Top 8 Rol van Shelterbelt bij microklimaataanpassing

Dit artikel werpt licht op de top acht rollen van shelterbelt bij microklimaatmodificatie. De rollen zijn: 1. Vermindering van windsnelheid 2. Wijziging van bodemtemperatuur 3. Verhoging van bladtemperatuur 4. Grotere luchttemperatuur 5. Reductie van verdamping 6. Reductie van straling 7. Toename van relatieve luchtvochtigheid 8. Afname van fotosynthese.

Rol van Shelterbelt:


  1. Vermindering van windsnelheid
  2. Wijziging van de bodemtemperatuur
  3. Verhoging van de bladtemperatuur
  4. Hogere luchttemperatuur
  5. Vermindering van verdamping
  6. Reductie van straling
  7. Toename van relatieve luchtvochtigheid
  8. Afname van fotosynthese


Rol # 1. Vermindering van windsnelheid:

Het doel van de shelterband is om de windkracht in het beschutte gebied te verminderen. De efficiëntie van windbreuk in het veld hangt af van het ontwerp van de gordel. De lengte van de beschutte zone kan worden beschreven in termen van de hoogte (h) van de shelterriem.

De resultaten van Van Eimran (1964) geven aan dat dichte gordel een gebied ongeveer 10-15 uur aan lijzijde van de shelterriem kan beschermen. De invloed op de wind kan worden verhoogd tot 20-25 uur door de porositeit te verhogen tot 50 procent.

De effectiviteit van een shelterband om de windsnelheid aan de lijzijde te verminderen, is afhankelijk van:

ik. porositeit

ii. Hoogte,

iii. Vorm, en

iv. Breedte van de shelterriem.

De shelterband met doorlaatbaarheid van hoge dichtheid is minder effectief in vergelijking met de shelterband met een gemiddelde dichtheid. Dit komt door de reden dat sterke turbulentie optreedt achter de shelterband wanneer de luchtstroom abrupt naar het grondoppervlak daalt.

De windsnelheid wordt verminderd in de buurt van de shelterbelt met lage doorlaatbaarheid, maar heeft de neiging om onmiddellijk te stijgen. Het beschutte gebied wordt verwaarloosbaar aan de lijzijde, wanneer de doorlaatbaarheid erg hoog is.

Maximale bescherming wordt geboden wanneer de windloodrand loodrecht op de wind slaat. Het beschermde gebied wordt verminderd wanneer de wind onder een hoek van minder dan 90 graden valt. Skidmore en Hagen (1970) bestudeerden het effect van de oriëntatie van de shelterbelt op de mate van beschermd gebied.

Op 25 uur afstand aan de lijzijde van een shelterband met een permeabiliteit van 47 procent werd de gemiddelde windsnelheid teruggebracht tot 54, 63, 81 en 95 procent, terwijl de wind van de normaal afwijkde met 0 °, 25 ° Respectievelijk 50 ° en 75 °. De windsnelheid was aanzienlijk gereduceerd tot een afstand van h, toen de wind parallel werd aan de shelterband.

Shelterbelts hebben geen cumulatief effect. De vermindering van de windsnelheid neemt niet toe vanaf de eerste shelterband tot de tweede riem. De windreductie aan de lijzijde van de tweede riem is minder.

Deze kleine afname van de effectiviteit van de tweede riem is te wijten aan de toegenomen turbulentie veroorzaakt door de eerste shelterband. Maar voor praktische doeleinden kan de effectiviteit van de riem worden verondersteld hetzelfde te zijn, of er nu een enkele riem is of deze zich binnen een verspringend systeem van parallelle riemen bevindt.

Het is gebleken dat de windsnelheid daalde met 68 procent op een afstand van 4 uur van de sheltergordel van guar met een gemiddelde porositeit. Vanaf dit punt steeg de windsnelheid tot 8 uur en daalde vervolgens tot 50 procent van de open snelheid als gevolg van de invloed van de volgende barrière.

Veel experimenten hebben aangetoond dat het microklimaat aan de lijzijde van de shelterbelt gematigder is dan dat op een onbeschut gebied. Shelterbelt resulteert meestal in vermindering van verticale diffusie en vermenging van lucht. Dit leidt tot een hogere dag en lagere nachttemperatuur. Shelterbelt onderdrukt verdamping ook, en dan is er overdag extra energie beschikbaar om zinvolle warmte te genereren.

Windvermindering is een functie van de locatie in het beschermde gebied en van de hoogte boven de planten. Brown en Rosenberg (1971) hebben het patroon van windsnelheid beschreven in mate van turbulente menging die optreedt in het beschutte gebied. Overdag varieerde de verhouding van de windsnelheid in de mais suikerbiet tot die in de open ruimte tussen 0, 8 en 0, 9.

