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林带结构与抗风能力关系的理论分析

北京林业大学学报 1998年第4期20卷 119-121页

作者：关德新朱廷曜中国科学院沈阳应用生态研究所

根据力学中力矩的概念，推导出林带风压力矩的理论计算公式，并以林带风压力矩为指标分析了林带结构特征（林带高度、透风系数、断面形状等）与林带抗风能力的关系．

关键词：林带结构风压力矩抗风能力

黄泛平原农田林网林带结构完整性对林网内风场的影响

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黄泛平原农田林网林带结构完整性对林网内风场的影响

作者：曲木子山东农业大学

学位级别：硕士

近年来,在全球变化的背景下,粮食安全是当今面临的重大问题。作为农田生态系统的屏障,结构完整的农田林网在减轻干热风、抵御风沙危害、调节气候、改良土壤等方面发挥巨大作用。然而,在农田林网经营管理过程中,缺乏合理应对林网抚育更... 详细信息

近年来,在全球变化的背景下,粮食安全是当今面临的重大问题。作为农田生态系统的屏障,结构完整的农田林网在减轻干热风、抵御风沙危害、调节气候、改良土壤等方面发挥巨大作用。然而,在农田林网经营管理过程中,缺乏合理应对林网抚育更新、病虫害防治以及连作障碍等问题的有效措施,导致林带缺株、断带的现象普遍存在,进而导致林网内局部地段作物的产量和品质受到严重的影响。因此,深入探讨农田林网林带结构不完整性对林网内风场的的影响程度、范围及其机理,对于控制和减弱林带缺株、断带造成的作物产量和质量问题具有重要的意义。本研究以生态场理论为基础,界面理论作指导,以泰安市东平县的农田林网为研究对象,采用空间统计学与经典统计学相结合的方法,通过林网内的生态因子实施同步观测,探索林带缺株、断带对林带结构及林网内风场的影响机制,目的是阐明林带结构不完整性对林网内风场的作用机制,为合理经营农田防护林提供理论依据和技术指导。研究结论主要如下:(1)缺株对林带疏透度的影响在一定范围内,随着缺株数量的增多,不同缺株类型的林带疏透度均呈增大趋势。当林带的缺株数量相同时,连续缺六株型造成林带疏透度增大的幅度最大,而离散缺株型对林带疏透度影响的程度最小。不同缺株类型的缺株数量与林带疏透度间的模型分别采用二项式和线性拟合效果最好,相关系数均在0.9以上。(2)完整林带内的风速变化不同旷野风速下,风经过林带前后(-9～9.2m)均呈现先增大后减小的趋势。随着旷野风速的增大,风速逐渐增大,且由-4.5m到4.7m处时风速增大的幅度逐渐减小。在相同风向下,随着风向角度的增大,风速逐渐增大并在4.7m处增大显著(P林带内的风速变化呈现波浪形。(3)主林带断带对风场的影响在旷野风速相同的条件下,主林带断带造成各网格风场空间分布格局的改变,且风速增大的程度与林带结构关系密切:(1)主林带断带的缺口越长,网格内风速越大,风场总体风速水平表现为断带13m>7m>4m;(2)主林带断带的缺口越长,各网格内达到防风效能50%时距林带的距离越长,各网格内下风区(≥旷野风速)长度范围表现为断带4m林带断带的缺口越长,有效防护面积越小,下风区面积越大,网格内防风效能为10～20%的面积表现为断带7m>13m>4m,下风区面积表现为断带13m>7m>4m;(4)风速半方差函数分析表明,风速理论变异模型均采用高斯模型拟合,具有极强的相关性,其结构异质性均在90%以上,随机异质性引起的变异较小,各网格内风速的空间分布连续性较强,且间隔取样合理。在缺口长度相同的条件下,旷野风速的大小决定着断带对网格内风场的影响程度:随着旷野风速的增大,网格内的风速逐渐增大,网格内防风效能达50%时与主林带的距离就逐渐增长(增长52.9%),下风区(≥旷野风速)面积就逐渐增大(增大49.2%),防风效能是50%时的有效防风面积就逐渐减小(减小132.8%)。研究表明,当缺口≥7m时,应该马上补植。在某些大风频繁发生的地区,断带4m的影响是不容忽视。(4)主林带连续缺株对风场的影响在相同旷野风速条件下,主林带连续缺株造成各网格内的风速增大的程度与连续缺株的长度密切相关:(1)主林带连续缺株的长度越长,网格内风速越大,连续缺株16m内的平均风速最大,显著高于5m和9m内平均风速的7.5%和9.6%(P林带连续缺株的存在使降风区的形成具有滞后性,各网格内防风效能达到50%时的间隔距离与对照区相比分别延长了33、48和52%,然而不同连续缺株长度对网格内降风区形成的影响差异是不显著的(P>0.05);(3)主林带连续缺株的长度越长,有效防护面积越小;(4)风速半方差函数分析表明,其风速理论变异模型均为高斯模型,网格内风速的空间变化具有较强的自相关性,在风速变化的影响因素中,结构因素占主要比例,随机因素影响小,空间连续性较强。在连续缺株长度相同的条件下,随着旷野风速的不断增大,网格内整体风速水平逐渐增大,当旷野风速由1.6m/s提升106.3%到3.3m/s时,网格内平均风速提升了113.8%,差异性显著(P林带的距离及其有效防风面积变化差异不显著(P林带防风效果的影响较小,其对林带其他防护作用方面是否有相关影响需在下一步研究中探讨研究。

