春暖花开的季节,黄家强骑着马在小牧场上驰骋,看着周围的防风林一天天的枝叶茂盛,内心感到无比欣慰。防风林是为了防止风沙侵袭而种植的树林,它是一种利用森林的多种功能来实现特定目标的植被系统。
防风林是由“防风”和“林”两个词组合而成的概念,主要指的是用于防风的树林或林地。具备防护功能,如涵养水源、水土保持、防风固沙等,这些功能有助于防御自然灾害、维护基础设施、保护农业生产、改善环境质量和维持生态平衡。由多排树木或灌木组成的防风林为人们提供了避风的地方,同时也有助于保护土壤免受侵蚀。
树木作为高大的绿色植物体,不仅能够减少风对土壤的直接冲击,还能通过蒸腾作用降低地下水位,防止土壤盐渍化,进一步增强生态系统的稳定性。防风林是一个综合性的生态系统,旨在通过植物的生理特性和结构的合理布局,有效地抵御风沙的危害,并为人类提供一系列重要的生态服务。
防风林是防御寒风、旱风或暴风侵袭的森林或林带,可减低风速,防止急速降温和强烈蒸发。常见的防风林根据林带的透风系数与疏透度可分为透风结构、稀疏结构、紧密结构三种。
透风结构林带由主要树种、辅助树种或灌木组成两层或一层林冠,上部为林冠层,有较小而均匀的透光孔隙,或紧密而不透光;下层为树干层,有均匀的栅栏状大透光孔隙,风遇到林带,一部分从下层通过,一部分从林带上面绕行,下层穿过的风由于“文丘里”效应,风速有时比旷野还要大,到了背风面林缘开始减弱,在较远处才出现弱风区。之后风速逐渐恢复,透风系数大于6,疏透度大于6%。最小弱风区出现在背风面3~5倍树高处,此结构防风效能不强。
稀疏结构由主要树种、辅助树种或灌木组成的3层或2层林冠,林带的整个纵断面透风透光。从上部至下部结构不太紧密,透光孔隙分布均匀。透风系数为4~5,疏透度为3%~5%,有5%的气流从林带内部透过。
风遇到林带分成两部分:一部分通过林带,如同从筛网中筛过一样,在背风面林缘形成许多小旋涡;另一部分气流从上面绕过。因此,在背风面林缘附近形成一个弱风区,随着远离林带,风速逐渐增强。最小弱风区在背风面3~1倍树高处,有效防风距离为树高的25倍左右。
紧密结构林带是由主要树种、辅助树种和灌木组成的三层林冠,上下紧密,一般风通过面积小于5%。林带较宽,中等风力遇到林带时,基本上不能通过,大部分空气由其上部越过。在背风林缘附近形成静风区或弱风区,之后风速很快恢复至旷野风速,防风距离较短。
透风系数小于3,疏透度小于2%。有效防风距离为树高的1~15倍,距离15倍树高处风速达8%,2倍树高处风速大于1%,2~3倍处为高风速区。
总体而言,防风林带宜采用深根性、材质坚韧、叶面积小、抗风力强的树种。防风林带的结构以稀疏结构为最佳,林带上下均匀,能使大部分气流穿过,使气流的能量大量消耗掉。当林带过密和过稀时,气流受到的阻力小,防风效能低。
林带的防风效能还与风向和林带的夹角有关,一般与主导风向成9°或不低于45°。防风林带的高度在透风系数以及其他特征相同的条件下,林带的防风距离与林带树高呈正相关。防风林带宽度对防风效能有影响,但不是林带越宽越好。紧密结构的林带防风效能随其宽度减少而增加,但防风距离相应减少。
刚刚栽植的防风林达不到防风效果,只能耐心等待防风林成长,以期达到最终的防风效果。