å ¨æ–‡ - 行政院農業委員會農業試驗所

40研 究 報 告Crop, Environment & Bioinformatics, Vol. 5, March 2008臺 東 濱 海 區 域 番 荔 枝 果 園 尼 龍 防 風 網 之 防 風 距 離 探 討唐 琦 1* 、 申 雍 2 、 李 炳 和 31 國 立 屏 東 科 技 大 學 水 土 保 持 系2 國 立 中 興 大 學 土 壤 環 境 科 學 系3 交 通 部 中 央 氣 象 局 嘉 義 氣 象 站摘 要本 研 究 針 對 臺 東 濱 海 區 域 之 番 荔 枝 果園 , 於 熟 果 期 進 行 強 風 防 護 , 自 2004 年 8 月至 2006 年 5 月 止 , 於 臺 東 縣 東 河 鄉 濱 海 區 域(22°55′07′′ N; 120°15′02′′ E), 擇 一 地 勢 平 緩之 番 荔 枝 果 園 為 試 驗 區 ( 面 積 0.65 ha), 利 用1.2 mm 線 徑 與 10 mm 網 目 , 高 度 為 5m 及長 度 分 別 為 42 m、88 m 之 尼 龍 網 於 該 果 園 東北 及 東 南 二 側 設 置 為 簡 易 防 風 網 , 以 7 組 自記 式 及 6 組 攜 帶 式 風 向 風 速 計 , 分 別 觀 測 於防 風 網 前 後 之 番 荔 枝 果 樹 冠 層 上 方 0.5 m 處風 速 。 經 比 較 防 風 網 前 後 風 速 之 水 平 分 布 ,得 知 簡 易 尼 龍 防 風 網 設 置 後 , 無 論 晝 、 夜 間均 會 對 番 荔 枝 果 園 內 氣 流 行 進 產 生 擾 動 及 阻滯 作 用 , 而 防 風 網 之 有 效 防 風 距 離 約 為 防 風網 高 度 之 7~8 倍 。關 鍵 詞 .. 番 荔 枝 、 防 風 網 、 強 風 防 護 距 離 。Study on the Gale MitigationDistance of Nylon Windbreak Net fora Sugar Apple Orchard at SeashoreRegion of Taitung AreaChi Tang 1 *, Yuan Shen 2 and Ping-HoLee 31 Department of Soil and Water Conservation,National Pingtung University of Science and* 通 信 作 者 , tangchi@mail.npust.edu.tw投 稿 日 期 :2008 年 1 月 10 日接 受 日 期 :2008 年 2 月 18 日作 物 、 環 境 與 生 物 資 訊 5:40-51 (2008)Crop, Environment & Bioinformatics 5:40-51 (2008)189 Chung-Cheng Rd., Wufeng, Taichung Hsien41301, Taiwan ROCTechnology, Pingtung 91207, Taiwan ROC2 Department of Soil and Environmental Sciences,National Chung Hsing University, Taichung40227, Taiwan ROC3 Chiayi Meteorological Observatory, CentralWeather Bureau, Chiayi 60086, Taiwan ROCABSTRACTThis study used nylon windbreak net for galemitigation during sugar apple ripping period atseashore region of Taitung area. The experimentalsugar apple orchard, with a size of 0.65 ha, waslocated at Dunhe Hsiang, Taitung Hsien, Taiwan(22°55′07′′ N; 120°15′02′′ E). The nylon windbreaknet (1.2 mm in diameter; 10 mm mesh) was set inboth northeastern and southeastern sides of theexperimental orchard with lengths of 42 m and 88m and a height of 5 m, respectively. There wereseven anemometers and six mobile anemometersmounted around the experimental site. Data ofwind speed and wind direction 0.5 m above thecanopy of sugar apple tree at the front and theback of windbreak net were collected fromAugust 2004 to January 2006. The horizontalvariation of wind speed was also compared.Results indicated that the air current flow throughthe nylon windbreak net was slowed down inboth day- and nighttime. The effective galemitigation distance was about 7 to 8 times theheight of nylon windbreak net.Key words: Sugar apple, Windbreak net, Galemitigation distance.前 言臺 東 地 區 受 土 壤 及 氣 候 條 件 之 利 , 適 於栽 植 番 荔 枝 (Annona squamosa L. ;sugar apple), 由 於 果 形 碩 大 且 風 味 佳 , 具 有高 經 濟 價 值 , 現 已 成 為 該 地 域 之 新 興 經 濟 果

