（farmland shelterbelt）
（孫德林）
為改善氣候、土壤、水文條件，防止自然災害，特別是災害性天氣對農業生產的危害，創造有利於農作物生長發育的環境條件，以保障農業穩產高產，在農田中或沿農田邊緣營造的帶狀或網狀林分。農田防護林，大致有三種形式：①帶狀林分：即在農田中或沿農田邊緣栽植林帶。這種帶狀林分在整個農田中往往由主林帶與副林帶縱橫交織成網，又稱農田防護林網。防禦主要害風並與其方向相垂直（或成壹定偏角）的林帶為主林帶；與主林帶相垂直的林帶為副林帶。②農林間作形式的行狀林分：即在農田中間隔壹定距離栽植壹行樹木，形成農林間作。中國的農桐（泡桐）、農棗、農柿間作等都屬於這種行狀林分。③團狀林分：即在農業地區營造片林，使農田分布在團狀的片林之中。
農田防護林與公路、鐵路、道路兩旁的護路林帶，河流、水渠兩側的護岸、護渠林帶，以及小片林等結合在壹起，在農業地區構成帶、網、片相結合的完整的防護林體系，形成林農景觀。它作為固定的自然地理因素，已成為現代化農業集約經營綜合體制中不可分割的組成部分。
發展概況
世界很多國家為適應農業發展的需要，在平原農區營造防護林。19世紀在英格蘭東部營造的防護林，證明有增產作用，隨後，德國、匈牙利、瑞士等國，也營造防護林。但是，有計劃、大規模營造農田防護林，主要是蘇聯、美國和中國。蘇聯1948年頒布的《斯大林改造大自然計劃》推動了農田防護林的大規模發展。到1982年末蘇聯人工營造的農田防護林帶達160萬公頃，受防護林保護的農田面積約2000萬公頃。全蘇已有5200個國營農場和集體農莊建立起完整的防護林體系。美國營造防護林也有壹百多年歷史，但大規模的防護林帶是從1934年黑風暴之後設計營造的，即所謂“大草原各州林業工程”。到1978年美國已營造護田林帶25.2萬公頃。中國，1949年以前，農民自發營造的小型林網，在風沙危害嚴重地區，至今還保留其痕跡。1949年後，農田防護林有了很大發展。至1953年基本完成了河北西部和永定河下遊防護林的營造任務，造林總面積達1萬公頃。從1951年到1964年東北地區西部***完成農田防護林19.8萬公頃。50年代，河南省只用三年時間完成了東部防護林建設，在黃河故道上營造起五條大型防護林帶，總長度520公裏，造林面積達4.66萬公頃。60年代後期到70年代，中國農田防護林建設納入農田基本建設的總體規劃，實行“山、水、田、林、路”統壹規劃，綜合治理。70年代後期以來，農田防護林建設進入了以農田林網、“四旁”植樹、農林間作和小片豐產林為內容的帶、網、片相結合的防護林體系的新階段。據統計，到1984年已營造的農田防護林帶面積達64.3萬公頃，受保護的農田面積為1.073萬公頃；“四旁”植樹72億株；農林間作面積112萬公頃；平原地區小片豐產林總面積368.7萬公頃。“三北”防護林體系壹期工程***營造防護林605萬公頃，有800萬公頃農田受到林網保護。在無林少林的廣大平原農區建立起來的防護林體系，在保護、改善農業生態系統功能方面，發揮著顯著的作用。
防護效應
農田防護林在改善氣候、土壤、水文條件，抗禦災害性天氣，保障農業穩產高產方面，發揮著多功能的效應。
①防風作用：在林帶有效防護範圍內，林帶能使風速平均降低30～40%。林帶有效防護範圍的大小，與林帶樹高成正比。林帶降低風速的幅度，隨著距林帶的距離而變化，離林帶越遠，風速降低幅度越小，5～10倍樹高範圍內，風速降低幅度最大，可達40～60%：到30倍樹高處，風速降低壹般不超過20%，或接近曠野風速。林帶的防護範圍及降低風速的幅度，在很大程度上還與決定透風系數（亦稱通風度、疏透度）的林帶結構、林帶與風向之間的交角、風力等級有直接關系。疏透結構林帶的防護範圍可延續到40～50倍樹高處，而緊密結構的林帶僅達到20～30倍樹高處。透風系數是指林帶垂直面透光面積與林帶總垂直面積的百分比。透風系數為30%左右的林帶，削弱風速的作用最好。緊密結構林帶與風向交角為90°時，風速降低幅度最大，隨著交角的變小，防風效能也隨之減小。通風結構林帶與風向成壹定偏角（不大於45°）比交角成90°的防風效能要大些。長方形網格比相同面積的正方形網格更好些。
