ЗНАЧЕНИЕ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС

Республика Молдова является одной из стран Европы и Центральной Азии с высокой степенью уязвимости к изменению климата. Анализ национальных климатических данных определил, что средняя частота засух в Республике Молдова в течение 10 лет составляет 1-2 случая засухи на севере страны, 2-3 засухи в центральной части и 5-6 засух в южной части страны.

За последние три десятилетия частота засух увеличилась. Внедрение принципов консервативного сельского хозяйства наряду с другими приёмами, такими как посадка полезащитных лесных полос и залужение пространства между рядами в многолетних насаждениях, существенно поможет смягчить негативные последствия изменения климата. Защитные лесные полосы — это искусственные лесные формации, созданные для защиты сельскохозяйственных угодий, водохранилищ, дорог и поселений от вредных факторов. В данном случае полезащитные лесные полосы рассматриваются как предназначенные для защиты многолетних насаждений и полей от засухи, жары, водной и ветровой эрозии. Значение лесных полос исходит из преимуществ,которые они генерируют для фермеров, окружающей среды и общества в целом.

Уменьшение скорости ветра.Защитные лесные полосы напрямую влияют на скорость и структуру ветровых потоков. Лесная полоса — это барьер для ветровых потоков, который тормозит и вызывает деформацию ветровых течений. Скорость ветровых потоков уменьшается в момент сближения с той стороны, куда она бьется в результате столкновения с полосой. Сразу после защитной полосы или на расстоянии 3-5 Н (H-расстояние от лесной полосы) от нее (в зависимости от проницаемости) происходит самая большая остановка скорости ветра в результате расходования кинетической энергии на аэродинамическое торможение, трение деревьев и их механическое встряхивание.

Принято считать, что снижение скорости ветра на 10% уже вызывает заметное увеличение урожая. Лесные полосы, в зависимости от высоты, по-разному снижают скорость ветра. Компактные лесные полосы не пропускают сквозь них ветер, создавая позади почти безветренную зону. Полупроницаемые полосы обычно позволяют ветру проходить сквозь них, уменьшая их интенсивность (наиболее рекомендуемый тип полос после компактных для защиты полей). Проницаемые полосы — это тип полос, через которые легко проникает ветер сквозь кроны деревьев. Н. В. Ромашев (1958) в условиях Республики Молдова определил, что полосы высотой 2,5 м уменьшают скорость ветра на расстоянии 100-150 м в направлении ветра и на расстоянии 15-20 м в направлении, откуда дует ветер, а высотой 5-9 м — соответственно, 200-300 м и 50-75 м.

В зоне влияния лесных полос микроклимат изменяется в сторону смягчения. Изменение температуры почвы и воздуха. Изменение скорости ветра и турбулентный обмен лесными полосами несет за собой и изменения в обмене температурой между почвой, нижними и верхними слоями воздуха. В более спокойных местах температурный обмен недостаточен. Это способствует повышению температуры в дневные часы и понижению температуры в ночные часы, то есть при приближении к лесной полосе увеличивается амплитуда колебаний температуры. В целом лесные полосы обладают согревающим эффектом. Наиболее выраженно наблюдается у непроницаемых полос, по сравнению с открытым полем. Повышение температуры воздуха, по сравнению с открытым полем, может достигать 3°С, а почвы — на 4-5°С.

Проницаемые лесные полосы меньше всего влияют на изменение температуры по сравнению с другими полосами. Влияние лесных полос на температуру воздуха более выраженно в ясное, сухое и жаркое время и практически не проявляется в пасмурные дни и в дни выпадения большого количества осадков. В весенне-осенний период согревающий эффект лесных полос имеет положительное значение для прорастания семян и равномерного появления всходов, а для теплолюбивых культур, особенно в северных районах, — на протяжении всего периода вегетации. Повышение влажности воздуха и почвы. На участке, защищенном сетью лесных полос, абсолютная и относительная влажность воздуха в прилегающем к почве пространстве выше, чем в открытом поле. Влажность воздуха имеет определенную связь с испарением и транспирацией. Это зависит от температуры и обмена воздухом. Благодаря этим факторам лесные полосы влияют на влажность воздуха.

