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申请/专利权人：中国科学院地理科学与资源研究所

摘要：本发明涉及一种城市群外围生态防护林带结构，包括设置在环城公路外围或城市与乡村交接处的防护林带，相邻城市之间的防护林带相连接，所述防护林带包括沿着风向依次设置的减速导流林带、涡旋净化林带、密集防护景观林带，所述涡旋净化林带与密集防护景观林带之间设有灌草间隔区，所述减速导流林带为纯乔木林带，所述涡旋净化林带包括按照圆环种植的乔木、种植在圆环中心的大冠幅乔木、灌木以及草本地被植物，所述密集防护景观林带包括相邻两排呈品字形排列种植的多排乔木、灌木以及草本地被植物。本发明通过设置不同功能和结构的林带，使得来风逐步有序地通过各个功能林带，最终达到导流风向、消减风速、滞尘净化的效果。

主权项：1.一种城市群外围生态防护林带结构，其特征在于：包括设置在环城公路外围或城市与乡村交接处的防护林带，相邻城市之间的防护林带相连接，所述防护林带走向与主害风向夹角为60～90度，所述防护林带包括沿着风向依次设置的减速导流林带1、涡旋净化林带2、密集防护景观林带4，所述涡旋净化林带2与密集防护景观林带4之间设有灌草间隔区3，所述减速导流林带1为纯乔木林带，所述减速导流林带1的株行距沿顺风方向逐渐缩短，所述减速导流林带1中靠近城市外围的方向一侧选用耐风沙、耐贫瘠的速生林树种，所述减速导流林带1中靠近城市一侧为明亮针叶林和阔叶林混交林，所述减速导流林带1下种植有乡土地被植物，所述涡旋净化林带2包括按照圆环种植的乔木、种植在圆环中心的大冠幅乔木、种植在乔木林隙内的灌木以及种植在林下的草本地被植物，相邻两个圆环之间相隔1～2个树冠的距离，相邻两排圆环呈品字形排列且间距为2～4倍平均冠幅，所述密集防护景观林带4包括相邻两排呈品字形排列种植的多排乔木、种植在乔木林隙内的灌木以及种植在林下的草本地被植物。

全文数据：一种城市群外围生态防护林带结构技术领域本发明涉及生态环境治理、园林建设领域，特别是涉及一种城市群外围生态防护林带结构。背景技术近年来我国城市化进程加快，城市的规模逐渐扩大、数量也逐渐增多，同时还出现了一批特大型城市群。随着城市的发展社大，城市中的大气污染、水源污染、热岛效应、噪声污染等各种环境问题也日益突显，严重影响了城市居民的身心健康和日常工作生活，同时也制约了我国城市现代化建设。城市防护林作为城市生态屏障，能够发挥防御风沙、引导风向、净化空气、滞尘降噪、涵养水源、改善小气候等作用，以此保护和改善城市环境，提供良好的人居环境，协调城市中人类活动与自然环境之间的关系，防护林在城市绿地建设中有着不可替代的作用。在众多作用中，尤其是在我国北方和东部沿海地带，城市外围防护林的防风功能就显得尤为重要。然而，目前此类城市的防护林由于前期规划及后期施工不严谨，往往存在植物种类不够丰富、初植密度不合理、林层结构不合理等问题导致防护林功能欠佳，林带占地面积大与功能不成正比、所产生的实际效益严重低于预期等，这些问题都严重阻碍了防护林体系的发展。发明内容本发明的目的是对目前城市防护林存在的植物种类较为单一、初植密度不合理、林层结构不合理等问题，进而导致防护林功能欠佳所产生的实际效益严重低于预期等问题，提出一种城市群外围生态防护林带结构，通过设置不同功能和结构的林带，使得来风逐步有序地通过各个功能林带，最终达到导流风向、消减风速、滞尘净化的目的。为实现上述目的，本发明提供了一种城市群外围生态防护林带结构，包括设置在环城公路外围或城市与乡村交接处的防护林带，相邻城市之间的防护林带相连接，所述防护林带包括沿着风向依次设置的减速导流林带、涡旋净化林带、密集防护景观林带，所述涡旋净化林带与密集防护景观林带之间设有灌草间隔区，所述减速导流林带为纯乔木林带，所述减速导流林带的株行距沿顺风方向逐渐缩短，所述减速导流林带下种植有乡土地被植物，所述涡旋净化林带包括按照圆环种植的乔木、种植在圆环中心的大冠幅乔木、种植在乔木林隙内的灌木以及种植在林下的草本地被植物，相邻两个圆环之间相隔1～2个树冠的距离，相邻两排圆环呈品字形排列且间距为2～4倍平均冠幅，所述密集防护景观林带包括相邻两排呈品字形排列种植的多排乔木、种植在乔木林隙内的灌木以及种植在林下的草本地被植物。