農田防護林
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農田防護林(Agricultural Protection Forest)
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什麼是農田防護林[1]
農田防護林又稱護田林，它是以保護耕地免受風蝕沙埋，改善農田小氣候，促進農作物穩產、高產為目標所營建的防護林。
農田防護林的發展過程[2]
我國農田防護林發展的歷史大概可分三個階段：首先是農民們自發的營造自由林網。其目的是防止風沙對農田的危害，保證糧食收成；其次是獲取燃料和日常木材。它多營造在犯風農田的風口處，田埂、地塊周圍。多為不透風的緊密結構。因為平茬次數頻繁，林網多形成叢生的灌木狀，不僅防護距離近，而且在林帶的迎風面常堆積浮沙。久而久之，將耕地形成凹槽形，既不利於耕種又降低糧食產量。第二個階段是國家或集體有計劃的營造防護林帶，是以更全面的改善地區小氣候為目的。各地區在林帶之間，還設置了不同距離的網帶構成了面積不等的農田網路橫對主風方向的林帶，一律稱為主林帶；與主林帶垂直的林帶，都稱為副林帶。第三個階段是隨著方田化的發展，實現林網、路網、水同水網密切結合的三網化。以構成完整的防護林體系。有些營造林網較早的地區，已經收到了促進農牧業增產，改善了人民生活環境的顯著效果。
農田防護林的建設[1]
農田防護林建設，首先必須堅持走“農業可持續發展”道路為基本原則。為農、牧業生產服務，按大農業的要求，以建設高產穩產田為中心，處理好農、林、牧、水等諸多關係。其次，貫徹“因地制宜，因害設防，全面規劃，統籌安排”的原則。對溝、河、渠、田、林、路統一規劃，對風、沙、旱、澇進行綜合治理。再次，在設計上要保證林帶具有最大的防護效能，並做到林帶少占耕地，同時緊密結合“四旁”綠化，形成綜合的防護林體系。
農田防護林建設的規劃設計需要考慮的主要因素有：林帶的結構、林帶的走向、林帶的間距、林帶的寬度、林帶與地貌有機結合等。
林帶的結構指林帶的樹冠上下組成的層次、寬度、橫斷面的形狀、枝葉的狀況、密度和透光狀況等的綜合情況。在平原地區，需要選擇通風結構的林帶，一般由2行或2行以上的喬木組成，其有效防護的距離為28km範圍內。
林帶的走向是由主林帶和副林帶所組成。主林帶垂直於主要害風方向，副林帶垂直於主林帶。主、副林帶所形成的網格，一般呈長方形或者方形。
林帶的間距是指主林帶和主林帶或者副林帶和副林帶的距離。在平原地區，主林帶間的距離約300m，副林帶間的距離約600m，網格面積要在1O—20hm2。
林帶的寬度指林帶兩側的邊行樹木間距離，加上兩側，約1m的林緣寬度。一般情況下，選擇兩側2行以上的行道樹，2行林帶的寬度在3m以上。
林帶與地形地貌要實現有機的結合。林帶的設計要和護路林、護岸林、環村林及成片造林帶相結合，既節省耕地，又構成了綜合的防護林體系，同時擴大了防護作用。
農田防護林的效益主要表現在以下幾個方面：
1．生態效益
農田防護林是由林木組成的。林帶樹木在生長髮育的過程中，通過光合作用，吸收空氣中的CO2，釋放O2，同時還可以吸收工廠以及汽車所排放的硫化物、氟化物及一氧化碳等有毒氣體，如臭椿和旱柳可吸收SO2；刺槐和銀杏等具有較強的吸Cl2能力；桑樹可吸收鉛塵；紫杉可吸收HF等。農田防護林還可對農田周圍的溫度有調節作用。春秋季具增溫作用，平均增加溫度0．5～2．0℃；夏季有降溫的作用，平均降低6～10℃；冬季可升溫，幅度在1～3℃。農田防護林因其高大的樹體結構所形成的屏障，具顯著的防風功能，防止大風對農田作物的危害，尤其是對暴風雨具有很好的防護作用。林帶可降低風速，使得林網內的氣流間的交換減弱，蒸發量減少，產生增濕的效應，可提高相對濕度5％～10％。
