рекультивация и мелиорация селькохозяйственных земель и

РЕКУЛЬТИВАЦИЯ И МЕЛИОРАЦИЯ СЕЛЬКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
ЗЕМЕЛЬ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
УДК 630.181:634.0.958:551.5
ВЛИЯНИЕ СИСТЕМЫ ЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ НА
ФЛУКТУИРУЮЩИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ
Л. И. Абакумова – канд с.-х. наук, А. М. Пугачёва
ВНИИ агролесомелиорации, г. Волгоград, Россия
Изучалось воздействие различных структур полезащитных лесных полос в системе
ЗЛН на экологические характеристики защищённой территории в сухостепной зоне.
The influence of various structures of field protective forest belts in the GFP system on
ecoloical characteristics of a protected territory in a dry-steppe zone has been studied.
Исследования ВНИИАЛМ убедительно доказывают, что в комплексе мер по стабилизации и улучшению экологической обстановки, повышению продуктивности сельского
хозяйства защитное лесоразведение является наиболее эффективным и долговременно
действующим средством.
Системы защитных лесных насаждений (ЗЛН) существенно повышают лесистость
территории, увеличивают влаго-, тепло- и газообменные процессы, преобразуют простые
аграрные ландшафты в более сложные, а, следовательно, более устойчивые лесоагроландшафты. Однако характер и степень функционирования насаждений определяются их
структурой, породным составом и зависят от многих средообразующих параметров.
Исследования проводили в системе защитных лесных насаждений (ЗЛН) «Качалинское». Система создана в 1985-1992 гг. на каштановых комплексных почвах сухостепной
зоны (Юго-Восточная часть европейской территории России). Лесные полосы занимают
138 га по границам и внутри полей двух севооборотов общей площадью 2150 га. Климат
района исследований резко континентальный, с холодной зимой, неустойчивым снежным
покровом, жарким и сухим летом. Количество осадков в год составляет 300…400 мм.
Объекты исследований подобраны с участием главных древесных пород вяза приземистого, робинии псевдоакации, гледичии обыкновенной, дуба черешчатого и кустарников,
широко используемых в аридных условиях сухостепной зоны. На выбранных ключевых
объектах в насаждениях различных структур определяли следующие параметры: высоту
снежного покрова, скорость ветра, влажность, температуру почвы и воздуха, солнечную
радиацию.
Известно, что влажность почвы на полях, защищённых лесными полосами, выше,
чем в открытой степи, в весеннее время за счёт усвоения воды снежных отложений, а в
тёплый период за счёт снижения испаряемости с открытой поверхности. Наши
исследования подтвердили, что весной наиболее увлажнённой с большей глубиной
промачивания являлась почва в лесных полосах и на участках, прилегающих к ним, то
есть в зоне наветренного и заветренного снежных шлейфов. В результате дополнительные
запасы влаги составили 20…47 мм. На разном удалении от лесных полос весенняя
влагозарядка и глубина промачивания значительно варьировала, что можно связать с
отложением снежных шлейфов и снижением сублимации снега под влиянием лесных
полос различных структур.
Наибольшее
количество
снега
накапливают рядовые и
диагонально-групповые
лесные полосы, где высота
снега составляла 80…87 см
с запасом воды 245…270
мм. Однако с наветренной
Рис. 1. Профили снежного покрова в лесных полосах разных
стороны высота снежного
конструкций (система ЗЛН «Качалинское»)
шлейфа почти во всех
1 – лесная полоса (ЛП) 3-рядная из робинии псевдоакации,
структурах
примерно
смешение в ряду с кустарниками; 2 – ЛП 4-рядная, 1и 4 ряды
одинаковая 19…39 см, с
кустарники, внутренние ряды вяз приземистый
запасом воды в снеге
60…125 мм. В заветренном шлейфе на расстоянии 5Н (Н – высота насаждений) от лесополосы высота
снега колебалась от 21 см в конце шлейфа до 131 см. В лесной полосе запас воды в снеге
составлял от 66 до 144 мм. Наибольший показатель высоты снега в середине шлейфа в
1,2…2,0 раза отмечен в 2-рядной лесной полосе с 6-метровым междурядьем и в
3рядной мелко прерывистой полосе (группы деревьев чередуются с группами кустарников
рис 1).
