Проектирование полезащитных

(ветроломных) лесных полос

Нормативные документы, регламентирующие размещение лесных полос основаны, главным образом, на учете двух важнейших факторов – лесорастительных условий и размера эффективных ветрозащитных зон с заветренной и наветренной сторон лесных полос. Первый из этих факторов определяет проектную и фактическую защитную высоту лесных полос, долговечность лесонасаждений, а второй обусловливает нормативную величину межполосного пространства, равную 30 Н (проектная высота насаждения), или с учетом проектной высоты лесных полос – 200…600 м. Продольные (основные) полезащитные лесные полосы располагаются перпендикулярно к господствующим в данной местности вредоносным ветрам (суховейным, метелистым, вызывающим пыльные бури), а поперечные (вспомогательные) – как правило, перпендикулярно продольным. Отклонение продольных лесных полос от указанного выше положения допускается до 30^о.

Расстояние между продольными полезащитными лесными полосами на землях, не подверженных или слабо подверженных дефляционным процессам, не должно превышать: на серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных черноземах – 600 м, типичных и обыкновенных черноземах – 500 м, южных черноземах – 400 м, темно-каштановых и каштановых почвах – 350 м, светло-каштановых почвах – 250 м, песчаных почвах лесостепи – 400 м, степи – 300 м, полупустыни – 200 м. Для проезда сельскохозяйственных агрегатов и машин с одного поля на другое в местах пересечения основных и вспомогательных лесных полос оставляют разрывы шириной 30 м. Полевые дороги проектируют вдоль лесной полосы с наиболее освещенной стороны.

Расстояние между поперечными полосами на всех почвах, кроме песчаных, не должно превышать 2000 м, на песчаных почвах – 1000 м.

В зависимости от ветропроницаемости и размеров деревьев во взрослом состоянии полезащитные лесные полосы создают в лесной и лесостепной зонах из 2…3 рядов, степной – 3…4, сухостепной – 2…3 и полу­пустынной из 3 рядов древесных пород с междурядьями 3 м. Ширину лесных полос устанавливают по этим зонам соответственно: 6…9 м, 9…12 м, 6…9 м и 9 м с закрайками 1,5 м.

Лесные полосы проектируют с учетом их наибольшего мелиоративного влияния на одно или несколько хозяйств в границах водосбора или района.

На землях, подверженных дефляции, отмеченные выше межполосные расстояния должны корректироваться с учетом почвенно-климатических и орографических условий развития дефляционных процессов.

Проектирование систем лесополос в этом случае осуществляется следующим образом. На подготовительном, полевом и камеральном этапах проектирования ЗЛН собираются необходимые фондовые материалы: план землеустройства и топокарта (М – 1:10000), почвенная карта, характеристики ветрового режима, в том числе и по пыльным бурям (не менее, чем за 20 лет), материалы инвентаризации ЗЛН, данные по экономике защитного лесоразведения, динамике роста главных древесных пород. Решается вопрос о проектной высоте. В качестве придержек по проектной высоте древостоя можно принять следующую раскладку: на выщелоченных и тучных черноземах лесостепи – 18 м, на обыкновенных черноземах степи – 16 м, на южных черноземах засушливой степи – 12 м, на каштановых почвах сухой степи – 6-8 м. Эти величины должны корректироваться в связи с конкретными лесорастительными условиями.

Камерально, с учетом данных полевых обследований и фондовых материалов, определяются и рассчитываются следующие агроклиматические характеристики и параметры ЗЛН:

1. Скорость ветра V_o во время пыльных бурь с вероятностью превышения 20%;

2. Годовая норма дефляции, покрываемая почвообразовательным процессом (равная в зависимости от типа почв 3-4 т/га в год);

3. Направление ветра и продолжительность пыльных бурь в году;

4. Дефлируемость почв в функции от скорости ветра;

5. Допустимая скорость ветра в межполосном пространстве проектируемой системы лесных полос, которая определяется следующим образом. Сначала определяется удельный вынос мелкозема с поверхности открытой почвы при скорости ветра V_o. Затем находят годовые потери почвы путем умножения удельного выноса мелкозема при скорости ветра V_o на суммарную годовую продолжительность пыльных бурь. Разделив годовые потери почвы от дефляции на допустимые (3-4 т/га в год) определяют степень превышения фактического выдувания над допустимыми. Уменьшая во столько же раз удельный вынос мелкозема, определяют сначала допустимую дефлируемость почвы, а затем по ней и допустимую скорость ветра в межполосном пространстве систем лесных полос;

6. Защитная проектная высота насаждения определяется по данным инвентаризации, из литературных источников или по указанным выше придержкам с их корректировкой при необходимости;

7. Число рядов в лесополосах берется равным 2-4 в зависимости от природной зоны.

