книги из ГПНТБ / Холупяк К.Л. Устройство противоэрозионных лесных насаждений
.pdfУСТРОЙСТВО ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ
К. Л. ХОЛУПЯК,
д-р с.-х. наук
УСТРОЙСТВО
ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ
ИЗДАТЕЛЬСТВО „ЛЕСНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ“
М о с к в а 1973
|
|
|
if |
|
|
|
|
|
г;' |
|
|
|
|
|
Vл^ Й |
4 |
У |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
< ?< & & |
|
Ут> ~ |
S o |
g s |
g |
|
|
УДК 634.0.114.64 |
|
|
|
||
Устройство |
противоэрозионных |
лесных насаждений. Холу - |
|||
п я к |
К. |
Л. М., |
«Лесная промышленность», 1972 г., 152. |
||
В книге изложены результаты многолетних исследований стоко регулирующей и почвозащитной эффективности различных видов искусственных и естественных лесных насаждений: полезащитных, прибалочных и приовражных полос и лесных массивов. Рассмотрена методика количественной противоэрозионноі'і оценки лесных наса ждений. Предложена система научно обоснованных мероприятий по противоэрозионному устройству существующих и проектируемых лес ных насаждений путем улучшения мелиорирующей лесной среды, наиболее выгодного размещения лесов с учетом рельефа, характера эрозионно-аккумулятивных процессов.
Таблиц 27, иллюстраций 68, библиография — 72 названия.
045-031
Х037 (01)—73
ПРЕДИСЛОВИЕ
В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану разви тия народного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. намечено про вести работы по лесовосстановлению и защитному лесоразведению па площади до 12 млн. га.
Из общего объема работ по восстановлению лесов и защитному лесоразведению будет создано почти 1,3 млн. га противоэрозионных насаждений на оврагах, балках, песках и других неудобных землях, а также 500 тыс. га полезащитных лесных полос *.
Лесные насаждения способны защищать почвы от суховеев, хо лодных ветров, пыльных бурь, водной эрозии (смыва н размыва), задерживать и равномерно распределять снег, увеличивать сроки и уменьшать скорость таяния снега, регулировать поверхностный сток атмосферных осадков и уменьшать интенсивность паводков, увеличивать запасы грунтовых вод, защищать от заиления и улуч шать гидрорежим рек, водоемов и в делом местности. Они защи щают и повышают урожайность сельскохозяйственных культур, по вышают продуктивность пастбищ.
Являясь мощной зеленой фабрикой кислорода и фитонцидов, лес создает здоровый микроклимат для жизнедеятельности чело века. Он является также местом обитания ценной флоры и фауны. Наконец, лес — это древесина и многочисленные производные от нее материалы, имеющие огромное значение для народного хозяй ства нашей страны.
Особенно большое место занимают лесные насаждения в ком плексе прот'ивоэрозионных мероприятий, широко осуществляемых на территории СССР в соответствии с постановлением Совета Ми нистров СССР и ЦК КПСС «О неотложных мерах по защите почв от ветровой и водной эрозии» (1967 г.).
К началу 1972 г. в стране создано на землях колхозов и совхо зов 3460 тыс. га лесных насаждений, в том числе 1203,5 тыс. га полезащитных полос и овражно-балочных насаждений. Для этой цели отведено около 1,6 млн. га пахотных земель (Е. С. Павлов ский, 1972). Вместе с тем возможность отвода значительных пло щадей ценных сельскохозяйственных угодий под облесение
1 Воробьев F. И. Лесное хозяйство в девятой пятилетке. — «Лесное хозяй ство», 1971, № 5, с. 4.
ограничена. По мелиоративным же условиям часть защитных лесных насаждений должна размещаться на пахотных землях. В связи с этим перед учеными, лесоводами и агролесомелиораторами, про ектными и производственными организациями стоит сложная и от ветственная задача — добиться высокой мелиоративной эффектив ности лесных насаждений в комплексе с другими мероприятиями, при отводе под них минимальной площади ценных сельскохозяй ственных угодий. Решению этого вопроса были посвящены много летние исследования автора. Они основаны на изучении эффектив ности естественных и искусственных насаждений, имеющих почво защитное значение. С этой целью автором была разработана оригинальная методика определения количественных показателен противоэрозионной эффективности насаждений в зависимости от рельефа, способа размещения, величины водосбора и других пара метров. Результаты этих исследований изложены в книге.
