林业科学  2014, Vol. 50 Issue (7): 113-120   PDF    
DOI: 10.11707/j.1001-7488.20140716
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文章信息

王志刚, 赵英铭, 司芳芳, 陈传松, 马学献, 陈峰
Wang Zhigang, Zhao Yingming, Si Fangfang, Chen Chuansong, Ma Xuexian, Chen Feng
绿洲防护林立木蓄积量指数及其应用
Discuss in Stock Volume Index and Application of the Oasis Protection Forest System
林业科学, 2014, 50(7): 113-120
Scientia Silvae Sinicae, 2014, 50(7): 113-120.
DOI: 10.11707/j.1001-7488.20140716

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收稿日期：2013-07-25
修回日期：2013-09-16

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陈峰

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王志刚, 赵英铭, 司芳芳, 陈传松, 马学献, 陈峰. 2014. 绿洲防护林立木蓄积量指数及其应用[J]. 林业科学, 50(7): 113-120.
Wang Zhigang, Zhao Yingming, Si Fangfang, Chen Chuansong, Ma Xuexian, Chen Feng. 2014. Discuss in Stock Volume Index and Application of the Oasis Protection Forest System. Scientia Silvae Sinicae, 50(7): 113-120.  DOI: 10.11707/j.1001-7488.20140716
绿洲防护林立木蓄积量指数及其应用
王志刚1, 赵英铭1 , 司芳芳2, 陈传松2, 马学献3, 陈峰4    
1. 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心 磴口 015200;
2. 中国林业科学研究院亚热带林业实验中心 分宜 336600;
3. 磴口县林业局 磴口 015200;
4. 巴彦淖尔市林业局 临河 015000
收稿日期：2013-07-25；修回日期：2013-09-16
基金项目：“十二五”农村领域国家科技计划课题（2012BAD16B0103）；林业公益性行业科研专项（CAFYBB2012003）。
通讯作者：赵英铭
摘要：为解决林权制度改革后绿洲区农民经营防护林的成本效益均衡问题，从绿洲防护林结构和防风效应的原理出发，推演大范围绿洲防护林结构管理的要点，提出适用于农村产权制度的绿洲防护林防风效应评价参数——立木蓄积量指数。立木蓄积量指数是单位面积绿洲耕地所拥有的防护林立木蓄积量，该参数的大小可以较贴切地表达绿洲防护林防风效应的优劣：树木个体越大、保存株数越多，防护作用越好，立木蓄积量指数越大；可以方便地与常规林业、农业统计指标衔接，分解到县、乡、村、户，方便与林业补贴、惠农政策补贴挂钩；也可以为绿洲防护林存量管制制度提供依据，是符合新林权制度下农村防护林动态管理需要的一个实用参数。
关键词： 农村    绿洲防护林    蓄积量    防风效应    
Discuss in Stock Volume Index and Application of the Oasis Protection Forest System
Wang Zhigang1, Zhao Yingming1, Si Fangfang2, Chen Chuansong2, Ma Xuexian3, Chen Feng4    
1. Experimental Center for Desert Forestry, CAF Dengkou 015200;
2. Experimental Center for Subtropical Forestry, CAF Fenyi 336600;
3. Dengkou Forestry Bureau, Inner Mongolia Dengkou 015200;
4. Bayannaoer Forestry Bureau, Inner Mongolia Linhe 015000
Abstract: To solve the cost-benefit balancing problem of the oasis farmers operating shelterbelt forest tenure reform, from the oasis of shelterbelts structure and wind effects principle, the points deduction a wide range of oasis protection forest structure management, the rural property rights system shelterbelt windproof benefits evaluation parameter:stumpage index. The stumpage index definition is the protection forest growing stock volume per unit area oases have. The size of the parameters can be more aptly express the pros and cons of the windproof benefits: the larger the individual trees, save the trees more,the better the protective effect, the greater the index of stumpage. It can easily converge with conventional forestry, agriculture statistical indicators, broken down to the county, township and village households, convenient and forestry subsidies, linked to the preferential agricultural policy subsidies. Oasis protection forest inventory control system to provide the basis, in line with the new forest right system rural shelterbelts under dynamic management requires a practical parameters.
Key words: rural    oasis protection forest    stock volume    windproof benefits    

