Russian Federation
Russian Federation
UDK 631.6.02 Охрана почвенных и водных ресурсов. Борьба с эрозией
The objective of the study is to conduct a forestry-melioration assessment of the field-protective forest strips (FPFS) on an erosion-hazardous group of arable lands and hayfields. The objects of the study were FPFS and herbaceous vegetation in the Iudinskaya foothill steppe of Khakassia. The work used the integral assessment of meliorative indicators of E.S. Pavlovsky and the scale for assessing the sanitary condition of trees. The studies showed that in the southern rows the trees were weakened or healthy, in the central and northern ones – weakened, very weakened or drying out. FPFS had the height and structures necessary for a good melioration function: openwork, openwork-blown; massive protective planting – dense. The preservation of plantings in FPFS was average and amounted to from 55.0 to 70.5 %, in massive protective planting – low (34.7 %). The planting species were optimal in terms of composition: Ulmus pumila L., Betyla pendula Roth, Populus sp. The tree height was noted as maximum in these forest gro¬wing conditions. Fine earth deposits were not found in any of the surveyed forest plantations. Soil sodding was characterized as weak, medium or strong. Grasses dominated in phytocenoses. The total projective cover of the grass stand was 40–90 %. Forestry-melioration assessment of four FPFS was 4 a; one – 5 a. Despite the poor sanitary condition of trees in individual rows, the stands, due to their optimal design, performed their meliorative functions, prevented soil deflation in the fields and created an ecological framework for the agrolandscape on agricultural lands. Ulmus pumila has reached a critical age and reforestation felling must be carried out in its stands.
field-protective forest strips, forestry-melioration assessment
Введение. Насыщенность ландшафта не отдельными, разобщенными лесными полосами, а совокупностью защитных лесных насаждений (ЗЛН) разного назначения, полностью охватывающих своим влиянием определенную территорию, приводит к благоприятным изменениям микроклимата в зоне их влияния [1]. Такое адаптивно-ландшафтное земледелие должно создавать условия для достижения высокой продуктивности сельскохозяйственных земель без нарушения их экологического состояния [2]. Земледельческая часть сельскохозяйственных угодий Республики Хакасия подвергается ветровой эрозии. Развитие адаптивно-ландшафтного земледелия ориентировано на разработку противоэрозионных комплексов с использованием защитного лесоразведения [3].
В современных условиях ЗЛН повреждаются самовольными рубками, болезнями и вредителями. В них прогрессируют процессы задернения почв, изреживания [4]. Поэтому, чтобы предотвратить деградацию лесных насаждений, которая влечет за собой ухудшение экологической обстановки агроландшафтов и снижение производительности агропромышленного комплекса региона, необходимо своевременно проводить оценку состояния ЗЛН с последующим определением соответствующих лесохозяйственных уходов.
В Иудино-Бейском предгорно-степном районе (по почвенно-географическому районированию) или в Иудинской предгорной луговой степи Койбальского предгорно-степного округа (по геоботаническому распределению) Республики Хакасия существуют благоприятные условия для эрозии, так как в гранулометрическом составе почв присутствует песок. В 60–70-е гг. прошлого столетия наблюдали сильную дефляцию в результате освоения целинных земель. Впоследствии при осуществлении агролесомелиоративных мероприятий, фитомелиорации, рациональном ведении сельского хозяйства эрозионные процессы прекратились. В эрозионно опасных условиях местности актуально регулярно проводить мониторинг в ПЗЛП и выявлять, насколько полно они справляются с мелиоративными функциями.
Цель исследования – провести лесоводственно-мелиоративную оценку полезащитных лесных полос в Иудино-Бейском предгорном степном районе Республики Хакасия.
Объекты и методы. Взаимодействующая сеть лесонасаждений является основным пространственным организующим элементом
агроэкосистемы [5]. Такая взаимодействующая сеть лесонасаждений создана в исследуемом районе в прошлом веке. Она состоит из многочисленных ПЗЛП, с помощью которых обустроены поля. В 2023 г. выбрано три системы на эрозионно опасной группе пахотных земель и сенокосов. Схема посадок 4-рядных ПЗЛП: 3 × 1 м. Расстояние между ПЗЛП равнялось 300–350 м, их длина составляла более 1 км. Описание начинали с северных рядов.