ВВЕДЕНИЕ
Способность леса регулировать поверхностный сток ливневых и талых вод, защищать почвы от смывали размыва зависит от рель ефа, организации территории и способа'размещения лесных насаж
дений; величины, направления и структуры |
стока на склонах |
и влияния на него рубежей (дорог, границ |
леса и других видов |
угодий); условий поступления стока в лес через верхние его гра ницы и прохождения по склонам, закрепленным лесной раститель ностью; лесорастительных условий, породного состава, возрастной структуры и полноты насаждения, характера подлеска, живого и мертвого покрова, состояния лесного насаждения; способности лесной среды противостоять разрушительной энергии потоков и ослаблять ее до безопасных пределов; эффективности всего ком плекса противоэрозионных мероприятий. Всесторонний учет всех
этих |
факторов и условий входит в задачу |
п р о т и в о э р о з и о н - |
ного |
у с т р о й с т в а уже существующих и |
вновь создаваемых |
лесных насаждений. |
|
|
Всоответствии с требованиями организации территории, даже
врайонах со сложным рельефом, рекомендуется, как правило, про водить прямолинейную нарезку границ , землепользований, полей
севооборота, лесных и лугопастбищных угодий, дорог и других ви дов рубежей, что часто находится в противоречии с основными требованиями противоэрозионной мелиорации. Совмещение границ лесных насаждений и других видов фитомелиофонда с прямолиней ными элементами организации территории (границ полей, дорог и т. п.), размещенных без учета рельефа, является одной из основ ных причин их недостаточной эффективности.
Чем больше организация территории отвечает требованиям за щиты почв, тем выше эффективность всех мелиоративных приемов, в том числе и лесных насаждений. Следовательно, противоэрозионная организация территории является одним из основных условий
высокой защитной роли леса. |
организации территории требова- |
Однако степень подчинения |
|
. ниям защиты почв имеет свои |
пределы. Возможность устранения |
'-.этих противоречий зависит от степени сложности рельефа мест ности, формы склонов, уровня механизации сельскохозяйственных работ, размещения дорог и естественных границ. Даже при самой идеальной противоэрозионной организации территории и наилучшем
варианте размещения лесных насаждений во всех случаях не обходимо производить расчет их ширины, площади и мелиоратив ной обеспеченности с учетом местных условий формирования стока и эрозии. Чем менее организована в противоэрозионном отноше нии территория, тем сложнее решение этих вопросов.
Под влиянием сложных форм поверхности земли, многочислен ных искусственных рубежей, неравномерного отложения и таяния снега сток образует сложную систему потоков различной величины и структуры. В этих условиях основная его часть подходит к верх ним границам лесных насаждений и других видов фнтомелиофонда преимущественно в виде донных или склоновых сбросных потоков.
Под влиянием травянистой и лесной растительности, прирубеж ного эрозионно-аккумулятивного микрорельефа и сугробов снега
сток перераспределяется вдоль наклонных верхних |
границ леса |
и поступает под его полог по дну ложбин и через |
пониженные |
угловые участки. Широкофронтальное поступление стока возможно лишь в местах горизонтального размещения верхних границ насаж дения.
Вследствие перераспределения стока выше леса, вдоль его верх них границ и под пологом, лишь незначительная часть облесенной территории непосредственно участвует в задержании жидкого
итвердого стоков, в трансформации энергии потоков. Чем шире фронт сброса стока в лесное насаждение и чем большая площадь его участвует в приеме, распылении и задержании, тем выше его почвозащитная эффективность.
На основе изучения богатейшего опыта отечественного почвоза щитного лесоразведения (полезащитных, приовражных и прибалочных лесных полос, насаждений на берегах гидрографической сети
илесных массивов) автором был установлен ряд новых качествен ных и количественных показателей для его мелиоративной характе ристики. К числу таких показателей относятся: стокоударная устроенность насаждений, фронтальная обеспеченность водосбора лесомелиоративным фондом, водосборная и водосборно-стокосброс- наянагрузки, противоэрозионная устроенность стокоударных гра ниц леса, мелиоративная нагрузка, зарегулированность водосбора, мелиоративное использование леса и др. Между этими показате лями установлена математически достоверная зависимость, что под тверждает их объективность. Выявленные закономерности, выра
женные таким способом, дают возможность при помощи соответ ствующих расчетов получить ие только количественную оценку почвозащитной эффективности уже созданных насаждений различ ного возраста, состава, конструкции, но и проектируемых.
Объективным показателем того, что данное насаждение зарегу лировало поток до безопасных размеров, является отсутствие сквоз ного выноса из него подстилки за его пределы, а также действую щих очагов эрозии на полевых или лугопастбищных угодьях, раз мещенных на склонах ниже леса.
Установлены допустимые размеры водосборов и уклоны, при которых лесное насаждение в процессе роста способно создавать
и сохранять мелиорирующую лесную среду в условиях постоянного воздействия на нее потоков воды. Результаты исследований, выпол ненных по специально составленной для этой цели методике,^ по служили основанием для разработки конкретных рекомендаций по противоэрозионному устройству лесных насаждений в комплексе с другими мероприятиями. Они направлены главным образом на повышение показателей мелиоративного использования лесных на саждений путем возможного расширения фронта поступления стока с поля под их полог. Это достигается при помощи такого к о м б и- ■нир о в а н но г о способа размещения границ леса, при котором наиболее выгодно сочетаются наклонные и горизонтальные ид уча стки, устраняющие формирование опасного в эрозионном отноше нии микрорельефа, исключающие образование крупных прирубеж ных потоков, а также обеспечивающие сброс стока с полей в воз можно распыленном виде и в наиболее безопасных местах.
