Файл: Холупяк К.Л. Устройство противоэрозионных лесных насаждений.pdf

Этот фонд представлен разными видами защитных лесных на­ саждений, которые различаются по породному составу, месту и спо­ собу размещения на местности, ширине, конструкции, конфигура­ ции занимаемой ими территории и другим признакам.

К числу наиболее распространенных защитных лесных насаж­ дений относятся: полезащитные, прибровочные (прибалочные, при­ овражные) полосы, береговые, донные, придорожные, лесные на­ саждения, лесные массивы, лесные колки. Приведенный перечень следует дополнить горными почвозащитными и противоселевыми лесами, а также противодефляционными насаждениями на песках.

Чтобы лесные насаждения обладали высокой мелиорирующей способностью, т. е. могли ослаблять эродирующую энергию пото­ ков, защищать почву от эрозии и кольматировать смытую почву, они должны иметй хорошо развитую и постоянно действующую лесную среду. Наиболее благоприятные условия для ее образова­ ния создайтся в полноценных насаждениях, не расстроенных бес­ системной рубкой, интенсивным выпасом, уборкой подстилки и другими мероприятиями, нарушающими нормальный рост и раз­ витие лесной растительности. Высокая производительность и пол­ нота, миогоярусность насаждений, наличие густого, равномерно размещенного кустарника и подроста, хорошо развитый мертвый покров, лесной нано- и микрорельеф, наличие пустот и ореховатой структуры, типичных для лесной почвы, способствуют образованию лесной среды.

Лесная среда в искусственных лесах возникает не сразу. Период ее создания в зависимости от почвенно-климатических условий ко­ леблется от 15 до 25 лет. Это важное обстоятельство необходимо учитывать при осуществлении лесомелиоративных мероприятий. Весьма важным компонентом лесной среды является мертвый по­ кров, с о с т о я щ и й из опавших листьев, хвои, веток, сучьев, коры и остатков разложившихся древесных стволов. Он создает неров­ ности, увеличивает шероховатость, защищает почву от промёрзания, предохраняет пустоты и структурные промежутки от заиле­ ния, способствуя тем самым улучшению условий фильтрации воды.

Подстилка обладает высокой влагоемкостью и способна задер­ живать до 15—20 мм воды (Н. Ф. Созыкин, 1940). На обыкновен­ ных черноземах влагоемкость подстилки лиственных пород дости­ гает 213—429% (С. А. Коль, 1952).

Поверхность склонов под многолетними насаждениями обычно испещрена многочисленными углублениями, которые образовались на месте бывших пней и крупных корней деревьев. Такие впадины часто заканчиваются пустотами, замаскированными сверху 'рых- ■\лыми продуктами опада. Пустоты разветвляются вглубь и в сто­ фоны, создавая хорошо действующую вертикальную дренажную

систему не только в теплое, но и холодное время года.

Под защитой подстилки, лесной растительности и снега почва и подпочвенные горизонты, где размещены пустоты, часто остаются

в талом состоянии и поэтому способны поглощать большое коли­ чество воды. При наличии пустот высокая нифильтрационная спо­ собность почв сохраняется даже в условиях промерзания лесной почвы на значительную глубину. Этому способствует также гидро­ статическое давление, возникающее в результате образования стол­ бов воды в пустотах.

Выпирание грунта вокруг древесных стволов и выше поверх­ ностных корней создают в лесу многочисленные бугристые повы­ шения, которые наряду с впадинами способствуют расчленению потоков, изменению их направления,'уменьшению глубины и их скорости, а также образованию на склонах прудков подпорного типа и усилению фильтрации воды. В искусственных насаждениях значительную водорегулирующую роль играют посадочные ямы, борозды, разъемные впадины и другие формы искусственного нано- и микрорельефа. Емкость лесного микрорельефа при уклоне 0,01— 0,02 может достигать слоя 20 см (Н. Ф. Созыкни, 1955).

Особенно высоким водозадерживающим свойством обладает торфообразная масса полуразложившегося нижнего слоя под­ стилки. Часть воды удерживается в виде пленок между слипши­ мися листьями.

Подстилка должна обладать водозадерживающей и водопро­ пускной способностью. Рыхлость и водопроницаемость подстилки повышается, если в ее образовании, кроме лиственных, участвуют хвойные породы.

Для покрытия расхода на фильтрацию в лесу необходимы ливни интенсивностью 1—3 ммімин в течение двух часов. Такие ливни бывают только на юге СССР продолжительностью 5—10 мин (Дл Л. Арманд, 1961). Это значит, что практически нет ливней, которые не поглощались бы лесными почвами.

Многолетние лесные насаждения на обыкновенных черноземах (Каменная Степь) поглощают воду в количестве от 338 до 554 лім2,

в 20 раз больше, чём в поле (Г. Н. Басов, 1954; М. И. Львович, 1950).

Интенсивность впитывания воды в лесу зависит от почвенных условий. Для серых лесных почв слой инфильтрации в 9—10 раз меньше, чем для выщелоченных черноземов и темно-каштановых

На о.блесенных склонах сток не только проникает в подстилку, но и движется внутри ее. Такой внутриподстилочный сток в горных условиях составляет от 9,5 до 33% количества осадков (Н. И. Ро­ щин, 1938). Он способствует растеканию воды без деформации под­ стилки (К. Л. Холупяк, 1949).

В условиях высокой фильтрационной способности насаждения способствуют накапливанию запасов воды за счет полевого стока и постепенно тающего снега в сугробах. Так, уровень воды под на­

саждениями в Каменной Степи в период 1891—1952 гг. повысился на 1,9 м (Г. Ф. Басов, 1954).

