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城市中的树木具有涵养水源，抵御或减缓大风、火灾、洪涝等自然灾害的能力，同时，能够净化放射性污染。
水土流失是指由于自然或人为因素的影响，雨水不能就地消纳，顺势下流，冲刷土壤，造成水分和土壤同时流失的现象。据统计，我国水土流失面积大约占我国总面积的1/6，高达150万km 2 ;每年流失土壤50多亿t，水土流失造成我国生态环境不断恶化。
树木对水土保持有非常显著的效果。城市树木通过树冠、枝干、枝叶阻碍天然降水，达到缓解天然降水对地表的直接冲刷作用，从而减少雨水对土壤的侵蚀，树木的根系还能紧固土壤，有效防止水土流失。在大面积的城市森林地区，当自然降雨时，有17%~35%的水量被树冠截留或蒸发，8%~15%的水量被地表蒸发，50%~75%的雨水量被林地土壤的顶层厚实而松软的枯枝落叶吸收，继而下渗入到土壤中，成为地下径流，既有利于削弱洪峰水量，又利于水分、土壤的保存，因此城市树木能有效地涵养水源，防止城市水土流失。被表层枯枝落叶吸收的水分经过土壤、岩石的一层层过滤，流向下坡或泉池溪涧，形成自然水景，这也是许多山林名胜，如黄山、庐山的瀑布直泻、水源长流，以及杭州虎跑等泉流涓涓、终年不竭的原因。根据统计，约500m 2 的树林地区每年比无林地区能够多蓄水20t。在植被覆盖率低的地区，每年的雨季会有大量泥沙流入河里，破坏田地，填高河床，淤塞入海口，危害极大，城市树木能有效地抑制这种情况的发生，树木具有庞大的根系，能像巨手一般牢牢抓住土壤和水分，而被抓住的土壤中的水分，又被树根不断地吸收蓄存。
春季，北方城市总免不了被风沙所困扰。大风来临，刚刚还晴好的天气突然被狂风和沙尘所替代，突如其来的狂风夹带着滚滚黄沙在数小时内把整个城市全部笼罩。防护林可有效抵御风沙的侵袭，减弱风的力量，当风遇到树木时，在树木的迎风面和背风面风速均会降低，背风面降低的效果更为显著。根据试验，高9m的复层林屏障在迎风面90m、背风面270m范围内，风速都会不同程度减小。此外，林边空地向林内深入30~50m处，风速减少至原风速的30%~40%；深入到120~200m处，则完全平静。风灾时树林能防风；无风时，由于林地气温比无林地气温低，冷空气向空旷地带流动而产生微风。在风害区营造防护林带，在防护范围内风速可降低30%左右。经过研究比较，有防护林带的农田甚至比没有防护林带的农田要增产20%左右。
用于防风防沙的树木一般为根系发达的品种，一些抗风力强、生长较快且寿命长的乡土树种，是防护林的首选品种。如杨树、柳树、榆树、桑树、白蜡、马尾松、黑松、圆柏、沙枣等均是较好的防风林带树种。