Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Формирование систем защитных лесных насаждений предопределено особенностью почвенно-климатических условий и эрозионных процессов в ландшафте. Теоретические и практические аспекты размещения линейных насаждений, оптимума их на водосборной площади, подбор ассортимента древесных пород и кустарников приводятся в работах П.Н. Проездова, Д.А. Маштакова [1], В.И. Турусова, А.А. Лепёхина, А.С. Чеканышкина [2].

Преобразование и сохранение аграрных ландшафтов является первоочередной задачей государственного плана [1]. Защитные насаждения обладают эколого-мелиоративными свойствами, изменяют микроклимат и биотические свойства почвенного плодородия, что способствует повышению продуктивности искусственных фитоценозов [3]. Ландшафты формируются с учётом растительности [4].

Цель исследования: научно обосновать параметры формирования защитных насаждений на основе их лесокультурной и лесоводственно-мелиоративной оценки.

Материалы и методы исследования

В границах Белгородской, Воронежской, Липецкой областей в течение последних 27 лет выполнены комплексные исследования лесомелиоративных насаждений на чернозёмах (типичном, выщелоченном, обыкновенном) с изучением биометрических показателей роста и в межполосных клетках на метеопунктах относительной влажности приземного слоя воздуха, урожая основных сельскохозяйственных культур, его структуры и качества [1, 5], что позволит установить наиболее эффективные в лесомелиоративном плане лесные полосы. Экспериментальные материалы полевых исследований обработаны современными методами вариационной статистики, полученные результаты имеют высокую достоверность [6].

Результаты исследования и их обсуждение

Искусственные линейные насаждения в условиях Центрально-Чернозёмного региона произрастают на площади около 600 тыс. га. В своём составе представлены быстрорастущими и долговечными породами, различной ширины, конструкции и параметров создания.

Древесные породы в лесополосах обладают различным ростом в зависимости от агротехнических и лесокультурных приёмов создания (табл. 1).

В защитных линейных насаждениях из тополя бальзамического (Тбз – Populus balsamifera L.) в возрасте 30 лет имеются различия в росте, сохранности породы при различных параметрах первоначальной густоты создания (пробн. площади 38 и 74). При различии только в одну тысячу растений на 1 га при первичном создании уже в средневозрастных насаждениях отмечается снижение в сохранности породы на 11,2 %, средней высоты на 7,3 %. В лесных полосах формируется продуваемая структура. Следовательно, для тополей при формировании лесомелиоративных систем нужно установить первоначальную густоту размещения растений не более 4000 шт/га. Патологическое состояние тополей находится в зависимости от структуры лесополос, их возраста. В обследованных насаждениях отмечается незначительное поражение стволовыми болезнями и вредителями.

Берёзовые (Бп – Betula pendula Roch.) по составу лесные полосы (2–3 ряда) формируют ажурно-продуваемую структуру (пробн. площади 58 и 68). В средневозрастных насаждениях при густоте создания 4000 и 3333 шт/га (размещение растений 2,5х0,7 м и 3,0х1,0 м) установлено, что лучший рост по высоте (на 12,6 %) и сохранность (на 9,1 %) отмечаются в лесополосах с большей площадью питания растений. Таким образом, для чистых берёзовых полезащитных лесных полос при их формировании принимать размещение растений 3,0х1,0 м (густота – 3333 шт/га).

В общей оценке берёза является сравнительно устойчивой к болезням и вредителям. В насаждениях учтено более 10 % деревьев с механическими повреждениями. Среди болезней листьев почти во всех лесополосах встречается бурая пятнистость листьев. Среди листогрызущих насекомых на берёзе в небольшом количестве обнаруживается бородавчатый берёзовый пилильщик. На ветвях отмечен цитоспоровый некроз, который вызывает отмирание отдельных ветвей в нижней части кроны.

Комплексные противоэрозионные насаждения включают прибалочные, приовражные и стокорегулирующие лесополосы. Берёза повислая в смешанных прибалочных и стокорегулирущих насаждениях выращивается совместно с акацией белой, вязом мелколистным, ясенем обыкновенным, дубом черешчатым, клёном ясенелистным, лохом узколистным, акацией жёлтой, лещиной обыкновенной. Возраст насаждений 19–30 лет, размещение посадочных мест 2,5х0,7 м, густота посадки 5714 шт/га. Высокую устойчивость в смешанных лесополосах с берёзой проявляют ясень обыкновенный, клён ясенелистный, акация белая, акация жёлтая. К этому возрасту в насаждениях сформировалась плотная или ажурно-непродуваемая конструкция. При этом в жёстких условиях овражно-балочных систем берёза повислая имеет самую высокую энергию роста в сравнении с другими древесными породами, за исключением тополя бальзамического. На чернозёме оподзоленном среднегумусном, среднемощном, тяжелосуглинистом в возрасте 30 лет берёза превышает по диаметру акацию белую в 1,6 раза, ясень обыкновенный – в 2,3 раза, вяз мелколистный – в 2,7 раза; по высоте соответственно в 1,4; 1,7 и 1,5 раза. На делювиальных почвах склонов балок в возрасте 28 лет средний диаметр берёзы в 1,4 раза, а средняя высота в 1,2 раза выше, чем у вяза мелколистного.

В ясенёво-дубовых лесополосах, где ясень обыкновенный растёт в качестве сопутствующей породы к дубу, он имеет достаточно высокие показатели роста и создаёт условия для роста и развития главной породы. В 27-летних лесополосах при ширине междурядий 1,5 м и смешении в ряду сохранность у ясеня и дуба незначительная (29 и 18 %). При такой ширине междурядий и смешении ясеня и дуба в ряду совместное их выращивание является нецелесообразным. При более редкой густоте посадки к этому возрасту в ясенёво-дубовых насаждениях формируется продуваемая структура. В возрасте 37–90 лет средний диаметр, а в отдельных насаждениях и средняя высота дуба черешчатого выше, чем у ясеня обыкновенного.

