Системы защитных лесных насаждений в условиях Центрального Черноземья России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Системы защитных лесных насаждений в условиях Центрального Черноземья России

Михин Вячеслав Иванович, д.с.-х.н., доцент

Михина Елена Александровна, к.с.-х.н., доцент

Михин Дмитрий Вячеславович, аспирант

Михина Виктория Вячеславовна, студент

Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова, Воронеж, Россия

В статье приведены показатели состояния защитного лесоразведения в ЦЧР, биометрические показатели роста, агроэкологическое влияние лесополос, продуктивность агротерриторий

Кючевые слова: ПОЛЕЗАЩИТНОЕ ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЕ, ПОКАЗАТЕЛИ РОСТА, ЭКОЛОГИЯ ОБЛЕСЁННОГО ПОЛЯ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЯ

Под системой защитных насаждений понимается комплекс различного вида насаждений определённой структуры, взаимодействующих между собой и создающих мелиоративный эффект на определенной территории, который обеспечивает защиту сельскохозяйственных культур от неблагоприятных природных явлений [1, 7, 8]. Обустройство ландшафтов насаждениями и повышение ими лесистости является приоритетной задачей защитного лесоразведения [9, 10].

В условиях Центрального Черноземья в системе защитных насаждениях древесные породы в разных почвенных условиях имеют отличительные биометрические показатели роста (табл. 1).

В гнездовых посевах дуб черешчатый (Quйrcus rуbur L.) в лесостепи при ширине лесополос 20 м к 35- летнему возрасту на чернозёме типичном (пробн. площ. 137) по высоте растет лучше на 12,8 %, чем на черноземе выщелоченном (пробн. площ. 28). Наблюдаются также существенные различия в росте дуба (Дч) в этом же возрасте на чернозёме типичном и чернозёме выщелоченным и по диаметру ( на 17,0 %). Насаждения произрастают по II и III классу бонитета. Следовательно, лучшие почвенные условия на чернозёме типичном способствуют повышению устойчивости и биометрических показателей роста дуба [2]. Используя модели роста дуба на разных почвах выявлено, что на чернозёме типичном до 11-12 лет, выщелоченном 16-18 лет отмечается замедленный рост по диаметру.

Берёза повислая (Bйtula pйndula Roth.) в степных условиях высокой энергией роста по диаметру и высоте обладает на чернозёме выщелоченном, по сравнению с другими почвенными условиями. Об этом свидетельствует анализ пробных площадей 182 и 308, заложенных в 3-х рядных полезащитных полосах в возрасте 17-18 лет. На чернозёме выщелоченном (пробн. площ. 182) средний диаметр берёзы (Бп) больше на 20,8 %, высота на 26,6 %, чем на чернозёме обыкновенном (пробн. площ. 308).

Таблица 1 - Характеристика древесных пород в защитных насаждениях на разных почвах

Отмечаются также различия биометрических показателей и в условиях лесостепи в 25 - 26 летних лесных полосах (пробн. площ. 267 и 271). При размещении посадочных мест 2,5Ч0,7 м берёза повислая на чернозёме типичном имеет больше диаметр на 19 %, высоту - на 12,0 %, чем на чернозёме выщелоченном. Некоторое снижение энергии роста по диаметру у берёзы повислой на чернозёмах отмечается с 16-20 лет, тёмно-серой лесной почве - 18 лет; выоте соответственно с 14 -18 и 17 лет. Следовательно, не менее плодородных почвах биометрические показатели роста берёзы повислой ниже, что важно учитывать при проектировании и создании искусственных линейных насаждений.

В лесных полосах в условиях лесостепи из тополя бальзамического (Populus balzamifera L.) заложены пробные площади № 64, 75, 307, 52 и 215. Сравниваемые насаждения (пробн. площ. 64 и 75) имеют ширину 4,5 м, размещение посадочных мест - 2,5Ч1,0 м, возраст 17 лет. Разница по диаметру и высоте тополя бальзамического (Тбз) в лесных полосах на чернозёме типичном по сравнению с выщелоченном составляет 4,6 см или 33,6 % и 3,1 м или 20,8 %; сохранность соответственна - 13,3 %. Выявлен также лучший рост тополя в условиях степи на чернозёме выщелоченным (пробн. площ. 52) в сравнении с чернозёмом обыкновенном (пробн. площ. 307) при прочих равных условиях (количество рядов, ширина, размещение). Так, средний диаметр тополя на пробной площади 52 выше на 32,3 %, высота на 8,5 %, чем на пробной площади 307, где разница в биометрических показателях существенна (td = 6,87> t0,05 = 1,96; tв = 2,20> t0,05 = 2,01).

На тёмно-серой лесной почве в условиях лесостепи (пробн. площ. 215) тополь бальзамический при размещении 1,5 Ч 0,7 м имеет сохранность 11,9 %, что свидетельствует о малой его устойчивости в защитном лесоразведении при достижении 41 года. Наблюдается снижение в росте тополя по диаметру на чернозёме типичном с 13-14 лет, выщелоченном - с 11-12, обыкновенном - с 10 и тёмно-серой лесной почве - с 11 лет; по высоте соответственно с 17 - 18, 15 - 16, 14 и 15 лет. Самые высокие биометрические показатели роста тополь бальзамический имеет на чернозём типичном, хорошие на выщелоченном и удовлетворительные чернозёме обыкновенном.

Ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior L.) на чернозёме типичном в условиях лесостепи (пробн. площ. 228) в лесной полосе шириной 18 м, при размещении 3,0Ч0,7 м к 36 годам достигает диаметра 18,3 см, высоты - 13,9 м и растет по I классу бонитета при сохранности 67,5 %.

В условиях степи на чернозёме типичном ясень обыкновенный (Яо) в возрасте 36 лет при размещении посадочных мест 1,5Ч0,7 м имеет сохранность 34,8 %, средний диаметр - 16,4 см, среднюю высоту 13,8 м, произрастает по I классу бонитета (пробн. площ. 243). На чернозёме выщелоченном (пробн. площ. 93) в полезащитной полосе в возрасте 37 лет средний диметр составляет 18,2 см, высота - 13,5 м, бонитет - I. На чернозёме обыкновенном в степных условиях (пробн. площ. 302) чистое по составу насаждение из ясеня обыкновенного при сохранности 46,3 % к 40 годам имеет средний диаметр 14,2 м, бонитет - I. На серой лесной почве в условиях лесостепи в полезащитной полосе шириной 13,5 м (пробн. площ. 65) ясень обыкновенный в возрасте 38 лет растёт лишь по III классу бонитета, его средняя высота составляет 10,6 м, средний диаметр - 14,2 см.

Ход роста ясеня обыкновенного в высоту совпадает с закономерностями роста по диаметру в зависимости от почвенных условий. При этом, возраст спада энергии по высоте и диаметру на чернозёме типичном и выщелоченным уже отмечается с 16-18 лет, а на чернозёме обыкновенном и серой лесной почве прослеживается замедленный рост до 13-14 лет.

На чернозёме выщелоченном и обыкновенном ясень зелёный (Fraxinus lanceolata L.) в степных условиях к возрасту 39 лет достигает диаметра 12,9 - 15,3 см, высоты - 12,6 - 12,9 м, бонитета - II и имеет сохранность 46,4 - 54,4 % (пробн. площ. 142, 289).

Самые низкие показатели роста ясень зелёный (Яз) имеет на чернозёме выщелоченном и обыкновенном. По данным моделей снижение энергии роста по высоте у ясеня зелёного на чернозёме типичном наблюдается с 18 лет, выщелоченном - с 16 лет, обыкновенном - с 14 лет; по диаметру соответственно с 10, 15, 12 лет.

Система защитных насаждений создаёт экологический эффект на межполосных полях. Особенно это проявляется в зимний период и период вегетации растений [3, 4, 6].

Распределение снежного покрова в агролесоландшафтах среди лесополос в условиях ЦЧР приводится в таблице 2.

Протяжённость снежного шлейфа за лесными полосами продуваемой структуры составила 180 м или 12,0Н, а ажурной - 130 м или 8,7Н, непродуваемой - 60 м или 4,0Н. С наветренной стороны самый короткий шлейф (30 м) отмечается у плотных насаждений. Максимальная высота снежного покрова образуется на расстоянии 20 м от продуваемых лесополос, 15 м - ажурных, на заветренной опушке - плотных по структуре.

Таблица 2 - Снегоотложение и запас снеговой воды перед таянием на межполосных полях в системе защитных насаждений (1990 - 2015 гг.)

Примечание: П-продуваемая, Аж- ажурная, Н- непродуваемая (плотная) структура лесных полос.

Наибольший запас снеговой воды в наветренных шлейфах отмечается от полезащитных полос продуваемой структуры (41,8 мм или 418 м3 на 1 га), что на 7,9 % выше, чем у ажурных и на 20,1 %, чем от плотных насаждениях. С заветренной стороны минимальные запасы снеговой воды (35,6 мм или 356 м3 на 1 га) находится в шлейфе плотных лесных полос. Вне зоны влияния полезащитных насаждений средняя высота снежного покрова составила 9,4 - 11,9 см и запас снеговой воды 302 - 359 м3 на 1 га. Коэффициент варьирования мощности снежного покрова по изучаемым снегомерным маршрутам составил 9,1 - 15,7 %. Различия по высоте снега и его запасам в приполосных и межшлейфовых зонах составляют 22,0 - 28,1 %.

Длительное произрастание защитных насаждений в агролесоландшафте приводит к изменению почвенных условий [4, 5]. Так, в системе лесополос на различном удалении от насаждений имеются определённые различия в физико-химических показателях почв (табл. 3). Данные разрезов, заложенных в 30 м от лесных полос и в центре пашни свидетельствуют о повышенном содержание перегноя в гор Ап в почвах, расположенных ближе к насаждениям. Рядом с лесной полосой создаются наиболее благоприятные гидротермические условия в течение всего вегетационного периода, что увеличивает биомассу органического вещества, поступающего в почву и активизирующего деятельность микроорганизмов и почвенных беспозвоночных. Более интенсивная минерализация и гумификация органических остатков приводит к образованию и лучшему накоплению гумуса в верхнем слое почвы. В процессе более интенсивной минерализации усиливается биогенная аккумуляция кальция и магния. Одна часть этих катионов увеличивает сумму обменных оснований и ёмкость обмена, другая нейтрализует почвенный раствор. В результате наблюдается тенденция к повышению степени насыщенности почв основаниями на участках пашни, прилегающих к лесной полосе.