臺 東 濱 海 區 域 番 荔 枝 果 園 尼 龍 防 風 網 之 防 風 距 離 探 討 41樹 , 亦 成 為 臺 灣 加 入 WTO 組 織 後 仍 能 維 持競 爭 力 之 優 質 農 產 品 。 依 照 行 政 院 農 業 委 員會 臺 東 區 農 業 改 良 場 2005 年 統 計 資 料 , 臺 灣全 境 之 番 荔 枝 種 植 面 積 達 5,931 公 頃 , 年 產 量89,189 公 噸 , 其 中 於 臺 東 縣 種 植 面 積 4,846公 頃 , 產 量 75,678 公 噸 , 成 為 臺 灣 全 境 最 重要 之 產 區 , 其 主 要 栽 植 範 圍 由 北 而 南 分 佈 於臺 東 縣 境 東 河 鄉 、 卑 南 鄉 、 臺 東 市 及 太 麻 里鄉 等 地 。 前 述 地 區 除 卑 南 鄉 地 區 不 臨 海 外 ,餘 者 多 於 地 勢 平 緩 之 濱 海 區 域 栽 植 , 以 利 集約 經 營 。 番 荔 枝 受 整 枝 、 修 剪 及 肥 培 管 理 之改 進 , 其 產 期 能 調 節 為 每 年 7 月 至 翌 年 3 月 。若 種 植 耐 寒 之 鳳 梨 釋 迦 , 更 能 增 加 番 荔 枝 冬期 果 產 能 及 選 擇 , 使 得 臺 東 地 區 除 4~6 月 期間 外 , 全 年 均 有 鮮 美 的 果 實 供 應 市 場 。臺 東 濱 海 區 域 之 地 理 位 置 , 主 要 東 臨 太平 洋 及 西 接 海 岸 山 脈 , 全 境 呈 南 北 狹 長 地形 , 易 受 季 風 、 熱 帶 氣 旋 及 局 部 熱 力 環 流 所形 成 之 強 風 吹 襲 , 致 該 區 域 因 地 物 阻 滯 氣 流行 進 效 應 較 低 , 使 農 作 物 栽 培 及 其 相 關 設 施常 有 毀 損 , 尤 以 地 勢 平 緩 之 濱 海 區 域 番 荔 枝果 園 為 甚 。 熟 果 期 間 若 遇 強 風 侵 襲 , 常 有 明顯 落 果 情 形 出 現 , 故 該 區 域 番 荔 枝 果 園 需 針對 強 風 進 行 相 關 防 護 措 施 , 以 利 經 營 管 理 及維 持 產 值 。 臺 灣 濱 海 區 域 常 採 用 之 強 風 防 護措 施 有 : 防 風 林 、 防 風 牆 、 防 風 網 及 防 風 構造 物 等 。 各 強 風 防 護 措 施 中 , 防 風 林 之 主 要效 能 是 對 近 地 表 氣 流 產 生 動 力 性 影 響 , 進 而導 致 微 氣 候 、 土 壤 及 作 物 生 長 之 改 變 (Guan etal. 2003)。 近 來 防 風 林 對 於 農 業 生 態 系 亦 能 提供 環 境 永 續 發 展 能 力 (Wang and Takle1997), 更 使 防 風 林 成 為 範 圍 最 廣 之 強 風 防 護措 施 。 但 廣 為 種 植 之 防 風 林 , 受 農 路 或 水 路穿 越 、 造 林 局 部 失 敗 、 風 吹 倒 伏 及 罹 患 病 蟲害 等 因 素 會 使 其 有 枯 死 情 形 , 致 防 風 林 帶 形成 寬 窄 不 一 之 風 口 , 而 影 響 防 風 效 能 (Chianget al. 1977)。 當 防 風 林 帶 下 層 稀 疏 時 , 反 會 造成 風 速 增 加 (Chiang 1977a), 而 防 風 林 帶 末 端交 會 區 域 之 風 速 則 較 開 闊 地 同 高 度 者 為 大(Chiang 1977b), 此 均 顯 示 防 風 林 仍 有 使 用 上之 限 制 。臺 灣 地 區 從 事 防 風 林 之 研 究 甚 多 , 如 防風 林 之 翼 林 帶 密 度 達 80% 時 , 會 使 風 口 之 風速 有 減 弱 趨 勢 (Lee and Chen 1978)。 又 每 年10 月 至 翌 年 3 月 之 東 北 季 風 期 間 , 濱 海 區 域所 種 植 之 防 風 林 帶 , 經 常 會 發 生 大 量 落 葉 現象 , 導 致 其 防 風 的 功 效 減 低 。 此 外 ,Yu (1982)研 究 指 出 , 海 岸 林 若 僅 為 防 風 之 目 的 而 設者 , 林 帶 以 10 列 或 3.33 倍 樹 高 (h) 之 距 離 較適 宜 ; 若 兼 具 定 沙 等 其 他 目 的 而 設 者 , 則 林帶 至 少 應 以 80 列 或 26.67 h 距 離 為 宜 。 另 有研 究 指 出 ,10 列 之 防 風 林 帶 可 使 其 背 風 面 之50% 等 速 流 線 保 護 範 圍 達 22.8 h 距 離 (Chiangand Lee 1985)。 海 岸 防 風 林 之 有 效 防 風 範 圍達 10.5 h 距 離 (Chiang et al. 1988), 耕 地 防 風林 後 5 h 距 離 處 漸 無 防 風 效 果 (Lin et al.1995)。 孔 隙 度 為 0.2-0.3 之 防 風 林 , 其 弱 風 區域 約 於 防 風 構 造 物 4-5 h 距 離 處 (Li et al.2007), 此 結 果 與 前 述 出 現 歧 異 。