На полях между лесными полосами относительная влажность воздуха выше на 1-3%, а во время засух — до 10%, (иногда и больше по сравнению с открытыми полями). Весной, в защищенном лесными полосами пространстве полей, улучшение водного режима почвы происходит за счет усвоения влаги из снежных отложений, а в теплое время года – за счет уменьшения испарения. Наибольшее количество воды и самое глубокое ув лажнение почвы наблюдается весной в защитных лесных полосах и прилегающих к ним зонах с обеих сторон, где скопились слои снега. Длина участка с большим запасом воды в почве, как правило, соответствует длине снежных слоев вдоль лесных полос. Из-за более толстого слоя снега, уменьшения поверхностных стока и испарения воды, почвы на полях между защитными полосами пропитываются влагой на 10-30% больше, чем на открытых полях. Количество воды, обеспечивающей дополнительное увлажнение почвы из-за влияния лесных полос, составляет около 28 мм.

Снижение непродуктивного испарения. Эвапотранспирация представляет собой потерю воды, которая испаряется из почвы и растений в течение определенного периода времени. В системе лесозащитных полос всегда испарение менее интенсивно по сравнению с открытыми участками. Это связано с уменьшением скорости ветра, высокой влажностью воздуха и низким турбулентным обменом. Названные факторы определяют величину возможного испарения в условиях непрерывного обеспечения водой поверхности испарения. За счет снижения скорости ветра и турбулентного обмена в условиях повышения влажности воздуха, под защитой лесных полос испарение уменьшается на 15-20%. Расстояние и степень влияния лесной полосы на испарение согласуются с изменением скорости ветра, но испарение уменьшается относительно меньше, чем скорость ветра, примерно на 10%. Влияние лесных полос на испарение, соответственно, как и на скорость ветра, проявляется сильнее и распространяется на большее расстояние при перпендикулярном смещении ветра. Различные изменения испарения также происходят под влиянием различных конструкций лесных полос.

Полупроницаемые лесные полосы уменьшают испарение на расстоянии до 20 Н, а проницаемые — до 12 Н. В засушливые годы влияние лесных полос проявляется сильнее и на большем расстоянии, чем в годы, обеспеченные осадками. Особый интерес представляет суммарное потребление воды из активного слоя почвы для образования единицы урожая. Такие расчеты с использованием многолетних данных показали, что суммарное потребление воды на открытых полях было в 1,5-1,7 больше, чем на полях между лесными полосами. Равномерное удержание и распределение на поверхности снега. Лесные полосы являются наиболее стабильными средствами для удержания снега. В среднем, по сравнению с открытыми полями, снега накапливается на 20-50% больше. Под действием ветра происходит перераспределение снега на поверхности между лесными полосами. Самый мощный слой снега оседает на краю лесных полос или на определенном расстоянии от них, там, где происходит максимальное снижение скорости ветра. Конструкция, возраст и расположение защитных полос влияют на распределение и удержание снега. В годы с обильным снегом хорошо спроектированные лесные полосы обеспечат равномерное распределение снега по полю, захватывая, таким образом, дополнительную влагу в почве, которая затем может способствовать увеличению урожая.

На открытой местности снег сдувается на расстоянии 2-3 километров от места выпадения. Снежный покров в качестве теплоизоляционного слоя защищает почву от глубокого переохлаждения и вымораживания, обеспечивая лучшие условия перезимовки озимых культур. При высоте снежного покрова 50 см температура в почвенном слое 0-10 см была равна -0,8° С, а глубина промерзания — 20 см, при высоте слоя менее 30 см — соответственно, -5,5° С и 60 см. Уменьшение эрозии, сохранение и повышение плодородия почв. Сильные ветры вызывают разрушение горизонта плодородной почвы, перемещая частицы почвы на огромные расстояния. В результате пыльных бурь мелкие частицы почвы переносятся ветром на большие расстояния. Из-за пыльных бурь потери почвы достигают огромных размеров. Параллельно с потерей плодородия почв эрозия ветра вызывает ухудшение и уничтожение посевов в результатезачистки корней, выдувания и покрытия мелкими частицами почвы. Лесные полосы, смягчающие силу ветра, существенно уменьшают или полностью предотвращают выдувание почвы и защищают почвы от ветровой эрозии.