优选地，所述防护林带走向与主害风向夹角为60～90度。优选地，所述减速导流林带中靠近城市外围的方向一侧选用耐风沙、耐贫瘠的速生林树种，所述减速导流林带中靠近城市一侧为明亮针叶林和阔叶林混交林，所述明亮针叶林和阔叶林混交林的树种间隔种植，树种的种类至少在3种以上。优选地，所述减速导流林带靠近城市外围方向的株行距为4～6m×5～7m，所述减速导流林带靠近城市方向的株行距为2～3m×2～3m，所述减速导流林带的宽度为5～8行。优选地，所述纯乔木林带中乔木成林后平均树高大于20m，所述乡土地被植物高度小于0.2m。优选地，所述涡旋净化林带中乔木为数量比例为4:6的常绿阔叶林和落叶阔叶混交林，成林后树高为10～15m。优选地，所述圆环直径为成年树冠冠幅的4～5倍，所述涡旋净化林带的宽度设置为3～5排圆环；所述涡旋净化林带中的灌木高度为1.0～1.6m，所述涡旋净化林带中的草本地被植物的高度小于0.2m。优选地，所述密集防护景观林带中乔木为针叶林、常绿阔叶林以及落叶阔叶混交林，所述密集防护景观林带中乔木种植株行距为1.5～2m×2～3m；所述密集防护景观林带中的灌木高度为1.0～1.6m，所述密集防护景观林带中的草本地被植物的高度小于0.2m；所述密集防护景观林带的宽度为15～30m。优选地，所述环城公路设置在所述密集防护景观林带内侧，所述密集防护景观林带对侧设置与所述密集防护景观林带对称的公路防护林带。优选地，所述公路防护林带靠近环城公路一侧为高大乔木，靠近城市一侧为小乔木和灌木混交林。基于上述技术方案，本发明的优点是：本发明的城市群外围生态防护林带结构通过设置不同功能和结构的林带，使得来风逐步有序地通过各个功能林带，最终达到导流风向、消减风速、滞尘净化的目的，其不仅可在有限的空间达到较好的防护效果，还可对城市热流运动导致的循环风起到净化、降温作用，从而达到缓解城市热岛效应的效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1为防护林带结构示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。本发明提供了一种城市群外围生态防护林带结构，如图1所示，其中示出了本发明的一种优选实施方式。本发明所述防护林带设置于城市外围，相邻城市防护林带相连接形成城市群防护林带。具体地，所述城市群外围生态防护林带结构包括设置在环城公路外围或城市与乡村交接处的防护林带，相邻城市之间的防护林带相连接。一般而言，有环城公路的城市防护林带设置于环城公路外围，无环城公路的城市，设置于城市与乡村交接处。优选地，所述防护林带走向与主害风向夹角为60～90度，以保证较佳的防护效果。如图1所示，所述防护林带包括沿着风向依次设置的减速导流林带1、涡旋净化林带2、密集防护景观林带4，所述涡旋净化林带2与密集防护景观林带4之间设有灌草间隔区3，所述减速导流林带1为纯乔木林带，所述减速导流林带1的株行距沿顺风方向逐渐缩短，所述减速导流林带1下种植有乡土地被植物，所述涡旋净化林带2包括按照圆环种植的乔木、种植在圆环中心的大冠幅乔木、种植在乔木林隙内的灌木以及种植在林下的草本地被植物，相邻两个圆环之间相隔1～2个树冠的距离，相邻两排圆环呈品字形排列且间距为2～4倍平均冠幅，所述密集防护景观林带4包括相邻两排呈品字形排列种植的多排乔木、种植在乔木林隙内的灌木以及种植在林下的草本地被植物。所述减速导流林带1为纯乔木林带，树种选用高大、树冠较小的乔木。