Yu (1983)、Yu et al. (1984) 亦 分 就 海 岸 防 風 林 帶 因 厚度 、 形 狀 及 樹 冠 摩 擦 而 對 風 力 所 產 生 之 抵 抗作 用 進 行 探 討 , 於 林 前 及 林 後 進 行 不 同 測 點之 風 速 剖 面 觀 測 結 果 顯 示 , 摩 擦 抵 抗 係 數 會隨 林 後 測 點 距 離 之 增 加 而 減 小 , 但 風 速 遞 減率 卻 會 隨 不 同 林 帶 寬 度 不 同 而 異 。 據 此 , 防風 林 背 風 面 之 防 風 距 離 及 防 風 功 效 顯 為 一 研究 重 點 , 且 應 可 由 風 速 剖 面 來 加 以 說 明 。再 者 , 防 風 構 造 物 如 防 風 牆 、 防 風 籬 、沙 丘 、 石 牆 及 其 他 低 矮 構 造 物 等 , 亦 多 為 防護 範 圍 較 小 之 臨 時 性 簡 易 設 施 。 當 減 少 防 風構 造 物 之 孔 隙 度 , 雖 會 導 致 所 在 下 風 區 域 的風 速 出 現 減 少 現 象 , 但 其 風 速 變 化 卻 仍 明 顯受 孔 隙 度 及 植 被 表 面 積 影 響 (Schwartz et al.1995)。 經 由 風 洞 試 驗 中 對 孔 隙 度 0、0.1、0.24、0.35、0.4 及 0.5 之 防 風 籬 比 較 相 對 風 速率 , 可 知 孔 隙 度 為 0.35 者 形 成 氣 流 擾 動 情 形最 佳 (Santiago et al. 2007) 。 又 孔 隙 度 為0.2-0.35 之 防 風 籬 , 其 後 3-8 倍 防 風 籬 高 度 之距 離 處 減 風 效 果 可 達 50% 以 上 (Cornelis andGabriels 2005), 顯 示 防 風 構 造 物 施 用 時 應 考

42Crop, Environment & Bioinformatics, Vol. 5, March 2008量 其 孔 隙 度 。 防 風 構 造 物 施 設 成 本 高 昂 及 破壞 景 觀 至 鉅 , 少 見 於 臺 灣 濱 海 區 域 。就 防 風 網 而 言 , 除 能 減 少 耕 地 風 害 , 亦具 有 防 護 鹽 霧 功 效 , 且 施 設 輕 便 及 成 本 低廉 , 已 成 為 臺 灣 濱 海 區 域 耕 地 上 普 遍 利 用 之主 要 前 線 防 風 設 施 (Chiang and Huang1990a)。 防 風 網 於 七 級 風 力 以 上 , 仍 有 較 防風 林 為 高 之 防 風 效 果 (Chiang and Huang1988b)。 在 相 關 防 風 網 對 強 風 防 護 之 研 究中 , 可 知 防 風 網 構 築 方 式 會 使 其 防 風 功 效 不同 , 如 採 網 目 密 度 為 40% 之 直 立 式 防 風 網 設置 時 , 防 風 距 離 為 11 倍 防 風 網 高 度 (H); 若採 向 風 面 傾 斜 45° 時 , 則 防 風 距 離 可 達16H; 而 防 風 網 間 之 距 離 , 若 採 用 間 距 太 小者 則 易 造 成 浪 費 , 採 用 間 距 太 大 者 則 會 減 低防 風 效 果 , 故 防 風 網 間 距 採 12-16H 來 連 續設 置 效 果 最 佳 (Chiang and Huang1990b)。 當 氣 流 行 進 至 防 風 網 時 , 其 中 一 部分 通 過 防 風 網 , 一 部 分 會 因 防 風 網 阻 擋 , 而迫 使 氣 流 上 升 。 待 至 超 越 防 風 網 後 , 氣 流 開始 下 降 , 風 速 逐 漸 回 升 , 且 隨 離 開 防 風 網 之距 離 而 增 加 。 一 般 氣 流 上 升 達 最 高 點 之 水 平位 置 在 背 風 面 5H 之 距 離 處 , 而 氣 流 降 至 最低 點 之 水 平 位 置 約 在 背 風 面 18H 之 距 離 後(Chiang and Huang 1988a)。 當 氣 流 通 過 低孔 隙 度 的 防 風 構 造 物 時 , 會 於 其 後 形 成 擾 動情 形 (Santiago et al. 2007)。 故 防 風 網 設 置時 需 考 量 其 網 目 密 度 、 高 度 及 網 間 距 離 等 。此 外 , 防 風 網 設 置 主 為 減 低 風 速 , 但 其 須 能承 受 強 風 所 產 生 風 壓 作 用 , 因 此 不 同 材 質 之防 風 網 支 柱 材 料 亦 須 詳 細 評 估 及 篩 選 , 方 能提 高 其 強 風 防 護 作 用 , 並 延 長 其 使 用 年 限(Huang et al. 1991)。 不 同 材 質 之 防 風 網 仍應 考 量 設 置 成 本 , 在 低 廉 下 始 能 適 用 於 大 範圍 農 地 。 如 Liu and Chen (1983) 曾 於 澎 湖地 區 之 防 風 林 培 育 初 期 , 利 用 價 格 低 廉 之 尼龍 防 風 網 進 行 強 風 防 護 , 獲 致 相 當 成 效 , 顯示 尼 龍 防 風 網 之 適 用 性 。綜 合 前 述 , 本 研 究 擇 定 鄰 近 北 迴 歸 線 且易 受 季 風 、 熱 帶 氣 旋 及 熱 力 性 環 流 影 響 之 東河 鄉 境 內 濱 海 區 域 番 荔 枝 果 園 為 試 區 。 又 考量 氣 流 盛 行 方 向 , 於 番 荔 枝 果 園 試 區 周 遭 之迎 風 面 二 側 架 設 尼 龍 防 風 網 , 分 別 對 該 防 風網 前 後 二 側 於 番 荔 枝 果 樹 冠 層 上 之 風 速 及 風向 進 行 觀 測 , 藉 風 場 分 佈 及 風 速 剖 面 , 探 討防 尼 龍 防 風 網 之 防 風 距 離 , 期 能 提 供 臺 東 濱海 區 域 番 荔 枝 果 園 強 風 防 護 及 相 關 防 風 研 究之 參 考 。