Чтобы полностью остановить ветровую эрозию, необходимо, чтобы скорость ветра не превышала допустимый предел, который находится между 6-15 м/с. Лесные полосы также играют важную роль в борьбе с водной эрозией. Можно выделить две основные функции полос на склонах: функция регулирования стока и функция адсорбции воды и заиления, которая состоит из адсорбции почвой просачивающейся воды, протекающей через полосу, и удержания (заиления) твердых отложений. Важную роль играет широта и плотность полос, их флористический состав, мощность лесного войлока, физические свойства почвы, прежде всего структура и водопроницаемость. В многочисленных исследованиях наблюдались изменения в морфологических признаках почв под воздействием лесных полос, таких как: повышение гумусового горизонта, повышение интенсивности цвета и снижение линии вскипания. Самые глубокие изменения происходят в лесных полосах, особенно в старых. В некоторых исследованиях сообщается о положительном влиянии лесных полос на структуру почвы и количество водопрочных агрегатов. Были установлены различия в способности почвы к сохранению влаги. На выщелоченномчерноземе запас воды на уровне полевой влагоёмкости в слое почвы 0-150 см на расстоянии 35 м от лесных полос составил 492 мм, а на расстоянии 335 м — 465 мм. В связи с более гарФото 1. Система полезащитных лесных полос. моничным ростом и развитием сельскохозяйственных культур в пространстве между лесными полосами сельскохозяйственные растения оставляют за собой больше растительных остатков. Изменение почвообразующих условий под воздействием лесных полос также влияет на химические и физико-химические свойства почвы. Положительное влияние лесных полос на содержание гумуса и на качественный состав гумуса наблюдается у всех видов черноземов. С увеличением гумуса и приближением к лесным полосам повышается общее содержание азота, фосфора и гидролитической кислотности, снижается рН.

Под защитой защитных лесных полос создаются более благоприятные условия для микробиологических процессов в почве, положительно влияющих на количество и активность микрофлоры. Приостановление и нейтрализация загрязняющих веществ. Полезащитные лесные полосы способствуют остановке, разбавлению и нейтрализации загрязняющих веществ независимо от их характера. Деревья, кустарники и травянистые растения, которые образуют защитные полосы для защиты полей, фильтруют и очищают загрязненный пылью воздух или различные осадочные частицы, а также токсичные вещества, выделяемые промышленными установками, животноводческими фермами, а также от использования транспорта. Очистка осуществляется путем: — седиментации, способствующей уменьшению скорости ветра под кронами и в прилегающем пространстве; — удержания взвешенных частиц за счет фильтрующего действия листового аппарата; — фиксации токсичных газов посредством обменных процессов. Деревья и кустарники обладают способностью снижать уровень шума, ослабляя звуковые колебания во время их прохождения сквозь ветви или листву, обладая гораздо большим акустическим сопротивлением, чем воздух. Кроны деревьев и кустарников отражают и рассеивают почти 75% звуковой энергии, а остальные 25% поглощают ее. Гармоничное развитие многолетних насаждений.Высокая эффективность лесных полос в увеличении урожая многолетних насаждений наблюдается во многих регионах мира. Не только лесные полосы, но и сами фруктовые деревья способствуют изменению скорости ветра. Однако первостепенное значение имеют лесные полосы, которые имеют гораздо более высокую высоту, чем фруктовые деревья. Снижение скорости ветра также влияет на отложения снега. Под защитой лесных полос в садах накапливается больше снега, в результате чего многолетние насаждения лучше выдерживают низкие зимние температуры и повышают урожайность. В ряде исследований отмечается, что вблизи лесных полос урожай фруктов и винограда увеличивается и становится более стабильным, но при удалении от лесных полос размер урожая уменьшается, а колебания год от года растут.

Наиболее благоприятное влияние на рост и состояние садов оказывает система лесных полос, которая включает в себя защиту со всех сторон лесными полосами и линиями от ветра между секциями. Уникальные лесные полосы также положительно влияют на рост и состояние плантаций, в меньшей степени, чем вся система. Особенно важна роль лесных полос в период созревания плодов. Защищая сад от ветра, они уменьшают количество упавших фруктов изза ветра. При полной защите сада соотношение опавших плодов из-за ветра к общему урожаю составляет 3-12,5%, при частичной защите — 30-34%; наименьшее количество опавших плодов наблюдалось вблизи лесной полосы. Повышение урожая и качества. Лесные полосы, в некоторой степени влияющие на экологию полей, благоприятствуют росту и урожаю сельскохозяйственных культур, что в конечном счете является основным критерием при оценке улучшающей роли лесных полос.