我国西北绿洲区农业自然灾害主要是风沙，依照风力背景建设防护林体系是农业防灾减灾和人居环境改善的关键所在。我国林业行业标准《绿洲防护林体系建设技术规程》(LY/T 1682—2006)的颁布，说明人们对绿洲防护林功能的重要性有了前所未有的认识，该规程将透风系数作为林带结构评价参数，继承了我国防护林学科经典著作(曹新孙，1983； 朱廷曜等，2001； 罗万银等，2009； Zhou et al., 2002； 2008； 范志平等，2010； 王志刚等，2012)的观点，也与目前高等院校教材(朱金兆等，2010)内容基本一致。

但透风系数等参数对于广大农村而言(特别是新林权制度下的农村)，科学性和实用性均显不足，科普难度大，执行难度更大，不能满足绿洲防护林防风效应和经济效益最大化的需要，未能反映可持续发展的理念，对农村防护林健康发展不利。我国绿洲防护林的实际存量普遍不能满足防护效益最优化的需要，许多农业绿洲风沙灾害并没有得到很好的防治，甚至成为比沙漠、草地更容易起沙扬尘的沙尘暴尘源区(梅凡民等，2004； 宋阳等，2005)。

由于防护效益的外溢性，农民不愿意承担胁地负效益，会采取消极或主动的方法减少防护林存量，林权制度改革后，政府除惠农政策引导外，通过行政手段推动防护林建设已经失灵，绿洲防护林面临萎缩的危险，迫切需要建立一个符合绿洲防护林内在规律、适合农村土地产权制度、便于理解和执行的动态管理机制，保证在不断更新的过程中保持结构和效益的连续性(王志刚等，2000； 马利强等，2009)。本文从绿洲防护林结构和防风效应的原理出发，推演大范围绿洲防护林结构管理的要点，探讨其动态管理机制的核心参数，以便于政府部门在新林权制度下制定相应的对策，促进绿洲区农村防护林的健康发展。

1 现行防护林防风效应评价方法、参数及其应用

我国绿洲防护林建设规程中描述林带结构的参数是透风系数，有关专著、教材、文献中还有疏透度、立木疏透度、立木生物体积密度等。

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v与未受林带影响的旷野同一高度平均风速v0之比，即α=v/v0。疏透度β是指林带林缘垂直面上透光孔隙的投影面积与林带投影总面积之比，是描述林带结构最早、使用最多、目测最直观的参数。曹新孙(1983)定义立木疏透度为林带单位纵断面积上所拥有的立木总表面积(或称为立木表面积疏透度S′)，认为它能较好地描述林带对气流的阻挡和摩擦作用，能较贴切地反映林带防风效应的机制。朱廷曜等(2001)定义地上生物体积密度W为林带生长空间内地上生物体积所占比例，认为体积密度可直接表示林带的结构特征，是真正意义上的林带结构参数。

以上4个参数均为林带的结构特征参数，其中透风系数能够直接反映林带的防风效应，其他3个参数都是为估算透风系数而提出的，各个参数的实际意义具有继承性和同质性，在一定条件下可以近似换算(王志刚等，2012)，通过调整结构因子获得冬季相林带较好透风系数的方法也较为成熟(王志刚等，2013)。

以透风系数为代表的上述4个林带参数在农村防护林管理中应用，科学性和实用性不足，不宜作为绿洲防护林建设的刚性指标对待，理由有以下几点。

1)透风系数不能准确反映林网区防风效应

透风系数仅反映了单条林带的动力学性能，而表征绿洲区风力水平最准确的参数是贴地层相对风速γ。贴地层指地面以上、2 m以下的气层，风沙流输沙量主要集中在这一层，地膜、农作物和劳作人员也基本在这一层。贴地层相对风速指林网内贴地层风速v2与旷野来流同高度平均风速v02之比(γ=v2/v02)。贴地层相对风速γ直观地反映了林网内地面目标物(庄稼、地膜、人员等)接受的破坏性风力，是防护林防风效应的准确表达，也是人们最关心的绿洲环境指标。