材 料 與 方 法一 、 試 區 概 況本 研 究 試 區 位 於 臺 東 縣 東 河 鄉 隆 昌 村 之濱 海 區 域 (22°55′07′′N; 120°15′02′′E), 係 一 地勢 平 緩 之 番 荔 枝 果 園 , 試 區 配 置 見 Fig. 1。 其縱 向 及 橫 向 距 離 約 為 100 及 65 m, 面 積 為0.65 ha, 果 樹 之 平 均 樹 高 為 2.44 m, 行 株 距5.72 m × 4.23 m。 防 風 網 係 依 當 地 現 售 且 成本 低 廉 之 農 業 資 材 為 原 則 , 採 用 線 徑 1.2 mm及 網 目 10 mm 之 尼 龍 網 作 為 防 風 網 材 料 。 依鄰 近 試 區 之 交 通 部 中 央 氣 象 局 成 功 (467610,23°05’57”N, 121°21’55”E, 海 拔 33.5 m) 及 臺東 (467660, 22°45’15”N, 121°08’48”E, 海 拔 9m) 二 氣 象 測 站 風 向 資 料 (2001-2005 年 ) 顯示 , 本 試 區 氣 流 盛 行 風 向 為 東 北 , 部 分 晝 間風 向 為 東 南 (Tang et al. 2006), 並 採 防 風 網 構築 方 向 依 風 向 入 射 角 愈 小 時 防 風 範 圍 愈 佳(Chiang and Wang 1995) 之 原 則 架 設 。 本 研究 自 2004 年 8 月 20 日 起 分 於 該 果 園 試 區 之東 北 側 及 東 南 側 各 設 置 一 道 長 度 為 42 m 及88 m 尼 龍 防 風 網 (Fig. 2)。 該 防 風 網 高 度 為 5m, 其 固 定 支 柱 係 H 型 鋼 (150 mm × 75mm, 厚 15 mm), 配 合 每 間 隔 約 4 m 連 續 設置 直 徑 0.05 m 之 鍍 鋅 錏 管 共 3 支 後 , 再 設 置直 徑 0.3 m 之 水 泥 柱 一 支 , 並 依 此 順 序 交 互間 隔 設 置 , 而 各 固 定 支 柱 之 埋 入 深 度 為1.2-1.5 m。 爲 強 化 固 定 尼 龍 防 風 網 , 再 利 用直 徑 5 mm 鐵 線 分 別 於 距 地 面 0.05、1、2、3、4 及 5 m 處 橫 向 固 定 於 支 柱 上 , 並 配 合 抗 紫外 光 塑 膠 繩 將 防 風 網 繫 緊 於 鐵 線 上 。

臺 東 濱 海 區 域 番 荔 枝 果 園 尼 龍 防 風 網 之 防 風 距 離 探 討 43657farm road4.2335.7210041 25nylon windbreak netunit:m:sugar apple tree:anemometer:mobile anemometer6Fig. 1. The arrangement of experimental site.Fig. 2. The diagram of nylon windbreak net.

44Crop, Environment & Bioinformatics, Vol. 5, March 2008二 、 試 驗 方 法本 研 究 爲 了 解 尼 龍 防 風 網 前 後 於 不 同 水平 距 離 處 之 風 速 變 化 , 藉 以 探 討 其 防 風 距離 。 先 於 防 風 網 前 設 置 自 記 式 風 速 風 向 計(Wind monitor 04101, R.M. Young,Traverse City, USA)1 組 以 為 對 照 , 其 位 置 為本 番 荔 枝 果 園 試 區 之 東 北 隅 15 m 處 , 以 符 合迎 風 面 前 應 不 受 防 風 網 影 響 之 位 置 。 防 風 網後 之 自 記 式 風 速 風 向 計 設 置 , 係 參 酌 防 風 網後 之 氣 流 上 升 最 高 點 約 於 5 倍 防 風 網 高 度 (H)距 離 處 (Chiang and Huang 1988b)。 自 番 荔枝 果 園 試 區 東 北 側 及 東 南 側 尼 龍 防 風 網 後 分別 延 伸 4-4.5H 距 離 處 , 依 20 m 間 隔 設 置 自記 風 速 風 向 計 , 並 呈 十 字 排 列 如 Fig. 1。 觀 測高 度 均 為 3 m ( 即 番 荔 枝 果 樹 冠 層 上 方 約 0.5m)。受 地 形 影 響 , 使 防 風 網 前 所 設 置 之 自 記風 速 風 向 計 與 防 風 網 後 之 6 組 自 記 風 速 風 向計 間 出 現 1.24 m 之 高 差 , 顯 示 防 風 網 前 之 風速 應 進 行 高 度 修 正 , 始 能 符 合 現 況 , 故 參 照Yu (1986)、Chiang and Huang (1988a) 研 究指 出 防 風 林 帶 冠 層 上 方 之 風 速 剖 面 分 佈 應 符合 對 數 法 則 , 及 Tang et al. (2005) 曾 於 本 試 區對 尼 龍 防 風 網 前 進 行 風 速 垂 直 剖 面 分 析 結 果( 式 1) 進 行 修 正 。z = 0.61 e 0.68 u (1)式 中 ,z 為 高 度 (m),u 為 平 均 風 速 (m s -1 )。