靠近城市外围的方向一侧选用耐风沙、耐贫瘠的速生林树种如速生杨、泓森槐等。一方面速生树种可在贫瘠地区迅速建成防护林体系，另一方面，在防护林带后期养护中也可迅速更新。靠近城市一侧设置为落叶松等树种组成的明亮针叶林和白杨等阔叶林混交林。针叶树和阔叶树种间隔种植，树种至少3种以上。多种树种针阔混交林不仅可以使不同树种在不同季节环境下防护能力及其涵养水源、保持水土等综合能力进行互补，还可通过一些树种的固氮能力提升整体林带的生长状态，另外还可提高林带生物多样性。优选地，所述减速导流林带1靠近城市外围方向的株行距为4～6m×5～7m，所述减速导流林带1靠近城市方向的株行距为2～3m×2～3m。所述减速导流林带1宽度可根据该地区风害程度进行设置，一般优选宽度为5～8行。优选地，乔木树龄及胸径应基本一致，所述纯乔木林带中乔木成林后平均树高大于20m。林下种植有乡土地被植物，所述乡土地被植物高度小于0.2m如图1所示，涡旋净化林带2包括乔木、灌木和草本地被植物。优选地，所述涡旋净化林带2中乔木为数量比例为4:6的常绿阔叶林和落叶阔叶混交林，成林后树高为10～15m。乔木种植按照环形种植，即若干棵树围绕成一个圆环，圆环直径为成年树冠冠幅的4～5倍，圆环圆心种植1～2棵冠幅较大的乔木。相邻两个圆环之间相隔1～2个树冠的距离。林带宽度设置为3～5排圆环。相邻两排圆环呈品字形排列，间距2～4倍平均冠幅。圆环内部林隙及林下种植灌木和地被植物。灌木高度为1.0～1.6m，为耐阴树种；地被植物高度小于0.2m。涡旋净化林带2主要功能为大幅度降低风速和对来风进行一级净化，滞留和清除大部分沙尘。所述密集防护景观林带4包括乔木、灌木和草本地被植物。植物配置注重景观效果。所述密集防护景观林带4中乔木为针叶林、常绿阔叶林以及落叶阔叶混交林，形成紧密的林带结构。所述密集防护景观林带4中乔木种植株行距为1.5～2m×2～3m，相邻两排乔木呈品字形排列。所述密集防护景观林带4中，靠近城市外围的方向一侧为小乔木和灌木混交林；靠近城市一侧为高大乔木，使气流抬升，在林带背面形成静风区，从而在背面的公路形成一个气流稳定的区域，保护行车安全。乔木林下及林隙种植灌木和地被植物，灌木高度为1.0～1.6m，地被植物高度小于0.2m；所述密集防护景观林带4的宽度为15～30m。进一步，减速导流林带1与涡旋净化林带2之间不设间隙，所述涡旋净化林带2与密集防护景观林带4之间设有灌草间隔区3，所述灌草间隔区3的宽度设置为8～15m，该部分种植植物以灌木和地被植物为主。更进一步，环城公路设置于密集防护景观林带4内侧，该层林带对侧公路另一侧可设置与密集防护景观林带4对称的公路防护林带。优选地，所述公路防护林带靠近环城公路一侧为高大乔木，靠近城市一侧为小乔木和灌木混交林，林下及林隙种植灌木和地被植物与景观林相同。公路上产生的汽车尾气可在通过公路防护林带时，形成抬升气流穿越林冠再下降，使空气得到净化。当害风吹来，首先经过减速导流林带，风从下到上分为三部分，一部分风通过林带下层的树干区，对风向进行导流，使风速稳定、平衡，中层气流经过冠幅较小的树冠区，受到树冠碰撞，风速较下层减小，越靠近上层风速受到影响越小，上层部分的风平行越过林带上缘，上层气流与中层气流冲击碰撞，动能受到削弱，风速也受到影响略微减小。当风扩散至减速导流林带背风处，中层和下层气流被稳定导入涡旋净化林带，大股气流顺着林带的植物种植环移动形成涡旋，并同时形成无数大小不一、强度不等、方向不同的小股乱流，使风的动能被大量消耗，风速被极大降低。由于该条林带与减速导流林带的高度差，上层气流在该林带下降，与林带上方水平气流融合摩擦，并进入树冠层，在此过程中受到树干枝叶的拦阻和摩擦，对气流中的沙尘、灰霾进行净化。当风通过涡旋净化林带后形成的经过一个空旷间隙，此时风速已得到极大削弱，并得到滞尘净化。