Строение лесных полос и их влияние на окружающую территорию.

При планировании полезащитных насаждений необходимо учитывать характер их влияния. Оно заключается главным образом в снижении скорости ветра над поверхностью почвы, частично с наветренной, но в основном с подветренной стороны полосы. Если речь идет о сплошной стене, скорость ветра снижается почти до нуля непосредственно за стеной с подветренной ее стороны, но по мере удаления от стены скорость ветра быстро возрастает, и это сопровождается сильной турбулентностью, которая причиняет повреждения растущим культурам в гораздо большей степени, чем более сильный, но не такой порывистый ветер.

Поэтому эффективные полезащитные полосы должны служить для воздушных потоков скорее фильтром, чем непроницаемой преградой. Более того, на ровном поле ветер слабее всего у самой поверхности земли. Следовательно, для того, чтобы создать с подветренной стороны наиболее спокойную зону и уменьшить скорость ветра по возможности на большей площади, полезащитные полосы должны быть более проницаемыми вблизи поверхности почвы и более плотными в верхней части.

Проведенные исследования показали, что правильно спроектированные насаждения снижают скорость умеренного ветра на расстоянии, в тридцать раз превышающем высоту насаждения, но за пределами 20-кратной высоты насаждения его защитное влияние весьма незначительно. Максимальное снижение скорости ветра обычно происходит с подветренной стороны на расстоянии, в 5 - 10 раз превышающем высоту защитной полосы, при условии, что защитная полоса частично проницаема. При высоте полезащитной полосы в 20 м территория, которая эффективно защищена, простирается не далее 400 м по направлению ветра.

Вообще говоря, чем плотнее полезащитная полоса, тем больше снижается скорость ветра; однако, когда полоса слишком плотная, это может привести к созданию условий, сходных с теми, которые возникают при каменной стене или сплошном заборе. Для того, чтобы турбулентность была минимальной, полоса должна быть наполовину проницаемой; наилучшие условия создаются в тех случаях, когда защитная полоса в верхней части проницаема для ветра на 50 — 25%, а в самой нижней — на 75 — 50%.

Желательно также, чтобы полоса в поперечном сечении имела форму скорее треугольника, чем прямоугольника, т. е. чтобы самые высокие деревья находились в центре, а низкие деревья и кустарники были расположены с обеих сторон от них. Чтобы создать плотную полезащитную полосу, необходимо сажать несколько рядов деревьев, но нельзя забывать, что широкая полоса занимает часть защищаемой от ветра территории. Поэтому защитные полосы должны быть настолько узкими, насколько это совместимо с требующейся плотностью. В условиях хозяйств, расположенных в открытых ветру холмистых и горных местностях, обычно необходимо сажать широкие защитные полосы, так как может случиться, что деревья не будут достаточно ветвистыми и высокими, чтобы представлять какую-либо ценность в качестве защиты. Более узкие защитные полосы можно создавать на равнинах, где деревья растут гораздо лучше. Несколько параллельно посаженных полос будут оказывать нарастающее защитное влияние. Для полной эффективности полезащитные полосы следует закладывать под прямым углом к направлению господствующих ветров, иначе защищаемая площадь будет значительно меньшей. Это вызвано тем, что площадь, защищаемая полосой, имеет в общем форму треугольника, основанием которого является защитная полоса. Размер защищаемого треугольного пространства зависит от угла, под которым ветер поступает в защитную полосу, и, конечно, пространство будет наибольшим, когда полоса расположена перпендикулярно направлению ветра. Ветер не всегда дует в одном и том же направлении, так что если создается только одна полезащитная полоса, то она должна быть длинной и изогнутой, а не прямолинейной.

Если полезащитная полоса по каким-либо причинам должна быть прямолинейной, например проходить вдоль существующей изгороди, целесообразно оба конца полосы несколько расширить, выдвинув их под углом в направлении господствующих ветров. Часто бывает целесообразно посадить несколько полос, защищающих определенное пространство и расположенных так, чтобы преградить путь наиболее опасным для культур ветрам. Полосы должны перекрывать одна другую для того, чтобы уменьшить опасность возникновения поперечных воздушных потоков, вызывающих местное усиление «сквозных» течений. Особенно важно избежать таких сквозных течений, когда защитные полосы используются для укрытия скота. Конечно, следует учитывать, что вышеуказанные моменты могут в значительной степени изменяться в зависимости от местных условий, таких, как очертания участка, и их нужно рассматривать лишь как общие положения. в предупреждения снеголома деревьев и кустарников и поддержания хорошего санитарного состояния.

