南疆基于果树为防护目标的农田防护林结构及林网优化

来源 :石河子大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:luffyzl
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新疆是全国著名的“瓜果之乡”,而南疆是新疆及全国重要的干果生产基地,其林果种植面积是全区的65%,总产值达280亿元左右,在国内外干果品市场均处于领军地位。然而该区干旱少雨,大风频发,生态环境极端脆弱,土地沙化严重,以至于风沙灾害对该区人民日常生活、农业生产和经济发展方面均产生巨大影响。因此,农田防护林网的构建及优化不仅具有改善农田生态系统的生态意义,同时保障及提高林果产量的经济效益,而且对南疆社会稳定发展具有重要的政治意义。然而以往研究主要针对单个林带和网格的防风效应,很少考虑到目标作物防风作用以及多层林网效应的累积,这导致林网营建面积过大,林带占地、胁地等间接迫使农作物减产,效益损失。因此,本文通过风洞模拟和实地观测相结合,在基于目标作物的防风作用下,结合多层林网效应的累积,提出新的农田林网防风效应评价模式,为农田林网进一步优化提供依据。主要研究结果如下:1)通过比较有无枣树林带防风效应得到:在8、10、12和14m/s旷野风速下,随风速增大,无枣树林带防风效应随之减小,分别为:71.73%、65.62%、64.61%和61.89%;而有枣树林带变化较小,分别为:88.14%、89.26%、89.91和90.94%;但有枣树较无枣树林带效应增量随之增大,分别为:16.40%、23.65%、25.29%和29.05%。由此可见,枣树作物的阻风作用十分显著,且伴随旷野风速的增大,枣树发挥的防风效能就越大。在30.12%、25.01%和20.92%林带疏透度下,随疏透度减小,无枣树林带防风效应增大,分别为:66.54%、73.47%和85.57%;但有枣树林带变化较小,分别为:89.26%、88.69%和86.86%;且较无枣树林带防风效应的增量减小,分别为:22.72%、15.22%和1.28%。2)通过比较林网与林带(含枣树)后防风效应得到:在8、10、12和14m/s旷野风速下,随风速增大,林网后防风效应略减小,分别为:95.21%、89.61%、89.69%和90.23%;但林网后防风效应较单林带多出的效应增量(即林网累积量)有减小趋势,分别为,7.99%、3.05%、2.83%和2.38%。在30.12%、25.01%和20.92%林带疏透度下,随首道林行数增加,疏透度减小,不同配置林网后防风效应先增大后不变,分别为:84.44%、95.21%和94.93%;同时,林网后防风效应较单林带效应增量随首道林疏透度减小也具有相似的变化趋势,分别为:6.29%、7.99%和7.65%。3)通过构建林网区域防风效应模型得到:在考虑枣树等植株高大目标作物防风作用,以及多层林网累积效应,林带间距为20H时,23m/s旷野风速下仍能达到枣树的防护需求。如以南疆农田林网模式为例,以2万元/亩的经济效益计算,南疆700万亩枣树种植每年可增加经济效益7.56亿元。因此,总结认为在现代集约化和精准农业发展要求下,在进行植株高大等目标作物农田防护林网配置时,应充分考虑高大作物防风作用以及多层林网效应累积对防护林防风效应的影响,合理配置林带结构及间距,可减少林带占地、胁地,增加作物产量,提高经济效益。
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