Для расчета ширины насаждений на обыкновенных черноземах Левобережной лесостепи Украины и в близких к ней природных условиях предложены в качестве придержки нормы допустимых ме лиоративных нагрузок, выраженные в площади водосбора на 1 м2 леса, непосредственно участвующего в приеме стока. Для получе ния достоверных данных с учетом всего разнообразия зональных условий необходимо продолжить исследования в этом направ-
ФИТОМЕЛИОРАТИВНЫЙ ФОНД, ЕГО ВИДЫ И ПОЧВОЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА
Участки земли, покрытые растительностью любого вида, защи щающей почву от эрозии, относятся к фит о м е л и о р а т и в н о м у фонду, или сокращенно фитомелиофонду*.
По характеру растительного покрова фитомелиофонд делят на три вида: лесомелиоративный (все виды лесных насажде ний, выполняющие почвозащитные функции), лугомелиоративный (эродированные участки земли, закрепленные луговой раститель ностью) и сельскохозяйственно-мелиоративный (пахотные земли на эродируемых склонах, защищенные колосовыми и зерновыми куль турами сплошного сева и травами).
Одни виды растительности выращивают для защиты почв и уро жая, получаемая при этом продукция имеет побочное значение (лесные и буферные полосы, насаждения на оврагах и т. п.), дру гие же для получения той или иной продукции, вместе с тем они обладают защитными свойствами (леса на балках, горных склонах, сельскохозяйственные культуры сплошного сева).
По продолжительности существования фитомелиофонд может быть временным (сельскохозяйственные культуры и травы) и по стоянным (луговые и лесные угодья), а по происхождению — ис кусственным и естественным.
Фитомелиофонд на склонах используется для защиты от собст венного стока и одновременно от собственного и сбросного (чу жого). Примером защиты почвы только от собственного стока мо гут служить участки облесенных или залуженных берегов балок, на которые сток с полевых угодий не поступает. Лес, естественный луг, сеяные травы, сельскохозяйственные культуры, на которые сток поступает с других видов угодий или агрофонов, должны за щищать почву как от собственного, так и от «чужого» стока.
Вся совокупность многообразных способов использования дре веснокустарниковой и травянистой растительности для защиты почв от эрозии составляет предмет, противоэрозионной ф и т о м е-
ли о р а ц и и .
1Такое обобщающее понятие исключает необходимость каждый раз пере числять все виды фитомелиоративной защиты почв от эрозии и дает возмож ность выразить суммарную площадь земли, защищенной при помощи расти
тельности.
Этот фонд представлен разными видами защитных лесных на саждений, которые различаются по породному составу, месту и спо собу размещения на местности, ширине, конструкции, конфигура ции занимаемой ими территории и другим признакам.
К числу наиболее распространенных защитных лесных насаж дений относятся: полезащитные, прибровочные (прибалочные, при овражные) полосы, береговые, донные, придорожные, лесные на саждения, лесные массивы, лесные колки. Приведенный перечень следует дополнить горными почвозащитными и противоселевыми лесами, а также противодефляционными насаждениями на песках.
Чтобы лесные насаждения обладали высокой мелиорирующей способностью, т. е. могли ослаблять эродирующую энергию пото ков, защищать почву от эрозии и кольматировать смытую почву, они должны иметй хорошо развитую и постоянно действующую лесную среду. Наиболее благоприятные условия для ее образова ния создайтся в полноценных насаждениях, не расстроенных бес системной рубкой, интенсивным выпасом, уборкой подстилки и другими мероприятиями, нарушающими нормальный рост и раз витие лесной растительности. Высокая производительность и пол нота, миогоярусность насаждений, наличие густого, равномерно размещенного кустарника и подроста, хорошо развитый мертвый покров, лесной нано- и микрорельеф, наличие пустот и ореховатой структуры, типичных для лесной почвы, способствуют образованию лесной среды.
Лесная среда в искусственных лесах возникает не сразу. Период ее создания в зависимости от почвенно-климатических условий ко леблется от 15 до 25 лет. Это важное обстоятельство необходимо учитывать при осуществлении лесомелиоративных мероприятий. Весьма важным компонентом лесной среды является мертвый по кров, с о с т о я щ и й из опавших листьев, хвои, веток, сучьев, коры и остатков разложившихся древесных стволов. Он создает неров ности, увеличивает шероховатость, защищает почву от промёрзания, предохраняет пустоты и структурные промежутки от заиле ния, способствуя тем самым улучшению условий фильтрации воды.
Подстилка обладает высокой влагоемкостью и способна задер живать до 15—20 мм воды (Н. Ф. Созыкин, 1940). На обыкновен ных черноземах влагоемкость подстилки лиственных пород дости гает 213—429% (С. А. Коль, 1952).
Поверхность склонов под многолетними насаждениями обычно испещрена многочисленными углублениями, которые образовались на месте бывших пней и крупных корней деревьев. Такие впадины часто заканчиваются пустотами, замаскированными сверху 'рых- ■\лыми продуктами опада. Пустоты разветвляются вглубь и в сто фоны, создавая хорошо действующую вертикальную дренажную
систему не только в теплое, но и холодное время года.
Под защитой подстилки, лесной растительности и снега почва и подпочвенные горизонты, где размещены пустоты, часто остаются