②對湍流交換的影響：湍流交換強度的大小，決定著上下空氣層之間聯系的強弱。農田近地表（1～2米高）氣層湍流交換強度的變化，是影響林帶間農作物生長的水文氣象條件的重要因素。林帶能減弱湍流交換強度，與其防風作用密切相關，主要是由於林帶對氣流的改變及對風的動能的抑制造成的。林帶對湍流交換的防護作用，約為其防風作用的60～70%。在林帶保護下的農田1～2米高處的湍流交換強度平均減弱15～20%。湍流交換強度的減弱，對農田減少蒸發，保持土壤水分，保存積雪，防止沙暴等具有重要作用。
③對氣溫的影響：春秋冬三季，林帶均有增溫作用，夏季則有降溫作用。這樣就有利於農作物種子的發芽、出苗和生長發育。據在中國河北省的觀測，春季林網內氣溫比林網外空曠區高1℃左右，林網內小麥出苗比無林網麥田早1～2天；6月上旬林網內麥田氣溫比無林網麥田低0.4～1.9℃。氣溫的變化也必然影響土壤溫度。
④對水文狀況的影響：由於有林帶作屏障，田間風速降低，湍流交換強度減弱，使蒸騰和蒸發的水分能較長時間地滯留於田塊上，從而增加空氣濕度和土壤水分。據測定，林網內空氣相對濕度比網外對照點高15～30%。據中國山東省的觀測，林網內土壤含水量比網外空曠地高27%，水面蒸發減少10～30%。樹木的生理排水作用能降低地下水位，減輕土壤含鹽量。據在中國寧夏灌區的觀測，在5～7倍樹高範圍內，地下水位降低10～20厘米，1倍樹高處與10倍樹高處相比，鹽分上升減少20%。
⑤抗禦幹熱風：幹熱風是壹種高溫低濕並伴隨壹定風力的大氣幹旱現象，發生在5月中旬至6月上旬（正值小麥乳熟至蠟熟階段）。幹熱風的主要氣象指標是：14時的氣溫大於30℃，空氣相對濕度小於30%，風速大於3米/秒，並持續兩天以上。中國受季風氣候的控制，小麥產區受幹熱風危害的面積約1330萬公頃，為小麥播種面積的壹半以上。小麥受幹熱風危害，壹般減產15～30%。由於農田防護林降低風速和氣溫、減弱蒸發、增加空氣濕度的效應，改變著形成幹熱風的氣象條件，從而減輕甚至避免幹熱風對小麥的危害。
⑥增加農作物產量：據中國各省（區）的調查，在正常年份，有農田防護林的保護，小麥增產10～30%，玉米增產10～20%，水稻增產6%，棉花增產13～18%。在自然災害較多或氣候條件較差的地區，在出現災害性天氣的年份，農田防護林這種增產效應，表現得尤為顯著。
營造技術
為使農田防護林具有壹定的穩定性，並發揮最大的防護效益和經濟效益，在營造技術上要做好以下幾項工作：
①規劃設計：農田防護林的規劃設計，首先應和農業發展區劃、農田基本建設規劃結合起來。其次要因地制宜地根據立地條件和災害程度（即自然災害輕微地區、壹般災害地區和嚴重災害地區）進行具體規劃設計。最好沿著田邊、路邊、渠邊設計林帶，盡量不占或少占耕地。田塊過大的，可在農田中設計輔助林帶。主林帶之間的距離，按30倍樹高和災害程度來確定。自然災害輕微地區，網格可大些，面積20～40公頃，主林帶間距400～500米；壹般災害地區，網格面積要相應地小些；嚴重災害地區，網格面積10公頃左右，主林帶間距200米左右，甚至更小些。農田防護林帶（網）的規劃設計，還應盡量和其他林帶（如護路林帶、護岸林帶、片林等）結合起來，構成帶、網、片相結合的防護林體系。
②樹種選擇：要按照立地條件類型選擇樹種，做到適地適樹。要選擇速生、優質、抗性強的鄉土樹種和適宜本地生長的外地優良樹種。造林樹種不宜過於單壹，以營造混交林為好，並可配置灌木樹種。
③結構配置：根據各地經驗，壹般情況下，疏透結構的窄林帶，防護效果較好。主林帶壹般以栽植2～4行，副林帶以栽植1～2行為宜。栽植密度要適當，以有利於樹木正常生長並構成疏透結構為度。
④撫育管理：主要包括幼林撫育、防治病蟲害、撫育間伐。苗木定植後數年內，要及時進行澆水、除草、松土等撫育管理，有條件的最好進行追肥，並及時防治病蟲害。有的樹種如要修枝，則應切實防止修枝過度。樹木株間郁閉後，初植密度大，影響正常生長時，要及時進行間伐。樹木達到自然成熟期（見防護成熟），也要進行采伐更新，最好采取輪伐方式，不使農田失去屏障，以保證防護效應的永續性。
參考書目
曹新孫主編：《農田防護林學》，中國林業出版社，1983。