福建東山木麻黃農(nóng)田防護(hù)林的小氣候效應(yīng)

[摘要] 2006年11月在東山島用WHM5型溫度濕度表調(diào)查了木麻黃農(nóng)田防護(hù)林外各測(cè)點(diǎn)的溫度和濕度，對(duì)木麻黃農(nóng)田防護(hù)林的生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行了初步的定位研究。結(jié)果表明：林帶后1～10H范圍內(nèi)，1.5m高處的氣溫平均比對(duì)照點(diǎn)低1.68℃，0.5m處平均比對(duì)照點(diǎn)低0.84℃。林帶可以明顯地提高一定范圍內(nèi)的空氣濕度，林網(wǎng)內(nèi)空氣濕度平均比對(duì)照點(diǎn)高6.6%，空氣濕度最大值出現(xiàn)在林網(wǎng)內(nèi)3H～5H處。

[關(guān)鍵詞] 小氣候效應(yīng) 木麻黃 溫度 濕度

農(nóng)田防護(hù)林是當(dāng)前人類改善農(nóng)區(qū)自然環(huán)境積極有效的生物工程[1，2]。大量研究表明，農(nóng)田防護(hù)林能充分發(fā)揮森林在陸地生態(tài)系統(tǒng)中的骨干作用，改善生態(tài)環(huán)境，有力提高當(dāng)?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。農(nóng)田防護(hù)林作為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，不僅在防御自然災(zāi)害、防風(fēng)固沙方面有積極作用，而且能在保水固土、涵養(yǎng)水源、凈化大氣、減少污染等方面發(fā)揮功能，同時(shí)能改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)[3]。與立地條件優(yōu)越的內(nèi)陸平原農(nóng)田防護(hù)林相比，沿海農(nóng)田防護(hù)林的作用顯得更加重要[4]。木麻黃是我國(guó)東南沿海地區(qū)防護(hù)林的主要造林樹種，對(duì)保護(hù)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮了巨大作用。但目前木麻黃林帶已進(jìn)入衰老期，必須對(duì)林帶進(jìn)行更新[5，6]，有必要對(duì)現(xiàn)有林帶生態(tài)效益進(jìn)行評(píng)估，以加深對(duì)其生態(tài)效益的認(rèn)識(shí)，提高重視程度，為今后的林帶更新提供參考依據(jù)。

本實(shí)驗(yàn)選擇福建省沿海南部東山縣赤山林場(chǎng)木麻黃農(nóng)田防護(hù)林為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，對(duì)林內(nèi)的小氣候因子(即溫度、濕度)進(jìn)行測(cè)定。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在福建省沿海南部東山縣赤山林場(chǎng)，位于東經(jīng)117°18′，北緯23°40′。屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫20.8℃，絕對(duì)最高氣溫36.6℃，絕對(duì)最低氣溫3.8℃，年均降水945mm，年均蒸發(fā)1056mm，大部分的降水集中于臺(tái)風(fēng)多發(fā)的5~9月。全年干濕季節(jié)明顯，每年的11月至翌年的2月為旱季。主要自然災(zāi)害為臺(tái)風(fēng)，多發(fā)生在7~8月，年均臺(tái)風(fēng)5.1次。秋冬東北風(fēng)強(qiáng)盛，8級(jí)以上的大風(fēng)天達(dá)105天，年平均風(fēng)速7.0m/s，最大風(fēng)速32.6m/s。土壤以濱海沙土為主，以及均一性風(fēng)積沙土，潮積沙土，紅壤性風(fēng)積，泥炭性風(fēng)積沙土等。天然植被稀少，林下常見零星植被有木豆（Cajanus）、鼠刺（Spinifex littoreus）和牧荊（Verbena negando）等。主要適合栽植木麻黃、濕地松（Pinus elliottii）、厚莢相思（Acacia crassicarpa）、剛果桉（Eucalyptus）等樹種。地形坡度很小，基本屬于平坦，偶爾有高度大約5~15cm，半徑約10~30cm的小沙丘。

2 材料與方法

2006年11月生態(tài)因子：用WHM5型溫度濕度表測(cè)定不同結(jié)構(gòu)林網(wǎng)內(nèi)的溫度和濕度。

3 結(jié)果與分析

3.1 木麻黃農(nóng)田防護(hù)林的溫度效應(yīng)

林帶不僅對(duì)空氣上下層的交換有減弱的作用，而且還改變林帶附近熱量收支，從而引起林網(wǎng)內(nèi)空氣溫度的變化。表1為木麻黃農(nóng)田林網(wǎng)內(nèi)外距地面0.5m和1.5m各觀測(cè)點(diǎn)的空氣溫度平均值。