当气流进入林网区边缘时，在第一条林带的阻力作用下，林带后的风速将降低，按照透风系数的定义，贴地层相对风速γ与第一条林带的透风系数α基本相等(γ≈α)； 而当气流进入林网区内部时，贴地层相对风速γ与林带透风系数α相差很大，与透风系数α、以树高倍数表示的林带间距l、树高H的对数积分特征值 A($A = 5.75\left[ {{1 \over H}\int\limits_{{z_0}}^H {(lgz)dz - lg{z_0}} } \right]$，z0为不受树木影响的地面动力粗糙度)、林网区上层相对动力速度v*′(无林网的农村v*′=1，树木稀少的乡村v*′=1.1，树木密集的乡村v*′=1.3) (Simiu et al., 1996)有关，较准确的关系(赵英铭等，2013)为：

\[\gamma =\upsilon _{*}^{'}\alpha \sqrt{\frac{2l}{2{{\alpha }^{2}}l+(1-{{\alpha }^{2}}){{A}^{2}}}}\] (1)

表 1列出的乌兰布和沙区绿洲4种常见类型林网中林带透风系数α和贴地层相对风速γ实测值，清晰地显示了二者的差异。更为极端的反例还有内蒙古阿拉善盟孪井滩生态移民区株距1 m的单行新疆杨(Populus alba var. pyramidalis) 林带、60 m间距的林网，以及河南兰考县株距5 m的单行泡桐(Paulownia spp.)林带、50 m间距的林网，这些单行林带的透风系数很大，而林网区贴地层相对风速很小，取得了很好的防护效益和经济效益。

表1 4种典型林网区的林带透风系数α和贴地层相对风速γ Tab.1 Four typical shelterbelt region forest belt ventilation coefficient α and near the ground surface relative wind speed γ

2)现实中几乎不能形成冬季相最适透风系数的林带

我国沙区的风沙活动都以春季为最强(耿宽宏，1996)，风速从3月起增大，4—5月为高值时期，6月逐渐减小。3月下旬至6月上旬是西北绿洲区农作物播种出苗的关键季节，农作物抗风沙能力很差，而以杨树为主的林带早春处在无叶或少叶的冬季相，因此，绿洲防护林结构管理应注重冬季相结构的合理性(王志刚，1995)。林带的疏透度和透风系数随季相而有很大变化，晚秋开始树叶基本落尽，冬春季林带风障体仅由树干和枝条组成，疏透度较夏季大、透风性强； 5月上旬树木逐渐放叶，林带疏透度随之减小。以冬季相结构来看，几乎见不到透风系数达到最适透风系数0.4，0.5，0.6水平的林带； 而以夏季相计，很宽、很密的老林带透风系数勉强可以达到最适透风系数水平，但夏秋季风力弱，实际意义并不大。绿洲农田成为我国北方春季沙尘暴尘的重要来源，与忽略防护林季相变化和风力季节性匹配有直接的关系。因此，改善林网区的风力状况要从林带透风系数和林带间距2个因素的合理组合来实现，过分强调林带结构的合理性必然导致林带设计行数多、宽度大、占地多、成本高、行间竞争激烈，修枝不到位(如规程所述修枝高度不得超过树高1/3，1/2)导致防护林木材商品性差、更新采伐管理严苛、群众积极性差、同龄防护林老化无法正常更新等不良后果。

3)透风系数应用性差

林带透风系数估算是学者们至今未能很好解决并达成共识的难题。据研究(朱廷曜等，2001)，宽高比近于1时，林带夏季相疏透度β与透风系数α的近似对应关系为α=β0.4，而用薄板或网制作的平面模型换算公式(风洞试验结果)为α=0.08+0.84β，二者相差甚大。刚性的树干和枝条比柔性的叶片对风的阻力大得多，相同疏透度的冬季相林带比夏季相林带透风系数小； 疏透度β相同的林带，行数越少透风系数α越小，防风效果越好。 笔者研究认为，单行林带冬季相透风系数α与疏透度β的近似换算关系为α=β0.7、2行林带为α=β0.6、多行林带为α=β0.55(任昱等，2013)。透风系数估算难度较大，科普难度很大，要让农民理解疏透度、透风系数等结构参数，并应用到防护林建设的实践，几乎是不可能的。林改以后，农民成为农村防护林建设的主体，农民不理解、无利益的事情是很难做好的。