Первый объект исследования находился в 6 км севернее аала Верх-Киндирлы и включал 10 ПЗЛП; второй объект, включающий 3 ПЗЛП, расположен в 2 км северо-восточнее д. Буденовка; третий объект исследования – это система, состоящая из трех массивных защитных лесных насаждений, находящихся в 1.5 км юго-западнее с. Бея – районного центра Республики Хакасия.
На выбранных объектах определяли лесоводственные, таксационные показатели, а также проводили лесоводственно-мелиоративную оценку полезащитных лесных полос (ПЗЛП) по интегральной 5-балльной шкале академика Е.С. Павловского [6]. В шкале используются следующие характеристики: соответствие выбранной породы для полезащитного лесоразведения условиям произрастания, оценка роста деревьев, их санитарное состояние, оптимальность конструкции, наличие эрозии, степени задернения почвы. Высоту деревьев определяли с помощью высотомера. Для оценки жизненного состояния лесополос использовали шкалу категорий состояния деревьев [7]. Плотность конструкций ЗЛН определяли в облиственном состоянии глазомерным методом по шкале, предложенной Е.С. Павловским [6]. Степень задернения оценивали глазомерно.
Климат района континентальный, рельеф холмисто-равнинный. Годовое количество осадков равно 550–660 мм. В весенний период дуют сильные ветры, сопровождающиеся пыльными бурями. Господствующими почвами этого района являются выщелоченные и обыкновенные черноземы.
Результаты и их обсуждение. ПЗЛП играют важную природоохранную роль, являясь частью экологического каркаса агроландшафта на землях сельскохозяйственного назначения [8]. Мелиоративная оценка ЗЛН включала определение характера отложений мелкозема в самой полосе и на защищаемом пространстве. Отложения мелкозема во всех обследованных ПЗЛП, а также с наветренной и заветренной сторон от них не обнаружено, дефляция на полях отсутствовала. Снеголом ветвей в ПЗЛП отсутствовал.
Сохранность посадок в ПЗЛП № 1 средняя (57,5 %) (табл. 1). Максимальные значения сохранности принадлежат Ulmus pumila L.; очень низкие – Populus sp. Посадки тополя выпали куртинами или подверглись выпиливанию. Сомкнутость крон вяза приземистого – 100 %; тополя – от 0 до 40 %. В тех местах, где имелось естественное возобновление, конструкция относилась к ажурно-плотной, при его отсутствии – к ажурно-продуваемой. Высота подроста равнялась 115–205 см.
Таблица 1
Лесоводственно-таксационная характеристика ПЗЛП (В-Т-Т-В) № 1
в окрестностях аала Верх-Киндирлы Бейского района Республики Хакасия
|
Ряд |
Высота ствола, м |
Диаметр кроны, см |
Диаметр ствола, см |
Число стволов, шт. |
Высота начала кроны, см |
Сохранность, % |
|
|
Север-юг |
Запад-восток |
||||||
|
1 |
13,2±0,6 |
502,3±58,7 |
365,1±35,2 |
16,2±1,7 |
1,1±0,07 |
196,3±30,3 |
85 |
|
2 |
12,8±1,6 |
394,6±13,6 |
336,1±58,7 |
23,4±2,0 |
1,2±0,2 |
380,1±101,0 |
25 |
|
3 |
13,5±1,4 |
365,0±10,8 |
292,1±54,3 |
18,7±4,2 |
1,2±0,2 |
271,0±73,9 |
25 |
|
4 |
6,4±0,8 |
462,7±59,5 |
261,9±33,3 |
12,8±1,5 |
1,3±0,1 |
187,8±40,6 |
95 |
Степень задернения почвы – сильная, в фитоценозах доминировал Poa angustifolia L., мощность лесной подстилки – 0,5–1,0 см; травянистый покров состоял из двух ярусов, общее проективное покрытие травостоя (ОПП) – 80–90 %, максимальная высота травостоя – 71 см, ПП подстилки – 100 %.
