干旱半干旱区落叶期农田防护林防风效果的风洞试验研究

• Published in: 农业工程学报 Vol. 37; no. 5; pp. 157 - 165
• Main Authors: 赛克, 赵媛媛, 包岩峰, 刘辰明, 丁国栋, 高广磊
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站,盐池 751500%中国林业科学研究院荒漠化研究所,北京 100091%内蒙古自治区林业科学研究院,呼和浩特 010010 01.03.2021; 北京林业大学水土保持学院,水土保持国家林业和草原局重点实验室,北京 100083
• Subjects: 防风效能; 风洞; 风速廓线; 株行距; 有效防护面积; 试验; 林带结构
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.05.018

S721; 探究落叶期不同结构乔灌木农田防护林带的空气动力学特征,合理配置林带结构对于减轻风季(10月-翌年5月)干旱、半干旱区农田土壤风蚀灾害具有重要意义.该研究利用风洞模拟技术,以"2行1带"式乔灌木林带为研究对象,按照1:100的缩尺比例,设计了不同疏透度、不同行距的林带模型,分析不同结构林带的风速廓线、防风效能和有效防护比,揭示落叶期不同结构林带空气流场特征和防风效果.结果表明:乔、灌木林带对空气流场垂直结构产生了不同影响,乔木林带对气流具有分层作用,风影区位于林带后5倍树高处(5H),灌木林带对气流具有抬升作用,风影区紧邻林带;疏透度较低的林带风速削弱作用更明显,疏透度45％、58％的乔木林带主要防风效能区间分别为20％～25％和15％～20％,疏透度36％、54％的灌木林带主要防风效能区间分别为10％～20％和5％～15％;在疏透度相近的条件下,行距对乔木林带防护效果的影响较小,在相同防风效能下不同行距乔木林带的累积有效防护比相差不到5个百分点,行距对灌木林带防护效果能产生较明显的影响,4 cm行距灌木林带相比2.5 cm行距林带在相同防风效能下的累积有效防护比高18～25个百分点;本研究中,乔木林带和灌木林带最优配置均为低疏透度(乔木45％、灌木35％)宽行距(乔木6 cm、灌木4 cm)模式.因此,在干旱、半干旱地区构建农田防护林带时,应当充分考虑林木落叶期的结构特征,针对乔木、灌木各自的特点有针对性地进行搭配,在合理的林带疏透度范围内,适当增大林带行距,以提高林带的防风能力,保障林木的健康生长.