Наряду с этими основными требованиями не следует забывать и такие задачи, как улучшение формы стволов, увеличение общего запаса древесины и размера промежуточного пользования.

Многие полезащитные лесные полосы создавались без надлежащего учета агрономических требований и биологических особенностей, поэтому они менее устойчивы и агрономически менее эффективны. Так, в ранее созданных лесных полосах при чередовании дуба в ряду с быстрорастущими древесными породами (акацией белой, кленом ясенелистным, вязом перистоветвистым и другими породами) дуб угнетается и плохо растет, а полосы становятся непродуваемыми. Для устранения затенения и угнетения дуба быстрорастущими породами и придания полосам соответствующей конструкции необходимо проведение своевременных рубок ухода.

Влияние ветроломных полос на температуру приземных слоев воздуха. Режим температуры в приземных слоях воздуха на полях, защищенных ветроломными полосами, обусловлен в основном уменьшением скорости ветра и турбулентного обмена. Ухудшение условий теплообмена приводит к тому, что в дневные часы температура воздуха в межполосных полях выше, а в ночные часы ниже, чем в открытой степи.

В зоне затишья у полос непродуваемой конструкции температура повышается на 1—3° С, а иногда и больше, за полосами ажурной конструкции — на меньшую величину — 0,5—1°, за продуваемыми полосами повышения температуры почти не наблюдается. Отепляющее значение полос может быть положительным в начальный период вегетации сельскохозяйственных растений или ' при выращивании теплолюбивых культур. В жаркую погоду повышение температуры, наоборот, становится отрицательным, так как может вызвать запал растений.

В зоне восстановления структуры ветрового потока в связи с повышенным здесь турбулентным обменом наблюдается понижение температуры в пределах до 2° С.

Ночью температура в зоне затишья ввиду ослабления воздухообмена, наоборот, понижается, что может вызвать усиление заморозков, особенно за полосами непродуваемой конструкции, расположенными перпендикулярно склону (подпруживание и застой стекающего по склону холодного воздуха). За полосами ажурной конструкции понижение температуры ночью выражено значительно слабее, а за продуваемыми—не наблюдается.

Влияние полос на температурный режим во многом зависит от погодных условий и характера подстилающей поверхности межполосных полей. Так, при суховейном типе погоды и наличии в почве запасов усвояемой влаги на полях, занятых сельскохозяйственными культурами, в дневное время в зоне затишья возможно понижение температуры на 1,5—2° С, что объясняется повышенной транспирацией травостоя, более мощно развитого вблизи полос. В этом случае затраты тепла на транспирацию перекрывают действие уменьшенного турбулентного обмена.

Влияние ветроломных полос на влажность воздуха.Влияние полос на влажность воздуха находится в прямой зависимости от их влияния на скорость ветра, турбулентный обмен и температуру. В зонах понижения скоростей ветра и турбулентного обмена, в связи с концентрацией здесь паров воды при транспирации растениями и испарении с поверхности почвы, относительная влажность воз­духа выше, чем в открытой степи, в пределах 1—5%, и абсолютная— на 0,2—1,0 мм. В суховейные дни относительная влажность увели­чивается до 8 —10%, а абсолютная—до 1,5 мм. В зоне повышенного турбулентного обмена возможно понижение влажности воздуха на 1—3%. В среднем относительная влажность на межполосном уча­стке повышается на 2 — 3% и абсолютная — на 0,5 — 1 мм.

Влияние ветроломных полос на испаряемость.Влияние лесных полос на испаряемость является одним из важнейших показателей, характеризующих их значение Оно связано с влиянием полос на скорость ветра, турбулентный обмен, температуру и влажность воздуха.

Влияние лесных полос на снижение испарения в период суховейной погоды повышается с увеличением скорости ветра в степи. Снижение испаряемости с наветренной стороны лесной полосы становится заметным на расстоянии около 4—5 ее высот, достигая у самой опушки полосы снижения в пределах 35—45%. С подветренной стороны испаряемость снижается в 2,5—3 раза, и по мере удаления от полосы снижение стано­вится меньшим, но еще заметно на расстоянии 30—40 высот полосы. Влияние ветроломных полос на транспирацию сельскохозяйственных растений. Резкое повышение транспирации при понижении ее продуктивности в суховейную погоду вредно для растений, поэтому влияние лесных полос на транспирацию является важным показателем их значения. Опыты с вегетационными сосудами показали, что продуктивность транспи­рации, определяемая количеством органического веще­ства в граммах, которое образуется на 1 кг испарившейся воды, находится в прямой зависимости от скорости ветра и турбулентного обмена. Снижение продуктивности транспирации на расстоянии 150—155 м соответствует зоне восстановления структуры ветрового потока.