Результаты
наблюдений
за
влагообеспеченностью
насаждений
за
период
вегетации
показали
их
тесную связь с количеством
влаги, накопленной почвой
за осенне-зимний период. В
течение вегетации влага
расходуется неравномерно.
Как правило, наибольший
расход
влаги
лесными
полосами прослеживался в
первой
половине
вегетационного
периода.
Далее растения начинали
испытывать
острый
недостаток
влаги,
и
пополнение её происходит
Рис. 2. Влажность почвы в ЛП разных структур (трёхрядная,
только за счёт летних
четырёхрядная )
осадков (рис. 2).
Общие запасы влаги в лесных полосах различных структур в системе ЗЛН «Качалинское»
Главная
порода
Вяз
приземистый
Робиния
псевдоакация
Глубина
почвы,
см
5
10
25
50
75
100
0-100
5
10
25
50
75
100
0-100
Середина
Полосы
%
Мм
5,8
13,0
10,1
22,6
13,9
30,8
26.8
59,7
24,0
53,5
19,4
43,0
222,6
6,2
13,3
11,5
24,6
18,0
38,5
28,7
61,3
18,9
40,4
16,7
35,7
213,8
Опушка
%
5,2
9,6
15,3
27,2
22,8
19,9
5,5
9,8
15,8
28,0
24,8
16,1
-
мм
9,8
18,0
28,6
51.1
42.7
37,3
187,5
11,4
19,9
32,5
57,5
50,9
33,0
205,2
Середина поля
%
5,4
9,9
14,3
29,1
23,6
17,7
5,4
10,3
16,0
26,4
22,8
19,1
-
мм
8,6
15,6
22,7
46,2
37,4
28,0
158,5
9,8
18,6
29,0
47,9
41,3
34,6
181,2
Рис . 3. Дневные температуры почвы в 0…20 см слое
Эти данные согласуются с температурным режимом почвы, где прослеживается
чёткое влиянием лесных полос. В утренние часы температура почвы в 0…20 см слое
составляла в середине полосы – 17,4оС, на опушке – 24,4 и на контроле – 28,3оС, к 17
часам дня этот показатель достигал максимальных значений: 18,9 – 26,2 – 32,8оС,
соответственно. Однако на всех опытных вариантах – максимальные температуры
отмечены в верхних горизонтах почвы, далее с глубиной температура снижалась (рис. 3).
Наблюдения за основными составляющими средообразующих параметров показали,
что при горизонтальном перемещении воздушных масс аккумуляция тепла в лесных
полосах и на прилегающих полях имеют определённые закономерности. Интенсивность
тепловых потоков путём адвекции при удалении от лесной полосы увеличивается и
обеспечивает более сильное прогревание нижних слоев воздуха в середине полей (вне
зоны влияния). Характер изменения теплового баланса деятельной поверхности в системе
ЗЛН значительной степени взаимосвязан с флуктуирующими факторами среды.. При
адвекции лесные полосы формируют защитный слой, вытесняя в приземном слое воздух,
что влияет на снижение скорости и турбулентности ветра на 18…25 %. Изменение
динамических характеристик воздушного потока на облесенном поле сопровождается
снижением на 8…11 % температуры и потоков тепла в поверхностном слое почвы. В
открытом поле отмечено более интенсивное прогревание подстилающей поверхности.
В целом влияние флуктуирующих факторов среды положительно отразилось на
рентабельности сельскохозяйственного производства. На лесомелиорируемой площади в
системе ЗЛН возросла урожайность зерновых культур на 10…12 %, кормовых – на 18…24
%. Прибавка урожайности озимой пшеницы сортов Донской сюрприз, Дон 93 и Ермак 95
на полях с лесистостью 3,9…7,0 % составила за период 2004-2007 гг. в среднем от 8 до 13
ц/га, что обусловлено равномерным мелиоративным воздействием оптимальных структур
полезащитных лесных насаждений и улучшением микроклиматических условий
защищённой территории.