Мелиоративные свойства лесных почв зависят от возраста, а также от породного состава и производительности насаждений. Чем выше бонитет леса, тем лучше физические свойства почвы: порозность, влагоемкость, воздухоемкость, фильтрация (Б. Д. Жил­ кин, 1957).

Насаждения, предназначенные для регулирования поверхност­ ного стока, должны иметь густой подлесок, который в 2—4 раза уменьшает его величину (А. М. Бурыкин, 1955).

Влияние лесной среды на потоки проявляется весьма разнооб­ разно. Прежде всего происходит их растекание, расчленение, рас­ пыление, увеличение ширины, уменьшение глубины и скорости, ослабление транспортирующей способности и эродирующей силы. Этому способствуют уменьшение расхода вследствие больших по­ терь на фильтрацию в подстилку, пустоты и почву, а также увели­ чение тормозящей роли шероховатости.

Лесная среда является мощным противоэрозионным фактором. Чтобы преодолеть ее сопротивление, поток должен обладать в 35— 40 раз большей энергией размыва, чем на пашне (В. Н. Лидов, Е. М. Николаевская, Е. Д. Сабо, 1957). Смыв с обнаженной почвы при одинаковой крутизне склонов в 33,1 тыс. раз интенсивнее, а по­ тери воды в 491 раз больше, чем в лесу (X. Беннет, 1958). Это, наряду с уже отмеченными свойствами, ставит лесомелиоративный фонд на первое место по своему стокорегулирующему и почвоза­ щитному значению.

Уменьшение расхода и скорости потока, наличие мелких впа­ дин, а также подпорные явления в лесу создают благоприятные условия для аккумуляции смытой почвы и растительных остатков, поступающих с полей. Основная масса твердого стока, поступаю­ щего с полей, задерживается лесом на протяжении первых 6— 15 м (Ф. Н. Короткевич, 1940; Г. А. Харитонов, 1954; А. М‘. Буры­ кин, 1955).

Кольматирующая способность леса в значительной мере зависит от водопроницаемости лесной почвы. Чем больше потери воды на фильтрацию, тем скорее и больше откладывается ила. Заиление подстилки и многочисленных пустот и понижений приводит к рез­ кому снижению фильтрационной и кольматирующей способности. Следует отметить, что кольматаж смытой почвы не может быть бесконечным. Под влиянием аккумуляции происходит образование' новых элементов микрорельефа, изменяющих условия поступления и распределения стока в лесу.

ЛУГОМЕЛИОРАТИВНЫЙ ФОНД

' К этому фонду относятся участки земли, покрытые естественной луговой растительностью, защищающей почву от эрозии. Такие за­ луженные участки могут иметь форму полос (закрайки вдоль опу­ шек лесных насаждений, границ балок и оврагов, обочины дорог,

П

буферные полосы и т. п.) или участков различной величины и кон­ фигурации (залуженные склоны, берега и дно гидрографической сети).

Травянистая растительность скрепляет корнями почву, увеличи­ вая ее противоэрозионную устойчивость, защищает ее от ударов капель дождя, прикрывает стеблями стенки и дно русла, распыляет ручейки и потоки, уменьшая тем самым скорость их течения, спо­ собствует кольматажу продуктов эрозии, задерживает часть осад­ ков на своей поверхности. Эти и многие другие полезные свойства растительности дают возможность широко использовать ее для за­ щиты почвы от эрозии, восстановления ее плодородия, а также для использования эродированных земель сельским хозяйством. Наи­ более эффективной в почвозащитном отношении является естест­ венная луговая растительность, имеющая равномерную густоту

иобразующая плотную дернину. При хорошем развитии травостоя он представляет собой густую сетку или гребенку, которая задер­ живает частицы почвы. Возникающий подпор также способствует уменьшению скорости и отложения ила.

Кольматаж значительного количества продуктов эрозии задернелой полоской, размещенной перед лесом, во много раз увеличи­ вает его мелиоративную эффективность. Травы задерживают твер­ дый сток главным образом в результате уменьшения скорости стока

имеханического задержания почвенных агрегатов. Фильтрация воды в почву на задернелых, уплотненных склонах играет в этом процессе подчиненную роль. Подпор, создаваемый травами, способ­ ствует также аккумуляции значительного количества смытой почвы выше границы трав.

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ФИТОМЕЛИОФОНД

В комплексе почвозащитных мероприятий на пахотных склонах должна широко использоваться почвозащитная способность самих сельскохозяйственных культур. Зерновые колосовые и крупяные культуры сплошного сева при условии хорошего их развития, спо­ собны ослабить энергию эродирующих потоков и кольматировать смытую почву. Еще большее защитное значение имеют многолет­ ние травы, применяемые в полевых и особенно в почвозащитных севооборотах. Вместе с тем в связи с уплотнением почвы сток с этих агрофонов достигает больших размеров, чем на зяби. Поэтому бо­ лее выгодно, если зябь и пропашные культуры размещены выше колосовых и крупяных сплошного сева. Так, посев ржи полосами шириной 6,5 м через 40 м поперек склона (6—8°) уменьшает смыв почвы, достигающий при ливне (47 мм) 188 м3, в 4 раза (М. Н. За­ славский, 1955).

Подводя итоги краткой характеристики основных мелиоратив­ ных свойств различных видов фитомелиофонда, можно сделать следующие выводы.

Наиболее высокой стокорегулирующей и почвозащитной эффек­ тивности фитомелиофондов (в том числе и лесомелиоративного)