地的光照強度、風速、溫濕度、土壤水分都有顯著影響；其設(shè)計中農(nóng)田林網(wǎng)的林帶結(jié)構(gòu)、走向及寬度對農(nóng)田小氣候有很大影響。

　　關(guān)鍵詞：農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)；農(nóng)田林網(wǎng)

　　實施現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，加強農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營，已日益顯示出其重要作用。農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營有利于提高生產(chǎn)效率。高大樹木與低矮的農(nóng)經(jīng)作物葉片和根系，能不同層次地利用太陽光能和土壤肥力，充分合理地利用自然資源，提高復(fù)種指數(shù)，通過對農(nóng)經(jīng)作物的精耕細作，有效地提高林地質(zhì)量，促進林木生長發(fā)育。
　　農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營能有效地抵御和減輕自然災(zāi)害。林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營能減輕干熱風對小麥的危害，有效地抵御臺風對農(nóng)經(jīng)作物的侵害，減輕病蟲害對農(nóng)經(jīng)作物和林木的危害。
　　1.農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營的對象是把林業(yè)與農(nóng)業(yè)結(jié)合在一起，組成一個生態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的各環(huán)境因子在農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營的影響下，已經(jīng)與純農(nóng)或純林產(chǎn)生了較大差異。系統(tǒng)內(nèi)的林木對其范圍內(nèi)土地的光照強度、風速、溫濕度、土壤水分都有顯著的影響。
　　1.1光脅地效應(yīng)
　　在農(nóng)田中，林木對農(nóng)作物的遮蔭作用稱為“光脅地”。遮蔭程度與樹種、林木株行距、冠幅大小、樹高、林木物候期、林帶走向等有關(guān)。農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)中林冠遮蔭對農(nóng)作物有雙重作用，一是在夏季中午時刻太陽光照太強，遠遠高于作物的光飽和點，再加上溫度過高，濕度較低，林木適當遮蔭對部分C3作物的光合作用有利，能延長光合時間，避免光合午休現(xiàn)象，如冬小麥，二是遮蔭程度較為嚴重時對大部分C4作物和秋季作物不利，影響其正常光合作用，如玉米、大豆等。目前對林帶樹冠遮蔭的探討主要集中在樹木形態(tài)、林木株行距和林帶走向等方面。王漢杰研究池杉在間作農(nóng)田中樹影移動時，利用太陽視角運動方程和幾何學(xué)運算，并結(jié)合不同高度的樹木的生長規(guī)律推導(dǎo)出，當太陽高度角在±75 度時可保證行間和行內(nèi)不會發(fā)生重復(fù)遮蔭的合理密度；劉乃壯利用太視運動方程計算出樹影的日變化主要是由樹冠長度的伸縮造成的，冠幅影像變化不大。
　　農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)林帶的走向不同，對農(nóng)作物的遮蔭嚴重程度完全不同。東西走向林帶的南側(cè)和南北走向林帶的東側(cè)附近區(qū)域，因受林帶遮蔭影響較小，太陽光照時間長，光脅地程度較輕，而林帶西側(cè)和北側(cè)太陽光照時間短，光脅地程度較重。胡海波等在徐淮平原農(nóng)田防護林規(guī)劃設(shè)計中提出“脅北不脅南，脅西不脅東”規(guī)劃設(shè)計原則。季永華等利用理論計算的方法求出林網(wǎng)內(nèi)各條林帶遮蔭寬度的日變化和林蔭的透光率，以此為依據(jù)評估林帶的遮蔭區(qū)域范圍，表明農(nóng)田林網(wǎng)均存在不同程度的脅地范圍，且不同走向林帶的脅地范圍有著明顯的不同，南林帶最嚴重，東西林帶次之，北林帶脅地范圍不明顯。王漢杰等應(yīng)用投影幾何原理研究了樹冠遮蔭面積的變化規(guī)律，認為其最小面積取決于冠幅，就“光脅地”而言，東西走向林帶比南北走向林帶為佳。