Поскольку фактором, ограничивающим урожай сельскохозяйственных культур, является влажность, успех выращивания сельскохозяйственных культур под защитой лесных полос связан с улучшением обеспечения водой и благоприятным микроклиматом. Исследования, проведенные сотрудниками Экспериментальной лесной станции (ЭЛС) в 1976-1983 годах, определили, что наиболее значительное влияние лесных полос на урожай проявляется в неблагоприятные годы для выращивания озимой пшеницы, куку рузы на зерно и подсолнечника. Прирост урожайности под защитой лесных полос составил: 4,5ц/га при возделывании озимой пшеницы, 5,5 ц/га – кукурузы на зерно и 4,6ц/га –подсолнечника, соответственно — 24,2%; 23,3%; 33,1% урожая незащищенных (открытых) полей. Положительное влияние лесных полос сохраняется и в условиях орошения. Исследования, проведенные в ЭЛС, демонстрируют положительное влияние лесных полос на сырую клейковину и массу 1000 зерен озимой пшеницы и содержание масла в подсолнечнике. Источник древесной массы. Защитные лесные полосы являются источником энергетического и строительного материала. Согласно оценкам, проведенным в течение 20-25-летнего цикла, один гектар лесной растительности в сети лесных полос может обеспечить в случае адекватного ухода в среднем 4-6 м3 /год древесины. Источник недревесных ресурсов. Защитные лесные полосы являются источником не древесных ресурсов, таких как: плоды, дикие ягоды, грибы, лекарственные растения. В случае правильного управления лесными полосами они могут стать источником дохода и источником питания высококачественной пищей с исключительными вкусовыми качествами. Улучшение опыления и медоносная база. Лесные полосы влияют как на распределение вредителей культурныхрастений, так и на их естественных врагов.

На участках, защищенных лесными полосами, больше опыляющих насекомых, чем на открытых участках. Это во многом связано с наличием видов растений, которые постепенно расцветают в лесных полосах. Лесные полосы, где скорость ветра ниже, являются безопасным местом для полета пчел. Полет пчел (Apis mellifera) тормозится ветром со скоростью от 6,7 до 8,9 м/с (Norton, 1988). Кроме того, защитные лесные полосы служатукрытием для пчелиных семей в теплое время года. Вклад в сохранение биоразнообразия. Широкое разнообразие видов в полезащитных лесных полосах обеспечивает среду обитания и источники пищи для диких животных. Виды растений, которые цветут в разное время года, старые кустарники с дуплами и более безопасным источником питания существенно увеличивают биоразнообразие. Лесные полосы обеспечивают необходимую среду обитания для видов животных и птиц, в том числе для тех, которые находятся под угрозойисчезновения; они являются убежищем для всех видов, которые страдают от антропогенного воздействия, таких как сельскохозяйственные работы, применение пестицидов, и нуждаются в убежище. Сохранение и повышение биоразнообразия в хозяйствах посредством лесных насаждений способствует созданию более здоровых экосистем благодаря распространению естественных врагов вредителей сельскохозяйственных культур (различных видов насекомоядных, включая беспозвоночных, летучих мышей, птиц, рептилий). Внедрение принципов комплексного управления вредными организмами позволяет с первых лет после посадки лесных полос уменьшить количество средств защиты растений, используемых на полях между лесными полосами, и получить более чистые продукты с экологической точки зрения. Смягчение последствий изменения климата. Защитные лесные полосы могут помочь смягчить последствия изменения климата и секвестрировать огромное количество углерода. По оценкам, каждые 1000 га посаженных лесных полос секвестрируют около 50 тонн CO2 в возрасте 20 лет, количество которых увеличивается с возрастом деревьев. Количество углерода и уменьшение последствий изменения климата усиливаются при использовании консервативного сельского хозяйства в пространстве между рядами защитных лесных штор. Сохранение, стабилизация и улучшение ландшафта.

Защитные лесные полосы благодаря благотворному влиянию способствуют сохранениюпочвенных, водных и воздушных ресурсов в сельском ландшафте. В результате комплексных действий повышается биоразнообразие и смягчается континентальность климата. Снижение водной и ветровой эрозий способствует стабилизации экосистем между лесными полосами. Защитные лесные полосы, включенные в местную и национальную систему, благодаря благотворному влиянию изменяют и улучшают сельский ландшафт. Сельский пейзаж, с одной стороны, становится более благоприятным и, с другой стороны, эстетически более привлекательным.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *