Волгоградская область – юго-восточный регион, который отличается частыми засухами и суховеями, пыльными бурями и водной эрозией. Все это наносит большой вред сельскому хозяйству области. В данном регионе особое место занимают защитные лесонасаждения и их природозащитные функция. Полезащитные лесные полосы характеризуются высоким биологическим потенциалом и отмечены эффективным воздействием на близлежащую территорию.
Посадка ПЗЛП – весомый механизм в преобладании неблагоприятных климатических условий. Благодаря действию лесных полос на межполосном пространстве происходит улучшение микроклиматических условий, предотвращаются последствия пыльных бурь, которые обильно распространены в регионе [1].
На практике отмечено, что в полупустынной и сухостепной зонах устойчивость и долговечность насаждений обусловлены прежде всего экотопами местности. Зафиксировано, что наиболее удачно процесс лесоразведения осуществляется на лугово-каштановых почвах, на понижениях и на участках, обладающих корнедоступными грунтовыми водами.
Так, можно подытожить, что первоочередным этапом при посадке защитных лесных полос является проведение анализа лесорастительных условий.
Цель работы – установить почвенно-таксационные характеристики четырехрядных полезащитных лесных полос из Ulmus pumila L. и Ribes aureum L. землепользования «Качалинское» Волгоградской области, на основе таксационно-морфологических показателей для составления обобщенной информационной базы данных.
Материалы и методы исследования
Проведение таксации лесной полосы включало определение следующих характеристик: ширины лесной полосы, доли ажурности и конструкция ПЗЛП, высота и густота насаждений, диаметр ствола (на расстоянии 1,3 м от земной поверхности), породный состав, возраст, пространственную ориентацию, расстояние между рядами и посадочными местами в ряду, количество рядов [2]. Средний диаметр измерялся при помощи мерной вилки с применением метода случайной выборки, который заключается в измерении толщины семи стволов в каждой ступени толщины
Метод гистограмм использовался для определения ажурности ПЗЛП. Среднюю высоту деревьев рассчитывали по материалам перечета, используя формулу Лорея [2, 3]:
где h1, h2, h3…hn – высоты деревьев в отдельных ступенях толщины, м;
g1, g2, g3…gn – площади сечения каждой ступени толщины, м2.
В основе почвенно-лесомелиоративных исследований лежит почвенно-географический подход В.М. Фридланда [4]. Данный подход заключается в закладке почвенного профиля, бурении скважин, отборе образцов почв.
При помощи закладки почвенного разреза становится возможным определение морфологических характеристик почвы, таких как гранулометрический состав, карбонатность, мощность гумусового горизонта, выявление условий увлажнения, мезорельефа, таксономических характеристик (мощность гумусового горизонта, литологический состав пород) [4, 5].
Мощность гумусового горизонта (А + В1) – признак по которому дифференцируется виды каштановых почв: так выделяют мощные (> 50 см), среднемощные (30–50 см), маломощные (20–30 см), очень маломощные (< 20 см).
Результаты исследования и их обсуждение
Объекты исследования – четыре четырехрядные полезащитные лесные полосы (ПЗЛП) из Ulmus pumila L. и Ribes aureum L., заложенные в 1986 г. на землях сельскохозяйственного назначения в землепользовании «Качалинское» Волгоградской области (рис. 1). Лесные полосы размещены в зоне степей, где климатические условия отличаются умеренной континентальностью, с засушливым жарким летом и холодной зимой [6, 7].
Схема посадки всех лесных полос 3×1 м. Конструкция ПЗЛП плотная, светопроницаемость в кронах и между стволами почти отсутствует.
Длина полезащитной лесной полосы № 1 составляет 1320 м. Максимальная ширина защитных насаждений – 25,5 м. Средняя высота насаждений (Нср) 8,4 м, средний диаметр (Dcр) ствола – 16,4 см, подрост средний (табл. 1).
Ажурность по вертикальному профилю (здесь и далее по тексту) в полезащитной лесной полосе № 1 была от 0 до 66,8 %. На высоте 0–3,68 м она не превышала 12 %. Средняя ажурность по профилю составила 9,7 %.
Длина полезащитной лесной полосы № 2 составляет 1320 м. Максимальная ширина защитных насаждений – 23,2 м. Нср насаждений 9,3 м, Dcр – 19,0 см, подрост средний (табл. 1). Данная лесная полоса имеет лучшую сохранность – 80,5 %.
Ажурность в полезащитной лесной полосе № 2 была от 0 до 54,3 %. На высоте 0–1,56 м просветы практически полностью отсутствовали. Средняя ажурность составила 11,5 %.
Рис. 1. Космоснимок исследуемых ПЗЛП
Таблица 1
Таксационная характеристика ПЗЛП, полученная в ходе исследования
|
№ ПЗЛП |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Схема смешения |
См-Вп-Вп-См |
||||
|
Состав насаждений |
6Вп4См |
||||
|
Конструкция лесной полосы |
Плотная |
||||
|
Светопроницаемость |
В кронах и между стволами почти отсутствует |
||||
|
Площадь просветов, % |
между стволами |
0–10 |
|||
|
в кронах |
10–15 |
||||
|
Нср, м |
8,4 |
9,3 |
9,5 |
7,6 |
|
|
Dcр, см |
16,4 |
19,0 |
18,1 |
17,8 |
|
|
Густота подроста, (шт/м2) |
Средний (1–3) |
||||
|
Запас листвы в состоянии, кг/м2 |
свежем |
34,3 |
32,5 |
29,7 |
35,2 |
|
сухом |
16,1 |
14,3 |
14,4 |
17,2 |
|
|
Сохранность, % |
76,3 |
80,5 |
64,1 |
73,6 |
|
|
Густота, тыс. шт/га |
1756 |
1852 |
1473 |
1693 |
|
Примечание. Вп – вяз приземистый (Ulmus pumila L.), См – смородина лесная (Ribes aureum L.).
Длина полезащитной лесной полосы № 3 составляет 1320 м. Максимальная ширина защитного насаждения – 18,9 м. Нср насаждений 9,5 м, Dcр – 18,1 см, подрост средний (табл. 1). Сохранность ПЗЛП – 64,1 %.
Ажурность полезащитной лесной полосы № 3 составляла от 0 до 57,8 %. Верхняя часть на высоте 3,98–4,62 м была более разреженной. Средняя ажурность составила 14,3 %.
Длина полезащитной лесной полосы № 4 составляет 1260 м. Максимальная ширина защитного насаждения, определявшаяся по фотоотпечатку торца, с учетом флагообразного расширения крон в сторону поля – 26,6 м. Нср 7,6 м, Dcр – 17,8 см, подрост средний (табл. 1). Сохранность ПЗЛП – 73,6 %.
Ажурность полезащитной лесной полосы № 4 составляла от 0 до 66,3 %. На высоте 0–2,81 м она не превышала 17,5 %. Средняя ажурность по профилю составила 12,6 %.
По ландшафтному районированию территория полигона относится к Иловлино-Волжскому пологоволнистому овражно-балочному району.
Зональными почвами для полигона «Качалино» являются каштановые почвы разного гранулометрического состава. Согласно классификации почв России, 2004 г. в каштановых почвах выделяются следующие роды: типичные, карбонатные и солонцеватые. Почвенные виды выделяются в зависимости от мощности аккумулятивно-гумусовых горизонтов: маломощные (20–30 см), очень маломощные (< 20 см) [8–10]. Морфологическое описание почвенного разреза полигона «Качалино» представлено на рис. 2.
Рис. 2. Морфологическое описание почвенного разреза полигона «Качалино»
При изучении почвенных показателей в соответствии с классификацией Н.А. Качинского было выявлено, что на территории ключевого участка распространение получили почвенные разности тяжело- и среднесуглинистого гранулометрического состава [11]. Так, содержание физической глины в агрогоризонте (0–40 см) 54,9–51,9 %. Преобладание илистой фракции отмечено в иллювиальных горизонтах В1 и В2 (26,7–49,2 %). Также не было отмечено облегчения гранулометрического состава (табл. 2 и рис. 3).
Таблица 2
Гранулометрический состав почвы тестового полигона «Качалино» (по Н.А. Качинскому)
|
Глубина взятия образца, см |
Гигроскопическая влажность, % |
Физическая глина % |
Почвы по гранулометрическому составу |
|
0–20 |
2,04 |
54,9 |
Суглинок тяжелый |
|
20–40 |
2,04 |
51,9 |
Суглинок средний |
|
40–60 |
1,01 |
66,7 |
Глина легкая |
|
60–80 |
1,01 |
54,9 |
Суглинок тяжелый |
|
80–100 |
1,01 |
62,9 |
Глина легкая |
|
100–120 |
1,01 |
63,9 |
То же |
|
120–140 |
1,01 |
53,16 |
Суглинок тяжелый |
|
140–160 |
2,04 |
56,37 |
То же |
|
160–180 |
2,04 |
50,36 |
-«- |
|
180–200 |
2,04 |
49,49 |
-«- |
Рис. 3. Размер фракций, мм
Таблица 3
Морфологическая характеристика почв
|
Мощность горизонтов, см |
Верхняя граница карбонатного горизонта, см |
Слой максимального содержания карбонатов, см |
||
|
А |
А + В1 |
А + В1 + В2 |
||
|
20 |
36 |
46 |
46 |
46–90 |
Полевые исследования подтвердили, что к отрицательным формам мезорельефа (потяжины) приурочены лугово-каштановые почвы. Мезорельеф трассы полезащитных лесных полос включает потяжины и углубления 3–4 см. В табл. 3 приводится морфологическая характеристика почвы.
Вскипание карбонатов от HCl фиксируется в первом верхнем полуметровом слое. Высокое содержание карбонатов отмечено в слое 60–100 см и составляет 20,6–19,7 %.
Заключение
По результатам проведенных исследований было отмечено, что все лесные полосы состоят из четырех рядов, ширина междурядий составляет 3 м, два внутренних ряда занимают лесообразующие породы из Ulmus pumila L., а два внешних ряда занимает кустарник Ribes aureum L. Лесные полосы обладают плотной конструкцией, светопроницаемость очень низкая, густота подроста средняя.
В соответствии с проведенным сравнительным таксационным анализом сделан вывод, что различия между изучаемыми лесными полосами очень низкие, состояние лесных полос – удовлетворительное. Так, лишь одна ПЗЛП № 3 имеет сохранность ниже 70 %.
Почвы опытного участка по классификации, предложенной Н.А. Качинским, идентифицируются как суглинистые и тяжелосуглинистые. Так, содержание физической глины в агрогоризонте (0–40 см) 54,9–51,9 %. Преобладание илистой фракции отмечено в иллювиальных горизонтах B1 и B2 – 26,7–49,2 %.
Полевые исследования подтвердили, что к отрицательным формам мезорельефа (потяжины) приурочены лугово-каштановые почвы. Мезорельеф трассы полезащитных лесных полос включает потяжины и микрорельеф – углубления 3–4 см.