全 文 ：第 ws卷 第 w期
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林 业 科 学
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论林带防风效应结构参数及其应用 3
朱廷曜 关德新 吴家兵 金昌杰
k中国科学院沈阳应用生态研究所 沈阳 ttsstyl
摘 要 } 以防护林带经营管理的实际出发 o提出了林带新的结构参数 ) ) ) 地上生物体积密度 o阐明了该参数在林
带削弱风速中的物理意义 o分析了它与过去常用林带参数k透风系数 o疏透度l的关系 o并举例说明了它在生产中的
实际应用 ∀
关键词 } 林带结构参数 o林带地上生物体积密度 o风速削弱系数 o透风系数 o疏透度
中图分类号 }≥zuz1u 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusswlsw p sss| p sy
收稿日期 }ussu p tt p t{ ∀
基金项目 }辽宁省博士启动基金和中国科学院沈阳应用生态研究所知识创新课题资助 ∀
3 关德新为通讯作者 ∀
Στρυχτυραλ Παραµετερσ οφ Ωινδ Προτεχτιον οφ Σηελτερβελτσ ανδ Τηειρ Αππλιχατιον
«∏׬±ª¼¤² Š∏¤± ⁄¨ ¬¬± • ∏¬¤¥¬±ª ¬± ≤«¤±ª­¬¨
kΙνστιτυτε οφ Αππλιεδ Εχολογψo Χηινεσε Αχαδεµψοφ Σχιενχεσ Σηενψανγttsstyl
Αβστραχτ } „ ±¨ º¶·µ∏¦·∏µ¤¯ ³¤µ¤°¨ ·¨µ²©¶«¨ ·¯¨µ¥¨ ·¯¶o§¨±¶¬·¼²©¥¬²°¤¶¶√²¯∏°¨ ¬¶³∏·©²µº¤µ§¬±·«¬¶³¤³¨µqŒ·¶³µ¤¦·¬¦¤¯¬·¼¬±
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Κεψ ωορδσ} ≥·µ∏¦·∏µ¤¯ ³¤µ¤°¨ ·¨µ²©¶«¨ ·¯¨µ¥¨ ·¯¶o⁄¨ ±¶¬·¼²©¥¬²°¤¶¶√²¯∏°¨ ²©¶«¨ ·¯¨µ¥¨ ·¯o •¬±§µ¨§∏¦·¬²±¦²¨©©¬¦¬¨±·o°¨ µ°¨ 2
¤¥¬¯¬·¼o°²µ²¶¬·¼
林带结构不同 o其防护效益也有明显差异 o这一点早为许多研究者所发现 ∀营造具有最优结构的林带 o
可以取得最大的防护效益 o因而林带结构的研究非常重要 ∀早期的研究者将林带的结构分为 v种或 w种结
构类型k玛恰金 ot|xy ~曹新孙等 ot|{vl o其后许多研究者又提出了林带的结构参数 }疏透度kΒl和透风系数
kΑl作为评价林带优劣的指标 o并给出了最适指标k ƒ ˜¢ot|xs ~≤¤¥²µ±ot|xz ~¨±¶¨±ot|yt ~傅抱璞 ot|yv ~
≤¡¤ ±…£ot|yv ~∞¬°¨ µ± ετ αλqot|yw ~曹新孙等 ot|{vl ∀但疏透度和透风系数本身还存在几何意义或实用性
等问题 o例如疏透度把立体结构的林带视作平面 o几何意义与实际相差甚远 o因而当林带疏透度相同而林带
宽度不同时 o其防风效应k及其它效应l并不相同 ~而透风系数测量较为复杂 o特别是林带树木高大时 o在野外
测量非常困难 o使许多研究成果的推广应用产生困难 ∀
本文拟采用林带经营管理中最常用的数据 o地上生物量和林带林木k或林带段l的材积k或蓄积l求得最
优结构指标的方法 o解决这一难题 o并可根据林木的生长模型计算结果对农田防护林的规划设计 !效益评价