Скорректированная ширина межполосного пространства определяется исходя из соотношения:

L = 3 H + 29 H (1 – sin β) · ( ) ^2,5 ( ) ^0,1, где

V_g – максимальная допустимая скорость ветра в межполосном пространстве;

V₀ – скорость ветра во время пыльных бурь с вероятностью превышения 20% на открытом пространстве;

Н – проектная высота лесных полос;

Z₀ – параметр шероховатости поверхности открытой почвы (на полях под паром равен 1-2 см).

Ориентировочно, для случаев, когда не используются в межполосных пространствах дополнительные агрономические средства защиты почвы от дефляции, можно брать следующие придержки изменения величин межполосных пространств в зависимости от активности проявления дефляции: в зоне слабого проявления дефляции межполосные расстояния уменьшаются на 10…16%, в зоне среднего – на 22%, сильного – на 23-35%, очень сильного – на 36-50%.

В буферно-полосных агроландшафтах полезащитно-ветроломные (противодефляционные) лесные полосы дополняются кустарниковыми кулисами, буферными и полосными посевами. При возделывании зерновых культур применяется почвозащитная технология обработки почвы, которая включает безотвальное рыхление почвы с оставлением стерни, комбинированные обработки и приемы минимизации. В этом случае алгоритм расчета параметров систем лесных полос остается таким же, как описано выше. Корректировка осуществляется лишь удельных потерь почвы от дефляции в зависимости от почвозащитной эффективности того или иного агрономического приема.

На орошаемых землях имеются свои особенности проектирования и размещения ЗЛН. Это связано прежде всего с габаритами (т. е. длиной крыла) и перемещением поливной техники по площади (фронтальное, круговое, вдоль оросителей каналов). Основные же принципы лесоводственного и сельскохозяйственного характера аналогичны богарным.

Критериями размещения лесных полос являются: высота насаждений, которая зависит от породного состава, водообеспеченности и природно-кли­матических условий; дальность мелиоративного влияния полос, равная 30Н; габариты поливной техники; состояние почвенного покрова; организация территории, одним из звеньев которой являются система ЗЛН, создаваемая по границам севооборотных участков и полей севооборотов, вдоль оросительных и сбросных каналов, полевых трубопроводов и лотков, по периферии круга у дождевальных машин кругового действия и т. д.

Лесные полосы обычно размещают по границам полей севооборотов и севооборотных участков, вдоль дорог и каналов. Располагают их в двух взаимно перпендикулярных направлениях: продольные (основные) лесные полосы – поперек преобладающих в данной местности ветров (суховейных, вызывающих пыльные бури, метелистых), и поперечные (вспомогательные) – преимущественно перпендикулярно продольным полосам. Такое размещение дает наибольший мелиоративный эффект. Однако поперечные лесные полосы могут отклоняться от перпендикулярного направления при совпадении их с дорогами, линией электропередач, естественными водотоками и т. п.

Проектируя поля севооборота и расположение оросительной сети, нужно учитывать не только рельеф местности и принятое направление полива и обработки почвы, но и принцип размещения полезащитных насаждений. Поэтому при организации территории орошаемых земель нужно стремиться к тому, чтобы поля севооборотов и отдельные поливные участки длинной стороной, вдоль которой создаются продольные полезащитные лесные полосы, располагались поперек направления вредоносных ветров при допустимом отклонении не более 30°.

Во взаимодействующей системе расстояния между продольными лесными полосами зависят от высоты полос и не должны превышать эффективной дальности влияния каждой из них на ветер в летнее время (30 Н). В засушливой степи на оросительных системах с поливом по бороздам, полосам и дождеванием высота взрослых насаждений может быть принята 20 м, в сухой степи и полупустыне – 17…15 м на рисовых оросительных системах – 25…20 м. На оросительных системах с поливом по бороздам, полосам и дождеванием на черноземах, лугово-черноземах, лугово-болотных и подобных им почвах оно составляет 600 м, на почвах каштанового типа – 500 м, на бурых полупустынных почвах – 450 м. При поливе затоплением чеков на рисовых оросительных системах (при посадке тополей) на черноземах, лугово-черноземах, лугово-бо­лотных и подобных им почвах – 800 м, на почвах каштанового типа – 700 м, на бурых полупустынных почвах – 600 м.

В районах сильной ветровой деятельности на подверженных дефляции пло­щадях, а также при наличии неблагоприятных для выращивания насаждений почвенно-грунтовых, гидрогеологических и прочих условий указанные выше предельные расстояния могут быть уменьшены.

