Эффективность лесных насаждений, используемых в качестве биогеохимиче - ских барьеров

Известно, что при отсутствии пашни на водосборе или же при распаханности водосбора не более 60% и лесистости 25…30 % концентрация аммиачного азота и фосфора приближалась к экологическим нормативам. Зависимости концентрации аммиачного азота и фосфора от лесистости водосборов показывают, что свободная от этих ингредиентов вода будет стекать с площадей, имеющих лесистость не менее 80 % [9].

С увеличением лесистости водосборов содержание биогенных элементов в стоке уменьшается. Корреляционная зависимость между этими показателями обратная, средняя для калия и сильная для аммиачного азота и фосфора. Только на концентрацию нитратов лес не оказывал существенного влияния.

В лесных полосах водопоглощение в 2…5 раз выше, чем на полевых участках. При этом водопоглощение в полосе с кустарником в 2,3 раза больше, чем без кустарника. Кустарники задерживают твердую фракцию, но незначительно снижают концентрацию водорастворимых соединений азота. Таким образом, биоконцентраторы в биогеохимических барьерах должны включать кустарниково-древесную, луговую и подкроновую растительность.

Усиление водоохранной роли лесных полос может быть достигнуто созданием простейших гидротехнических сооружений. Например, открытых и закрытых собирателей загрязненного стока, нагорных и ловчих каналов, подводящих сток к биоконцентраторам, сооружение канав веерного типа обеспечивает повышение эффективности лесных насаждений в регулировании поверхностного стока и задержание от 10 до 30 т/га его твердой фазы и ряда других [2].

Следует учитывать, что в очистке загрязненного стока с полей (загрязнение склонового и грунтового типа) принимает участие не весь лес, а только те его участки, через которые проходит загрязненный сток, - так называемые рабочие участки.

К ним относятся облесенные ложбины, лесные полосы и опушки леса, расположенные перпендикулярно направлению стока, облесенные днища балок и т.д. При общей лесистости водосбора около 60% лесные рабочие участки занимают всего лишь 1 % площади водосбора.

Наибольшая нагрузка со стороны загрязненных вод ложится на начало лесных полос (опушки). В этих местах наблюдается самое интенсивное изменение концентраций азотных и фосфорных соединений. Что же касается других компонентов химического состава вод, то содержание их в большей степени лимитируется глубиной залегания вод и разнообразием почвенных горизонтов. Для большинства почв экотонов, то есть мест соприкосновения лесных насаждений и пахотных частей склонов, характерна более низкая кислотность по сравнению с почвами, находящимися под растительностью в глубине лесных насаждений.

Почвы экотонов содержат обычно меньше гумуса, азота, но богаче фосфорными и калийными соединениями. В экотоне и в зоне 5…10 м от него наблюдается изменение водно-физических свойств почв – увеличение плотности, уменьшение водопоглотительной способности и водопроницаемости. Увеличение эффективности биогехимического барьера возможно за счет фигурного (например шахматного) расположения его отдельных элементов.