2．水文效應
農田防護林具有很好的水文效應，主要表現在減少徑流和減少蒸發量方面。林帶的樹體對雨和雪有截留的作用，可延緩地表水的徑流速度，從而增加降水滲透性，使地表的徑流減少，減少泥土的流失與河渠的泥沙淤積，產生較好的水文效應。
3．社會效益
農田防護林建設後，則增加了木材的蓄積量，為木材加工業提供原料保障，既使得農民的經濟收入增加了，也大力支持了地方的財政。在木材加工過程中，餘下的邊角料和廢料也可以作為食用菌栽培中的培養基，用以培育木耳、香菇和金針菇等，既延長了產業鏈條，又拓寬了農民朋友的增收途徑。
4．經濟效益
農田防護林一般在營造後的第3年，就可以發揮防護的功能。農田防護林對農田作物的增產達5％左右。農田防護林林帶脫落的枯枝落葉，埋入農田土壤中，在改善土壤結構、增加土壤肥力方面具有很好的作用，同時可增加農作物產量。農田防護林建設使得農田收益明顯增加，同時防護林本身的木材收益也相當可觀。如果在農田防護林建設中，使用經濟林木，或者經濟林木與用材林木交替配合使用，則經濟效益會更加顯著。
1．對農田防護林建設的意識不夠
農田防護林是保護農田的重要屏障，但農戶對農田防護林的作用認識不足，沒有將農田防護林作為一種科學的農林間作模式來看待，而認為是可有可無的。另外，一些農民錯誤認為農田旁邊種樹，占去了農作物的種植面積，而沒有認識到，農田防護林擴大了複種指數，提高了農田土地的利用率，更重要的是保障了農田糧食的穩產、高產，增加農田收入，同時還可提供大量木材。
2．農田防護林林帶的結構不夠
合理農田防護林建設一般比較重視時效性，不論是政府部門還是林業部門都希望儘快看到林帶成型。因此，在造林的過程中，多以速生林木品種為主，不能嚴格按照科學的林帶規劃執行，同時造林時間均集中於一個時段，造成年與年間的造林不平衡，銜接性不強，林帶的林齡過於同一，如果同期更新，則會造成農田防護林的斷代，從而影響農田防護林防護功能的連續發揮。
3．林帶樹種的單一易導致病蟲害大發生
縱觀農田防護林建設，發現林帶的樹種均以速生楊樹為主，樹種單一，林帶群體結構簡單，自我調節能力差等。簡單的農田生物多樣性，使得農田生態系統中缺乏維持種群間動態平衡的食物鏈網，病蟲害的發生較集中。如果使用殺蟲劑，則造成環境污染，加劇系統內種群的減少，從而形成惡性迴圈。
總之，農田防護林建設相當重要，但農田防護林建設中存在的問題不容忽視，要採取強有力的應對措施，真正起到防護林作用，充分發揮其功能。針對目前防護林建設中存在的問題主要從以下幾個方面入手，進行整治。一是科學規劃、合理佈局；二是廣泛宣傳，增強林業屬公益性事業的意識；三是註重人才培養，提高從業人員的綜合素質；四是科學合理的規劃林帶結構，調整樹種間的組合；五是強化科技支撐，提高農田防護林建設質量和綜合效益。
農田防護林的環境效益[3]
1．防風效應
防護林體系對農業生態環境的改善主要是通過防風作用體現出來的。由於林帶改變了氣流結構，削弱了風的動能，從而使通過農田林網的風速降低。在林帶背風面有效防護範圍內，可使曠野風速降低25％～30％。如行唐縣年均風速1991～1995年與1971～1975年相比降低了28％；“三北”防護林體系由於明顯地改變了下墊面性質，因而產生了明顯的防風效應，造林後風速平均降低20％左右，可見農田防護林的防風效益是十分明顯的。
2．溫度效應
林帶防風效應的直接後果是削弱了林帶背風面的能量交換，改變林帶附近熱量收支各分量，從而引起空氣溫度的變化。林帶對大範圍的空氣溫度的影響表現出季節性變化，春秋季有增溫作用，平均增溫1℃左右；夏季具有降溫作用，平均降低8℃左右；冬季有升溫作用，幅度為2℃。林帶間夏季平均溫度比空曠草原低，而冬季平均溫度較高。
3．濕度效應