　　1.2系統(tǒng)內(nèi)風速研究
　　農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)的最顯著作用是降低風速。由于林木的存在改變了近地空氣流動的強度和路線，使林帶附近農(nóng)田地表空氣層的物理狀態(tài)發(fā)生劇烈的變化，形成了特有的動力和熱力效應(yīng)。林帶的防風效應(yīng)與其空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，空間結(jié)構(gòu)的主要指林帶方位、林帶結(jié)構(gòu)、林帶間距、林帶寬度、樹木株行距、網(wǎng)格規(guī)格及面積等。
　　一般情況下，林網(wǎng)主林帶的背風面3H～6H（H為林帶高度）處有一個風速低值區(qū)。江漢平原水田林網(wǎng)內(nèi)平均風速比曠野可低22.5%-28.30%，同一結(jié)構(gòu)的水杉、意楊和池杉、棕櫚林帶在距林帶5H處防風效果最顯著。淮北平原以黑楊為主體的東西向主林帶和南北向副林帶，配合側(cè)柏、紫穗槐，林網(wǎng)內(nèi)可降低風速30%-40%，風速高時則達50%-60%。在干熱風危害比較嚴重的地方，農(nóng)田防護林可有效降低風速，減輕干熱風對作物產(chǎn)生的不利影響，依據(jù)農(nóng)田防護林模式的不同，林木使風速降低10%-80%，可確保作物免受干熱風的危害。
　　1.3系統(tǒng)內(nèi)空氣溫度與濕度的研究
　　在農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)，研究普遍認為，除遮光之外林木對農(nóng)田小氣候因子的改變均對農(nóng)作物有利。農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)氣溫的變化比較復(fù)雜，要根據(jù)具體情況，作具體分析。在白天，農(nóng)田內(nèi)風速的降低和湍流交換程度的減弱，會導(dǎo)致氣溫下降；在有效輻射強的夜間，緊密結(jié)構(gòu)林帶的防護范圍內(nèi)，氣溫日較差會加大。但夜間又因水汽的凝結(jié)時，釋放熱量會緩解降溫作用。展葉前，白天由于林網(wǎng)內(nèi)的凈輻射改變，從而使林網(wǎng)內(nèi)氣溫稍低于外圍氣溫，但15：00氣溫相差不多。夜間，由于林帶的防風效應(yīng)，林網(wǎng)內(nèi)氣溫比外圍氣溫高0.5～1.50C。展葉后，由于樹木的遮蔭和蒸騰作用，林網(wǎng)體系表現(xiàn)出明顯的降溫作用，林網(wǎng)內(nèi)氣溫比外圍低1.1～3.80C。
　　由于林帶的作用，使風速和亂流交換作用減弱，一方面在林帶內(nèi)作物蒸騰和土壤蒸發(fā)的水分，逗留在近地層大氣中的時間較長。另一方面，由于風速減弱，降低了防護區(qū)內(nèi)的水分蒸發(fā)，使地面的絕對濕度和相對濕度通常較曠野高。李增嘉等對山東平原縣3m×15m麥桃、麥梨、麥蘋間作系統(tǒng)的空氣相對濕度比單作麥田分別提高9.5%、3%和13.1%，對小麥籽粒灌漿極為有利。徐祝齡等研究結(jié)果：林網(wǎng)內(nèi)活動面上相對濕度大于曠野，其變化值在1%～7%。
　　1.4對土壤水分影響研究
　　農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)的土壤水分效應(yīng)問題至今尚未形成完全統(tǒng)一的研究結(jié)論。張勁松等研究銀杏～小麥間作系統(tǒng)水熱效應(yīng)的結(jié)果表明：在小麥抽穗、臘熟期，系統(tǒng)內(nèi)總蒸騰耗水量為36.45m2/d，其中小麥占91.7%，銀杏占8.3%，說明整個系統(tǒng)蒸騰耗水以小麥蒸騰耗水為主，與單作小麥田相比，間作系統(tǒng)總體平均可使小麥地0～100cm土壤貯水量提高6.84%。鄭長祿等研究沙區(qū)農(nóng)田林網(wǎng)內(nèi)的土壤水分效益結(jié)果表明，林網(wǎng)內(nèi)的土壤水分變化與林網(wǎng)的防風效益相關(guān)，林網(wǎng)內(nèi)的土壤水分含量不僅顯著高于對照，而且月變化較小。裴保華等對楊糧間作的水分關(guān)系研究后指出，楊樹成林與農(nóng)作物間作也有水分矛盾，在靠近楊樹區(qū)內(nèi)的土壤水分比間作行間低，林冠下和林冠外的土壤含水率分別為行中的62.63%～67.71%和88.88%～73.73%。

