Она может влиять на природные процессы не­посредственно или косвенно, быстро или медленно.

Рассмотрим примеры того, как антропоген­ная деятельность способствует активизации стихий­ных явлений.

Растительность регулирует динамику некоторых экзогенных процессов, влияет на состояние почв и в целом на природную среду. Возникновение и усиление всех рассматриваемых видов стихийных явлений свя­зано прежде всего с состоянием лесов. В процессе функционирования лесного биогеоценоза как объекта пользования в нем и окружающей среде происходят изменения, поскольку все экологические факторы (климатические, пространственные, геологические, биотические, антропогенные) действуют на лес в сово­купности. Изъятие того или иного компонента из лес­ного биогеоценоза влияет как на внутренние процессы, так и на процессы, происходящие за его пределами.

Известно, что леса являются источником древеси­ны, ягод, грибов, лекарственного, пищевого и техниче­ского сырья, кормовых, рекреационных ресурсов. Соче­тания этих продуктов определяют хозяйственную цен­ность. Значение лесных земель как среды сохранения генетического фонда фауны и флоры, по мнению мно­гих специалистов (27), на порядок выше их экономи­ческого значения как источника сырья и продуктов. Исключительно высока водорегулирующая, водоза­щитная, почвозащитная и санитарно-гигиеническая роль лесов.

Сведение лесов происходит в результате пожаров, массового распространения болезней и вредителей, загрязнения химическими веществами, буреломов, переруба (превышения расчетной лесосеки), повреж­дения подлеска и лесной подстилки при рубке и тре­левке, снежных лавин, наводнений, рекреационной перегрузки, перевыпаса скота, затопления водохрани­лищами, нарушения технологии лесопользования. Все это меняет сложившееся экологическое равновесие в лесу и на окружающей его территории. При этом под нарушениями технологии использования ресурсов леса подразумеваются те отклонения от норм, которые име­ют место в процессе рубки, рекреационном использо­вании.

Нарушение технологии лесоразработок в горах и предгорьях заключается в следующем: отсутствует ритмичность между лесопользованием и лесовыращи-ванием, т. е. лесовыращивание существенно отстает от лесопользования; рубят лес весной и летом, когда это категорически запрещено; рубят лес сплошь, концен­трированным способом, что недопустимо.

Наиболее уязвимыми являются горные леса.

Переруб в лесах приво­дит к существенному изменению экологической об­становки. Об этом же напоминают нам и слова Ф. Энгельса: «Когда альпийские итальянцы вырубали на южном склоне гор хвойные леса, ... они не предви­дели, что этим подрезывают корни высокогорного ско­товодства в своей области; еще меньше они предви­дели, что этим они на большую часть года оставят без воды свои горные источники, с тем чтобы в пе­риод дождей эти источники могли изливать на равни­ну тем более бешеные потоки» .

В водорегулирующей способности леса основная роль принадлежит почве и лесной подстилке. Почвен­ный покров в лесу обладает высокой инфильтрационной способностью. В лесу почва промерзает значи­тельно меньше, чем в поле, и даже может оставаться в течение всей зимы в талом состоянии; снег задер­живается здесь гораздо дольше — высота снежного покрова на 6—25% выше, чем на открытых склонах, и распределяется более равномерно. Довольно часто почва в лесу оттаивает до схода снежного покрова, благодаря чему она впитывает талые воды в значи­тельно большем количестве, чем в поле. Все это при­водит к тому, что поверхностный сток в равнинных лесах составляет лишь 6% от стока в поле, т. е. бо­лее чем в 15 раз меньше (29, 50). По данным наблю­дений, коэффициент поверхностного стока в лесных формациях горных склонов не превышает 0,23, в то время как рядом, на безлесных, не перегруженных пастьбой скота, склонах, он равен 0,49, а на перегру­женных достигает 0,62.

В горах, чтобы не допускать водную эрозию, облесение склонов должно соста­вить не менее 40%. Эффект почвозащитной функции леса превышает стоимость древесины в среднем в 16,5 раза.

Величина поверхностного стока талых и дождевых вод зависит от степени повреждения почвы. После проведения в этих лесах выборочных или постепенных рубок на участках со слабыми повреждениями поч­вы поверхностный сток составляет 1—2%; при рубках, сопровождающихся сильным повреждением (повтор­ные приемы рубок), сток со всей площади увеличива­ется до 25%. Однако даже в этих случаях поверх­ностный сток с пасечных волоков, уплотненных участков, прогалин достигает 98% от общего коли­чества выпадающих осадков (47).