关键词：林带结构风场空间异质性有效防护范围狭管效应

基于ZY-3农田防护林林带结构遥感识别方法研究

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基于ZY-3农田防护林林带结构遥感识别方法研究

作者：幸泽峰中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所)

学位级别：硕士

农田防护林是防护林的重要类型之一,在改善区域生态环境、农田小气候及保障农作物丰产、稳产发挥了重要作用。近40多年来,我国防护林建设特别是“三北防护林”工程建设取得了显著成就,但也面临大部分农田防护林逐渐进入成、过熟林阶段... 详细信息

农田防护林是防护林的重要类型之一,在改善区域生态环境、农田小气候及保障农作物丰产、稳产发挥了重要作用。近40多年来,我国防护林建设特别是“三北防护林”工程建设取得了显著成就,但也面临大部分农田防护林逐渐进入成、过熟林阶段等问题,因而农田防护林的更新和持续经营显得日益重要。农田防护林工程涉及地域广、时间周期长,而科学经营该工程需要及时掌握农田防护林的结构状态,评价林带结构完整性。一般的调研方法耗时耗力,且客观性、时效性、科学性不足,近年来遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术的快速发展,使得大范围地物信息提取成为可能,将其运用到农田防护林工程,可以为农田防护林体系的建立完善和科学经营提供重要依据。目前,关于农田防护林结构、防护效益及防护林经营的研究有很多。早期主要是基于地面实验和统计方法来开展相关研究,随后逐渐把遥感技术应用到农田防护林的监测,但是在反演一些林带结构参数方面做得还不够成熟和完善。因此,本文在前人研究基础之上,从林带尺度开展了林带结构信息识别方法研究。本文以5.8m空间分辨率的ZY-3多光谱影像为主要数据源,利用RS和GIS方法,探索了农田防护林林带信息的提取方法,综合利用形态学和面向对象方法来提取林带矢量数据;利用像元二分法反演了林带覆盖度,并基于地面实测数据进行了验证。将林带矢量数据与覆盖度数据结合,建立林带波形提取方法和林带结构信息识别模型,提取林带的连续性、保有率、冠幅宽度以及林带行数等结构特征;基于所计算的林带长度、连续性、保有率等信息分析了林带结构状况,提出了林带完整性指数,据此进行林带结构完整性的评价。最后,根据研究区林带的完整性得到以下结论:研究区农田防护林林带较完整性以上占总体林带的56.29%,比例过半;部分完整林带和不完整林带分别11.31%和2.67%,比例较小;极不完整林带占30.82%,比例较大。因此,该区农田防护林林带总体结构较为完善,但有近31%的林带林带处于极不完整状态,这部分林带需要进一步确定实际建设情况,进行有针对性的改造与更新。

关键词：遥感农田防护林信息提取林带结构林带完整性

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林带结构的基本特征与透风系数的关系

水土保持学报 1988年第1期 63-70页

作者：文科军新疆八一农学院林学系

林带结构的基本特征与透风系数有着密切的关系。通过对它们的正交试验和数量化理论的统计分析,自变量对因变量的影响均极为显著,其显著性大小依次为株行距、树种组成、林带高度和宽度。选出最佳的生产条件为A2B1C2D3,即造林讨种为银白杨... 详细信息

林带结构的基本特征与透风系数有着密切的关系。通过对它们的正交试验和数量化理论的统计分析,自变量对因变量的影响均极为显著,其显著性大小依次为株行距、树种组成、林带高度和宽度。选出最佳的生产条件为A2B1C2D3,即造林讨种为银白杨,宽度≤7行,株行距1.5×1.5米,带高≥12米的林带组合形式为最优,其透风系数为0.1762,变动范围在0.1669—0.1855之间,可靠性为95％。在这样一个条件下,其总防风效能在10H范围内可达76.498％,可靠性为99.9％。通过对正交表L9（34）中的完全试验34=81种组合形式的工程平均估计和数量化方程的预测。这两种统计方法所得结果是吻合的,其结果可供科研和生产中参考。