Санитарное состояние деревьев не везде было удовлетворительным: в северном ряду тополь был усыхающим, в южном – ослабленным, в северном ряду вяз приземистый – сильноослабленным, в южном – ослабленным, тем не менее сохранность посадок в опушечных рядах обеспечивала хорошую сомкнутость и поддерживала необходимую ажурно-продуваемую конструкцию. ПЗЛП достигала максимальных значений высоты в данных лесорастительных условиях и выполняла свои мелиоративные функции. Лесоводственно-мелиоративная оценка ПЗЛП – 4 а.
Сохранность посадок в ПЗЛП № 2 – средняя (55 %) (табл. 2). Сомкнутость крон вяза приземистого в рядах составляла 100 %, в междурядьях – 70–80 %. Степень задернения почвы – средняя. Доминирующие виды: Elytrigia repens (L.) Nevski, Dactylis glomerata L., Poa angustifolia, мощность лесной подстилки – 0,5–1,0 см. Травянистый покров состоял из двух ярусов, ОПП травостоя – 70–80 %, максимальная высота травостоя – 140 см.
Таблица 2
Лесоводственно-таксационная характеристика ПЗЛП (В-В-В-В) № 2
в окрестностях аала Верх-Киндирлы Бейского района Республики Хакасия
|
Ряд |
Высота ствола, м |
Диаметр кроны, см |
Диаметр ствола, см |
Число стволов особи, шт. |
Высота начала кроны, см |
Сохранность, % |
|
|
Север-юг |
Запад-восток |
||||||
|
1 |
7,8±0,6 |
578,2±68,0 |
414,9±50,8 |
15,6±1,8 |
1,6±0,2 |
177,0±11,9 |
45 |
|
2 |
– |
288,6±32,2 |
302,8±42,1 |
9,5±1,2 |
1±0 |
163,3±18,9 |
45 |
|
3 |
– |
288,2±38,7 |
277,6±40,7 |
10,3±1,3 |
1±0 |
173,4±26,1 |
65 |
|
4 |
8,9±0,2 |
424,0±48,0 |
34,4±29,1 |
12,3±0,9 |
1,3±0,1 |
160,8±21,1 |
65 |
Деревья, находящиеся в 1-м ряду с северной части ПЗЛП, были сильноослабленные, во 2-м и 3-м рядах – усыхающие, в 4-м ряду – ослабленные. Смешанные посадки более устойчивые в данных лесорастительных условиях. Несмотря на имеющееся усыхание в кроне, вяз приземистый характеризовался хорошей высотой, конструкция ПЗЛП относилась к ажурной. ЗЛН полностью выполняло свои мелиоративные функции, лесоводственно-мелиоративная оценка – 4 а. Срок жизни Ulmus pumila на юге Средней Сибири ограничивается 50 годами и ниже, возраст насаждений достиг своего критического состояния. Для предотвращения ухудшения санитарного состояния посадок рекомендуется в двух центральных рядах провести лесовозобновительные рубки.
Сохранность посадок в ПЗЛП № 3 составила 70,5 % (среднее значение) (табл. 3). Сохранность тополя в этой полосе выше, чем в предыдущей. Сомкнутость крон в междурядьях – 70–80 %, в рядах Ulmus pumila – 100 %. Конструкция ПЗЛП относилась к ажурной. Степень задернения почвы – средняя. Доминирующий вид – Poa angustifolia, мощность лесной подстилки – 0,5–1,0 см. Травянистый покров состоял из двух ярусов, ОПП – 80 %, максимальная высота травостоя – 83 см, ПП подстилки – 100 %.