和预评价以及经营抚育等进行信息化管理 ∀
t 林带地上生物量与风速削弱系数
1 .1 林带地上生物量与林带结构
林带的高度 !宽度和林木干 !枝 !叶等地上部分的生物量在空间的分布状况称为林带的结构 ∀设林带地
上部分现存生物量为 Β o树枝部分为 Βt o树叶部分为 Βu o树干部分为 Βvk通常取质量单位l o但林业经营管理
中常用的数据为材积k取体积单位l o而生物量则较少用 o但两者有密切关系 ∀实际上材积 ςs 即为 Βv 的体
积 ∀令 γt ς²为 Βt 的体积 oγu ςs 为 Βu 的体积 o若 Β的体积为 ςo则有
ς € ςskt n γt n γul ktl
或 ς € ςskt n γl ∀式中 γ € γt n γu o γt oγu 分别为枝 !叶的体积与材积 ςs 的比值 o其大小和树种 !树龄 !季
节 !立地类型 !经营方式等有关 ∀据徐文铎等kt||{l的调查 o东北部分地区小青杨k Πq πσευδοσιµοννιl γt 值在
s1tz ∗ s1|v之间 o幼龄林 γt 值偏大 o成熟林约为 s1vs ∗ s1xs o过熟林偏小 ∀ γu 与季节有关 o生长旺季偏大 o
林带防护期主要在春季和初夏 o叶量尚少 o所以取值不宜过大 ∀
林分生长空间内 o地上生物体积所占比例应是林分结构的重要特征之一 ∀令 Ω表示地上生物量的平均
体积密度 o即单位空间内的生物量的体积 o其因次为1Λv Λp v2oΛ为长度 o于是有
Ω € ςΠkΣΗl € ςskt n γlΠkΣΗl kul
式中 ς若代表林带内单株林木的地上生物量总体积 o则 ςs 为单株材积 oΣ为单株林木的平均营养面积 oΗ
为株高 ~若令 ς代表长度为 Λ段林带内的总地上生物量的体积 o则 ςs 为该段的蓄积量 ∀ Σ € Λ∆为该段林带
的总面积 o∆为带宽 oΗ为平均高 ∀计算结果表明 o杨树林带 Ω值约为 tsp v ∗ tspw ∀ Ω可为高度 ζ的函数 Ω
kζl o对于结构均匀的林带 o沿水平方向一般可视为常数 ∀
112 林带结构与风速削弱系数
林带地上部分 o林木的干 !枝 !叶 o大致均匀的分布于所占空间 o上部树梢部位偏小 o向下接近根际部分由
于修枝则更小 o气流流过林带时 o与干 !枝 !叶表面摩擦 o产生阻力 o林带地上生物量的总表面积越大 o则气流
受到的阻力也越大 o因而气流速度减小越多 ∀ o±≈×£¥£˜²≥kt|tyl在分析气流通过林带风速减弱的规律时 o曾
给出一个系数 κo称为风速削弱系数 ∀他假设林带水平结构均匀 oκkζl只是高度 ζ的函数 q气流通过林带宽
度 ∃ξ时 o风速减弱 ∃υ o则 ∃υ的大小应和通过的路径 ∃ξ 成正比 o和风速 υ的大小成正比 o比例系数为 κ
kζl o则有
∃υ € p κkζl υ∃ξ kvl
或写成微分形式 o并积分 o则有
Θ§υυ € pΘκkζl§ξ kwl
令 ξ € s时 oυ € υ© o即向风面林缘的风速 ~ξ € ∆时 oυ € υ o即背风面林缘的风速 ∀积分上式则有 }
υ € υ© ¬¨³1p κkζl ∆2 kxl
由上式可以看出 κ的物理意义应是 o气流经过单位距离林带时 o由于气流与林带林木的干 !枝 !叶等表
面的摩擦造成的气流动量的减少率 ∀ κ值不是直接描述林带的物理量 o但和林带结构特征直接相关 ∀我们
野外曾观测到最大的 κ值为 s1ty o最小为 s1st o一般在 s1su ∗ s1s{之间 ∀通风结构类型林带枝下高部分的
κ值偏小 o可小于 tsp w ∀
由上面的分析可知 κ的大小应和林带内的干 !枝 !叶的表面积密度 Χ° 密切相关 o设 Χ° 为单位空间内地
