防護林小氣候
正文
由於防護林的作用而形成的小範圍氣候環境。防護林的氣象效應包括動力、熱力和水文等方面,其中,以動力效應最為重要，其他各種效應都與之有密切聯繫。在某些地區，防護林多種小氣候效應的綜合影響可使林帶保護下的作物平均增產20～30％,在樹高5～10倍的範圍內和有災害性天氣的年份，增產效益尤為顯著。防護林小氣候的作用不僅限於農田作物，對防風固沙、水源涵養等也有助益。防護林動力效應 動力效應主要反應在防風效應上，效應的大小與林帶的結構、高度、方向以及地面狀況等有關。
結構效應 防護林結構對動力的影響程度，通常用透風係數表示（見農田防護林）。透風係數因風速而有變化。風速大時，枝葉順風飄動，一般使闊葉林的透風係數增大；而針葉林則在枝葉張開後，透風係數減小。
高度效應 林帶的高度對防風效果有很大影響。一般是防風距離隨林帶高度的增加而延長。這是因為林帶越高，背風側湍流的規模越大，從林帶上空越過的氣流被抬升得也越高，促使上層氣流在離林帶較遠處才能向下傳遞，從而延長了林帶防風作用的距離。
方向效應 林帶的防風效應和林帶與風向的交角大小有關,在靠近林帶處（5～10倍樹高）風向的影響尤為顯著。林帶與風向的交角為90°時的有效防護距離最大。隨著交角的減小，有效防護距離縮小；但當交角變化在90°～60°之間時，方向作用的影響並不明顯，當交角小於60°後，有效防護距離就隨交角的縮小而明顯減小。即使林帶與風向平行,因林帶具有很大的橫向粗糙度,對風速仍有削弱作用。 上述各種效應還受近地面層溫度層結和地形、地面狀況等的影響。近地面層溫度層結可影響上、下氣層的空氣動量交換，因而也影響林帶背風面風速的恢復。大氣處於穩定層結和中性層結時，上、下氣層空氣動量交換微弱，風速恢復緩慢，防護距離較大；反之，大氣處於不穩定層結時，上、下層空氣動量交換強烈，風速恢復較快，防護距離較小。兩者的有效防護距離甚至可相差20％以上。地形起伏引起風向和風速的局地變化，從而影響林帶的防護距離。向風坡風速增加，有效防護距離減小；背風坡風速減小，有效防護距離相應增加。地面粗糙，林帶的防護距離較小，反之則防護距離較大。
防護林熱力效應 林帶在一定的防護範圍內引起太陽輻射、溫度等的變化，產生熱力效應。
太陽輻射 由於林帶的遮蔭，縮短了林帶兩側的日照時數，太陽輻射日總量減少。中緯度地區東西走向林帶收入的太陽輻射能量，北緣約為曠野的20％，南緣為80％；不論方位如何，越靠近林緣，收入的太陽輻射能量越少，到林高的 2倍以遠則影響甚微。林帶附近太陽輻射的變化較複雜，在林帶側面被直射光照射的地段內，由於林帶的反射作用，有一部分短波輻射被反射到林緣地面，林帶對有效輻射的影響範圍為樹高的2倍左右,林緣附近有效輻射僅為曠野的50～60％。
溫度 林帶能改變其附近熱量收支的各分量。在白天，可起增溫作用，也可起降溫作用，隨地區氣候的不同而異。在濕潤地區，影響林帶防護範圍內氣溫的主要因素是風速。有林帶保護的地方，風速降低，氣溫就有所增高。在半濕潤地區，植物的蒸騰已開始因葉面氣孔的調節作用而減弱。這時林帶一方面由於降低風速而使氣溫升高，另一方面又因促進蒸騰而使氣溫降低，林帶對這一地區的溫度起正負兩種作用。在比較乾旱的地區，林帶由於促進植物蒸騰而引起的降溫作用較大；在嚴重乾旱地區,林帶對於實際蒸散的作用很小,風速的減小成為影響氣溫的決定性因素，因而林帶促使氣溫升高。夜間，林帶對溫度的影響取決於風速、濕度、凝結水和輻射平衡。風速的降低促使降溫，而凝結水和林帶本身的輻射又能使降溫有所緩和。
林帶對溫度的影響和天氣條件也有密切關係，當有冷空氣入侵時,林帶保護區內的氣溫比空曠地要高0.5～1.0℃,對防禦平流型霜凍害和低溫冷害有重要作用。當有暖平流影響時，林帶格線中的溫度比空地約低1～2℃，故能防禦乾熱風危害。
防護林水文效應 林帶在一定的防護範圍內引起蒸散、濕度和地下水位等的變化，產生水文效應：①蒸散。林帶防護範圍由於湍流交換的減弱，可明顯降低農田蒸散量10～20％。就林網面積而言，格線面積愈小蒸散量降低值愈大。在灌溉地區採用小格線，一般可節約15％左右的灌溉用水。②濕度。林帶格線中的空氣濕度和土壤濕度比林帶外高。一般林帶內日平均絕對濕度可比空曠地增加80～ 220帕，日平均相對濕度增加2～3％，比林緣外土壤濕度平均高2～4％。③地下水位。林帶能減小徑流，使較多的雨水滲入地下。在高緯度地區還因增加冬季積雪，從而增加地下水。但在地下水位較高的低洼和灌溉地區營造防護林帶，又能因林木的吸水作用和林冠層的強烈蒸騰而降低地下水位。一般營造6～7年的林帶，就對降低地下水位有明顯作用。13～15年的林帶平均可降低地下水位160厘米，影響距離可達林外150米。
