Влияние системы защитных лесных насаждений на флуктуирующие факторы среды

Размещено на http://www.allbest.ru/

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.

Рис. 1. Профили снежного покрова в лесных полосах разных конструкций (система ЗЛН «Качалинское»)

1 - лесная полоса (ЛП) 3-рядная из робинии псевдоакации, смешение в ряду с кустарниками; 2 - ЛП 4-рядная, 1и 4 ряды кустарники, внутренние ряды вяз приземистый

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 стороны высота снежного шлейфа почти во всех структурах примерно одинаковая 19…39 см, с 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 3-рядной 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 только за счёт летних осадков (рис. 2).

полезащитный лесной полоса влагообеспеченность

Рис. 2. Влажность почвы в ЛП разных структур (трёхрядная, четырёхрядная)

Общие запасы влаги в лесных полосах различных структур в системе ЗЛН «Качалинское»

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 - 17,4^оС, на опушке - 24,4 и на контроле - 28,3^оС, к 17 часам дня этот показатель достигал максимальных значений: 18,9 - 26,2 - 32,8^оС, 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.

Размещено на Allbest.ru