上生物量干 !枝 !叶等的总面积 o其因次为1Λu Λp v2 ∀于是可以假定风速削弱系数 κ随 Χ° 的增大而增大 oκ
应是 Χ° 的函数 o即 κ€ φk Χ°l o κ的因次为≈ Λp t  ∀由因次分析法kΠ定理l可知 oκ应是 Χ° 的一阶函数 ∀设
林带地上生物量表面积密度 Χ° 改变 ϖ Χ° 时 oκ值改变 ∃κo观测表明 o∃κ的大小和 ∃Χ° 成正比 o和 Χ° 的大
小成反比 o即与相对值k ∃Χ°ΠΧ°l成正比 o于是有 }
∃κ € ∃Χ°ΠΧ°
写成微分形式 }
§κ € β # §Χ°Χ° kyl
在生产实践中 Χ° 的数据不易求得 o也几乎无法精确测量 ∀假设干 !枝 !叶表面积密度和其体积密度k Ωl成
正比 o即 Χ°ΠΩ € Ρ¤ o并认为比例参数 Ρ¤在数值上为一常数 o其因次应为≈ Λp t  o于是有 }Χ° € Ρ¤ Ω o§Χ° €
Ρ¤§Ω o代入上式则有 }
§κ € β # Ρ¤§ΩΡ¤ Ω € β
§Ω
Ω kzl
积分上式则得 } κ € α n β¯ ± Ω k{l
式中 α !β为待定积分常数 ∀风速削弱系数 κ可用林带结构指标 Ω表示 oΩ为林带地上部分生物量的体积
st 林 业 科 学 ws卷
密度 ∀ Ω值大 o则表示林带空间的干 !枝 !叶的分布茂密 ~Ω值小则表示林带空间干 !枝 !叶稀疏 ∀应该指明
的是 o林带地上生物量的体积密度相同时 o枝条的粗细 !柔软程度和枝叶表面的粗糙度等也有一定的影响 ∀
但这些因素与表面积密度相比 o影响较小 o为使问题简化 o未予考虑 ∀但有些树种 o特别是针叶树松 !柏等的
枝叶表面的特征与所占比重k分散程度l不同于阔叶树种 o积分常数 α !β会有较大变化 ∀
由上面的分析可以认为林带地上生物量的体积密度 Ω可直接表示林带的结构特征 o是真正意义上的林
带结构参数 ∀而疏透度 Β!透风系数 Α!风速削弱系数 κ等 o和林带的结构有密切的关系 o习惯上仍可称为林
带的结构参数 ∀
u 林带结构参数之间的关系
防护林研究中经常使用的林带参数为疏透度 Β!透风系数 Α和风速削弱吸收 κo均和林带地上生物体积
密度有密切关系 o在一定条件下 o可以互相换算 ∀
211 透风系数 Α
u1t1t Α的定义 透风系数 Α为林带背风面林缘在林带高度以下的平均风速 υk或写成≈ υp  l与未受林带影
响的旷野同一高度的平均风速 υsk或写成≈ υp s l之比 o即
Α € ≈ υp Π≈ υps  € υΠυs k|l
式中符号≈ 表示对空间和时间的平均值 ∀可以看出 o该参数不能直接表示林带的结构 o仅反映林带动力效应
的特征 ∀透风系数相同的林带 o防风效应k及其它效应l基本相同 o林带宽度对防风效应影响不大 ∀观测研究
表明 o效能最适透风系数为 s1vu ∗ s1vy o即林带具有最大平均防风效能时的透风系数 ~距离最适透风系数为
s1x ∗ s1y o即林带具有最大有效防护距离时的透风系数k朱廷曜等 ousstl ∀ Α的缺点是测量较为复杂 o特别是
林带树木高大时 o在野外测量很困难 ∀
u1t1u Α与林缘相对风速的关系 据式kxl和式k|l可得
Α € υ©υs ¬¨³≈p κ∆  ktsl
式中 υ©为林带向风面林缘的风速 ∀气流由旷野吹向林带时 o由于林带阻力的影响 o未至林带林缘 o气流速度
已逐渐降低 ∀至向风面林缘 o降到 υ© ∀ υ©降低的多少和林带透风系数有关 ∀风洞实验测得的 Α和 υ©的数
据列于表 t ∀ Α和 υ©取 x个高度 o株间取 ts测点 o共 xs个数据的平均值 ∀ υ©Πυs 和 Α的拟合关系式为 }