4)透风系数未能体现区域性和动态可持续性

透风系数等林带结构参数未能体现空间上的区域性和时间上的动态可持续性。受土地分布格局和产权的制约，也受水利、道路、电力等各种设施的妨碍，不可能完全按照防护林结构合理化去布置林带和林网； 树木本身是不断生长、衰老的，生长周期内不断受到自然灾害和人为因素的干扰和破坏，林带或林网结构也在不断变化。绿洲防护林处在与农田相近的良好立地条件，具有很好的水利、交通、人力等经营条件，经营得法可以实现较高的木材经济价值，更新采伐是必须进行的正常经营措施，也是经营者取得合理回报的有效途径。因此，绿洲防护林结构需要灵活、动态的全程管理，硬性规定林带和林网的尺度、结构对防护林持续经营是不利的。

2 立木表面积指数及其应用

笔者曾于1994年根据绿洲防护林防风效应的一般原理，定义立木表面积指数为单位面积土地所拥有的立木总表面积(王志刚，1994)，今参照式(1)的原理给出动力学定量解释。

2.1 立木表面积指数的导出

按照动力速度的定义，单位面积上层气流对树高以下地物(包括林带和地面)的拖曳力Ft可用公式表达(丁国栋，2010)为：

${F_t} = \rho \upsilon _*^2$
式中： ρ为空气密度； v*为林网区上层的动力速度。

若旷野来流动力速度为v*0，林网区贴地层风速较旷野平均降低率为Δ%，相对风速γ=1-Δ%，则林网区贴地层动力速度的地面阻力分量为γv*0。单位面积林网区地面对气流的阻力FtD可表示为:

$F{t_D} = \rho {\gamma ^2}\upsilon _{*0}^2$

若旷野来流在树高以下的平均风速为v0，则林网区在林带高度以下的平均风速为γv0。冬季相林带风障体由近似直立圆柱体的树干和枝条组成，设单位面积林网区内树木枝干的表面积为s，则单位面积林网区内树木的迎流投影面积为s/π； 若林网区林带按不规则的疏林布置较多，则忽略树干和枝条间隙中的狭缝加速效应，根据圆柱体迎流阻力公式(形状阻力系数 c≈1)，则单位面积林网区树木对气流的阻力FD可表示为：

${F_D} = {1 \over 2}\rho {(\gamma {\upsilon _0})^2}s/\pi $

旷野来流在树高以下的平均风速v0与动力速度v*0的比值A取决于林带高度H和地表粗糙度 z0。$A = {\upsilon _0}/{\upsilon _{*0}} = 5.75\left[ {{1 \over H}\int\limits_{{z_0}}^H {(lgz)dz - lg{z_0}} } \right]$(表 2)，则v0=Av*0。

表2 旷野来流在林带高度以下平均风速v0与动力速度v*0的比值A Tab.2 Ratio A of the mean wind speed v0 and power speed v*0 wilderness stream below forest belt height

林带阻力为：

${F_D} = {1 \over 2}\rho {(\gamma A{\upsilon _{*0}})^2}s/\pi $

根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等，则上层气流对林网区水平拖曳力Ft的量值等于地面阻力FtD与林带阻力FD之和，即Ft=FtD+FD。将3个分量的算式代入，得

$\rho \upsilon _*^2 = \rho {\gamma ^2}\upsilon _{*0}^2 + {1 \over 2}\rho {(\gamma A{\upsilon _{*0}})^2}s/\pi $
约分得
$\upsilon _*^2 = {\gamma ^2}\upsilon _{*0}^2 + {1 \over 2}{(\gamma A{\upsilon _{*0}})^2}s/\pi $

林网区上层的相对动力速度v*′*=v*/v*0可近似作为常数对待，则上式可化简为：

\[\begin{align} & \upsilon _{*}^{2}=\upsilon _{*}^{2}/\upsilon _{*0}^{2}={{\gamma }^{2}}(1+\frac{{{A}^{2}}s}{2\pi }); \\ & {{\gamma }^{2}}=\upsilon _{*}^{2}/(1+\frac{{{A}^{2}}s}{2\pi }); \\ & \gamma =\upsilon _{*}^{'}\sqrt{1/(1+\frac{{{A}^{2}}s}{2\pi })} \\ \end{align}\] (2)