由於林帶降低風速，使林網內氣流交換減弱，蒸發量減少。因此，產生明顯的增濕效應，一般可提高相對濕度5％～10％。在三北地區由於湍流交換減弱、風速降低等原因使得被防護地區的蒸發量平均降低14％左右，林網內相對濕度較空曠地高6％～10％。
4．水文效應
由於樹冠對雨雪水有截留作用，因而能延緩地表水徑流速度，增加降水的滲透性，從而使地表徑流減少，也減少了泥土的流失和河渠泥沙的淤積，產生很好的水文效應。農田防護林的水文效應主要表現為減少徑流、減少蒸發量。
5．凈化空氣
林帶具有吸收二硫化碳、釋放氧氣、殺菌等作用。據科學測定，1hm2闊葉林每天大約吸收1t二氧化碳，相當於1000多人的呼出量，同時生產氧氣730kg，相當於970多人的氧氣吸收量。樹木還能分泌殺菌素殺滅細菌、真菌和原生動物等。據測定，農村無林區每立方米細菌數目為3～4萬個，而在林區只有55～400個，相差100多倍。防護林中許多樹種還有吸收有毒氣體及滯留、吸附、過濾煙塵污染的作用，如臭椿、旱柳能吸收二氧化硫，刺槐、銀杏等有較強的吸氯氣能力，其他如桑樹能吸收鉛塵，紫杉能吸收氟化氫等。另外，農田林網還有減少輻射、改善濕度、降低噪音等功能。
總之，防護林的營造形成了以林網為主體的生態系統，不僅可提供生產原料，更重要的是提供了一系列的相關功能和服務，改善了農田生態環境，對整個地區的氣候、土壤、農業生產等都具有重大的防護與調節作用，是改善生態環境的高效能生物工程。隨著人們對資源環境的日益關註，農田防護林在改善生態環境方面的效益將越來越受人們的重視；同時，由於全球氣候變化的重大環境問題制約著區域經濟的發展，因而農田防護林的生態研究應結合現代生態學研究的新趨勢，著力探索農田防護林對農田生態系統環境的影響以及農田生態系統中植被和環境的相互作用機理。
農田防護林質量的提高方法[4]
1.保持苗根完整和濕潤
苗根是苗木吸收水分和養分的主要器官,掘苗時保持苗根完整和濕潤,是苗木成活和生長的基礎,一般樹種鬚根較多,失水較快,特別是針葉樹失水更快。據我們測定,側柏苗在日曬3h後,根系含水率降低21.70%,莖桿降低14.10%,葉子降低5.20%。因此,保護根系是造林成活率的關鍵。
2.掌握適宜的造林時期
春季是多數樹種造林的最好季節。但由於氣溫差異,各樹種生物特性的差異,各樹種本身所需最適溫、濕度的差異,因而各樹種在造林時間的早晚程度上也有差異,對於發芽早的樹種如落葉松、油松、沙棘、側柏等樹種宜早栽,一般是3月下旬至4月上旬,據調查,3月下旬栽植的油松、側柏、沙棘等比4月中旬後栽植的成活率分別高出12.80%、21.00%和50.70%,泡桐、河北楊、新疆楊等樹種適4月上旬栽植,此時成活率分別為90.40%、92.70%、96.10%。發芽遲的樹種如柿樹、揪樹應遲栽,一般在4月下旬。
3.把好栽植技術關
造林要提高質量,栽植是最重要的環節。栽植時要使苗根舒展,栽端踩實,做到“三埋兩踩一提苗”,防止上緊下松。泡桐栽植要“深坑深栽”。松類栽植時還要註意不能損壞頂芽。
4.作好苗木的處理
①截桿造林對於失水快、萌芽力強的樹種如杜梨、刺槐、垂樹等進行截桿造林,可以減少蒸騰失水,提高成活率。2003年春,杜梨截桿造林成活率60%,而未截桿的僅40%,刺槐秋季截桿栽植效果好,
②修剪枝葉對於枝葉茂密,大樹冠,已展葉的樹種,進行疏枝打梢,可以提高成活率。2003年春,從西安運回的垂柳已發出豆粒大的新葉,為減少蒸騰,栽時剪去已發的枝葉,使成活率達96.90%。
5.插桿(扦插)造林
對於一些易發芽的樹種如旱柳,垂柳等在水濕地、河邊中進行插桿造林,即將高1.50～2m、地徑2～5cm的柳桿直接)插入土中,插入深度約50cm。2003年春在馬坊溝插的柳桿成活率達95%,對於檉柳、烏柳等可以進行扦插造林。既將2a生的檉柳枝條剪成20cm的插穗(使用切條機,成效比手工提高30倍),用水浸泡3h,然後直接打入山梁坡陽向黃土型(上中下部)造林地中,深度以頂部留1～2個芽為宜,成活率可達83.80%,當年高生長可達55.80cm,地徑達0.355cm。