υ© € υs Αs qvvt ρ € s q|u| kttl
表 1 林带向风面林缘相对风速 υφΠυ0 与透风系数 Α的风洞模拟
Ταβ . 1 Ρελατιϖε ωινδ σπεεδ ατ υπωαρδσ ϖεργε ανδ περµεαβιλιτψ οφ σιµ υλατεδ σηελτερβελτσιν ωινδ τυννελ
Α s1tvv s1vsx s1wst s1wtx s1wxs s1wzx s1xst s1ysx s1y{x
υ©Πυs s1w{x s1ztt s1yzv s1{tx s1z{s s1{tx s1z{v s1{v| s1{ss
该模式在 Α特大或趋向零时 o可能有较大的误差 ∀为验证其可靠性 o选取了 ≤¡¤ ±…£kt|yvl野外的观测
结果 o利用该书表 t{中的向风面林缘 !背风面林缘及对比点 ot !u !x ° v个高度的风速 o计算了各林带k共 tt
条l的 υ© !υs 和透风系数 Α的平均值k表 ul ∀可以看出 oυ©Πυs 的实测值和计算值基本一致 o差值很小 ∀应该
说明的是 v¡± ≥…£观测的林带平均高约 | °∀观测中他虽然作了系统的安排和精确的测量 o但无意测定透风
系数和向风面林缘 !背风面林缘的风速 o致使计算透风系数和 υ©的测点较少 o但模拟结果还是令人满意
的 ∀
u1t1v Α与风速削弱系数的关系 将式kttl代入式ktsl o可得透风系数和风速削弱系数的关系式为
Α € ¬¨³≈p Κkζl ∆Πs qyy|  ktul
两边取对数 o可得 κ € s qyy|Π∆ ±¯Α ktvl
u1t1w Α与林带地上生物体积密度的关系 由风速削弱系数与透风系数的关系式ktul不难看出 oΑ也可以
用林带地上生物体积密度 Ω表示为下式 }
tt 第 w期 朱廷曜等 }论林带防风效应结构参数及其应用
Α € ¬¨³kp φ∆ p γ ∆¯ ± Ωl ktwl
式中 φ !γ 为常数 oφ€ αΠs1yy| oγ € βΠs1yy| ∀ ∆为带宽 ∀ αoβ为 κ的拟合常数 ∀
表 2 野外真实林带向风面林缘相对风速的观测值与计算值的比较 ≠
Ταβ . 2 Χοµ παρισον οφ χαλχυλατεδ ανδ µεασυρεδ ϖαλϖεσ οφ ρελατιϖε ωινδ σπεεδ ατ υπωαρδ ϖεργε οφ φιελδ σηελτερβελτσ
Αs s1txw s1vuu s1www s1xuv s1wux s1xyu s1xvt s1yuy s1yy| s1yzs s1z{t
υ©Πυs
实测值  ¤¨¶∏µ¨° ±¨· s1ysy s1{yu s1zvy s1zzs s1zxu s1{wx s1{ux s1{zt s1{{x s1|sw s1|{v
计算值 ≤¤¯¦∏¯¤·¬²± s1xv{ s1y{z s1zyw s1{sz s1zxv s1{uy s1{tt s1{xy s1{zx s1{zy s1|ut
差值 ⁄¬©©¨µ¨±¦¨ s1sy{ s1t{x p s1su{ p s1svz p s1sst s1st| s1stw s1stx s1sts s1su{ s1syu
相对差值 • ¨¯¤·¬√¨ §¬©©¨µ¨±¦¨Πh tu us w x s u u u t v y
≠观测资料引自 ≤¡¤ ±…£„d ot|yv o经计算整理得到 ∀ ׫¨ µ¨¶∏¯·¶¬±·«¨ ·¤¥¯¨ º µ¨¨ ¦¤¯¦∏¯¤·¨§¥¼·«¨ °¨ ¤¶∏µ¨° ±¨·¶¦¬·¨§©µ²° ≤¡¤ ±…£„dkt|yvl q
212 疏透度 Β
u1u1t Β的定义 Β为林带林缘垂直面上透光孔隙的投影面积 σ与林带投影总面积 Σ之比 o以小数或百分
数表示 o即 Β € σΠΣ ktxl
可以看出 o该定义把立体结构的林带视作平面 o几何意义与实际相差甚远 ∀因而当林带疏透度相同而林带宽
度不同时 o其防风效应k及其它效应l并不相同 ∀故不能准确代表林带的结构特性 ∀且野外测量 o多用目测 o
误差很大 ∀近来利用照片和图象数字化分析方法k®¨ ±±¨ ¼ ot|{z ~姜凤岐等 ot||ul o精度有明显提高 o但也仅
能比较宽度相近林带的优劣 ∀如限定宽高比近于 t时的林带 o最适疏透度约为 s1u ∀
u1u1u Β与透风系数的关系 疏透度相同的林带防风效应并不完全相同 ∀但当林带宽度变化不大时 o相差
不大 ∀根据风洞模拟实验和野外观测结果 o统计分析了林带宽高比近于 t的林带透风系数和疏透度的关系 o
拟合模式为 } Α € s q|x{Βs qvyx ρ € s q|z| oν € vs
为简便计 o且疏透度的观测精度不高 o上式取为下列形式 }
Α € Βs1w ktyl
对于平面模型林带k平板l的实验结果 o得出下式 }
Α € s1s{ n s1{wΒ ρ € s1|yv o ν € y ktzl
该式可用于平板式风障透风系数和疏透度的换算 o但与实际值的偏差较大 ∀上述 Α与 Β关系的观测值与模
式曲线详见文献k朱廷曜等 ousstl ∀
v 风速削弱系数的拟合模型
311 风速削弱系数的参数拟合
由式k{l可知 o当测得林带的地上生物体积密度 Ω时 o可求得风速削弱系数 κ∀杨树为东北地区农田防
护林生态工程的主要树种之一 ∀利用傅梦华等kt||ul在辽宁省西部农田防护林地区的观测资料 o用二元材
积拟合式k李凤日等 ot||vl计算了林带段和平均单株林木的材积 ςs o树种为北京杨k Πq βειϕινγενσισl !小钻类
杂交杨k Πq ξιαοζηυανιχαl等 ∀考虑到徐文铎等kt||{l !李文华等kt|{tl在东北地区关于小青杨枝 !叶与材积
的比及与林龄等的关系 o以及这些树种在这一地区的生长特性 oγ 值的范围取为 s1vs ∗ s1wx ∀计算方法为 }
ktl疏透结构类型林带 }林木全株地上生物量平均体积密度 Ω为
Ω € ςskt n γlΠkΣΗl kt{l
式中 Σ为林带内单株林木的平均营养面积 oΗ为平均树高 o计算结果及式k{l拟合的各系数列于表 v ∀由表
可知疏透结构林带风速削弱系数 κ的拟合模型为
κ € ku1xwy n s1vvs¯ ± Ωl ≅ tspt ρ € s1|t| o ν € u| kt|l
Ω值的计算范围为 s1w|u ≅ tsp v ∗ v1s|v ≅ tsp v ∀
kul通风结构类型林带 }枝下高树干部分的材积为
ςst € δuΠηΠw kusl
取 γ € s o即无枝叶 o地上生物体积密度平均为
Ωt € ςstΠση € ΠδuΠkwσl kutl
ut 林 业 科 学 ws卷
式中 δ为胸径 oη为枝下高 ~上部树冠部分的材积为 ςsu € kςs p ςstl o生物量体积密度平均为 }
Ωu € kςs p ςstlkt n γlΠ≈σk Η p ηl  kuul
通风结构类型林带的风速削弱系数亦分为两部分 ∀林下高部位为 κt o林冠部位为 κu o拟合公式分别为
κt € kv1xu| n s1xsv¯ ± Ωtl ≅ tspu ρ € s1{w| o ν € vw kuvl
κu € kw1tvz n s1xtz¯ ± Ωul ≅ tspt ρ € s1|wu o ν € vu kuwl