关键词：透风系数基本特征林带结构林带高度防风效能

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林带结构与防护效应的初步研究

青海农林科技 1989年第1期 39-44页

作者：赵鸿斌杜天泰青海省农林科学院青海省农林学校

青海省建设农田防护林体系起步迟,到目前约有2000多公顷,占总耕地面积不足0.33％。这些林带绝大部分是杨树组成的“通风结构”类型,也有少量乔灌木混交的“稀疏结构”,对幼龄到中龄林观测的结果表明,任何一种林带对气流的运动都是一个... 详细信息

青海省建设农田防护林体系起步迟,到目前约有2000多公顷,占总耕地面积不足0.33％。这些林带绝大部分是杨树组成的“通风结构”类型,也有少量乔灌木混交的“稀疏结构”,对幼龄到中龄林观测的结果表明,任何一种林带对气流的运动都是一个有机的障碍,在一定范围内对降低风速、减轻干旱、霜冻和盐碱危害,改善农业生态环境都能起到一定的作用。稀疏结构林带有效防护距离大于通风结构林带5—7(H)带高;

关键词：防护林林带结构防护效应

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林带结构划分的直接识别方法

辽宁林业科技 1985年第5期 41-41页

作者：李学民建平县林业局

林带的结构是影响林带防护作用的重要因素,它可以用疏透度和透风系数两种指标来划分。以透风系数划分林带结构的方法更常见,更精确可靠。采用的分类标准,以保德洛夫的分类方法为最多。按保德洛夫的标准,不同林带结构透风系数如下。

关键词：林带结构透风系数疏透结构

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林带结构对木麻黄海岸防护林的防风效能影响

海峡科学 2008年第10期 90-92页

作者：叶功富郑锟徐俊森陈胜谭芳林福建省林业科学研究院福建省森林培育与林产品加工利用重点实验室南方森林资源与环境工程研究中心新疆水利水电科学研究院福建省东山赤山国有防护林场

为了探讨林带结构和空间层次对防护效能的影响,从2006年11月到2007年3月在东山岛对不同林带结构和空间层次的海岸木麻黄防护林进行了调查。结果表明:疏透结构的林带防风效能明显地优于通风结构和紧密结构;木麻黄与湿地松、厚荚相思组成... 详细信息

为了探讨林带结构和空间层次对防护效能的影响,从2006年11月到2007年3月在东山岛对不同林带结构和空间层次的海岸木麻黄防护林进行了调查。结果表明:疏透结构的林带防风效能明显地优于通风结构和紧密结构;木麻黄与湿地松、厚荚相思组成的复层林比木麻黄单层林的防护效能提高了3.3%。

关键词：木麻黄林带结构防风效能空间结构

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桉树在防护林带中的作用及其林带结构

桉树科技 1984年第1期 19-25页

作者：郑海水中国林科院热带林业研究所

一、防护林带的作用和意义: 华南沿海地区台风频临,风害严重,每次台风登陆均给工农业和畜牧业与林业生产,人民生活造成很大损失。如海南及雷州半岛的橡胶园,一次强台风可使百余万至数百万株胶树受害。1972年一场12级以上强台风使琼山、... 详细信息

一、防护林带的作用和意义: 华南沿海地区台风频临,风害严重,每次台风登陆均给工农业和畜牧业与林业生产,人民生活造成很大损失。如海南及雷州半岛的橡胶园,一次强台风可使百余万至数百万株胶树受害。1972年一场12级以上强台风使琼山、文昌一带开割胶树断倒33％,1971年12级以上强台风使徐闻、海康一带开割橡胶断倒28％,1972年20号,73年14、18号三次强台风使海南东部

关键词：林带结构按树胶树风害气象灾害防护林带农田防护林目的树种主要树种林木低压(气象) 台风保存率红星农场林科所主林带干胶产量

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珠江三角洲农田防护林带结构防护效应的研究

华南农学院学报 1982年第2期 46-58页

作者：徐燕千卢一粦张生立华南农学院林学系华南农学院基础部

本文调查了不同林带结构的防风效应。应用数理统计的方法,随机抽取202个数据,建立一个林带结构防风效应的数学模式, 即:Y=0.19094α+27.53397T+1.36578L+1.84616V-18.89249,以综合分析的手段,探讨林带结构因子与防风效应的内在关系。同... 详细信息

本文调查了不同林带结构的防风效应。应用数理统计的方法,随机抽取202个数据,建立一个林带结构防风效应的数学模式, 即:Y=0.19094α+27.53397T+1.36578L+1.84616V-18.89249,以综合分析的手段,探讨林带结构因子与防风效应的内在关系。同时,也进行了调节林带结构与防风效应关系的研究。结果表明,林网内的防风效应主要取决于林带的疏透度,与林带树种防风特性指标、林带宽度、风速和风向也有密切关系;人工调节林带结构的措施在农业生产上具有重大意义。

关键词：防风效应林带结构结构因子数学模式林网农田防护林带透风系数防护效应珠江三角洲广东