Полезащитное лесоразведение. Мелиоративное влияние полезащитных лесных полос

Полезащитное лесоразведение направлено на повышение устойчивости и продуктивности агроландшафтов, путем защиты почв от эрозии и создания благоприятных условий агросреды на межполосных полях.

Основное средство полезащитного лесоразведения - лесные полосы. Их выращивают преимущественно рядовым способом (известен так - же гнездовой, диагонально-групповой, шахматный способы). По составу лесные полосы могут быть чистыми (одна порода) или смешанным (несколько пород). По значимости они подразделяются на основные (рас - полагаются поперек преимущественного направления суховейных или дефлирующих ветров) и вспомогательные (располагаются периендикулярно к основным).

К полезащитным относят также стокорегулирующие лесополосы, располагаемые на местности с учетом рельефа. Функциональное подразделение полезащитных лесных полос приведена на схеме (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Схема функционального подразделения полезащитных лесных полос

Конструкции ветрорегулирующих лесных полос представлены в разделе 1.5, а стокорегулирующих - в разделе 2.7.

Мелиоративное влияние полезащитных лесных полос. Полезащитные лесные полосы оказывают на агроландшафты мелиоративное влияние, которое проявляется в виде: снегозадержания; создания биомикроклимата; повышения плодородия почв и водоносности агроландшафтов; сокращения процессов ветровой и водной эрозии.

Снегозадержание способствует улучшение водного и теплового ре - жимов почвы. Лесные полосы предупреждают сдувание снега с полей в лощины и балки, оставляя на месте выпавшие твердые осадки.

Это приводит к дополнительному (по сравнению с открытыми полями) накоплению снеговой воды. Замедляя таяние снега, лесные полосы уменьшают интенсивность склонового стока и увеличивают количество впитавшейся в почву воды, приводят к повышению влажности почв в весенний период. Одновременно снег защищает озимые культуры от вымерзания, уменьшает глубину промерзания почв, что приводит к увеличению скорости впитывания талой воды и удлинению вегетационного периода культивируемых растений.

Наиболее равномерно распределяют снег на полях лесные полосы ажурной и продуваемой конструкции. У лесных полос плотной конструкции образуются высокие сугробы с длиной шлейфа в наветренную сторону 1 - 2Н, в заветренную - 4 - 5Н.

Системы лесных полос обычно сочетают с другими мероприятиями по снегозадержанию: в середине межполосных полей устраивают снегопахами снежные валы или создают кулисы из высокостебельных растений. Плоскорезная обработка почвы с оставлением стерни на поверхности поля - эффективный прием снегозадержания в малоснежные зимы.

В целом, снегозадержание с помощью лесных полос в сочетании с другими мероприятиями особенно эффективно в степной зоне, где прибавка урожая озимых зерновых колосовых культур достигает 3 - 5 ц/га.

Микроклимат, создаваемый лесными полосами, расширяет адаптивные возможности культивируемых видов и сортов растений на межполосных полях. Оптимальные температуры приземного слоя воздуха для агроценозов заключены в интервалах: лесостепь - от 20 до 30°, степь -от 25 до 35°С. Эти интервалы обеспечивают: активный газообмен в верхних слоях почв и подток питательных веществ из более глубоких горизонтов; активность микробиологических процессов в почве и метаболических процессов в растениях.

Оптимальные интервалы температур в вегетационный период поддерживаются с помощью лесных полос, ограничивающих прямую солнечную радиацию в определенное время суток, изменяющих турбулентный теплообмен между воздухом и поверхностью поля путем регулирования скорости ветра, влажности воздуха и почв.

Усиленное развитие массы агроценоза на межполосном поле сокращает нагревание почвы и улучшает ее теплофизические свойства (теплопроводность). Задержанное тепло массой агроценоза ускоряет развитие растений и повышает урожай на межполосном поле.

Дополнительно на межполосных полях мульчируют поверхность почвы соломой, торфом, пленкой, что уменьшает отрицательное воздействие солнечной радиации, изменяет альбедо (отношение отраженной радиации к суммарной).

Оптимальная относительная влажность воздуха (60 - 70%) наблюдается на расстояниях 8 - 10Н, минимально допустимая (40 - 50%) обычно фиксируется на расстояниях 10 - 15Н. Относительная влажность приземного слоя воздуха ниже 30% наблюдается на межполосных полях при сильных и продолжительных засухах.