Поврежденные почвы в процессе проведения лесо­заготовок составляют при сплошных способах рубок 80—85%, постепенных (окончательные приемы) — 35—75; выборочных — 20% всей площади лесосеки.

По данным наблюдений А. М. Ковалева, при рекреационной нагрузке 10 тыс. чел.-час/га водопро­ницаемость почвы уменьшается в 10 раз, а при 20 тыс. чел.-час/га — в 100 раз. Это является пределом до­пустимого уплотнения.

Ряд авторов исследователей отмечает в лесах негатив­ные последствия, которые возникают в результате пастьбы скота, особенно в предгорных и горных рай­онах, где наблюдается, с одной стороны, гибель лес­ной растительности, с другой стороны, выбивается лесная подстилка и создаются условия для водной эрозии.

Лес по-разному влияет на лавинную деятельность. Например, на участках площадью 100 км², покрытых хвойным лесом, зафиксировано проявление 3—5 слу­чаев схода лавин, а на участках с такой же пло­щадью, не покрытых лиственным лесом, — 7—9 случа­ев, т. е. приблизительно в 2 раза больше. Сле­дует заметить, что на склонах, занятых лиственным лесом, могут возникнуть лавины из рыхлого снега. Выделяются участки, покрытые лиственным лесом о сильным развитием подлеска, где число лавинных очагов достигает 10—11.

Наблюдениями установлено, что в горных лесах допустима лишь выборочная рубка леса на отдельных делянках, не превышающих 3—4 га, расположенных, как правило, в шахматном порядке. Ширина полосы рубки, расположенной поперек склона, может быть в пределах от 150 до 300 м. При этом объем срублен­ного леса не должен превышать объем ежегодного прироста лесов, а в лавиноопасных районах этого ус­ловия следует придерживаться очень строго. Не слу­чайно в Швейцарии, например, рубка леса в лавино­опасной зоне запрещена законом с XIV в.

В горных районах Грузии при интенсивном выпа­дении снегов (зима 1970/71 г.) вырубка леса пло­щадью 2,5—3,5 га оказалась достаточной для образо­вания очагов лавин, которые на своем пути уничто­жили много лесных и многолетних насаждений, жилых.

Сели не наблюдаются в тех горных районах, где выпадает много осадков и развивается богатая тра­вянистая и древесная растительность, препятствующая размыву верхних слоев почвогрунтов. В случае ста­бильного состояния леса редко бывают оползневые смещения. Таким образом, растительность рассматри­вается как своеобразный барьер, удерживающий определенное количество жидкой и твердой составля­ющей селей. Уничтожение естественного растительного покрова в горных районах приводит к активизации процессов выветривания, эрозии, осыпания и в конеч­ном итоге к формированию селей.

Пойменные земли большинства рек являлись всег­да своеобразным аккумулятором паводковых вод. В результате строительства автомобильных дорог, пере­гораживающих, как правило, своими дамбами поймы рек, возведения различных промышленных и граж­данских объектов с локальной защитой их дамбами, осушения пойменных земель для сельскохозяйствен­ных целей (с устройством дамб) ухудшаются условия прохождения паводков, нарушается как уровенный, так и расходный режимы рек, а это приводит к ретрансформации паводков, увеличению частоты затоп­лений, повышению уровней воды при прохождении по­ловодий (при этом затопляются даже первые надпой­менные террасы) и в целом к увеличению ущерба от наводнений. Об этом свидетельствует приводимый на рисунке график среднегодовых ущербов в бассейне р. Горыни.

История развития полезащитного лесоразведения.

Слово мелиорация происходит от латинского что значит «улучшение».

Лесные мелиорации — дисциплина, изучающая теоретические и практические аспекты выращивания лесных насаждений с целью минимизации отрицательных последствий воздействий природных явлений.

При выращивании лесомелиоративных насаждений, в отличие от обычных лесных культур, в качестве основной цели преследуется не получение древесины или других продуктов леса, а улучшение природных условий, предупреждение или противодействие неблагоприятным природным явлениям, наносящим ущерб народному хозяйству.

Лесные мелиорации включают в себя следующие направления:

1. Полезащитное лесонасаждение.

2. Эрозия почв и борьба с ней.

3. Пески, их закрепление и освоение.

4. Защитные лесонасаждения на транспорте и других нарушенных землях.