觀 測 期 間 為 2004 年 8 月 至 2006 年 5 月 ,而 於 2005 年 3 月 下 旬 發 生 儀 器 異 常 紀 錄 , 適遇 該 月 起 番 荔 枝 果 園 試 區 內 果 樹 進 行 全 株 修剪 枝 葉 , 乃 延 至 同 年 9 月 始 進 行 後 續 相 關 觀測 , 故 該 段 期 間 資 料 不 加 入 探 討 ; 另 觀 測 期間 颱 風 來 臨 時 , 為 免 受 颱 風 環 流 所 誘 導 之 西南 氣 流 (Chen and Pan 1990) 改 變 風 向 影響 , 颱 風 前 後 三 日 之 數 據 不 加 入 分 析 。 觀 測記 錄 採 每 30 秒 擷 取 瞬 間 值 一 次 , 並 以 資 料 蒐集 器 (CR-10X, Campbell Sci. INC., Logan,USA) 記 錄 每 10 分 鐘 平 均 值 。 最 後 將 尼 龍 防風 網 前 後 二 側 之 各 組 自 記 風 速 風 向 計 紀 錄 進行 比 較 分 析 , 以 了 解 於 番 荔 枝 果 園 尼 龍 防 風網 之 防 風 距 離 。本 研 究 參 照 中 央 氣 象 局 天 氣 預 報 得 知 季風 盛 行 期 間 , 並 擇 定 2005 年 3 月 5 日 、2006年 1 月 19 日 及 24 日 晝 間 時 段 , 於 番 荔 枝 果園 尼 龍 防 風 網 前 後 進 行 風 場 分 佈 調 查 。 先 由呈 十 字 形 排 列 之 6 組 自 記 式 風 速 風 向 計 位 置各 垂 直 向 外 延 伸 20 m 處 建 立 6 個 臨 時 測 點 ,藉 以 建 立 12 個 間 距 為 20 m 之 方 格 於 該 網 後果 園 試 區 內 (Fig. 1), 再 於 臨 時 測 點 處 採 用 6組 手 持 式 風 速 風 向 計 (OTA 24, Tokyo,Japan), 與 該 網 前 後 自 記 式 風 速 風 向 計 同 時進 行 觀 測 , 最 後 擇 取 氣 流 能 正 向 通 過 該 防 風網 者 之 風 速 風 向 數 據 ( 即 風 向 為 SE 或 NE 之氣 流 ), 據 以 進 行 風 場 分 佈 之 分 析 。結 果 與 討 論一 、 番 荔 枝 果 園 內 尼 龍 防 風 網 前 後 二 側之 晝 夜 間 風 向 分 佈為 瞭 解 臺 東 濱 海 區 域 番 荔 枝 果 園 於 設 置尼 龍 防 風 網 後 之 風 向 變 化 , 需 考 量 海 風 影 響區 域 之 晝 、 夜 間 風 速 不 等 , 應 區 分 晝 、 夜 間風 速 之 變 異 (Yu et al. 1995)。 據 此 , 本 研 究 將番 荔 枝 正 常 生 長 階 段 , 且 具 有 完 整 觀 測 數 據之 夏 、 秋 、 冬 三 季 期 間 , 對 番 荔 枝 果 園 試 區內 近 中 間 位 置 之 # 1 自 記 風 速 風 向 計 測 值 , 採每 日 出 現 二 次 0.5 m s -1 弱 風 狀 態 來 進 行 區 分晝 、 夜 間 , 其 中 於 夏 、 秋 及 冬 三 季 之 晝 間 分為 7-18 時 、8-17 時 及 8-18 時 , 餘 者 時 段 為 夜間 。 再 分 繪 各 季 晝 夜 間 之 風 花 圖 (Fig. 3), 以瞭 解 該 番 荔 枝 果 園 於 設 置 尼 龍 防 風 網 前 後 之近 地 表 空 氣 層 內 氣 流 行 進 情 形 。由 Fig. 3 觀 之 , 夏 季 晝 間 係 由 海 面 向 陸 地行 進 之 氣 流 為 主 , 氣 流 風 向 為 SE-NNE, 平 均風 向 以 NE 為 主 , 而 尼 龍 防 風 網 前 氣 流 之 風 向方 位 角 少 於 該 防 風 網 後 之 氣 流 約 11.3°。 夜 間則 以 陸 地 向 海 面 行 進 之 氣 流 為 主 , 氣 流 風 向 為WSW -WNW, 平 均 風 向 以 W 為 主 , 而 尼 龍防 風 網 前 氣 流 之 風 向 方 位 角 少 於 防 風 網 後 之

臺 東 濱 海 區 域 番 荔 枝 果 園 尼 龍 防 風 網 之 防 風 距 離 探 討 45氣 流 約 22.5°。 此 顯 示 番 荔 枝 果 園 於 尼 龍 防 風網 設 置 後 , 夏 季 期 間 無 論 晝 夜 間 , 該 防 風 網 均會 對 氣 流 行 進 產 生 偏 向 情 形 。而 秋 冬 二 季 之 晝 間 均 與 夏 季 觀 測 期 間 者相 同 , 意 即 以 海 面 向 陸 地 行 進 之 海 風 氣 流 為主 , 其 風 向 仍 為 SE-NNE, 平 均 風 向 則 以 NE為 主 。 又 秋 冬 季 之 夜 間 , 除 自 陸 地 向 海 面 行進 之 氣 流 外 , 尚 有 部 分 自 海 面 向 陸 地 行 進 之氣 流 , 即 有 風 向 為 N-NE 之 氣 流 出 現 , 而 此將 使 尼 龍 防 風 網 後 氣 流 之 風 向 方 位 角 約 少 於其 防 風 網 前 氣 流 者 約 34°, 則 於 秋 及 冬 二 季 之晝 夜 間 , 尼 龍 防 風 網 仍 會 對 氣 流 行 進 產 生 偏向 情 形 。 據 此 , 顯 示 尼 龍 防 風 網 應 具 防 風 效能 。DaySummerNightAutumnWinterback of windbreak netfront of windbreak netunit:%Fig. 3. The variation of daily average wind direction during daytime and nighttime periodsmeasured at the back of windbreak net in the summer, autumn and winter seasons over thesugar apple orchard.