Лесные полосы уменьшают испаряемость с поверхности почвы, сохраняя почвенную влагу за счет уменьшения приземных скоростей ветра, повышения влажности воздуха и снижения турбулентного обмена.

Уменьшение испарения с водной поверхности под влиянием лесных полос происходит на 10 - 40%, в зависимости от времени суток, конструкции лесных полос, размеров водных объектов (каналов, малых рек и т.п.), природно-климатических условий. Особенно сильно испарение с водной поверхности уменьшается в зоне до ЗН.

Плодородие почв определяется водным и пищевым режимами. Благодаря зимнему увлажнению и сокращению испарения на полях с лесными полосами в слое почв 0 - 100 см дополнительно накапливается в весенний период почвенная влага, что положительно сказывается на условия роста и развития сельскохозяйственных культур, особенно озимых.

Кроме этого вблизи лесных полос и под их пологом происходят изменения морфологических показателей эродированных почв -постоянно наращивается их мощность. Под воздействием лесных полос на склонах утяжеляется гранулометрический состав верхних горизонтов почв, а увеличение скорости впитывания воды под лесным пологом приводит к выщелачиванию карбонатов и их миграции вниз по почвенному профилю.

Водоносность ландшафтов степной зоны определяется наличием естественных западин, мочажин, блюдцеобразных понижений, мелких озерец, лесных колков. Все они образовались в результате суффозионно-карстовых процессов на лессовых подстилающих и почвообоазующих породах.

Такие резервуары вод местного стока служат источниками родников и ручьев, очагами "маганизирования" подземных вод. В целом они определяют водоностность ландшафтов (термин введен А.С. Козменко в 1931 г.). При расширении и углублении резервуаров, вокруг формируются микроводосборы, которые перераспределяют поверхностный сток бассейна малой реки, что обеспечивает дебит ручьев и родников.

Распашка ландшафтной территории привела к уничтожению таких резервуаров, что изменило гидрологию местности и привело к пересыханию родников, усилению процессов опустынивания.

Естественные резервуары в степи и лесостепи сохранились в виде колков - березняков или осинников в плоских западинах (глубина 30-70 см) и блюдцеобразных понижениях (глубина 50-100 см). При углублении западин до 160 см и более в центре образуется осоковое болото, а по периферии лес. Площадь колков колеблется от 0,5 до 40 га.

Березовые колки характерны для Сибири (Омская, Новосибирская области, Алтайский и Красноярский края), осиновые - для европейской части России. Продуктивность агроценозов среди колков на 8 - 10 % выше, чем в открытой степи.

В настоящее время на севере Ростовской области, в некоторых районах Волгоградской и Воронежской областей происходит естественное восстановление сети западин и мелких озерец (мочажин) в связи с уменьшением техногенного воздействия на агроландшафты. Необходимо способствовать этому процессу через соответствующую организацию агроландшафтных территорий, охрану и восстановление блюдцеобразных понижений и обсаживанию их древесной растительностью. Такие резервуары местного стока на территориях агроландшафтов будут обеспечивать питание водоносных горизонтов и служить преградой опустыниванию степной зоны.

В результате мелиоративного влияния лесных полос увеличивается продуктивность агроценозов. Характер повышения этой продуктивности исследован многими учеными в полевых опытах на не орошаемых и орошаемых землях. Результаты исследований обобщены ВНИАЛМИ и положены в основу нормативов прибавок урожая основных сельскохозяйственных культур от мелиоративного влияния полезащитных лесных полос (таблица 2.1).

Таблица 2.1 - Нормативы прибавок урожая основных сельскохозяйственных культур от мелиоративного влияния систем полезащитных лесных полос в лесостепной и степной зонах (данные ВНИАЛМИ)

Следует отметить, что в Ростовской области лесоводственные уходы в полезащитных лесных полосах в 1995-2007 гг. не проводились. Это привело к "одичанию" и частичному распаду насаждений в результате пожаров, самовольных рубок, распространения очагов вредителей и возбудителей болезней.

При этом произошло частичное или полное усыхание абрикоса, груши, яблони, алычи, клена американского, лоха, а также - разрастание и уплотнение лесных полос из робинии и других видов. В таких условиях мелиоративное влияние полезащитных лесных полос уменьшилось.