Влияние ветроломных полос на снегораспределение. Влияние лесных полос на снегораспределение соответствует их влиянию на изменение скоростей ветра.

Непродуваемые полосы вызывают резкое снижение скоростей ветра, поэтому при широких полосах снег откладывается в виде крутого снежного вала в самой полосе или, при узких полосах, сугроб выходит за ее пределы с подветренной стороны, также отлагаясь в виде высокого снежного вала. В связи с различным направлением ветров, в том числе прямо противоположным, отложение снежных сугробов происходит с обеих сторон непродуваемых полос. Высота основного сугроба может достигать 3 м и более с короткими шлейфами длиной 40—50 м. Подобное накопление снега в виде боль­ших сугробов нежелательно, так как приводит к неравномерному увлажнению почвы на территории между полосами и к неодновременному снеготаянию. Последнее затрудняет производство весенних сельскохозяйственных работ. Кроме того, как уже отмечалось выше, за непродуваемыми полосами на расстоянии около 7 высот образуется зона повышенного турбулентного обмена, в которой возможно выдувание снега и даже почвы.

Под влиянием ажурных полос снег откладывается в виде длинных пологих сугробов, наибольшая высота которых приурочена или к зоне минимальных скоростей ветра, или смещена ближе к полосе. Чем больше степень ажурности, сильнее ветры и направление их ближе к перпендикулярному по отношению к полосе, тем дальше от полосы отлагается снежный вал. Длина снежных шлейфов достигает 100—120 м, высота вала обычно не превышает 1,5 м.

Продуваемые полосы ввиду значительной скорости ветра при прохождении его через полосу обеспечивают еще более равномерное снегораспределение, не вызывая больших накоплений снега вблизи полосы.

Высота снежного вала редко превышает 1 м, а длина шлейфов достигает 150—200 м. Отложение снега вблизи продуваемых полос возможно при косых ветрах с небольшой скоростью. При сильных ветрах перпендикулярного к полосе направления, наоборот, происходит выдувание снега из-под полога полосы, что создает неблагоприятные условия для роста древесных пород.

Аллейные полосы наиболее равномерно распределяют снег, но, подобно продуваемым полосам, непосредственно вблизи них при сильных ветрах перпендикулярного направления наблюдается выдувание снега.

Влияние ветроломных полос на промерзание и оттаивание почвы, влажность почвы и поверхностный сток. Уменьшая скорость ветра, ветроломные полосы предупреждают перевевание снега. Он откладывается более мощным и рыхлым слоем, что обусловливает уменьшение глубины промерзания почвы. Этому же способствует измене­ние микроклимата под влиянием лесных полос.

Разница в глубине промерзания почвы в отдельные годы неоди­накова. Она зависит от мощности снегового покрова, соотношения между временем выпадения снега и наступлением сильных морозов, наличия и интенсивности оттепелей и других причин. Однако во все годы глубина промерзания почвы под защитой ветроломных полос меньше, чем в открытом поле. Благодаря этому сельскохозяйственные культуры под защитой полос менее подвержены вымерза­нию, что весьма важно для выращивания теплолюбивых культур и для районов с низкими температурами зимнего периода.

Большая мощность и рыхлость снежного покрова и изменение ветроломными полосами микроклимата обусловливают более медленное таяние снега в весенний период. Разница во времени полного снеготаяния по сравнению с открытыми полями достигает 5—7 дней. В связи с меньшей глубиной промерзания и замедленным весенним снеготаянием под защитой лесных полос почва оттаивает раньше, чем в открытом поле. Оттаивание замерзшего слоя почвы происхо­дит снизу и сверху. Снизу почва начинает оттаивать еще под снегом. Сверху оттаивание начинается обычно после схода снега. Чем более мощный снеговой покров, тем интенсивнее оттаивание почвы снизу, поэтому при появлении проталин почва на них оказывается полностью оттаявшей и способной поглощать талые воды.

На открытых полях с маломощным снежным покровом оттаивание почвы снизу происходит медленнее, и полное оттаивание почвы задерживается до тех пор, пока сойдет снег и почва достаточно прогреется сверху. Благодаря этому почва на полях с ветроломными полосами поглощает на 10—30% влаги больше, чем почва открытых полей. Большему поглощению влаги способствует также более редкое появление на почве ледяной корки, которая часто образуется во время оттепелей в лесостепной и степной зонах.

