АНАЛИЗ ПРИЧИН ДЕГРАДАЦИИ И УСТОЙЧИВОСТИ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЕ ЮГО-ВОСТОКА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Зяблицкая Анна Георгиевна

студентка 4 курса, географический факультет АлтГУ, г Барнаул

Е-mail: zajanna@mail.ru

Барышникова Ольга Николаевна

научный руководитель, к.г.н., доцент, географический факультет, АлтГУ, Барнаул

В летний сезон 2011 года проводилась инвентаризация лесных полос Косихинского района с целью разработки мероприятий по улучшению роста защитных лесных насаждений на землях сельскохозяйственного назначения и повышения их роли в защите сельскохозяйственных культур от засухи и суховеев, а почв – от эрозионных процессов. Автор статьи принимал активное участие в работе по оценке современного состояния  и площадей лесных насаждений.

Для каждой лесополосы отмечалась категория по назначению, конструкция, число рядов, высота, возраст по группам, порода деревьев, их сохранность, состояние по 3бальной шкале, антропогенное воздействие и естественное возобновление главной породы. В процессе исследования было установлено, что современная площадь защитных лесных насаждений Косихинского района составляет  334 га, что на 70 га меньше  существовавшей ранее площади , что составляет около 1.8 % от всей площади района. Всего в районе насчитывается 258 лесных полос. Наиболее распространены трехрядные хорошо продуваемые придорожные полосы. Они выполняют несколько функций, среди которых защита автодорог от бокового ветра; защита от снежных наносов; защита сельхозугодий и окружающей среды от вредных автомобильных выхлопов.

Известно, что при скорости ветра 9 м/сек, начинается отрыв частичек почвы от поверхностного слоя. При скорости ветра 15 м/сек — возможна пыльная буря. В районах сельскохозяйственного освоения именно лесополосы снижают его скорость ветра. Они, так же способствует задержанию снега на полях. Летом благодаря лесополосам повышается относительная влажность воздуха, снижается интенсивность испарения влаги растениями. Растения тратят больше влаги на образование семян, и в итоге растет урожайность — в среднем на 2,5 центнера с гектара [2].

Водорегулирующие лесополосы, как правило, 4‑5 рядные ажурной конструкции. Около15% от общего числа водорегулирующих лесополос были созданы на склонах крутизной более 2˚. На таких склонах  наблюдается интенсивный сток воды и водная эрозия. Эти процессы практически невозможно предотвратить агротехническими способами борьбы с эрозией. Наиболее эффективным методом до настоящего времени остается посадка искусственных насаждений, которые ориентированы перпендикулярно направлению стока. Под влиянием водорегулирующей лесополосы снег задерживается на полях и более равномерно распределяется по площади, поэтому, почвы меньше промерзают, быстрее оттаивают и больше поглощают талой воды.

Результаты полевых наблюдений показали, что 5‑6 рядные лесополосы находятся в наиболее устойчивом состоянии, так как кустарниковый ярус из вяза мелколистного и клена ясенелистного по краям, березы повислой во 2 и 4 ряду, тополь бальзамический в центре уменьшают освещенность у поверхности земли до 20 % по сравнению с незатененными участками, что создает оптимальные микроклиматические условия для лесных фитоценозов.  В целом, эталонных лесополос, продолжающих выполнять свои функции и способных возобновляться после засух, пожаров, не так уж и много.  И все они обладают общими свойствами структуры. К таким свойствам относится: значительное количество рядов, наличие кустарникового яруса, смешанный древостой. В качестве лесообразующей породы в них встречаются тополь и береза или сосна, лиственница и береза. Произрастание в лесополосах  деревьев с разной экологией делают лесополосу более устойчивой. Подрост как доминантных видов, так и растений кустарникового яруса хорошо выживает под пологом леса (рис.1).  Напочвенный покров создают разнообразные виды. Хорошее качество многорядных полос позволяет сделать  рекомендации для улучшения состояния искусственных лесных насаждений. Можно увеличить их площади за счет дополнительных рядов до 10, формировать ярус из сирени, вяза мелколистного, клена ясенелистного с южной стороны. Это будет способствовать накоплению снега, а значит и запасов влаги для тополя и березы. Тополь бальзамический следует располагать не более как по три ряда одновременно, чередуя их с другими породами. Это объясняется тем, что тополь представляет интразональную растительность долин рек, а на водораздельных поверхностях испытывает недостаток увлажнения. Низкая  влагообеспеченность при произрастании на бедных почвах, плохо развитая поверхностная корневая система тополя бальзамического [3, с 110] или сильная и длительная засуха приводит к суховершинности и гибели насаждений из него [1, с 23].

Рис.1 Многорядная водорегулирующая лесополоса. Фото автора 2011

В существующих лесных полосах тополь является преобладающей породой из-за того, что  хорошо переносит загазованность воздуха вдоль автомобильных дорог и  довольно морозоустойчив.  Он размножается черенками, растет очень быстро, иногда давая прирост до 1 м за сезон. Уже на третий, четвертый год после посадки на черноземных почвах он достигает высоты 4,5-5 м и начинает проявлять свое защитное действие.