46Crop, Environment & Bioinformatics, Vol. 5, March 2008二 、 盛 行 氣 流 下 之 番 荔 枝 果 園 內 尼 龍 防風 網 前 後 二 側 風 場 分 佈本 研 究 於 季 風 盛 行 時 段 , 依 Fig. 1 之 試 區配 置 , 採 手 持 式 風 速 計 及 原 有 設 置 自 記 式 風 速風 向 計 來 進 行 晝 間 風 場 分 佈 調 查 , 並 擇 取 氣 流能 正 向 通 過 該 防 風 網 者 ( 即 風 向 為 SE 或 NE之 氣 流 ), 以 進 行 風 場 分 佈 之 分 析 (Fig. 4)。由 Fig. 4 可 知 , 當 尼 龍 防 風 網 前 之 氣 流盛 行 風 向 為 SE 時 , 氣 流 會 先 通 過 本 試 區 內東 南 側 之 尼 龍 防 風 網 , 此 時 會 受 該 側 防 風 網之 阻 滯 作 用 , 而 使 氣 流 行 進 速 度 減 低 , 且 風向 會 略 偏 轉 為 SSE, 進 而 使 氣 流 會 出 現 微 弱擾 動 , 此 與 防 風 林 後 側 會 有 低 頻 度 氣 流 擾 動結 果 (Richardson and Richards 1995) 相符 。 又 當 此 氣 流 續 行 至 本 試 區 東 北 側 之 尼 龍防 風 網 時 , 再 次 受 其 阻 滯 作 用 , 致 氣 流 行 進方 向 偏 轉 為 SE, 意 即 與 該 側 防 風 網 設 置 方 向平 行 。Fig. 4. Airflow at front and back of nylon windbreak net over sugar apple orchard within winddirection were (a) SE and (b) NE.

臺 東 濱 海 區 域 番 荔 枝 果 園 尼 龍 防 風 網 之 防 風 距 離 探 討 47若 尼 龍 防 風 網 前 之 氣 流 盛 行 風 向 為 NE時 , 表 示 氣 流 會 先 通 過 本 試 驗 區 東 北 側 之 尼龍 防 風 網 , 並 受 該 防 風 網 阻 滯 作 用 而 造 成 其後 側 氣 流 之 風 向 略 偏 為 ENE, 意 即 會 形 成 氣流 微 弱 擾 動 。 然 此 等 通 過 防 風 網 後 之 氣 流 行進 方 向 , 約 與 本 試 區 東 南 側 之 尼 龍 防 風 網 延伸 方 向 平 行 , 則 氣 流 行 進 將 會 以 阻 滯 作 用 最小 之 方 向 為 主 , 即 氣 流 之 風 向 仍 為 NE。三 、 番 荔 枝 果 園 內 尼 龍 防 風 網 前 與 後 二側 之 相 對 風 速 率本 研 究 將 番 荔 枝 果 園 內 尼 龍 防 風 網 前 後二 側 之 風 速 進 行 比 較 , 藉 以 探 討 氣 流 通 過 尼龍 防 風 網 所 受 之 減 剎 作 用 。 然 考 量 風 具 有 陣性 , 導 致 不 穩 定 風 速 , 乃 採 用 相 對 風 速 率 以計 算 氣 流 受 防 風 網 阻 截 後 之 風 速 變 化(Chiang and Wang 1995)。 另 觀 測 期 間 於 本試 區 環 境 氣 流 受 季 風 、 熱 帶 氣 旋 及 熱 力 環 流影 響 下 , 風 速 變 異 較 大 者 為 夏 及 冬 二 季 。 據此 , 先 將 本 試 區 於 尼 龍 防 風 網 前 對 照 用 自 記風 速 計 測 值 , 依 式 (1) 進 行 高 度 修 正 , 當 其 風速 符 合 蒲 福 氏 風 級 表 所 述 : 氣 流 之 平 均 風 速達 3 m s -1 以 上 時 會 使 樹 葉 搖 動 , 又 就 氣 流 能正 向 通 過 本 試 區 東 南 或 東 北 二 側 之 防 風 網 者為 條 件 進 行 區 分 , 得 知 夏 及 冬 二 季 期 間 於13-17 時 之 時 段 能 符 合 前 述 條 件 。 再 將 符 合 前述 條 件 之 對 照 用 自 記 風 速 計 測 值 作 為 基 準 ,分 與 氣 流 行 進 符 合 東 南 側 或 東 北 側 防 風 網 後之 延 伸 方 向 , 於 22.5 m、42.5 m 及 60 m ( 即約 4、8 及 12 倍 防 風 網 高 度 ) 距 離 處 所 設 置 之三 組 自 記 風 速 計 測 值 , 進 行 尼 龍 防 風 網 前 後之 相 對 風 速 率 計 算 , 並 繪 製 其 時 間 分 佈 (Fig.5)。Fig. 5 中 之 夏 季 期 間 於 尼 龍 防 風 網 前 之相 對 風 速 率 約 在 85-95%, 表 該 防 風 網 能 對 氣流 行 進 直 接 具 有 減 剎 作 用 , 又 隨 該 防 風 網 後之 距 離 增 加 則 相 對 風 速 率 呈 遞 降 趨 勢 , 意 即約 於 4、8 及 12 倍 防 風 網 高 度 (H) 距 離 處 之 相對 風 速 率 分 別 為 80-95%、75-90%、65-80%。其 中 於 14 時 為 該 季 期 間 每 日 氣 流 出 現 最 大 風速 時 段 , 其 風 速 均 逾 5 m s -1 以 上 , 使 得 防 風網 前 相 對 風 速 率 為 98%, 而 於 該 防 風 網 後 4、8 及 12 倍 H 距 離 處 之 相 對 風 速 率 則 由 96%遞 降 至 85%, 此 顯 示 尼 龍 防 風 網 仍 對 氣 流 行進 具 有 減 剎 作 用 。