В результате после весеннего снеготаяния запасы влаги в почве на полях, находящихся под защитой лесных полос, значительно больше, чем в открытой степи. Максимальная влажность обычно наблюдается под лесной полосой и в зоне наибольшей мощности снежного покрова, где она превышает влажность открытых полей на 5—6%.

Благодаря лучшей влагообеспеченности и улучшению других условий роста под защитой полос образуется мощный травостой расходующий влаги больше, чем менее мощный травостой в открытой степи. Несмотря на это даже в конце лета влажность почвы на полях под защитой полос обычно несколько выше, что объясняется более полным поглощением летних осадков и пониженным испарением с поверхности почвы, чем в открытой степи.

Талые воды, которые не поглощаются почвой, стекают вниз по склонам в виде вод поверхностного стока. Количество их при наличии лесных полос уменьшается не только за счет большего погло­щения почвой на полях, но и за счет интенсивного поглощения почвой под лесными полосами, так как она имеет более высокую водопроницаемость и оттаивает, как правило, еще при наличии снежного покрова. Чем ближе направление полос совпадает с горизонталями и чем плотнее полосы, тем они больше поглощают вод поверхностного стока. Уменьшение количества вод поверхностного стока и увеличение времени снеготаяния обусловливают меньший смыв и размыв почвы на склонах и гидрографической сети. Большее поглощение атмосферных осадков заметно повышает весенний уровень грунтовых вод, особенно под лесными полосами и вблизи их и увеличивает внутриматериковый влагооборот.

Влияние ветроломных полос на урожайность сельскохозяйственных культур. Основным показателем значения ветроломных полезащитных лесных полос является их влияние на урожайность сель­скохозяйственных культур. За 150 лет защитного лесонасаждения накопился большой материал, свидетельствующий о том, что ветроломные полосы положительно влияют на повышение урожайности всех сельскохозяйственных культур на территории от тундры до пустыни.

Влияние ветроломных полос на микроклимат зависит от их строения (конструкции), обусловливающей различный характер их ветропроницаемости и, как следствие, различ­ный характер влияния на снижение скоростей ветра и уменьшение вертикального воздухообмена на межполосных полях.

Различают три основных конструкции ветроломных полос: непродуваемую (плотную), ажурную и продуваемую.

Полоса непродуваемой конструкции в облиственном состоянии не имеет просветов по всему вертикальному продольному профилю: это трехъярусная, довольно широкая, густая плотная полоса, сквозь которую ветер почти не проникает и обтекает ее сверху.

Непродуваемые конструкции образуют широкие (9—16-рядные) и узкие (с подлеском) лесные полосы. Такие полосы имеют ряд существенных недостатков; они накапливают внутри насаждений и у опушек большие сугробы снега, высота которых достигает трех метров и более. В связи с этим на полях, вблизи лесных полос, задерживаются на 2—3 недели весенние полевые работы, наблюдаются случаи вымокания озимых хлебов, а деревья в полосах часто страдают от снеголома. В целях повышения эффективности, улучшения роста и устойчивости лесных полос рекомендуется при помощи рубок и других мер ухода с учетом различных природных условий из непродуваемых лесных полос формировать полосы более эффективной конструкции.

Ажурная полоса — трехъярусная, но менее плотная, чем непродуваемая: она имеет просветы, более или менее равномерно распределенные по всему продольному профилю. Часть ветрового потока проходит сквозь полосу, часть обтекает ее сверху.

Продуваемая полоса —это насаждение из древесных пород без подлеска ил и с низкорослым подлеском, высотой не свыше 1 м. В нижней части, между почвой и кронами деревьев, она имеет крупные просветы высотой 1,5—2 м, через которые ветер проникает свободно. В верхней части — в области крон деревьев — полоса почти ветронепроницаемая. Часть ветрового потока Проходит в нижней части полосы, другая часть обтекает ее сверху.

Они равномерно снижают скорость ветра на межполосных полях и существеннее улучшают микроклимат, не образуют больших сугробов снега, что способствует более равномерному увлажнению почв межполосных пространств. В конечном итоге такие полосы в большей мере увеличивают урожайность сельскохозяйственных культур.

Влияние ветроломных полезащитных полос на микроклимат и скорость ветра. Размер и характер снижения скоростей ветра под влиянием полос различных конструкций неодинаковы.