В защитных насаждениях древесные породы имеют различия в росте с учётом расположения по профилю (табл. 2).

В лесополосах отмечаются различия в показателях роста отдельных рядов. У вяза обыкновенного (Во) установлено превышение по высоте на 12,1 % центральных рядов над опушечными и отставание в росте по диаметру средних рядов по отношению к крайним на 3,9 % (пробн. площадь 85). Аналогичные закономерности установлены и для акации белой (Акб). Средняя ветрозащитная высота больше в центральных рядах на 3,6 % по отношению к опушечным рядам. При этом средний диаметр в крайних рядах также больше на 2,85 % по сравнению с показателем средних рядов (пробн. площадь 92).

Ясень зелёный (Яз) в возрасте 40 лет (пробн. площадь 101) имеет лучший рост по высоте (на 5,5 %) в средних рядах и наибольшие показатели по диаметру в опушечных рядах (на 4,6 %). В таких средневозрастных насаждениях сформировался выпуклый поперечный профиль. По аэродинамическим характеристикам он является более эффективным, что позволяет лесным полосам проявлять максимальные мелиоративные свойства.

В лесных полосах имеются различия в росте в зависимости от почвенных условий (табл. 3). Анализ годичного прироста по данным модельных деревьев показал, что для вяза обыкновенного и ясеня зелёного до 32 лет среднегодовой прирост по высоте равен 0,39–0,44 м/год.

В возрасте 14–20 лет активность в росте уже уменьшается. Различия в показателях роста на чернозёме обыкновенном прослеживаются с 14 лет, на чернозёме выщелоченном – с 20 лет. Данные изменения предопределяются климатическими факторами и почвенными условиями (наибольшее содержание гумуса (4,3 %) имеет чернозём выщелоченный и, соответственно, выше биометрические показатели роста пород).

Защитные лесные насаждения преобразуют агротерритории. Линейные лесополосы являются рубежами по формированию пространственных структур в системе лесомелиоративных комплексов. Они изменяют экологические условия на прилегающих территориях. В вегетационный период в приполосных зонах отмечается изменение во влажности приземного слоя воздуха (табл. 4).

Полезащитные лесные насаждения в дневной период в сухую жаркую погоду способствуют повышению относительной влажности приземного слоя воздуха на 1,5–8,7 %. Наибольшее значение выявлено среди лесных полос продуваемой структуры (8,7 %). Лесополосы плотной структуры оказывают наименьшее воздействие, где увеличение влажности составляет лишь 1,5 %. Линейные насаждения ажурной и ажурно-продуваемой структуры по своим мелиоративным параметрам показывают средние значения (3,9–5,1 %).

Зона активного влияния распространяется до 8–13 Н высот. Исследования по влиянию лесополос на относительную влажность приземного слоя воздуха проведены при подходе ветрового потока 80–85 °. Достоверность в показателях обеспечена на высоком уровне.

При создании и формировании лесомелиоративных систем учитывается особенность обустройства ландшафтов лесными полосами. Лесистость пашни и показатель урожайности сельскохозяйственных культур имеют тесную связь. Для выявления такой закономерности вышеуказанные показатели сгруппированы с лесистостью от 0,75 % до 3,25 % с учётом почвенного плодородия в 80 баллов (табл. 5).

Сельскохозяйственные культуры (пшеница озимая, ячмень) за вегетационный период формируют различный урожай в зависимости от лесистости пашни. При этом самые минимальные показатели биомассы (22,1 ц/га и 18,2 ц/га) отмечаются в ландшафтах, где облесённость равна 0,75 %. С увеличением покрытия ландшафта лесополосами наблюдается тренд прироста продуктивности сельхозкультур. Такие изменения статистически достоверно происходят до облесённости 2,75 %. Активное реагирование на изменения в облесённости территорий проявляет пшеница озимая. При разности в лесистости 0,25 % различия в приросте по пшенице озимой равны 1,86 ц/га, ячменя – 1,26 ц/га.

Далее практических изменений уже не наблюдается, что свидетельствует об оптимальном показателе, к которому следует стремиться при создании законченных систем лесных полос на пашне.

Выводы

Защитные насаждения являются элементами по конструированию аграрных территорий при адаптивно-ландшафтной системе земледелия. В искусственных линейных насаждениях в возрасте 28–30 лет при густоте посадочных мест 3333–5000 шт/га и ширине насаждений 5,0–10,0 м сохранность лесообразующих пород составляет 38,5–59,9 %. В защитных лесополосах отмечается закономерность в формировании поперечного профиля. Для вяза обыкновенного, акации белой и ясеня зелёного в возрасте 38–42 лет средние ряды выше на 3,6–12,1 %, чем опушечные, и их диаметр соответственно меньше на 2,8–4,6 %. Вязово-ясенёвые лесные полосы на чернозёме выщелоченном обладают наибольшим ростом в высоту по отношению к насаждениям в условиях чернозёма обыкновенного. В таких лесополосах прирост в высоту составляет 0,39–0,44 м/год, где активность роста уже снижается с возраста 14–20 лет. Искусственные линейные насаждения в приполосных зонах в вегетационный период повышают влажность приземного слоя воздуха на 1,5–8,7 %. Тренд прироста биомассы пшеницы озимой и ячменя прослеживается до 2,75 % полезащитной лесистости пашни. При совершенствовании лесомелиоративных систем рекомендуется использовать быстрорастущие породы (тополя, берёзу повислую) с густотой 3333-4000 шт/га растений, шириной насаждений до 10,0 м, что позволит сформировать оптимальный поперечный профиль и структуру.