Таблица 3
Лесоводственно-таксационная характеристика ПЗЛП (В-Т-Т-В)
№ 3 в окрестностях аала Верх-Киндирлы Бейского района Республики Хакасия
|
Ряд |
Высота ствола, м |
Диаметр кроны, см |
Диаметр ствола, см |
Число стволов, шт. |
Высота начала кроны, см |
Сохранность, % |
|
|
Север-юг |
Запад-восток |
||||||
|
1 |
9,6±0,1 |
424,3±59,9 |
300,2±61,6 |
12,6±2,1 |
1,7±0,3 |
154,6±24,3 |
70 |
|
2 |
13,5±0,8 |
393,8±39,5 |
382,2±39,6 |
22,1±1,4 |
1±0 |
402,1±40,1 |
78 |
|
3 |
15,7±1,2 |
319,5±30,0 |
328,6±51,0 |
19,3±1,4 |
1±0 |
327,7±34,0 |
69 |
|
4 |
13,3±0,5 |
544,3±46,9 |
327,5±38,2 |
15,3±1,3 |
1,6±0,3 |
165,3±25,0 |
65 |
Санитарное состояние деревьев в 1-м, 2-м и 4-м рядах ПЗЛП ослабленное; тополь в 3-м
ряду – сильноослабленный. Тополь и вяз приземистый характеризовались хорошей высотой, ослабленным санитарным состоянием и сохранностью, граничащей с категорией «высокая». ПЗЛП полностью выполняло свои мелиоративные функции. Оценка в баллах – 5а.
Первый заветренный ряд из Ulmus pumila, находящийся с северной стороны от ПЗЛП № 4, относился к категории «усыхающие» (табл. 4). Негативное влияние на древесные растения оказали химические обработки гербицидами посевов сельскохозяйственных культур. Деревья во 2-м и 3-м рядах – ослабленные, в 4-м ряду – здоровые. Сохранность посадок средняя (65 %). Сомкнутость крон составляла 80–100 %. Естественное возобновление главных пород отсутствовало. Конструкция ПЗЛП относилась к ажурно-продуваемой, в кроне наблюдались просветы до 40 %, в нижней части ярусов – более 60 %.
Таблица 4
Лесоводственно-таксационная характеристика ПЗЛП (В-Б-Б-В) № 4
в окрестностях д. Буденовка Бейского района Республики Хакасия
|
Ряд |
Высота ствола, м |
Диаметр кроны, см |
Диаметр ствола, см |
Число стволов особи, шт. |
Высота начала кроны, см |
Сохранность, % |
|
|
Север-юг |
Запад-восток |
||||||
|
1 |
8,8±0,4 |
230,1±21,1 |
203,5±24,0 |
9,3±0,7 |
1,1±0,1 |
205,0±35,7 |
75 |
|
2 |
14,0±0,3 |
374,9±33,8 |
223,1±21,8 |
14,5±1,2 |
1,1±0,1 |
354,5±32,7 |
70 |
|
3 |
12,0±0,2 |
405,5±24,0 |
312,8±18,1 |
18,1±0,8 |
1,3±0,1 |
266,5±22,5 |
60 |
|
4 |
6,8±0,7 |
313,2±14,5 |
284,5±43,0 |
7,6±1,6 |
1,6±0,2 |
104,2±16,5 |
55 |
Степень задернения почвы – средняя. Травянистый покров состоял из двух ярусов, ОПП – 40 %, максимальная высота – 133 см, ПП подстилки – 100 %, мощность лесной подстилки – 0,5–1,0 см. Обнаружено несколько дернинок мха. Доминирующий вид – Bromopsis inermis (Leys.) Holub. Betula pendula Roth (рис.) и Ulmus pumila характеризовались хорошей высотой. ПЗЛП полностью выполняла свои мелиоративные функции. Оценка в баллах – 4а.
Общий вид вязово-березовой ПЗЛП в окрестностях д. Буденовка Бейского района
Республики Хакасия
На непригодных для использования в пашне землях, в условиях острого недостатка влаги, целесообразно создавать массивные защитные лесные насаждения полосами шириной 50–200 м и чередовать их с полосами травянистой растительности [8]. Такое массивное 27-рядное защитное лесное насаждение шириной 100 м обследовано в окрестностях с. Бея. Породный состав насаждения: Betula pendula – 6 рядов, Hippophae rhamnoides L. – 1 ряд, Pinus sylvestris L. – 20 рядов. Сохранность в рядах составляла от 5 до 80 %. Среднее значение имело низкий показатель – 34,7 %. Густота Betula pendula – 1,5 тыс. шт/га; Pinus sylvestris L. – 0,89 тыс. шт/га.