Ωt !Ωu 值的计算范围分别为 s1{vu ≅ tsp v ∗ x1wsv ≅ tsp v !s1vvt ≅ tsp v ∗ u1wvw ≅ tsp v okt|l !kuvl !kuwl式的拟
合情况见图 t ∀
图 t 公式 t|k左l !uvk中l !uwk右l的拟合图
ƒ¬ªqt °¯ ²·¶²©µ¨ªµ¨¶¶¬²± ²©©²µ°∏¯¤t|k¯ ©¨·l ouvk°¬§§¯ l¨¤±§uwkµ¬ª«·l
由上述分析可以看出 o当测得林带段平均单株林木材积 ςs 或 ςst oςsu o并确定 γ 值后 o即可求得地上生
物体积密度 Ω或 Ωt oΩu ∀由式kt|l或kuvl !kuwl计算出 κoκt oκu ∀当已知林带宽度 ∆时 o根据式ktul可以
计算出疏透结构类型林带的平均透风系数 Α及通风结构类型林带枝下高部位的透风系数 Αt o林冠部位的平
均透风系数 Αu o则林带的平均透风系数 Α按加权平均由下式求得 }
Α € ≈Αt η n Αuk Η p ηl ΠΗ kuxl
式中 Η为平均带高 oη平均枝下高 ∀由得到的透风系数与最适透风系数指标比较可以判断林带结构的优
劣 o并据此确定需采取的抚育措施 ∀
312 地上生物体积密度的测算
地上生物体积密度可以采取多种方法得到 }ktl采用测树学的方法直接测定现有林带的地上生物量k林
业部调查规划院 ot|{tl o并测定干 !枝 !叶的比重 o换算成体积密度 ~kul测定林带树木的高度和胸径 o采用一
元材积式或二元材积式进行计算k李凤日等 ot||vl o并测定干 !枝 !叶的比重 o换算成体积密度 ~kvl在立地类
型划分的基础上 o用测树学的调查方法获取大量数据 o建立主要防护林树种的生长模型 o利用生长模型计算
地上生物量 !材积等 ∀经常采用的生长模型有 •¬¦«¤µ§¶模型 }
ψ € Αkt p εp Κlβ kuyl
或 ²ª¬¶·¬¦模型 ψ € ΑΠkt n βεp Κτl kuzl
式中 ψ为 τ年的生长量 o可代表地上生物量 Β !材积 ςs !高度 Η !胸径 δ 等 ∀ Α为树木生长的渐近最大值 oΚ
为与树木生长有关的参数 oβ为与初值有关的参数 ∀根据上述模型可求得林带任一年的现存地上生物量或
蓄积量 ∀进而可求得地上生物体积密度 o求出风速削弱系数 κ·及透风系数 Α·∀故可利用效益评价模型作出
农田防护林体系或林带的防护效益评价和预评价 ∀
w 林带结构参数应用举例
限于篇幅 o本文仅在抚育措施方面举例说明其在生产中的应用方法 ∀
设某地的快杨k Πq ξιαοζηυανιχαl林带 o带宽 tu ° o株行距 t1x ° ≅ u1s ° oy行 o初植成活密度为 Νs € v vvv
株#«°pu o现林龄 tx ¤o据蒋伊尹等kt|{|¤l给出林带蓄积量 ςsk°v#«°pul的生长模型为
ςs € αt # ΣΙαu t p ¬¨³ αv ts sssΠΝs αw kτ p t qxl αx ku{l
其中 }αt € ys1wxs oαu € t1x|u oαv € p t1xxx ≅ tspu oαw € p s1xv| oαx € t1uuu oτ 为年数 ∀蒋伊尹等
kt|{|¥l划分标准设地位级指数为 ΣΙ € tx ∀根据她给出的高生长模型 !径生长模型 !保留株数模型计算结果
vt 第 w期 朱廷曜等 }论林带防风效应结构参数及其应用
为 }tx年时 Η€ tu1||s ° oδ € s1tvy ° o密度 Νs € t |vt株#«°pu ∀计算每公顷的蓄积量为 hςs € utw1|{z °v o