冬 季 期 間 於 尼 龍 防 風 網 前 之 相 對 風 速 率約 在 85-90%(Fig. 5), 而 該 網 後 4、8 及 12 倍H 距 離 處 之 相 對 風 速 比 分 別 為 75-80%、55-65%、45-60%, 明 顯 低 於 前 述 夏 季 者 , 期間 於 14 時 之 氣 流 亦 出 現 風 向 偏 轉 情 形 , 使 該Distance (m)4530Summer15Windbreak net0unit: %-154530Winter150Windbreak net-151300 1350 1400 1450 1500 1550 1600 1650 1700Time duration (hr)Fig. 5. The relative wind speed ratio at front and back of the nylon windbreak net over the sugarapple orchard within summer and winter seasons.

48Crop, Environment & Bioinformatics, Vol. 5, March 2008防 風 網 後 相 對 風 速 率 遞 減 趨 緩 。 而 8 倍 H 距離 後 之 相 對 風 速 率 分 佈 卻 出 現 穩 定 且 偏 低 至45% 以 下 , 顯 非 全 為 尼 龍 防 風 網 之 減 剎 作 用所 致 , 應 係 本 試 驗 區 東 北 側 防 風 網 後 氣 流 行進 方 向 有 偏 轉 及 風 速 降 低 之 情 況 (Fig. 4), 使氣 流 出 現 擾 動 引 發 其 行 進 速 度 降 低 有 關 。 又尼 龍 防 風 網 後 約 於 20-24 倍 H 距 離 處 之 相 對風 速 率 已 明 顯 降 低 且 趨 緩 , 意 即 近 地 表 氣 流明 顯 減 弱 , 此 能 符 合 防 風 構 造 物 後 於 一 定 距離 處 應 有 相 對 弱 風 區 域 出 現 之 類 似 結 果(Tuzet and Wilson 2007)。四 、 番 荔 枝 果 園 內 尼 龍 防 風 網 前 後 二 側之 防 風 距 離 推 算當 氣 流 通 過 番 荔 枝 果 園 內 尼 龍 防 風 網時 , 其 前 後 兩 側 之 風 速 會 出 現 遞 降 趨 勢 (Fig.5)。 本 研 究 依 據 蒲 福 氏 風 級 表 所 述 : 氣 流 風速 達 8 m s -1 以 上 時 會 使 有 葉 小 樹 搖 動 , 及 尼龍 防 風 網 前 氣 流 之 風 向 符 合 東 南 或 東 北 者 來區 分 , 再 將 其 與 尼 龍 防 風 網 後 側 於 22.5 m、42.5 m 及 60 m ( 即 約 4、8 及 12 倍 防 風 網 高度 ) 距 離 處 所 設 置 之 三 組 自 記 風 速 計 測 值 , 進行 尼 龍 防 風 網 前 後 二 側 於 水 平 距 離 下 之 風 速變 化 分 析 (Fig. 6), 進 而 推 算 其 防 風 距 離 。Fig. 6 之 冬 季 期 間 氣 流 通 過 番 荔 枝 果 園內 尼 龍 防 風 網 後 , 其 風 速 有 隨 距 離 增 加 而 先呈 現 遞 減 後 再 呈 現 略 為 遞 增 情 形 , 但 其 間 趨勢 卻 為 遞 降 , 再 經 分 析 得 知 其 關 係 式 如 式 (4)。u = 0.002 x 2 - 0.15 x + 6.86, r = 0.97**,d.f. = 70. (4)式 中 ,u 為 風 速 (m s -1 );x 為 距 離 (m), 其 為負 值 與 正 值 分 別 表 尼 龍 防 風 網 前 後 二 側 。 上式 為 二 次 多 項 式 , 且 達 1% 顯 著 水 準 , 顯 示 風速 與 距 離 間 具 相 關 性 , 而 對 其 進 行 二 次 微 分後 均 為 正 值 , 則 表 尼 龍 防 風 網 後 應 有 一 風 速相 對 極 小 值 , 而 其 所 對 應 之 距 離 應 為 減 剎 氣流 行 進 最 明 顯 之 位 置 , 據 此 估 算 尼 龍 防 風 網後 之 最 大 有 效 防 風 距 離 為 37.5 m, 約 為 7-8倍 尼 龍 防 風 網 高 度 (H)。 此 值 相 較 澎 湖 地 區 以尼 龍 網 進 行 防 風 之 最 有 效 距 離 為 5 倍 H 明 顯偏 高 (Liu and Chen 1983), 此 乃 後 者 為 網 目 2mm 之 双 層 尼 龍 網 , 其 設 置 為 1.5 m 高 度 ,因 此 使 氣 流 不 易 通 過 防 風 網 , 反 會 增 加 超 越該 防 風 網 上 方 之 氣 流 行 進 , 致 形 成 波 動 現象 , 進 而 減 少 最 大 有 效 防 風 距 離 。結 論綜 合 前 述 , 獲 致 以 下 結 論 。 當 氣 流 通 過番 荔 枝 果 園 尼 龍 防 風 網 後 , 於 晝 夜 間 均 會 產Fig. 6. The wind speed variations at front and back of nylon windbreak net over the sugar appleorchard.