При непродуваемой полосе ветер начинает снижать скорость, еще не доходя полосы, на расстоянии около 5—8 ее высот. В самой полосе скорость ветра резко падает и с заветренной стороны, а у широких плотных полос уже в самой полосе наблюдается почти полное затишье. Затем по мере удаления от полосы скорость ветра довольно, быстро нарастает и примерно на расстоянии 20—25 высот приближается к скорости ветра на открытом месте.

При ажурной полосе скорость ветра перед полосой снижается меньше, чем перед непродуваемой. Сразу за полосой с подветренной стороны скорость ветра в зависимости от степени ее ажурности снижается до 40—70%. По мере удаления от полосы скорость ветра сначала продолжает снижаться, а затем снова возрастает, но нарастание скорости происходит медленнее, чем за непродуваемой полосой, и на расстоянии 30 высот еще не достигает скорости ветра в открытой степи. Зона минимальных скоростей за ажурной полосой находится на расстоянии 3—4 ее высот. Скорость ветра снижается до 15—40% от скорости на открытом месте.

При продуваемой полосе, в отличие от ажурной, скорость ветра в самой полосе и сразу за ней примерно равна скорости ветра на открытом месте или может даже превышать ее, так как воздушный поток, проходя между кронами и почвой, испытывает сжатие. По мере удаления от продуваемой полосы скорость ветра, так же как и при ажурной полосе, сначала снижается, а затем возрастает, зона минимальных скоростей находится дальше — в пределах 3—8 высот полосы: она снижается до 30—50% от скорости ветра на открытом месте, т. е. снижение скорости ветра не достигает таких размеров, как при ажурной полосе.

 
 

Абсолютные значения скоростей ветра и соотношение степеней снижения их полосами различной конструкции могут иметь значительные колебания в зависимости от силы ветра, структуры самой полосы, степени ее продуваемости и других факторов, но характер снижения скоростей ветра полосами различной конструкции остается постоянным.

При отклонении направления ветра по отношению к полосе на угол до 30° изменений влияния полос на снижение скорости ветра почти не наблюдается. При дальнейшем увеличении угла отклонения уменьшается дальность влияния полос на снижение скорости, ветра, возникают воздушные потоки, направленные вдоль полосы. Резко снижается эффективность полос при отклонении направления ветра от перпендикулярного на угол больше 45°.

Наблюдения над изменением скоростей ветра у полос в безлиственном состоянии показали, что указанная выше закономерность для полос различных конструкций сохраняется, но абсолютное снижение скоростей ветра меньше, чем у этих же полос с листвой.

Наряду с наличием типичных полос указанных выше трех конструкций, могут быть полосы, имеющие признаки, присущие полосам разных конструкций, занимающие между ними как бы промежуточное положение. К ним относятся, например, аллейные полосы из лиственных древесных пород, которые, как правило, в нижней части продуваемые, а наверху — в области крон — ажурные. Их влияние на микроклимат изучено недостаточно, и при полезащитном лесонасаждении аллейные полосы почти не создаются, однако имеющийся небольшой опыт их создания и данные о характере их ветрозащиты позволяют предполагать, что аллейные полосы имеют небольшое значение для регулирования снегоотложения и уменьшения силы холодных и метелевых ветров.

Наиболее эффективными являются полезащитные лесные полосы продуваемой, ажурно-продуваемой конструкций. К менее эффективным относятся ажурные лесные полосы и непродуваемой (плотной конструкции. Характерные особенности таких конструкций приведены в таблице.

 

 

Особенности конструкций лесных полос

 

Конструкции лесных полос Характеристика вертикального профиля по просветам при полном облиствении деревьев и кустарников. Площадь просветов
между стволами в кронах
Плотные (непродуваемые) без просветов по всему профилю
Ажурные Среднее количество просветов по всему профилю 25-35 25-35
Ажурно-продуваемые Много просветов между стволами и среднее в кронах 60-70 25-35
Продуваемые Много просветов между стволами и мало в кронах 60-70 до 15

 

Конструкцию лесной полосы можно установить глазомерно, по наличию просветов в вертикальном профиле, а еще лучше с помощью анемометров по ветропроницаемости.

К непродуваемым лесным полосам относятся такие лесные полосы, которые не имеют просветов, заметных на глаз. В состоянии облиствения они представляют сплошную зеленую стену

У ажурных полос сквозные просветы более или менее равномерно распределены по всему профилю

Кроны ажурно-продуваемых полос с небольшими просветами, а продуваемых - без просветов В продуваемых и ажурно-продуваемых лесных полосах в нижней части защитную роль играют только стволы деревьев.