Onder verschillende thermische stabiliteitsomstandigheden kan de windsnelheidsvermindering variëren van 25-40% op 2 uur, terwijl 15-25% vermindering van de windsnelheid kan worden opgemerkt op 8 uur van de shelterband (Miller et al, 1975)


Rol # 2. Wijziging van de bodemtemperatuur:

De bodemtemperatuur wordt aangepast door de shelterbelt. Veel onderzoekers vonden dat de bodemtemperatuur in de beschutte omgeving hoger is gedurende de dag en lager tijdens de nachtelijke uren.

Omdat de shelterbelt de luchtstroom en turbulentie van de lijwaartse laag wijzigt, kan de temperatuur van de grond enigszins worden gewijzigd. De bodemtemperatuur ligt iets hoger in beschutte gebieden. Verhoging van de bodemtemperatuur was meer wanneer de grond kaal en droog was en minder toen deze bedekt was met vegetatie.


Rol # 3. Verhoging van de bladtemperatuur:

Er is waargenomen dat Shelterbelt de blad- of luifeltemperatuur aan de luwe kant verhoogt. De bladtemperatuur daalt licht in het beschutte gebied als gevolg van radiokoeling gedurende de nacht. Vorst kan optreden als gevolg van radiokoeling. Maar een lagere temperatuur helpt de ademhalingsverliezen te verminderen.


Rol # 4. Grotere luchttemperatuur:

Het wordt meestal waargenomen op heldere dagen dat de dagtemperaturen hoger zijn in beschutting dan in open velden. Dit is te wijten aan de vermindering van turbulente menging en dientengevolge een verminderde fluxsnelheid van voelbare warmte die wordt gegenereerd in de plant of het bodemoppervlak.

Als verdamping ook onder schuilplaats wordt onderdrukt, is er extra energie beschikbaar voor een verstandige warmtegeneratie. Wanneer de turbulentie beperkt is, neemt de antennediffusieweerstand (r a ) toe en worden de temperatuurgradiënten geïntensiveerd.

Hagen en Skidmore (1971) hebben de omstandigheden waargenomen waarbij de luchttemperatuur aan de lijzijde van de schuilplaats lager was dan in de open lucht. Een dergelijk effect kan optreden als de bodem in de beschutte zone meer water bevat dan de grond in open lucht.

Hogere evapotranspiratie in het beschutte gebied zou de voelbare warmte verminderen, wat resulteert in een lagere luchttemperatuur. Temperatuurinversies ontwikkelen zich normaal 's nachts in beschutte en niet-beschutte gebieden, waarna de plant en de bodemoppervlakten eerder zinken dan de bron van warmte. Windigheid vermengt de temperatuurinversielaag.

De vermindering van winderigheid en turbulentie bij onderdak betekent dat temperatuurinversies normaal intenser zullen zijn. Tenzij rustige omstandigheden heersen, zal de lucht over het algemeen 's nachts kouder zijn in beschutting dan in open velden.

De hogere dagtijd en lagere nachttemperaturen in beschutting betekenen dat de amplitude van de dagelijkse temperatuurgolf wordt verhoogd. Daarom kunnen lagere nachttemperaturen in het asiel de gevoelige gewassen beschadigen.


Rol # 5. Vermindering van verdamping:

Minder verdamping is een van de belangrijke wijzigingen in verband met shelterbelt. Shelterbelts worden vaak gebruikt om verdamping te verminderen. Verlaging van verdamping neemt toe met windsnelheid. Bij een hoge windsnelheid van meer dan 24 km per uur wordt de verdamping teruggebracht tot twee derde van de open veldwaarde tot tien keer de hoogte van de boom in de lijzijde.

Er wordt geschat dat de luchttemperatuur aan de lijzijde kan worden voorspeld op basis van de toename / afname van de evapotranspiratie. Bij een hogere mate van evapotranspiratie zal meer beschikbare energie worden verbruikt, waardoor er minder balans beschikbaar is als de zinvolle component van warmte om de lucht te verwarmen, resulterend in lagere luchttemperatuur. Omgekeerd effect kan worden gezien wanneer de snelheid van evapotranspiratie wordt verminderd.

Shelter belt speelt een belangrijke rol bij het verminderen van verdamping in aride en semi-ariede gebieden. In de droge en semi-ariede regio's, waar verdamping de regenval overschrijdt, kan het gebruik van shelterbelt de snelheid van verdamping verminderen als gevolg van vermindering van windsnelheid. Vanwege de ophoping van waterdampen in het beschutte gebied wordt de dampdrukgradiënt verminderd, resulterend in een afname van de evapotranspiratie.

Er is waargenomen dat verdamping dezelfde trend volgde als die van windsnelheid aan de lijzijde van de shelterband. Ongeveer 20 procent vermindering van verdamping werd gevonden op 4 uur. Gedurende de gehele levenscyclus van het aardnootgewas bedroeg de totale verdamping 388 mm in het beschutte gebied tegenover 422 mm in het niet-beschutte gewas.