Любые леса или искусственные насаждения, которые улучшают условия роста и развития сельскохозяйственных культур, обеспечивая повышение их урожайности, являются полезащитными. Из искусственных лесонасаждений к ним относятся в первую очередь ветроломные, водорегулирующие, приовражные и другие лесные полосы и насаждения, которые выращиваются для защиты сельскохозяйственных земель от неблагоприятных явлений природы. Все виды полезащитных лесонасаждений представляют собой единый комплекс, в котором они взаимно дополняют друг друга, что повышает эффективность полезащитного воздействия всей системы.

Профессор Петербургского университета Василий Васильевич Докучаев в 90-х годах 19 столетия при исследовании обширной черноземной зоны Европейской России впервые провел тщательный и всесторонний анализ причин возникновения засухи в степных и лесостепных земледельческих районах страны и наметил смелый и широкий план мероприятий по борьбе с ней. Он установил, что засухи и их гибельные последствия усиливаются неразумным влиянием человека на природу степей — вырубкой лесов, неправильной обработкой почв, следствием чего- явились развитие оврагов, смыв почв, высыхание водоемов, что привело к резкому сокращению запасов влаги в почве и усилению сухости воздуха.

Для борьбы с засухой В. В. Докучаев предложил систему взаимосвязанных мероприятий, которая включает в себя регулирование водного хозяйства в открытой степи на водоразделах насаждением полезащитных полос и устройством прудов и водоемов, закрепление оврагов и балок облесением их склонов и устройством запруд, установление правильного соотношения различных угодий (леса, луга, пашни), разработку приемов правильной обработки почвы, наиболее благоприятных для наилучшего использования влаги, подбор сортов культурных растений, наилучшим образом приспособленных к местным почвенным и климатическим условиям.

Великий русский ученый Климент Аркадьевич Тимирязев, разработав в 1892 г. физиологические основы засухоустойчивости растений, подчеркнул необходимость подбора и выведения засухо­устойчивых сортов сельскохозяйственных культур. Одновременно он обратил внимание на необходимость применения минеральных удобрений, правильной обработки почв, упорядочения ее водного режима.

Академик Василий Робертович Вильяме творчески синтезировал и развил научное наследие своих предшественников. Он создал учение о развитии плодородия почв и о травопольной системе земледелия, обеспечивающей его прогрессивное повышение.

В травопольную систему земледелия входят шесть основных звеньев:

а) посадка защитных лесных полос на водоразделах, по границам полей севооборотов, по склонам балок и оврагов, по берегам реки озер, вокруг прудов и водоемов, а также облесение и закрепление песков;

б) организация территории- с введением травопольных полевых и кормовых севооборотов и рациональным использованием земельных угодий;

в) использование системы обработки почвы, включающей применение черных паров, зяби и лущения стерни;

г) использование системы органических и минеральных удобрений;

д) посев семян растений приспособленных к условиям местопроизрастания;

Полезащитное лесонасаждение на территории республик бывшего СССР имеет многолетнюю историю. В 1809 г. В. Я. Ломиковским в имении «Трудолюб» (сейчас Миргородский р-н Полтавской области) были посажены первые ветроломные полезащитные полосы, благодаря которым он получал высокие урожаи в годы засух. Итоги своих работ В. Я- Ломиковский изложил в опубликованной в 1837 г. книге «Разведение леса в селе Трудолюбе», где приведены его наблюдения над влиянием лесных полос на скорость ветра и урожайность сельскохозяйственных культур. Видимо, он описан Н. В. Гоголем в «Мертвых душах» под именем Костанжогло: «Лес у него, кроме того, что для леса нужен, затем, чтобы в таком-то месте на столько-то влаги прибавить полям, на столько-то унавозить падающим листом, на столько-то дать тени. Когда вокруг засуха, у него нет засухи, когда вокруг неурожай, у него нет неурожая».

Начиная с 1812 г., В, П. Скаржинским в б. Херсонской губернии было посажено около 400 га, а с 1821 г. И. Н. Шатиловым в б. Орловской губернии (с. Моховое) — около 300 га защитных насаждений.

В 1876 г. приступил к посадке полезащитных полос в своем имении Каменоватка (б. Херсонская губерния) А. А. Кариер. Он создал 87 га ветроломных полезащитных полос шириной в 20,25 и 32 м, которые защищали около 1000 га сельскохозяйственных угодий.

