Противоэрозионная инженерно-биологическая система (ПИБС). Структура ПИБС

В настоящее время в странах Западной Европы распространены инже­нерно-биологические сооружения из древесных и других растений в сочета­нии с насыпями (выемками) грунта, каменными выкладками, древесными подпорными стенками, плетнями, бетонными плитами и другими техниче­скими элементами. Такие сооружения гармонично вписываются в окружающие ландшафты (Ф. Флоринет и др.).

Учение о противоэрозионной инженерно-биологической системе (ПИБС) водосбора разработал В. М. Ивонин в 1984 г. на основе идей русских лесомелиораторов (Г. Н. Высоцкий, В. М. Брткевич, А. В. Альбенский, Г. П. Сурмач, М. И. Долгилевич, Н. Г. Петров), принципов и методов общей теории систем (Л. фон Берталанфи).

Основную теоретическую концепцию ПИБС водосбора представим в виде:

где: a₁..,a_n - элементы подмножества защитных лесных насаждений А (вет­рорегулирующие, стокорегулирующие, прибалочные и другие лесные поло­сы, колки, байраки и прочие лесные насаждения); b₁..,b_m - элементы подмножества гидросооружений В (террасы, валы и другие сооружения); c₁,...,c_і - элементы подмножества травянистых, кустарниковых, кустарничковых ценозов C (луга и другие естественные кормовые угодья, сеянные травы, кустарниковые заросли, кулисы, полосные посевы трав в почвозащитных севооборотах и другие травянистые ценозы); d₁..,d_k - элементы подмножества почвозащитных технологий возделывания сельскохозяйственных культур Д (плоскорезаная, чизельная, отвальная с искусственным микрорельефом и другие обработки почвы и технологии возделывания культур).

По уравнению (8.1), общее множество ПИБС на водосборе составляют подмножества защитных лесных насаждений (А), противоэрозионных гидро­технических сооружений (В), форм травянистых, кустарниковых и кустарничковых ценозов (С), а также противоэрозионных приемов агротехники в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур (Д).

Противоэрозионная инженерно-биологическая система с помощью подмножества А и Б адаптирует агросреду, а с помощью С и Д - адаптируется к ней. Адаптирование среды происходит в результате формирования биомикроклиматических условий, благоприятных для выращивания агроценозов, а также - изменеия динамики эрозионно­аккумулятивных процессов на водосборе. Адаптация ПИБС к среде достигается при совершенствовании технологий возделывания сельскохозяйственных культур, определении местоположении полей и клиньев многолетник трав на территории водосбора, подборе видов, сортов и гибридов культур, соответствующих агросреде ПИБС.

Структура ПИБС. Структура противоэрозионной инженерно-биологической системы приведена на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 - Структура противоэрозионной инженерно-биологической системы

Как следует из рисунка 8.1, структуру ПИБС образуют две подсистемы: биотическая и инженерная, что соответствует современным представлениям о биологизации мелиоративных систем.

Биотическая подсистема представлена локальной естественной и ме­лиоративно-организованной биотой, взаимосвязанных между собой.

Под биотой понимают совокупность живых организмов, обитающих на определенной территории, изолированной любыми барьерами. Чаще всего основой биоты является фитоценоз.

Локальная естественная биота харатеризуется фрагментами корен­ной (аборигенной) растительности (разнотравно-ковыльных степей, колков, байрачных лесов и т.п.) сохранившейся среди агроэкосистем лесостепной, степной и полупустынной зон.

Мелиоративно-организованная биота представлена системами поле­защитных лесных полос и других искусственных насаждений, сеяных трав (поля, полосы, клинья), кустарниковых кулис и прочих культивируемых фитоценозов, обладающих высокой мелиорирующей способностью.

Инженерная подсистема включает агротехническую и гидротехниче­скую составляющую.

Агротехническая составляющая объединяет приемы почвозащитной агротехники и технологии воздействия сельскохозяйственных культур (в по­левых и почвозащитных севооборотах, садах и других многолетних насаждений, улучшенных сенокосах и пастбищах).

Гидротехничская составляющая включает склоновые и донные про­тивоэрозионные сооружения (валы с широки основанием, террасы, водоза­держивающие и водонаправляющие валы, запруды, пруды в балках и оврагах и прочие сооружения для предупреждения эрозии и усиления аккумуляции).

Биотическая и инженерная подсистемы предназначены, как для антро­погенной регуляции агросреды, так и для биотической регуляции природной среды.