若林网区树木多以走向垂直主风向、株距较小的林带排列，那么上式应考虑树干和枝条之间气流有明显的狭缝加速效应。设林带单行平面内疏透度的近似值为β1≈1-胸径×保存率/株距，则林带阻力计算时的参考风速为γv0/β1=γAv *0/β1，林网区贴地层相对风速的表达式相应为：

\[\gamma =\upsilon _{*}^{'}\sqrt{1/(1+\frac{{{A}^{2}}s}{2\pi \beta _{1}^{2}})}\] (3)

2.2 立木表面积指数的检验

将表 1所列的4个典型林网区有关数据列表用式(1)，(3)计算出贴地层相对风速γ(表 3)，与实测值对照可知，式(3)的误差略大于式(1)。侧枝发育较少的窄冠品种式(3)误差很小； 侧枝发达的二白杨(Populus gansuensis)用胸径估算狭缝效应增强时误差略大，相对误差为0.07/0.48=13%。绿洲防护林普遍采用窄冠品种小株距栽植模式，利用式(3)进行简化的贴地层风速估算是可行的。

表3 4种典型林网区贴地层相对风速γ计算值与实测值的对比 Tab.3 The four typical shelterbelt region forest belt comparison of the calcd and measured relative wind speed γ values of near the ground surface
2.3 立木表面积指数的意义及其应用

式(3)的含义是林网区贴地层相对风速取决于立木表面积指数s、树高H和单行平面疏透度β1。

2.3.1 树高对防风效应的影响

树高的影响体现在A值的变化，树越高A值越大。将表 3中4个典型林网区的树高降为原高度的一半，相应替换对应的A值，在立木表面积指数s、单行平面疏透度β1不变的情况下验算得到贴地层相对风速略有提高(表 4)，防风效应水平略有降低。但实际树高差异不可能达到验算假设的夸张程度，树高对防风效应的影响也不会相应达到验算的程度。“防风效应与树高关系不大”已经是传统认识，验算结果与传统认识相一致，并较清晰地估计了树高对防风效应的影响趋势和幅度。

表4 4种典型林网区贴地层相对风速γ计算值与高度降低一半的效果对比 Tab.4 The four typical shelternets area contrast of relative wind speed γ of calcd the effect of the height halved of near the ground surface
2.3.2 株距对防风效应的影响

单行平面疏透度β1是单行树木排列紧凑程度的体现，株距越小单行平面疏透度越小，狭缝效应越明显，林带阻力增益越大，但株距太小株间竞争激烈且影响人员过往； 株距很大时可以看作单行平面疏透度为1的极端形式。将表 3中4个典型林网区的单行平面疏透度均替换为1，在立木表面积指数s、高度H不变的情况下验算得到小株距窄林带林网贴地层相对风速较疏林明显降低，而株距较大的多行林带则与疏林防风效应几乎相同(表 5)，说明较小的株距能够增强林网的防护效益，但其作用程度有限。2号林网区是作者为沙漠林业实验中心第三实验场新开发绿洲设计的(株距1 m的2行林带，带间距140 m)，建设9年后林网区贴地层相对风速为0.54，而若按之前的典型设计(株距4 m的8行林带)，则β1由0.830增大到0.958，林网区贴地层相对风速将增大到0.61，风速降低率由46%减弱为39%。风对地面目标物的破坏力与风速的平方呈正比，若旷野风的破坏力为1，则株距4 m的8行林带林网区破坏力为0.37； 株距1 m的2行林带林网区破坏力为0.29，相当于株距4 m、8行林带林网区的78%，可见缩小株距、减少行数，防风效应水平略有提高。

表5 4种典型林网区贴地层相对风速γ计算值与疏林计算值的对比 Tab.5 The four typical shelterbelt region contrast of sparse forest calcd and relative wind speed γ calcd of near the ground surface
2.3.3 立木表面积指数对防风效应的影响