Принимая во внимание, что различные конструкции по разному влияют на ветровой режим и снегораспределение, рекомендуется создавать лесные полосы:

ажурно-продуваемые и продуваемые — в районах с холодной и снежной зимой, где при других конструкциях в полосах собираются большие сугробы снега;

продуваемые — в районах с умеренно холодной и умеренно мягкой зимой

ажурные и продуваемые — в районах с мягкой зимой, непостоянным снежным покровом и часто страдающих от пыльных бурь.

В зависимости от густоты посадки, породного состава, возраста, состояния и основного назначения полезащитных лесных полос лесоводственные меры ухода в них имеют свои особенности.

 

Влияние ветроломных полос на характер движения и структуру воздушного потока. Благодаря трению воздушного потока о неровности почвы его равномерное поступательное движение нарушается. Изменяется и структура потока, так как возникают вихревые движения. При этом увеличивается турбулентный обмен, вызывающий резкое увеличение испарения с поверхности почвы и в целом влияющий отрицательно для растений на микроклимат, складывающийся в приземных слоях воздуха.

Лесные полосы также оказывают большое влияние на нарушение вихревой структуры ветрового потока. Полосы различных конструкций формируют под своей защитой зоны с различным турбулентным обменом, в соответствии с которым на межполосных территориях складывается различный микроклимат. Под влиянием ветроломных полос крупные вихри разбиваются на мелкие, что приводит к уменьшению вертикального воздухообмена. По мере удаления от полосы структура ветрового потока начинает восстанавливаться.

За полосой непродуваемой конструкции структура ветрового потока восстанавливается на расстоянии 5—7 ее высот. За ажурной полосой структура потока восстанавливается дальше — на расстоянии 13—16 высот. Это объясняется тем, что при непродуваемой конструкции воздушный поток в основном переваливает через нее, и нарушение структуры потока происходит благодаря трению только о вершины деревьев. При ажурной конструкции у части ветрового потока, проходящей через полосу, благодаря трению о кроны деревьев и кустарников нарушение структуры выражено в значительно большей степени.

В месте восстановления структуры ветрового потока находится зона повышенного турбулентного обмена воздуха. В этой зоне наблюдается выдувание снега, повышенное испарение и в целом ухудшение микроклиматических условий и снижение урожайности сельскохозяйственных культур.

За непродуваемыми полосами отмечается широкая зона активного выдувания снега, вплоть до выдувания частиц почвы, а за ажурными — узкая, слабо выраженная зона выдувания. Под защитой полос продуваемых и аллейных выдувание снега не отмечено.

Согласно исследованиям ряда авторов, влияние обли­ственной лесополосы непродуваемой конструкции на ско­рость ветрового потока в приземном слое (1 м) распрост­раняется на расстояние, в 40 раз превышающее среднюю высоту (Н) насаждения в полосе, т. е. составляет 40 Н, ажурной — до 45 Н, продуваемой — до 50 Н. Зона наибо­лее эффективного действия конструкции полосы, где ско­рость ветра уменьшается на 70% и более, распространяется у непродуваемой полосы на 15 Н, у ажурной — на 20 Н, у продуваемой — на 25 Н.

Со стороны движения ветра, т. е. с наветренной сторо­ны, защитное влияние лесных полос всех конструкций ска­зывается в зоне, не превышающей 10—15 Н, а эффектив­ная защита — в зоне не более 5 Н.

Абсолютное значение скорости ветра и соотношение степеней снижения ее лесными полосами разной конструк­ции могут колебаться в зависимости от силы ветра, струк­туры полосы, степени ее продуваемости и от других фак­торов, но характер снижения ветра полосами разных кон­струкций остается постоянным.

У обезлиственных лесных полос непродуваемой конст­рукции ветрозащита снижается в 1,5, а у ажурных и про­дуваемых — в 2 раза по сравнению с таковой у полос в облиственном состоянии.

Наибольшее ветрозащитное влияние оказывают полосы при перпендикулярном их расположении к направлению ветра. Дальность влияния полос при отклонении ветра до 30° почти не снижается, при отклонении же больше чем на 45° снижается резко.

 

 

 
 

В результате снижения скорости ветра и ослабления турбулентного обмена воздуха в приземном слое под дей­ствием лесных полос изменяется температура воздуха. Причем характер этих изменений зависит в основном от конструкций лесных полос, а также от погоды и времени суток. В пасмурные дни температура воздуха на межпо­лосных полях не отличается от таковой в открытой местности. В ясную, безветренную погоду она в зоне влияния полос непродуваемой конструкции значительно выше, чем в открытом поле, а вблизи опушек различие может достигать 6°С. На полях среди полос ажурной конструкции температура воздуха днем воз­растает не более чем на 1 °С. Продуваемые же полосы почти не влияют на температурный режим.