Согласно исследованиям ученых [2], в западно-сибирской лесостепи максимальная продолжительность жизни березы и тополя не превышает 45–50 лет. Из-за относительно неблагоприятных условий высота лесополос не превышает 25 метров (рис.2).

Рис.2 Градация лесных полос Косихинского района Алтайского края по высоте

Для того чтобы получить скорый и максимальный эффект от лесополос и исключить отдаленные негативные последствия необходимо использовать для строительства лесных полос не два, а большее число видов деревьев, что позволит добиться  их лучшей сохранности (рис.3). В настоящее время все лесополосы Косихинского района по степени их сохранности можно разделить на 3 группы.

 К первой группе относятся лесополосы, в которых вершины деревьев засохли, они как правило, испытывают значительную антропогенную нагрузку. В них не происходит естественное возобновление (рис.4). Такие насаждения нуждаются в полной реконструкции.

Рис. 3 Современное состояние лесных полос в Косихинском районе Алтайского края

Рис. 4 Пример лесополосы, где  усохло 100 % вершин.  

Ко второй группе относятся лесополосы, находящиеся в удовлетворительном состоянии. В них наблюдается угнетение среднего ряда, сохранность древостоя составляет 50‑70 %, но отсутствует возобновление. Видимо в трехрядных посадках древостой центрального ряда всегда имеет меньший диаметр и высоту по сравнению с крайними рядами из-за дефицита влаги в почве. На относительно ровной поверхности больше влаги будет концентрироваться в западинах на полях, если лесополоса пересекает суффозионную западину, то наблюдается резкое увеличение высоты деревьев, диаметра ствола и размеров кроны в этом месте (рис.5).

Рис.5. Изменение высоты древостоя в зависимости от рельефа местности.

Фото автора 2011

Третью группу образуют лесные полосы, находящиеся в хорошем состоянии. В них наблюдается жизнеспособный подроста. Сохранность древостоя достигает 70 %).

Лесные полосы, относящиеся к последним двум группам составляют около 90% всех защитных лесных насаждений. На долю лесополос первой группы приходится лишь 10 %. К числу главных причин угнетенного состояния некоторых насаждений следует отнести антропогенное воздействие. Оно представлено беглыми пожарами с высотой подпалин на стволах до 0.5м. Подпалины отмечаются в 20 % случаев. Причинами таких пожаров являются осенне-весенние палы, которые не ограничиваются полями, а захватывают окружающие лесополосы, уничтожая в первую очередь подрост и кустарниковый ярус. Самовольные рубки снижают плотность посадки или образуют открытые пространства. К печальным последствиям приводит полная вырубка противоэрозионных лесополос на склоне. Даже за один сезон на склоне крутизной не более 10 градусов появились эрозионные борозды и наблюдается обширный плоскостной смыв.

Глубина внешнего воздействия зависит от экспозиции склона. Так на склоне южной экспозиции деревья угнетены, их высота не превышают 15м. На склоне северной экспозиции даже с подветренной стороны в лесополосе наблюдается естественное возобновление березы повислой.  При ориентировке лесополосы с запада на восток, высота и диаметр деревьев больше, чем на южной стороне.

Кроме прямого воздействия на ветер, распределение снега и поверхностного стока, при обработке данных дистанционного зондирования Земли теплового инфракрасного канала со спутника LANDSAT 7 ТМ выявлено влияние сети лесополос на микроклимат прилегающей территории – снижение температуры подстилающей поверхности в период вегетации. Это наглядно представлено на построенных изолинейных картограммах температуры поверхности земли замкнутыми изотермами на полях. Снижается амплитуда температур приповерхностного слоя: трехрядные лесополосы понижают максимальную температуру на 1‑2˚С, шестирядные на 5˚С, (рис.6) как и природные лесные массивы, что снижает испаряемость и способствует сохранению влаги в почвенном слое.

Рис.6. Изолинейная картограмма температуры подстилающей поверхности июня 2011 года в балочной лесостепи Алтайского края

Поскольку одна лесополоса менее устойчива чем сеть полезащитных лесных насаждений - увеличить площадь защитных буферных зон вдоль автомобильных дорог федерального значения, увеличить густоту полезащитных лесных насаждений в 2 раза. (через 700‑500метров) поперек преобладающих направлений ветров. Как правило в переходные сезоны года особенно часты штормовые ветры западной составляющей. В мае верхний почвенный горизонт ещё не закреплен растительностью и подвержен дефляции. Таким образом, ландшафтные и экосистемные особенности территории обусловливают современное состояние лесных полос и должны учитываться при разработке мероприятий по их реконструкции.

Список литературы:

1.Мушинская О. А. Биоэкологические особенности видов рода Populus L. в условиях степной зоны Южного Урала :на примере г. Оренбурга. – автореферат на соискание степени кандидата биологических наук. Оренбург. 2007. – 25 с.

2.Парамонов Е. Г "Алтайские поля останутся беззащитными" Алтапресс [Электронный ресурс] – Режим доступа - URL:http://altapress.ru/story/46512/ (дата обращения: 5.04.2012)

3.Федорова А. И., Шунелько Е. В., Михеева М. А. Причины суховершинности и усыхания пирамидальных тополей. - Воронежевестник ВГУ, серия: химия, биология, фармация, № 2, 2010, ‑ 106‑114 с.