立木表面积指数的取值范围很宽，将原例中的立木表面积指数降低一半(全面隔带更新采伐或半带更新采伐)，验算得到林网区贴地层相对风速均显著增大(表 6)，林网区较旷野风速降低率由37%～46%减小至20%～29%(这里没有考虑相对动力速度v*′随树木减少而发生的变化，实际情况会更乐观些)。可见立木表面积指数是决定林网区贴地层相对风速的关键因素。

表6 4种典型林网区贴地层相对风速γ计算值与表面积指数减半的效果对比 Tab.6 The four typical shelterbelt region contrast of halved surface area index and relative wind speed γ calcd of near the ground surface

为运算简化，以上推演和计算中均未考虑副林带，实际工作中还需要考虑当地风向风力组合特征，根据与主风向夹角垂直的第二风向风力强弱配置副林带。立木蓄积量指数的实际水平也要按副林带的配置成比例增加，一般需要增加30%～50%。

2.3.4 立木表面积指数的应用

式(3)与式(1)的物理意义相同，都是通过林网区动力平衡原理求解防风效应的近似公式。式(1)所需的参数中林带透风系数是较难获取的，且在林网区内会由于更新年代不同有多种透风系数的林带和林网规格，应用较为局限； 式(3)所需参数则较为容易获取，且更注重总量的概念，应用方便许多。立木表面积指数能够很好地反映林网区防风效应水平，物理意义明确，但因树体表面积对农民和基层管理人员来说还不是常规的统计参数，面上应用仍然不方便。

3 立木蓄积量指数及其应用 3.1 立木蓄积量指数的导出和意义

定义立木蓄积量指数为单位面积土地所拥有的立木蓄积量，与立木表面积指数的定义相对应，二者与防风效应的关系具有一致性。

对于任意一段枝条，其表面积s与直径d和长度l呈正比，s=πdl； 体积v=πd2l/4，表面积与体积之比(比表面积)为s/v=4/d。对于林带或林网，比表面积与树木平均年龄、树种分枝特性、栽植密度、修枝管理措施等有关，可以粗略地认为，在大范围绿洲防护林体系中树体表面积与体积生物量是呈正相关的；但树体表面积、体积生物量都不是常规林业调查统计的指标，直接应用很不方便。林地面积和立木蓄积量是常规林业调查统计指标，其中立木蓄积量与体积生物量、树体表面积应是总体呈正比的，在实际应用时，用单位面积绿洲耕地上所拥有的立木蓄积量(可称为立木蓄积量指数)代替立木表面积指数。

绿洲防护林立木蓄积量指数与防风效应关系的数据积累不多，但因其数据获取十分容易，可留待各地结合风力情况进一步积累。表 1中第二号网格的林网区主林带间距为140 m，副林带间距为300 m，将副林带与主林带合并计算，以林网区土地面积为基数的立木表面积指数为0.17，立木蓄积量指数为30.3 m3·hm-2。暂将30 m3·hm-2左右作为风力中等的沙漠边缘绿洲防护林立木蓄积量指数的参考值； 对于内蒙古河套平原、宁夏银川平原等风力较弱的绿洲，建议为15 m3·hm-2左右； 风力强劲地区的绿洲，建议为45 m3·hm-2左右。

对于已知风况的地区，可由式(3)计算出合理的立木表面积指数，再结合树种、树木的形体尺度、修枝高度等因素代换计算出合理的立木蓄积量指数。作者测算了1/4枝下高的新疆杨、二白杨冬季相全树表面积、主干表面积、单株蓄积量(表 7、表 8)，并拟合了与胸径之间的相关关系，可供代换计算参考。新疆杨全树表面积与胸径的相关关系Smax=0.083 2D1.31.76，r=0.981； 主干表面积与胸径的相关关系Smin=0.096 9D1.31.45，r=0.988； 蓄积量与胸径的相关关系V=0.000 227 2D1.32.38，r=0.992。二白杨全树表面积与胸径的相关关系Smax=0.104 7D1.31.61，r=0.937； 主干表面积与胸径的相关关系Smin=0.060 6D1.31.51，r=0.965； 蓄积量与胸径的相关关系V=0.000 089 1D1.32.58，r=0.989。