臺 東 濱 海 區 域 番 荔 枝 果 園 尼 龍 防 風 網 之 防 風 距 離 探 討 49生 風 向 方 位 角 偏 向 情 形 , 夏 季 為 11.3° 及22.5°, 秋 冬 季 為 11.3° 及 34°。 且 於 該 防 風 網後 出 現 微 弱 擾 動 , 使 氣 流 行 進 速 度 減 低 , 顯示 尼 龍 防 風 網 具 有 阻 滯 作 用 。 又 將 該 網 後 於4、8 及 12 倍 防 風 網 高 度 (H) 距 離 處 之 風 速 ,分 與 網 前 風 速 進 行 相 對 風 速 率 計 算 與 比 較 ,夏 季 為 80-95%、75-90%、65-80%, 秋 冬 季 者為 75-80%、55-65%、45-60%, 顯 示 相 對 風 速率 有 隨 防 風 網 後 之 距 離 增 加 而 呈 遞 降 趨 勢 ,據 此 估 算 尼 龍 防 風 網 後 之 最 大 有 效 防 風 距 離為 37.5 m, 約 為 7-8 H。本 研 究 針 對 臺 東 濱 海 區 域 於 考 量 當地 現 售 且 成 本 低 廉 之 農 業 資 材 為 原 則 , 採用 輕 便 易 施 工 之 尼 龍 防 風 網 應 用 於 強 風防 護 , 結 果 顯 示 該 網 對 番 荔 枝 果 園 具 有 強風 防 護 之 效 , 能 利 用 於 相 關 農 地 經 營 管 理及 農 作 物 栽 培 。 而 未 來 於 夏 季 颱 風 侵 襲 時之 強 風 防 護 , 若 可 再 就 尼 龍 防 風 網 型 式 與施 設 高 度 進 行 調 整 , 以 嘗 試 進 行 相 關 研究 , 則 將 能 對 該 地 濱 海 區 域 提 供 防 護 措 施研 究 與 參 考 。誌 謝本 研 究 承 行 政 院 農 業 委 員 會 農 糧 署 之 94農 科 -8.2.1- 糧 -Z1(1) 計 畫 經 費 支 持 , 以 及 國 立屏 東 科 技 大 學 水 土 保 持 系 陳 韋 利 、 朱 展 宏 、廖 靜 慧 同 學 協 助 現 場 觀 測 工 作 , 特 致 謝 忱 。引 用 文 獻Chen SY, YL Pan (1990) An expert system forforecasting wind speeds of typhoon in theTaiwan Area. (in Chinese with English abstract)Meteorol. Bull. 36:281-296.Chiang YC (1977a) Investigation of theeffectiveness of previously-settled windbreaks(3) clean length on wind velocity. (in Chinesewith English abstract) Chinese J. Soil WaterConserv. 8(2):64-77.Chiang YC (1977b) Investigation of theeffectiveness of previously-settled windbreaks(4) edge on wind velocity. (in Chinese withEnglish abstract) Chinese J. Soil WaterConserv. 8:105-114.Chiang YC, LM Huang (1988a) Investigation onthe coastal windbreak construction in Peng-Hu:(III) study on the effects of wind velocitycontrol and amount of flying salt control withthe Limestone windbreak wall. (in Chinesewith English abstract) Chung Hsing Univ. J.Agric. For. 37:31-48.Chiang YC, LM Huang (1988b) Investigation onthe coastal windbreak construction in Peng-Hu(II) The comparative experiments on the effectsof wind reduction and flying salt control withthe windbreak net, the coast windbreak, andthe windbreak wall. (in Chinese with Englishabstract) Chung Hsing Univ. J. Agric. For.37:21-44.Chiang YC, LM Huang (1990a) Study on theeffects of wind reduction by differentwindbreak net construction types. (in Chinesewith English abstract) Chung Hsing Univ. J.Agric. For. 39:15-56.Chiang YC, LM Huang (1990b) Study on theoptimal interval arrangement of windbreak net.(in Chinese with English abstract) ChungHsing Univ. J. Agric. For. 39:121-144.Chiang YC, LM Huang, CF Chiou (1988)Investigation on the coastal windbreakconstruction in Peng-Hu (Ι) the comparativeexperiments on the effects of wind reductionand flying salt control of coast windbreak andthe windbreak wall. (in Chinese with Englishabstract) Chinese J. Soil Water Conserv.19:3-27.Chiang YC, YC Lee, WF Chen (1977) Investigationof the effectiveness of previously-settledwindbreaks: (2) gap on wind velocity. (inChinese with English abstract) Chinese J. SoilWater Conserv. 8:100-110.Chiang YC, TC Wang, (1995) The protectiveefficiency of windbreak net by the influence ofoblique wind. (in Chinese with English abstract)Chinese J. Soil Water Conserv. 26:17-29.Cornelis WM, D Gabriels (2005) Optimalwindbreak design for wind-erosion control. J.Arid Environ. 61:315-332.

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