綜上所述,營造防護林對生態環境的改善發揮著重要作用。隨著人們對資源環境的重視對防護林的生態研究，如何保護和改善生態系統服務功能已成為普遍關註的熱點問題。在提高環境效益方面，農田防護林是農田生態系統的保障，以大力發展農田防護林為主要建設目標，不僅大大提高了生態效益，在工農業穩產與高產方面也具有重大的防護與調節作用。
農田防護林的經營管理[2]
為了提高造林成活率，調整林木與環境條件之間以及林木與林木之間的相互關係，促進林木正常的生長髮育，不斷改善林帶的結構，消除各種危害，保證林帶起到持續的防護作用，林帶栽植後，必須認真的做好經營管理工作。這項作業包括幼林撫育，修枝和間伐。
林帶間伐：當前林業工作中持有兩種主張，其一是以靜止觀點看問題，以為林帶是人與大自然鬥爭的一件武器，用它防風、防沙、防止乾旱。營造後一旦成林，構成了自然生態系統，決不能進行間伐，怕破壞生態系統，有損林帶防護作用。其二是從利用觀點出發，主張林帶上的林木，是一種物質資源。應當採伐各種徑級的木材，為人類所用。況且林木是有再生能力的資源，林木生長不同徑級階段，均可以採伐利用甚至可以採伐薪炭材，持前一種觀點的，可稱之為保守派；持後一種觀點的，可稱之為利用派，兩者均有其片面性。我們主張動態平衡，即是遵循林木生物學特性，林帶結構規律，運用林學的理論，以科學的營林技術，進行林帶間伐。其具體作法是：將林帶上的林木生長髮育和樹冠受光狀況，一般可分如下五級：
一級木：樹冠超出一般林冠層，受光充分，長勢旺盛，在林木中數量很小。二級木：樹高和直徑略低於一級木，構成林帶的主要林冠，受光充分，樹冠較發達，生長正常。三級木：在林冠占從屬地位，乾高、徑粗、樹冠均為中等大小，冠形比較窄狹。四級木：樹冠側方或上方被壓，冠形狹窄或傾斜一側，發育不正常。五級木：瀕於死亡或立枯木。
為了促進樹木正常生長髮育，改善林帶結構，提高林帶防護作用，應本著伐密留稀，分佈均勻，疏密適度的原則，全盤著眼，統一考慮。伐去一級木，因為它在林木群體中占少數，留之無益，反而有害。二級木是主要保留對象，但是對過密互相影響的，也應酌情伐除一部分。三級木在林帶中也占少數，有利於形成均勻的透風結構，應為保留對象，四級木只需伐去過密的植株，對其所占的位置疏密適度者，可以保留。對形成均勻透風結構有利，同時，可保持林分間伐時期：應視帶上林木分支交叉，樹冠將要重疊時進行。第一次間伐速生闊葉樹，一般在5-1Oa。針葉樹應在15～20a左右。為了提高木材利用價值，間伐應在冬季進行。間伐強度：撫育間伐，以增強防護功能為出發點，必須合理進行間伐，強度過大或過小都不利於林木生長髮育和林帶結構的改善，一般來說，間伐強度為25％-30％。
規劃設計是營造農田防護林最主要的組成部分，要著眼於農、牧、林統一規劃，互相促進，共同發展，使其各占一定比例，方能收到極優的結果，因為征服改造大自然，是一項人與自然鬥爭極其艱巨的任務，並不是一個學科所能勝任的，必須農林牧各學科協同作戰，才可以收到事半功倍之效。所以在農田防護林經營管理上要搞好以下幾方面的工作：
一是要搞好農田防護林的規劃設計工作，根據農田的自然地理條件適地適樹，因地制宜，使得防護林生長良好，防護作用強，見效快。設計是農田防護林經營管理的第一步也是基礎。適度郁閉，防止雜草蔓延。五級木全部伐去。
二是搞好農田防護林的成林管理，要想使農田防護林發揮更好的作用就必須使農田防護林生長良好，結構合理，所以在獲得防護之前或過程中我們要對農田防護林給予呵護和管理，進行適當灌溉施肥等等。
三是根據情況可以適當採伐利用，去弱留強，搞衛生伐，或年齡過熟及時採伐更新。