　　在國外大多數(shù)研究表明，許多樹種如果不采取必要的根系管理，與農(nóng)作物根系產(chǎn)生水分竟爭是不可避免的。Hauser等在降水豐富的尼日利亞東南部用張力計測定水分的移動結(jié)果表明；相思樹在0～150cm范圍內(nèi)水分消耗較少，說明與農(nóng)作物水分矛盾小，而鐵刀木與農(nóng)作物有一定的水分競爭。

　　2.農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)的設(shè)計
　　2.1農(nóng)田林網(wǎng)的設(shè)計
　　2.1.1林帶結(jié)構(gòu)
　　林網(wǎng)防護效益的高低，有效防護距離的遠近都與林帶的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，選擇適宜的林帶結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵技術(shù)問題之一。林帶的結(jié)構(gòu)通�？煞譃榫o密結(jié)構(gòu)、疏透結(jié)構(gòu)和通風結(jié)構(gòu)3種類型。以防護果園、種植園和保護某些重要建筑物、工程設(shè)施以及防止流沙侵襲最好采用緊密結(jié)構(gòu)的林帶；在風沙區(qū)為防止風蝕、沙埋農(nóng)田以采取疏透結(jié)構(gòu)的林帶為宜，這是為了避免通風結(jié)構(gòu)林帶因“狹管效應(yīng)”造成背風面1倍樹高處防風效能低下的弊病，也避免緊密結(jié)構(gòu)林帶有效防護范圍小的問題。而在遭受一般風害侵襲，且風速不大的灌溉地區(qū)，可采取通風結(jié)構(gòu)的林帶。值得指出的是，林帶的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，除應(yīng)考慮樹種組成、栽植密度和林帶寬度等因素外，還應(yīng)考慮設(shè)計地區(qū)的主要災(zāi)害性質(zhì)和防護對象。
　　2.1.2林帶走向
　　國內(nèi)外大量的觀測研究證明，，對于單條林帶而言，主林帶應(yīng)與主害風方向垂直，但允許有30度的偏角，最大不超過45度，因為隨著林帶偏角的增大防風效能相應(yīng)降低。當主副林帶交叉形成林網(wǎng)時由于林網(wǎng)四周的林帶都發(fā)揮著防風作用，可以有效地削弱來自各個方向的風速，所以不僅林網(wǎng)的有效防護范圍較單條林帶大，而且當害風風向斜交時其防風效能比成正交時還要高。
　　因此，在灌溉地區(qū)和水網(wǎng)地區(qū)營造農(nóng)田林網(wǎng)時，可不考慮林網(wǎng)主林帶與風向之間的交角，而且應(yīng)依據(jù)林隨路走“林隨水走”的原則進行農(nóng)田林網(wǎng)設(shè)計。
　　2.1.3林帶寬度
　　林帶寬度和林帶的疏透度、透風系數(shù)和林帶結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，也就是說林帶寬度直接影響著它的防護效能。因此，在設(shè)計林網(wǎng)時，為保證林網(wǎng)的最大防護效能和節(jié)約耕地面積，主林帶寬度一般為6-12m，副林帶為5-10m。在平原地區(qū)，農(nóng)田林網(wǎng)的主林帶可配置成由3-5行喬木、2行左右灌木組成，透風系數(shù)為0.5-0.6的疏透結(jié)構(gòu)林帶。
　　2.2樹木脅地調(diào)控
　　林網(wǎng)脅地減產(chǎn)的原因，主要是林帶樹木的遮陰影響了農(nóng)作物的干物質(zhì)積累和成熟度，以及林木的“串根”同農(nóng)作物爭水、爭肥而造成的減產(chǎn)"林網(wǎng)脅地的范圍和程度，依林帶設(shè)計和營造的合理程度及耕作制度不同而轉(zhuǎn)移。因此，要減輕林帶的脅地影響，主要應(yīng)在溝、渠、田、林、路的合理結(jié)合上下工夫，并采取如下調(diào)控技術(shù)：
　　2.2.1科學(xué)設(shè)計林帶走向
　　根據(jù)林帶“脅北不脅南，脅西不脅東”的規(guī)進行防護林樹種配置在遮陰脅地較重的一側(cè)盡量避免配置高大喬樹種，而以灌木或窄冠型樹種為宜，如溝、渠、路南北走向，林帶宜配置在東側(cè)；如為東西走向，則配置在南側(cè)"盡量使樹冠陰影覆蓋在溝、渠、路上，以減輕林帶的遮陰脅地。
　　2.2.2選用適宜的造林密度
　　造林初植密度過大，林冠郁閉后林木間、林木與農(nóng)物間對營養(yǎng)空間的競爭加劇，不可避免地造樹木根系、樹冠伸向農(nóng)田一方，使林、農(nóng)對水分、分和空間的競爭加劇，脅地影響增大。對冠型較樹木（如水杉池杉等）造林密度可小些，株距2.5-3m即可，對冠型較大的樹木（如楊樹）則以4-6m為宜。

 

 

本文編號：12651