表7 新疆杨单株表面积、主干表面积、蓄积量 Tab.7 P. alba var. pyramidalis single plant of surface area of the whole，tree trunk surface area and volume

表8 二白杨单株表面积、主干表面积、蓄积量 Tab.8 P.gansuensis single plant of surface area of the whole，tree trunk surface area and volume

在具体的代换计算中，单株表面积因不同的修枝习惯可在极大值(侧枝很多如1/4枝下高)与极小值(主干表面积)之间凭经验选取合适的系数和指数以提高代换计算的准确性； 将耕地面积按比例折算成总土地面积； 考虑主副林带比例，代换计算出的蓄积量指数也需增加30%～50%。限于篇幅，代换计算方法在此不再详述。

3.2 立木蓄积量指数的应用

立木蓄积量指数用来表达绿洲防护林防风效应的优劣是贴切的。树木个体越大、保存株数越多，防护作用越好，立木蓄积量指数也就越大。它不排斥林带和林网结构的合理化，在具体的林带和林网规划上，仍然以窄林带(单行或2行、小株距)、小网格(林带间距为10～15倍树高)为佳，林带的连续性和合理的带间距仍然是林网区防风效应的重要因素，但不必与农田发生争地矛盾，而是可以充分利用渠旁、路旁、宅旁、地埂空地建设防护林体系。

立木蓄积量指数是一个十分容易取得的参数，在规模化的绿洲区，防护林蓄积量是常规森林资源统计的重要指标，耕地面积是常规农业、水利统计指标，利用“防护林蓄积量/耕地面积=立木蓄积量指数”，很容易得出每一户农民，每个村、乡、县的立木蓄积量指数用于防护林建设水平的评价(若进行防风效应估算，须注意耕地面积与总土地面积的折算)。如2010年内蒙古河套平原内的临河区897 945.9 m3/103 533.3 hm2=8.673 0 m3·hm-2； 五原县659 411.5 m3/104 100.0 hm2=6.334 4 m3·hm-2； 磴口县503 275.6 m3/43 533.3 hm2=11.560 7 m3·hm-2。可以直观地看出磴口县防护林建设水平好于临河区和五原县。

立木蓄积量指数在采伐管制方面应用也十分方便。林权到户后，可以通过地方立法程序采用存量管制的方法，保持合理存量、放活余量。如河套地区一户农民提出采伐申请，乡林业站对该户农民的耕地面积和防护林蓄积量进行核查，自主采伐的余量=现存蓄积量-合理存量，很容易得到最大办证限额。这种存量管制模式既能克服单纯按用材林成熟采伐模式管理脱离防风效应目标的不足，也能克服过去防护林采伐管制过于严苛、农民完全没有自主采伐权、经营积极性缺失的不足，还能强化农民建设防护林的责任意识，是林权制度改革后绿洲防护林采伐管制制度值得尝试的改革思路。

立木蓄积量指数体现了绿洲防护林成本和效益均等化原则，也可以方便地与林业补贴、惠农政策补贴挂钩，是符合新林权制度下农村防护林动态管理需要的一个实用参数。每户农民都能按耕地面积承担相应的防护林建设任务和成本，充分利用渠旁、路旁、宅旁、地埂栽种防护林，保持合理的存量，选用良种壮苗、加强水肥和修枝管理，提高木材生长量和品质，通过销售余量木材和领取与存量挂钩的惠农补贴取得相应的利益，农村防护林才能持久地发挥正常防护效益。

立木蓄积量指数通俗易懂，如“平均1 hm2农田需要15 m3防护林蓄积量”，农民是可以直观理解的，若将防护林建设列入村规民约，这一点十分重要。与传统防护林理论中疏透度、透风系数、立木疏透度、立木生物体积密度等参数相比，立木蓄积量指数更容易被基层管理人员和农民理解掌握，也能够更准确地反映绿洲区防风效应水平，计算方法简单，基础数据(耕地面积、防护林蓄积量)容易获取且为常规统计指标，因而具有很好的应用价值。建议各地根据具体风力状况探讨合理的立木蓄积量指数，并应用这一实用参数进行绿洲防护林建设和管理。

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