Наряду с продольными лесными полосами важно правильно разместить поперечные полосы. Они также выполняют защитные функции и создают законченность системы. Максимальные защитные функции поперечных полос проявляются при расстоянии до 1000…1500 м, что соответствует длине картовых и временных оросителей (1000…1200 м), а также одинарной и удвоенной длине полей при использовании на поливе широкозахватных дождевальных машин, работающих от напорного трубопровода. Однако, принимая во внимание незначительное снижение защитных функций этих полос при размещении их на расстоянии более 1500 м, в районах слабой ветровой деятельности или с ясно выраженным господствующим направление ветра, на участках орошения дождевальными машинами «Волжанка», «Днепр» и «Фрегат», а также на рисовых оросительных системах при систематической обработке посевов ядохимикатами и длине полей менее 1000 м допускается окаймление поперечными лесными полосами спаренных по длине полей. Во всех случаях расстояние между поперечными лесными полосами в условиях орошения не должно быть более 2000 м, а на песчаных почвах – 1000 м.

В этих условиях между продольными и поперечными полосами формируется прямоугольная площадь поля, отвечающая требованиям орошаемого земледелия.

Параметры размещения лесных полос при разных способах полива имеют свои особенности. Если полив по бороздам и полосам не вызывает каких-либо затруднений при размещении ЗЛН на участках орошения, то при поливе дождеванием лесные полосы приходится создавать, рассчитывая на поливную технику, а при поливе затоплением – на летательные аппараты, используемые при обработке полей ядохимикатами. Основная часть сельскохозяйственных культур поливается дождеванием – наиболее перспективным способом полива.

На межполосных полях с указанными выше расстояниями могут применяться дождевальные машины «Волжанка» (одно крыло) с учетом однорядной посадки вдоль полевого трубопровода и дождевальный агрегат ДДА-100 МА. Дождевальные машины «Фрегат» и «Днепр» в дефляционноопасных районах используются с уменьшенным количеством секций и опор.

Лесные полосы с учетом всей ширины захвата этих дождевальных машин размещают в районах с благоприятным ветровым режимом и лесорастительными условиями. На участках, где для полива применяют дождевальную машину «Фрегат», их размещают параллельно границам поля или по периферии круга, при использовании «Волжанки» – параллельно, на стыке крыльев, вдоль гидрантов и в конце поля, при эксплуатации машин «Днепр», «Кубань» – на стыке крыльев и в конце поля, а дождевального агрегата ДДА-100 МА – между оросителями и в конце их.

Продольные полезащитные лесные полосы проектируют из 2…3, а поперечные – из двух рядов древесных пород с междурядьями 3 м. На рисовых оросительных системах соответственно из 1…2 и одного ряда. Однорядные полосы проектируют также вдоль полевого напорного трубопровода на участках орошения дождевальной машиной «Волжанка», где ширина межполосных полей будет равна примерно 400 м.

Для орошения участков, проектируемых для полива дождевальным агрегатом ДДА-100 МА, перед закладкой лесных полос устанавливают их точное месторасположение на местности, производят тщательное измерение расстояния между осью дороги вдоль оросителей и первым рядом полосы с обоих сторон поля. Это расстояние при посадке узкокронных (пирамидальных) древесных пород должно быть не менее 58 м и ширококронных – 60 м. Оно слагается из длины крыла (консоли) дождевального агрегата, равного 55 м, и защитной зоны между концевой частью крыла и первым рядом полосы, которая составляет не менее 3 м для узкокронных и 5…6 м для ширококронных древесных пород.

Размещение полос относительно каналов увязывается с зоной фильтрационного увлажнения, а следовательно, и ростом древесных пород, потерями воды из каналов, отводом ценной орошаемой пашни, ролью насаждения как фактора биодренажа и защитой каналов от заносов продуктами эрозии, размерами и типами канала и его положением на местности, состоянием канала (с облицовкой или в земляном русле) и, наконец, с обеспечением прохода механизмов, намечаемых к использованию на работах по чистке и ремонту каналов. В каждом конкретном случае при размещении лесных полос с учетом главных факторов и должны быть даны оптимальные решения. Рекомендуются следующие параметры и типовые схемы размещения полос и каналов.

Полезащитные лесные полосы на богарных и орошаемых землях в районах с мягкой зимой и часто страдающих от пыльных бурь проектируют ажурной, а в районах с холодной и снежной зимой – продуваемой конструкции. Вдоль каналов внутрихозяйственной сети и на рисовых системах – только продуваемой конструкции.