От скорости ветра, его турбулентного обмена и темпе­ратуры зависит влажность приземного слоя воздуха. Так как скорость ветра и турбулентность воздуха под воздей­ствием лесных полос снижаются, то на межполосных полях она всегда на 10—12% выше, чем на открытом месте, а во время суховеев возрастает еще в 1,5—2 раза. Дальность влияния ажурных и продуваемых полос на относительную влажность воздуха равна 25 Н, а плотных — 20 Н.

В прямой зависимости от степени влияния лесных полос разных конструкций на ветер находится испарение с от­крытой водной поверхности, определяющее баланс влаги в окружающей среде. Так, отношение осадков к испаряе­мости в открытой степи составляет 0,6, а на участках с лес­ными полосами — 0,9.

Лесные полосы оказывают большое влияние и на снегораспределение. Так, внутри непродуваемых полос и в не­посредственной близости от них собираются сугробы снега высотой 2—3 м и более. Под влиянием ажурных полос снег откладывается в виде длинных пологих сугробов. На полях с лесными полосами продуваемой конструкции он распре­деляется сравнительно равномерно. Следовательно, лесные полосы непродуваемой конструкции могут применяться для защиты путей транспорта и других объектов от снеж­ных заносов. Для полезащитного лесоразведения наиболее приемлемы полосы продуваемой и ажурной конструкций, причем в районах с холодной и снежной зимой, а также с оттепелями лучший эффект дают продуваемые лесные полосы.

Количество и характер распределения снега на полях в значительной мере определяют глубину промерзания и процесс оттаивания почвы. Почва под снегом промерзает на меньшую глубину, а весной раньше оттаивает, причем интенсивнее в местах, где откладывается более мощный снеговой покров — здесь она полностью оттаивает к моменту появления проталин и быстрее поглощает талые воды. Оттаивание почвы происходит снизу вверх.

Защитные лесные насаждения предотвращают снос снега с полей, препятствуют глубокому промерзанию и зимнему иссушению почв, уменьшают поверхностный сток талых вод на 30—50% и способствуют лучшей их инфиль­трации. В связи с этим запасы почвенной влаги в межпо­лосных пространствах всегда выше, чем на открытых по­лях. Г. П. Сурмач (1971) отмечает, что величина поглоще­ния талых вод под защитными насаждениями колеблется на черноземах от 300 до 500 мм, на каштановых почвах — от 150 до 300 мм. Это в 5—10 раз больше величины погло­щения воды на пашне, особенно на уплотненной.

П. С. Захаров с соавторами (1974) установил, что правильно размещенные лесные полосы существенно снижают сток вод и смыв поверхностных слоев почвы как в период весеннего снеготаяния, так и при ливневых осадках. Со­гласно его данным, величина стока вод на полях, окружен­ных лесными полосами, на 20—30% ниже, а смыв почвы в 4—6 раз меньше, чем на открытых полях. Лесные полосы, задерживая поверхностный сток, не только повышают влажность почвы, но и увеличивают запасы грунтовых вод.

Кроме того, лесные полосы поставляют в почву органи­ческое вещество в виде спада и отмерших корневых сис­тем и тем самым повышают ее плодородие как под поло­гом, так и на защищенных ими полях. К примеру, по дан­ным П. В. Вершинина и И. Б. Ревута (1953), в Каменной степи в почвах, защищенных лесными полосами, содержа­ние гумуса на глубине до 85 см ежегодно увеличивается на 0,27%. Накопление гумуса на облесенных полях проис­ходит во всех основных типах почв лесостепи, особенно в дерново-подзолистых (менее интенсивно — на чернозе­мах) . На облесенных полях происходит и улучшение каче­ственного состава гумуса, повышение в нем суммы погло­щенных оснований, содержания подвижных форм азота; фосфора и калия.

Под влиянием лесных насаждений снижается объемная масса и возрастает общая порозность и связность почвы, улучшается ее влагоемкость и водопроницаемость, что резко уменьшает или полностью предотвращает поверх­ностный сток воды. В этом прежде всего заключается противоэрозионная роль леса.