Rol # 6. Vermindering van straling:

Zonne- en nettestraling kan aanzienlijk worden verminderd in de gebieden die worden overschaduwd door windschermen. Dit effect is niet van groot belang gebleken bij windrichtingen gericht op het noorden en het zuiden, omdat slechts kleine gebieden in de loop van het groeiseizoen wanneer de zon hoog staat slechts gedurende korte perioden worden gearceerd.

Op een hele dagbasis kan het verschil in stralingsbalans tussen gebieden in de buurt en gebieden die van de barrière verwijderd zijn volledig verwaarloosbaar zijn. Aangezien een gebied dat 's ochtends in de schaduw wordt gesteld door een windscherm naar het oosten, in de late namiddag extra gereflecteerde energie van het windscherm ontvangt.

Oost-west gerichte windschermen kunnen echter een groter effect hebben. Gebieden in het noorden, met name in de perioden dat de zon laag is, worden gedurende lange uren overschaduwd. Gebieden in het zuiden zullen de hele dag onderhevig zijn aan reflectie van het windscherm.


Rol # 7. Toename van de relatieve luchtvochtigheid:

Vocht- en dampdrukgradiënten nemen ook toe bij onderdak. Transpire en verdampte waterdamp worden niet gemakkelijk weg vervoerd van de bron, het verdampingsoppervlak, zoals in een niet-beschut veld. De dampdruk blijft de hele nacht onderdak schuil.

Omdat het gewasoppervlak meestal de bron van damp blijft, behalve tijdens periodes van dauwafzetting. De relatieve luchtvochtigheid is hoger in het asiel in vergelijking met het open gebied, omdat de luchttemperaturen lager zijn in het asiel dan in de open lucht gedurende de nacht.

Ondanks de verhoogde temperatuur blijft de relatieve vochtigheid gedurende de dag in het asiel hoger. Maar in droge perioden is de relatieve vochtigheid in de shelter vaak lager dan in de open gebieden als gevolg van temperatuurstijging en zeer kleine verdamping van droge grond.


Rol # 8. Afname in fotosynthese:

De plantengroei en -opbrengst zijn meestal groter in een beschut gebied. De fotosynthesesnelheid van afzonderlijke bladeren is rechtstreeks afhankelijk van de koolstofdioxideconcentratie, die varieert tussen 280 en 500 ppm. Als de shelterband de toevoer van kooldioxide vermindert als gevolg van de vermindering van de luchtverplaatsing, kan de snelheid van fotosynthese in het beschutte gewas overdag negatief worden beïnvloed.

Dit zou de fotosynthesesnelheid verlagen. De extra kooldioxideconcentratie 's nachts is hoger dan de normaal in het asiel. Het geaccumuleerde kooldioxide zou 's morgens worden geconsumeerd en verspreid.

De duur van de fotosynthetische activiteit kan langer zijn in de opvang. Er is waargenomen dat stomatale weerstand tegen koolstofdioxidediffusie meestal lager is in de shelter. De dagtemperaturen zijn normaal hoger in het asiel. Fotosynthese wordt weinig beïnvloed door dergelijke temperatuurverschillen.

De fotorespiratie wordt echter beïnvloed door kleine temperatuurverschillen. Overdag wordt de bodemtemperatuur hoger, wat resulteert in een snelle wortelademhaling. Het kan een grotere uitstoot van koolstofdioxide uit de bodem veroorzaken.

Hoewel het effect van shelterbelt op het microklimaat gevarieerd en gecompliceerd is, is het meestal gunstig voor plantengroei, vooral in gebieden met sterke wind. Natuurlijk zal het algemene effect op de gewasopbrengst variëren afhankelijk van de prevalentie van sterke wind, regenvalverdeling, temperatuurregime en het soort gewassen, evenals de structuur van de beschermende gordel.

Tussen de gewassen met een relatief lage reactie op bescherming tegen de wind zijn de droogte-sterke kleine korrels en maïs gekweekt onder droge landbouwomstandigheden in sub vochtige tot semi-aride klimaten.

Matig reactief zijn rijst en voedergewassen zoals luzerne, lupine, klaver en zaad van tarwegrassen. Tot de gewassen die het meest gevoelig zijn voor bescherming tegen schuilplaatsen, behoren tuingewassen, waaronder linzen, aardappelen, tomaten, komkommers, bieten, aardbeien, watermeloenen, bladverliezende en citrusvruchten en andere zachte gewassen zoals tabak en thee.

In een andere review wordt 20% beschouwd als een redelijk gemiddelde voor een hogere opbrengst als gevolg van een shelterband in gebieden met sterke wind. Dit zou een nettowinst van ten minste 15% opleveren, zelfs wanneer rekening wordt gehouden met het land dat door de riemen zelf wordt bezet.