В 90-е годы на основании изучения этих полос А. А. Бычихиным был сделан вывод о том, что воздушный поток не обтекает лесную полосу, а проходит через нее и снижает свою скорость в зависимости от густоты полосы. Им было установлено повышение влажности воздуха вблизи полос и повышение урожайности в 1,5— 2 раза.

С 1882 г. под руководством ученого лесовода Н. К. Генко большие работы по защитному лесонасаждению развернулись на территории нынешних Ставропольского края, Волгоградской, Саратовской, Оренбургской областей. Он мечтал о создании ряда мощных лесных заслонов, способных ослабить юго-восточные суховеи. Создаваемые им полосы имели ширину 500—600 м и направление с северо-востока на юго-запад. Общая площадь таких полос в 1906 г. составляла около 18,5 тыс. га. Н. К. Генко был крупным специалистом, но он не смог отойти от господствовавшего в то время неудачного донского типа смешения, и многие из созданных им насаждений погибли, несмотря на введенные им усовершенствования ухода и обработки почвы. Полосы Н. К. Генко являются прообразом государственных защитных полос, создаваемых в настоящее время на водоразделах крупнейших рек Восточной Европы.

В 1886 г. полезащитными полосами было ограждено 5 тыс. га полей в имении «Хуторок» возле г. Армавира (ныне Краснодарский край). Ценными объектами для изучения влияния лесных насаждений на микроклимат и урожай служат полезащитные полосы, заложенные в 1887 г. М. Снесаревским около ст. Ростоши (б. Саратов­ская губерния) и в 1890 г. агрономом Гродским около ст. Тимашево (ныне Куйбышевская область).

Неоценимое значение для развития теории и практики полезащитного лесонасаждения имели работы экспедиции В. В. Докучаева, организованной в 1892 г. после жесточайшей засухи 1891 г. Экспедиция должна была изучить особенности природы степей и указать пути борьбы со стихийными силами природы, снижающими урожайность сельскохозяйственных культур в зоне наиболее плодородных черноземных почв России.

Для проведения опытных работ и длительных наблюдений экспедиция заложила в суровых условиях черноземной зоны три лесомелиоративных опытных участка:

1. Хреновской — на водоразделе рек Волги и Дона в Воронежской области. Сюда же входила Каменная степь, почему этот участок называют также Каменностепным.

2. Велико-Анадольский (с 1899 г. —Мариупольский) — на водоразделе рек Кальмиуса и Днепра вблизи Велико-Анадольского лесничества.

3. Деркульский (Старобельский)—между Доном и Сев. Донцом около г. Старобельска.

Экспедиция В. В. Докучаева провела много ценных исследований в области изучения природных условий степи и лесовыращивания. На всех трех опытных участках были заложены полезащитные полосы и организованы наблюдения над влиянием их на микроклимат и урожай.

В 1897 г. К. Э. Собеневский отмечал повышение урожая трав под защитой молодых полос, посаженных в Каменной степи, а в 1898 г. им были произведены наблюдения над скоростью ветра, снижение которой он отмечал на расстоянии до 100 высот полосы. Исследованиям К. Э. Собеневского проф. Г. Ф. Морозов противопоставлял наблюдения Галанова, который обнаружил влияние полос на снижение скоростей ветра на расстоянии менее 10 высот полос.

В 1902—1905 гг. более обстоятельные исследования над влиянием лесных полос на скорость ветра и влажность воздуха были проведены в Каменной степи А. Бациевым. Полученные им материалы показали, что скорость ветра начинает снижаться уже перед полосой, в самой полосе наступает максимальное снижение скорости (плотные полосы), затем по мере удаления от полосы скорость ветра вновь возрастает и на расстоянии 20—25 высот приближается к скорости ветра в степи. А. Бациевым также был сделан вывод о повышении влажности воздуха под защитой лесных полос.

Наблюдениями проф. Н. С. Нестерова было установлено, что вблизи стены леса образуется зона вихревых движений воздушных масс, которая оказывает влияние на силу и направление ветра. Для подветренной стороны леса характерно наличие воздухопада.

Большие заслуги в развитии теории и практики степного и полезащитного лесонасаждения принадлежат Г. Н. Высоцкому. Применяя комплексный метод изучения природных явлений, он разрешил ряд сложных вопросов лесной гидрологии, создания защитных насаждений в засушливых степях и полупустынях. Его многочисленные работы по защитному лесонасаждению до сих пор не потеряли своей научной и практической ценности и были использованы при лесозащитном лесоразведении в годы Советской власти на территории союзных республик.