单株材积 ϖs € hςsΠΝ€ s1ttt °v ∀平均单株营养面积为 σ€ x1t{s °u o设调查结果为 o枝叶比 γ € s1ws o修枝高
度为 η € v ° o则根据kutl !kuul式计算得到 o地上部分枝下高材积密度或生物量体积密度为 Ωt € u1z{w ≅
tsp v o林冠部分的生物量体积密度为 Ωu € t1{wt ≅ tsp v o由式kuvl !kuwl计算得到的风速削弱系数 κt € x1y|w
≅ tsp v oκu € {1{vz ≅ tsp u ∀由式ktul计算得到的透风系数分别为 Αt € s1|sv o Αu € s1usx ∀则该林带平均透
风系数为 Α€ v ≅ s q|sv n s qusx ≅ ktu q|| p vlΠtu q|| € s1vyy o接近于效能最适透风系数 o小于距离最适透风系
数 ∀考虑到林带林木正处于生长旺盛期 o地上生物体积密度将进一步增大 ∀透风系数将减小 o因而决定间伐
k伐除部分林木l和疏伐k伐除部分枝条l ∀
通风结构类型林带枝下高一般为林带平均高的 tΠw ∗ tΠv o林木在迅速长高 o故可修枝到 w °∀同时 w °
以上的枝条也疏伐约 tu1x h o使 γ 值由 s1ws降至 s1vx ∀则此时 o枝下高kw °以下l透风系数未变 o仍为
s1|s ~林冠部的生物量体积密度 Ωu 由未疏伐时的 t1{wt ≅ tspv减至 t1xxw ≅ tsp v ∀风速削弱系数减小为
z1|yu ≅ tsp u o透风系数增大到 s1uw ∀林带平均透风系数增大到 s1ww ∀还可间伐部分林木以使透风系数达到
s1xs左右 ∀利用式kuxl使 Αt 保持不变ks1|sl o改变 Αu 使两边相等则可粗略的认为 Αu € s1vu时 ∀平均透风
系数可增至 s1xs左右 ∀利用式kuwl可求得此时的林冠部位生物量体积密度 Ωu € t1tv{ ≅ tspv o须减小约
uz h kt1tv{Πt1xxw € s1zvul o则可确定间伐强度为 uz h ∀即 t |vt株#«°pu o应伐除 xut株#«°pu o保留 t wts株
#«°pu ∀计算结果表明 o间伐后的平均透风系数为 s1xt ∀若不疏伐侧枝 oγ 保持为 s1ws o则平均透风系数为
s1xs ∀
根据上述分析可知 oκ值取决于地上生物体积密度及干 !枝 !叶表面积的大小和分散程度 ∀虽然根据杨
树测算得到的计算模型 o也应适用于结构类似的其它阔叶树种林带 o但当地上生物体积密度相同时 o表面积
的差异会使 κ值有较大差异 o此外 o有叶期和无叶期 o阔叶树和针叶树等也可能引起误差 ∀本文仅提供一种
新的林带结构参数和应用方法 o在今后实践中尚须进一步完善 ∀
参 考 文 献
曹新孙 o朱廷曜 o姜凤岐等 q农田防护林学 q北京 }中国林业出版社 ot|{v
傅抱璞 q论林带结构与防风效能 q南京大学学报k气象学l ot|yvkt p ul }ts| p tus
傅梦华 o姜凤岐 o杨瑞英 q杨树林带疏透度的研究及其在林带结构控制中的应用 o林带经营技术与理论基础 q北京 }中国林业出版社 ot||u }tsu p
ts{
姜凤岐 o徐吉炎 o傅梦华等 q应用数学图像处理法测定林带疏透度 q林带经营技术与理论基础 q北京 }中国林业出版社 ot||u }xw p xz
蒋伊尹 o李凤日 o李长胜等 q防护林杨树生长的研究 q东北西部内蒙古东部防护林研究 o第一集 q哈尔滨 }东北林业大学出版社 ot|{|¤}x| p zs
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