Таблица 3 - Влияние защитных насаждений на физико-химические свойства чернозёмов выщелоченных

Нейтрализуя кислые продукты разложения органических остатков, биогенный кальций создаёт здесь благоприятную нейтральную среду (рН 6,06 - 6,54).

Активная реакция почвы пашни, удаленной от лесной полосы на 150 м близка к нейтральной (рН 5,8 - 6,06). В самой же полосе за 33 года её существования произошло снижение рН в верхнем 50-ти см слое почвы до 5,3 - 5,4, в связи с сокращением поступления кальция.

В результате положительного мелиоративного воздействия защитных насаждений на ландшафт изменяется биопродуктивность искусственных фитоценозов. Согласно наших расчётов в целом по Центрально-Чернозёмному региону только от влияния полезащитных (ветроломных) лесных полос дополнительная ежегодная продукция растениеводства (по озимой пшенице) составляет 11700 тыс.ц, что оценивается в энергетическом эквиваленте - 10 858 ГДж и денежном выражении (прибыль) - 6 244 289 тыс. руб.

На основании вышеизложенного представляется возможным сделать следующие выводы:

1. Лучший рост и сохранность в возрасте 17- 41 года дуб черешчатый, берёза повислая, тополь бальзамический, ясень обыкновенный и зелёный в лесных полосах имеют на чернозёме типичном (на 8,5 - 32,3%) по сравнению с другими почвенными условиями. На черноземах, тёмно-серой и серой лесной почве у них отмечается снижение в энергии роста по высоте и диаметру уже с возраста 11 - 20 лет, что важно учитывать при формировании лесомелиоративных систем.

2. В системе лесных полос ветроломного назначения наибольший по протяжённости снежный шлейф (до 12 Н) формируется среди насаждений продуваемой структуры, который длиннее в 1,38 раза от ажурных и 3,00 раза плотных насаждений. Запас снеговой воды в приполосных зонах искусственных линейных насаждений выше на 21,6 - 34,5%, чем на незащищённых участках агроландшафтов.

3. В результате длительного воздействия защитные насаждения до 5Н (высот) в мелиоративной зоне улучшают степень насыщенности почв основаниями, показатель гумусированности. Биогенный кальций создаёт благоприятную нейтральную среду.

4. В защищённых лесоаграрных ландшафтах ЦЧР, занятых озимой пшеницей урожай выше на 11700 тыс. ц по сравнению с малооблесёнными участками угодий. Ежегодная прибыль от получаемой дополнительной продукции растениеводства составляет 6 мрд. руб.

защитный лесной насаждение россия

Список литературы

1.Захаров, В. В. Агролесомелиоративное земледелие. / В.В. Захаров, В.М. Кретинин - Волгоград : ВНИАЛМИ, 2005. - 217 с.

2.Искусственные линейные насаждения в условиях Среднерусской возвышенности [Текст] / М.П. Чернышов, В.И. Михин, Е.А. Михина, Д.В. Михин, В.В. Михина // Лесотехнический журнал - 2016. - Т. 5, № 4 (20). - С. 43-50

3.Методика системных исследований лесоаграрных ландшафтов. - М. : ВАСХНИЛ, 1985. - 112 с.

4. Михин, В. И. Лесомелиорация ландшафтов. / В.И. Михин. - Воронеж, 2006. - 127 с.

5.Михин, В.И. Роль полезащитных насаждений в преобразовании ландшафтов Центрального Черноземья / В.И. Михин, Е.А. Михина, Д.В. Михин // Лесотехнический журнал. -2015. Т.5, № 4 (20). - С. 43 - 50.

6. Павловский, Е. С. Экологические и социальные проблемы агролесомелиорации. / Е.С. Павловский. - М. : Агропромиздат, 1988. - 181с.

7. Родин, А. Р. Лесомелиорация ландшафтов. / А.Р. Родин, С.А. Родин. -М . : МГУЛ, 2007. - 165 с.

8. Стратегия развития защитного лесоразведения в Российской Федерации на период до 2020 года / К. Н. Кулик [и др.]. - Волгоград : ВНИАЛМИ, 2008. - 34 с.

9. Effects of Governance on Availability of Land for Agriculture and Conservation in Brazil / G. Sparovek [ et al.] // Environmental Science and Technology. - 2015. - Vol. 49, Issue 17. - P. 10285-10293.

10. Forest restoration following surface mining disturbance: сhallenges and solitions / S. E. Масdodals [ et al.] // New Forests. - 2015. - V. 46. , Issis 5 - 6 . P. 703 - 732.

Размещено на Allbest.ru