由表1可見，由于林帶的影響，林帶后距地面1.5m，1~10H范圍內(nèi)的溫度均低于對(duì)照點(diǎn)，平均氣溫比對(duì)照地降低0.7~2.5℃，平均低于對(duì)照地1.68℃。0.5m處平均氣溫比對(duì)照地低0.4~1.3℃，平均低于對(duì)照地0.84℃。

3.2 木麻黃農(nóng)田防護(hù)林的濕度效應(yīng)

農(nóng)田防護(hù)林具有增加田間相對(duì)空氣濕度的作用。這是農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)內(nèi)風(fēng)力減弱，氣流交換緩慢，樹木和農(nóng)作物蒸騰及土壤蒸發(fā)水汽不易擴(kuò)散的結(jié)果。林網(wǎng)對(duì)風(fēng)速、氣溫植被、土壤水分含量、蒸發(fā)蒸騰等因子的影響，改變了不同樹高處的空氣濕度。

表2為距地面0.5m處濕度隨距林帶距離的變化。由表2可見，林帶可以明顯提高林帶作用范圍內(nèi)的空氣濕度，但由于風(fēng)速和亂流的作用使林帶對(duì)不同樹高倍數(shù)處的影響有一定差異。林網(wǎng)內(nèi)各測(cè)點(diǎn)的日平均空氣濕度明顯地高于對(duì)照點(diǎn)，空氣濕度可提高10%，空氣濕度最大值出現(xiàn)在林網(wǎng)內(nèi)3H~5H處，平均高于對(duì)照6.6%。林網(wǎng)內(nèi)離地面0.5m處平均空氣濕度的大小順序?yàn)椋?H>3H>1H>10H>0.5H。

3.3 不同帶間距木麻黃防護(hù)林網(wǎng)的小氣候效應(yīng)

林帶間距的主要確定因子包括最大主害風(fēng)平均風(fēng)速、最大參考風(fēng)速、林帶結(jié)構(gòu)等。帶間距離一般由下式確定[2]：

SIP=cH

式中：SIP為帶間距離(m)；H0為林帶的成林高或林帶的成熟高(m)；c為常數(shù)，由小氣候條件和林帶結(jié)構(gòu)決定。選擇平均樹高為12.5m，帶距分別為80m、150m和200m的林網(wǎng)，測(cè)定距地面1.5m處各網(wǎng)內(nèi)外的氣溫、濕度和風(fēng)速，結(jié)果見表3。

03

由表3可知，各個(gè)帶距的林網(wǎng)中，30m和60m的防護(hù)效果較好，對(duì)風(fēng)速的降低較大，氣溫降低較多，相對(duì)濕度的升高較多，隨著帶距的增大，氣溫和風(fēng)速開始回升，濕度開始降低，并且變化的幅度也隨距離的增大而增大，在200m帶距的林網(wǎng)內(nèi)120m處氣溫達(dá)到最大值，為22.3℃，濕度變化大。比較三種帶距的林網(wǎng)，明顯帶距為80m的林網(wǎng)防護(hù)效果最好。

4 結(jié)論

由于木麻黃林帶的影響，林帶后距地面1.5m，1~10H范圍內(nèi)的溫度均低于對(duì)照點(diǎn)，平均氣溫比對(duì)照地降低0.7~2.5℃，平均低于對(duì)照地1.68℃。0.5m處平均氣溫比對(duì)照地低0.4~1.3℃，平均低于對(duì)照地0.84℃。

林帶可以明顯地提高林帶作用范圍內(nèi)的空氣濕度，林網(wǎng)內(nèi)各測(cè)點(diǎn)的日平均空氣濕度明顯地高于對(duì)照，空氣濕度可提高10%，空氣濕度最大值出現(xiàn)在林網(wǎng)內(nèi)3H~5H處，平均高于對(duì)照6.6%。林網(wǎng)內(nèi)離地面0.5m處平均空氣濕度的大小順序?yàn)椋?H>3H>1H>10H>0.5H。

各個(gè)帶距的林網(wǎng)中，30m和60m的防護(hù)效果較好，氣溫降低幅度較大，相對(duì)濕度的升高較多，隨著帶距的增大，氣溫和風(fēng)速開始回升，濕度開始降低，并且變化的幅度也隨距離的增大而增大。在200m帶距的林網(wǎng)內(nèi)120m處氣溫達(dá)到最大值，為22.3℃，濕度差異不大。比較三種帶距的林網(wǎng)，帶距為80m的林網(wǎng)防護(hù)效果最好。

參考文獻(xiàn)

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