Весьма большое значение в борьбе с водной эрозией почв имеет лесная подстилка. Она, обладая большой влагоемкостью и значительной шероховатостью, уменьшает скорость течения воды и интенсивно поглощает ее. По дан­ным Г. А. Харитонова (1963), лесная подстилка под липой способна удерживать воды в 4,6 раза больше своей массы, под лещиной — в 4,1, под лиственницей — в 3,1, под бере­зой — в 2,7, под дубом — в 2,4, под сосной — в 0,9 раза. Исследования М. И. Калинина и В. И. Мулека (1974) показали, что противоэрозионная устойчивость почвы зна­чительно повышается также в результате скрепления ее корневыми системами древесной и травянистой раститель­ности.

Огромно значение лесных полос в защите почв от вет­ровой эрозии. Они, снижая скорость ветра, предохраняют сельскохозяйственные культуры от выдувания и засыпания мелкоземом.

Защитные лесные насаждения положительно влияют и на транспирацию растений. Интенсивность ее у сельско­хозяйственных культур на защищенных лесными полосами полях значительно падает, что способствует более эконом­ному расходованию почвенной влаги.

Лесные полосы, улучшая микроклимат, а также пище­вой, воздушный и водный режимы почвы, создают благо­приятные условия для роста и развития сельскохозяйствен­ных культур. По данным многих авторов, урожайность основных зерновых культур в зоне влияния лесных полос повышается на 20—40%, овощных — на 45—60%, сеяных трав — в 2 раза. Прибавка урожая может зависеть от вы­соты и конструкции полос, расстояния между ними и от других факторов. Так, Г. И. Матякин (1952) установил, что при средней высоте лесных полос 3—4 м урожайность увеличивается на 17%, при высоте 7 м — на 33%, свыше 10 м —на 36%.

В Поволжье в 1957—1962 гг. прибавка урожая яровой пшеницы под защитой лесных полос ажурной конструкции составила 16%, а под защитой продуваемых полос — 39%. В очень засушливые годы урожай на защищенных лесными полосами полях, бывает в 1,5—3 раза больше, чем на неза­щищенных. Анализируя результаты многочисленных ис­следований, М. И. Калинин (1982) приходит к заключению, что в условиях, где решающее агромелиоративное значение имеет изменение ветрового режима, более эффективны полосы ажурной (для степи и сухой степи) и продуваемой (для лесостепи и степи) конструкции.

Согласно данным А..А. Сенкевича (1964), урожайность на полях, окаймленных со всех четырех сторон лесными полосами, в 6 раз выше, чем на полях, защищенных с одной стороны; а на межполосных клетках площадью в 100 га в 1,5 раза больше, чем на полях размером 200 га, окаймленных лесными полосами.

Существенную прибавку урожая сельскохозяйственных культур лесные полосы обеспечивают в комплексе с оро­шением. По данным Г. И. Воробьева (1977), прибавка уро­жая хлопчатника в 1974 г. в ряде хозяйств Узбекской ССР составила 3,6—11 ц/га (15—55%) по сравнению с откры­тыми полями.

Велико и экологическое значение защитного лесоразве­дения, поскольку полосные насаждения играют санитарно-гигиеническую роль — они регулируют ветер, температуру, относительную влажность воздуха, создают благоприят­ную для здоровья человека зону, предохраняют атмосферу от загрязнения пылью (на деревьях и кустарниках оседает до 72% взвешенных в воздухе частиц пыли), вредными газами (осаждают на себе до 60% сернистого газа) и ра­диацией, фильтруют воздух, уменьшают шумы, служат мощным ионизатором воздуха (обеспечивают атмосферу биологически активным кислородом), поглощают углерод, выделяют чистый кислород. Один гектар лесных насажде­ний выделяет столько кислорода, сколько требуется для дыхания 200 человек. Кроме того, зеленые насаждения выделяют в атмосферу фитонциды, очищающие воздух от бактерий и других вредных микроорганизмов, предотвра­щают загрязнение водных источников химическими веще­ствами (минеральными удобрениями и пестицидами), по­ступающими с обработанных химикатами площадей, а также от опасных для жизни человека и животных микро­бов. Как отмечают Л. И. Ильев и Р. Н. Гордиенко (1980), защитные лесные насаждения — одна из рациональных форм использования земли, обеспечивающая вовлечение в хозяйственный оборот малопродуцирующих земель, оказы­вающая положительное влияние на окружающую террито­рию и создающая благоприятные условия для повышения эффективности общественного производства.


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Назначение защитных насаждений. | Защита сельхозполей на осушенных землях и выработанных торфяниках.




Дата добавления: 2019-10-16; просмотров: 175; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2020 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.018 сек.