空旷间隙使一部分上层气流在此下沉，形成乱流区，与中下层气流混合进入密集防护景观林带，风速得到进一步削弱，空气质量进一步提升。气流随着植被高度的提高逐渐爬升，而后在该林带背风面产生湍流，风速明显减弱，保障公路行车安全，还可阻隔噪音、阻滞尘沙、提升空气质量。本发明的城市群外围生态防护林带结构通过设置不同功能和结构的林带，使得来风逐步有序地通过各个功能林带，最终达到导流风向、消减风速、滞尘净化的目的，其不仅可在有限的空间达到较好的防护效果，还可对城市热流运动导致的循环风起到净化、降温作用，从而达到缓解城市热岛效应的效果。最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

权利要求：1.一种城市群外围生态防护林带结构，其特征在于：包括设置在环城公路外围或城市与乡村交接处的防护林带，相邻城市之间的防护林带相连接，所述防护林带包括沿着风向依次设置的减速导流林带1、涡旋净化林带2、密集防护景观林带4，所述涡旋净化林带2与密集防护景观林带4之间设有灌草间隔区3，所述减速导流林带1为纯乔木林带，所述减速导流林带1的株行距沿顺风方向逐渐缩短，所述减速导流林带1下种植有乡土地被植物，所述涡旋净化林带2包括按照圆环种植的乔木、种植在圆环中心的大冠幅乔木、种植在乔木林隙内的灌木以及种植在林下的草本地被植物，相邻两个圆环之间相隔1～2个树冠的距离，相邻两排圆环呈品字形排列且间距为2～4倍平均冠幅，所述密集防护景观林带4包括相邻两排呈品字形排列种植的多排乔木、种植在乔木林隙内的灌木以及种植在林下的草本地被植物。2.根据权利要求1所述的城市群外围生态防护林带结构，其特征在于：所述防护林带走向与主害风向夹角为60～90度。3.根据权利要求1所述的城市群外围生态防护林带结构，其特征在于：所述减速导流林带1中靠近城市外围的方向一侧选用耐风沙、耐贫瘠的速生林树种，所述减速导流林带1中靠近城市一侧为明亮针叶林和阔叶林混交林，所述明亮针叶林和阔叶林混交林的树种间隔种植，树种的种类至少在3种以上。4.根据权利要求1所述的城市群外围生态防护林带结构，其特征在于：所述减速导流林带1靠近城市外围方向的株行距为4～6m×5～7m，所述减速导流林带1靠近城市方向的株行距为2～3m×2～3m，所述减速导流林带1的宽度为5～8行。5.根据权利要求1所述的城市群外围生态防护林带结构，其特征在于：所述纯乔木林带中乔木成林后平均树高大于20m，所述乡土地被植物高度小于0.2m。6.根据权利要求1所述的城市群外围生态防护林带结构，其特征在于：所述涡旋净化林带2中乔木为数量比例为4:6的常绿阔叶林和落叶阔叶混交林，成林后树高为10～15m。7.根据权利要求1所述的城市群外围生态防护林带结构，其特征在于：所述圆环直径为成年树冠冠幅的4～5倍，所述涡旋净化林带2的宽度设置为3～5排圆环；所述涡旋净化林带2中的灌木高度为1.0～1.6m，所述涡旋净化林带2中的草本地被植物的高度小于0.2m。8.根据权利要求1所述的城市群外围生态防护林带结构，其特征在于：所述密集防护景观林带4中乔木为针叶林、常绿阔叶林以及落叶阔叶混交林，所述密集防护景观林带4中乔木种植株行距为1.5～2m×2～3m；所述密集防护景观林带4中的灌木高度为1.0～1.6m，所述密集防护景观林带4中的草本地被植物的高度小于0.2m；所述密集防护景观林带4的宽度为15～30m。9.根据权利要求1所述的城市群外围生态防护林带结构，其特征在于：所述环城公路设置在所述密集防护景观林带4内侧，所述密集防护景观林带4对侧设置与所述密集防护景观林带4对称的公路防护林带。10.根据权利要求9所述的城市群外围生态防护林带结构，其特征在于：所述公路防护林带靠近环城公路一侧为高大乔木，靠近城市一侧为小乔木和灌木混交林。

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