Лесоводственная характеристика крайнего ряда березы: высота – 13,9 ± 4,7 м; диаметр кроны север-юг – 526,0 ± 32,7 см; диаметр кроны запад-восток – 404,9 ± 39,3 см; диаметр ствола – 19,1 ± 1,6 см; число стволов особи – 1,2 ± 0,1 шт.; высота начала кроны – 238,7 ± 21,9 см; у первого ряда сосны обыкновенной: диаметр кроны север-юг – 418,0 ± 37,6 см; диаметр кроны запад-восток – 438,0 ± 31,5 см; диаметр ствола – 18,4 ± 1,6 см; число стволов – 1,0 шт.; высота начала кроны – 284,0 ± 26,5 см. Высота березы, находящейся в южном ряду системы ПЗЛП, – 12,3 ± 0,3 м. Санитарное состояние насаждений из Betula pendula и Pinus sylvestris – ослабленное. Сомкнутость крон – 30–60 %. Конструкция ПЗЛП – плотная. Подлесок состоял из сосны обыкновенной, вяза приземистого, клена американского.
Мощность подстилки 2–4 см; степень задернения почвы от слабой до средней. Насаждение создано из оптимального для данных лесорастительных условий состава пород, обладающих хорошей высотой, характеризующихся удовлетворительным общим состоянием. Мелиорирующий эффект ослаблен плотной конструкцией ПЗЛП. Лесоводственно-мелиоративная оценка массива соответствует оценке 4 а.
Заключение. Полезащитные лесные полосы оптимальны по составу пород. Древесные растения обладали максимальной для данных лесорастительных условий высотой, в большинстве случаев имели хорошее санитарное состояние (за исключением отдельных рядов вяза приземистого и тополя), выполняли свои мелиоративные функции и предотвращали дефляцию почв на полях. Лесоводственно-мелиоративная оценка полезащитных лесных полос и массивного защитного лесного насаждения (за исключением одной ПЗЛП) – 4а. Для повышения мелиоративной эффективности рекомендуется проводить рубки ухода, а в отдельных рядах вяза приземистого – лесовозобновительные рубки. Результаты исследования могут быть использованы сельскохозяйственными товаропроизводителями.
1. Erusalimskij V.N., Rozhkov V.A. Mnogofunkcio¬nal'naya rol' zaschitnyh lesnyh nasazhdenij // Byulleten' Pochvennogo instituta im. V.V. Doku¬chaeva. 2017. № 88. S. 121–137. DOI:https://doi.org/10.19047/0136-1694-2017-88-121-137.
2. Barabanov A.T., Kulik A.V. Nauchnoe obosno-vanie innovacionnogo proekta agrolesomelio-rativnogo adaptivno-landshaftnogo obustrojst¬va balochnyh vodosborov // Izvestiya Nizhne-volzhskogo AUK. 2017. № 2. S. 67–73.
3. Bor'ba s vetrovoj `eroziej pochv / E.Ya. Che-bochakov [i dr.]. Krasnoyarsk: FIC KNC SO RAN, NIIAP Hakasii, 2023. 88 s.
4. Chekanyshkin A.S. Zaschitnoe lesorazvedenie v Central'no-Chernozemnoj zone RF: proble¬my i puti ih resheniya // Dostizheniya nauki i tehniki APK. 2015. T. 29, № 3. S. 25–27.
5. Kulik K.N., Rulev A.S., Tkachenko N.A. Izme-neniya klimata i agrolesomelioraciya // Izves-tiya Nizhnevolzhskogo AUK. 2017. № 2. S. 58–67.
6. Pavlovskij E.S. Ustrojstvo agrolesomeliorativnyh nasazhdenij. M.: Lesn. prom-st', 1973. 128 s.
7. O pravilah sanitarnoj bezopasnosti v lesah: utv. Postanovleniem Pravitel'stva RF ot 20 maya 2017 g. № 607. M., 2017. 13 s.
8. Savost'yanov V.K. Opustynivanie na yuge Srednej Sibiri: razvitie, bor'ba s nim, neotlozh-nye zadachi // Agrarnaya nauka v Hakasii: problemy, puti ih resheniya, perspektivy: sb. nauch. tr. / RASHN SO NIIAP Hakasii. Abakan: Mart, 2003. S. 12–16.
