CC BY
14Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 2(14), 2014 г., [25-41] УДК 630.26
В. В. Танюкевич, В. М. Ивонин
Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт Донского государственного аграрного университета, Новочеркасск, Российская Федерация
ФИТОНАСЫЩЕННОСТЬ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС КАК ФАКТОР ИХ МЕЛИОРАТИВНОГО ВЛИЯНИЯ
Целью научного исследования являлось определение степени мелиоративного влияния полезащитных лесных полос через их фитонасыщенность - отношение массы растительного вещества к объему надземной части насаждения. Установлено, что фи-тонасыщенность лесных полос зависит от лесорастительных условий, породного состава, возраста и запаса древесины. Фитонасыщенность определяет мелиоративное влияние лесных полос через ветровой режим и снегонакопление на межполосных полях. Анализ фитонасыщенности лесных полос в различных лесомелиоративных районах Ростовской области показал, что высокая фитонасыщенность характеризуется показателем более 0,65 кг/м3, средняя - от 0,34 до 0,65, низкая - менее 0,34 кг/м3. Ветровой режим предложено характеризовать коэффициентом кинетической энергии ветра - отношением этой энергии в зоне мелиоративного влияния лесных полос и на контрольном участке (середина межполосного поля). Снегонакопление предложено характеризовать коэффициентом запасов снеговой воды - отношением этих запасов в зоне мелиоративного влияния лесных полос и на контрольном участке межполосного поля. Получены уравнения множественной связи коэффициентов кинетической энергии ветра и запасов снеговой воды на межполосных полях с фитонасыщенностью и шириной лесных полос. Результаты проведенных исследований были использованы для прогнозирования мелиоративного влияния лесных полос, что позволило уточнить их наиболее перспективный породный состав в различных лесомелиоративных районах Ростовской области.
Ключевые слова: лесная полоса, фитонасыщенность насаждения, мелиорация, кинетическая энергия ветра, запасы снеговой воды.
V. V Tanyukevich, V. M. Ivonin
Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute of Don State Agrarian University, Novocherkassk, Russian Federation
PHYTOMASS VOLUME OF FOREST SHELTERBELTS AS A FACTOR OF THEIR AMELIORATIVE IMPACT
The aim of this research is to explain ameliorative impact of forest shelterbelts through their phytomass volume, relation of plant substance mass to volume of above-ground part of the stand. It is established that phytomass volume depends on growing conditions, species composition, age, and timber stock. Phytomass volume determines the ameliorative impact of forest shelterbelts through wind regime and snow accumulation at the fields situated between shelterbelts. Analysis of forest reclamation areas in the Rostov region has shown that high phytomass volume was characterized by the index of more than 0.65 kg/m3, average - 0.34 to 0.65, and low - less than 0.34 kg/m3. Wind regime is offered to characterize by coefficient of kinetic energy, which is considered as a relation of this energy in the area of ameliorative impact of forest belts and at the control plot (the middle of the field.) Snow accumulation is offered to characterize by coefficient of snow water reserve, relation of this reserves in the area
of reclamation impact of forest belts and at the control plot of the field. Equation of multiple connections of the coefficients of kinetic wind energy and reserves of snow water at the fields between the belts with phytomass volume and width of forest belts are obtained. Carried out studies allow forecasting ameliorative impact of forest belts and define their species composition in forest reclamation areas of the Rostov region.
Key words: forest shelterbelt, phytomass volume of stand, reclamation, kinetic wind energy, snow water reserve.
В последние годы в полезащитных лесных полосах степной зоны, как правило, не проводятся лесоводственные уходы, направленные на создание и поддержание ажурных и продуваемых конструкций. Несмотря на это, эффективность таких лесных полос остается высокой [1].
Можно полагать, что при сильных ветрах лесные полосы определенной ширины сами регулируют свою ветропроницаемость, т. к. кроны деревьев временно принимают флагообразную форму. Такая форма может оставаться постоянной в районах с сильными ветрами одного направления.
Кроме того, по мере нарастания фитомассы лесных полос с возрастом их мелиоративное влияние увеличивается [2, 3]. Исследование фитомассы лесных насаждений проводили разные авторы [4, 5], однако гипотезу о мелиоративном влиянии фитомассы лесных полос впервые выдвинул М. И. Долгилевич [6]. Такая гипотеза требует экспериментального подтверждения и теоретического обоснования.
Мелиоративное влияние лесных полос проявляется через фитонасы-щенность, под которой понимают массу растительного вещества в единице объема надземной части насаждения [2].
Недостаточная изученность мелиоративного влияния фитомассы лесных полос определила задачу исследований - установление мелиоративной роли полезащитных лесных полос разной фитонасыщенности и ширины с учетом лесомелиоративного районирования Ростовской области [1].
Эксперименты проводились в 2011-2012 гг. Модальные лесные полосы подбирались путем статистического анализа в среде Microsoft Office
Ехсе1 2003 материалов единовременной инвентаризации защитных лесонасаждений на землях сельскохозяйственного назначения Ростовской области (2006 г.), проведенной НПЦ «Кадастр» при участии авторов. Видовой состав лесных полос - робиния ложноакациевая, гледичия трехколючко-вая, ясень зеленый, вяз приземистый, дуб черешчатый, тополь черный. С учетом материалов инвентаризации были подготовлены таблицы роста основных пород лесных полос Ростовской области [7]. С использованием таблиц роста были подобраны модальные лесные полосы на основе анализа лесных насаждений на общей площади 116866 га (71 % общей площади лесных полос региона исследований).
В выбранных лесных полосах закладывались пробные площади тренировочного типа с учетом особенностей таксации лесных полос [8] и тонкомерного леса [9]. Плотность конструкции насаждений определялась в облиственном состоянии фотооптическим методом, площадь просветов в продольном профиле составляла 13-15 %, что характеризует их плотную конструкцию.
Исследования надземной фитомассы лесных полос проводили на пробных площадях. При этом модельные деревья отбирали в каждом из рядов. Надземная фитомасса модельных деревьев подразделялась на укрупненные фракции: ствол с корой, ветви, древесная зелень (листья и побеги диаметром не более 8 мм). Масса нижних ярусов (кустарники, произрастающие под пологом модельных деревьев) распределялась по вышеуказанным фракциям. Массу фракции определяли в свежесруб-ленном состоянии на платформенных весах с точностью до 100 г. После этого отбирали образцы древесины для определения содержания сухого вещества по ГОСТ 16483.1-84 (СТ СЭВ 388-76) «Древесина. Метод определения плотности», а также, ориентируясь на ГОСТ 21769-84 «Зелень древесная. Технические условия», отбирали листья (древесную зелень)
с последующей сушкой и определением массы в воздушно-сухом состоянии.
Объем надземной части насаждения, оказывающей непосредственное влияние на ветровой режим и снегораспределение межполосного поля, рассчитывали как произведение средней высоты, ширины и протяженности лесополосы. Фитонасыщенность лесополосы определяли как отношение надземной фитомассы к объему надземной части насаждения.
Оценку фитонасыщенности проводили по данным обработки статистических рядов с получением средних и стандартных ошибок Гаусса.
Изучение влияния лесных полос с различной фитонасыщенностью на ветровой режим примыкающего сельскохозяйственного поля (агрофон -озимая пшеница или чистый пар) проводили на профилях, которые закладывались перпендикулярно центральной части каждого насаждения. На каждой лесополосе закладывали по 2 профиля с расстоянием между ними 100 м. Скорость ветра определяли при помощи анемометров МС-13, которые устанавливали так, чтобы высота крыльчаток соответствовала 0,1 Н (Н - высота лесополосы). Исследование ветрового режима проводили при направлениях ветра, пересекающих лесополосу под углом 90°, согласно данным Ю. П. Хрусталева [10]. Замеры скоростей ветра проводили в июле-августе в контрольных точках, удаленных от лесополосы на расстояние, кратное Н: 1 Н, 2 Н, 5 Н, 10 Н, 20 Н, 30 Н и 35 Н (контроль). Полученные значения скорости переводили в кинетическую энергию ветра по методике Датской ассоциации производителей ветротурбин [11]:
Е=0,5-1,225-V3,
где Е - кинетическая энергия ветра поперечного сечения потока, Дж/м ;
V - средняя скорость ветра, м/с.
Используя полученные значения, рассчитали коэффициенты кинетической энергии ветра по соотношению:
К = Е / Ек,
е г к ->
где К е - коэффициент кинетической энергии ветра;
Е. и Ек - кинетическая энергия ветра в г -ой и контрольной точке на-
2
блюдения поперечного сечения потока соответственно, Дж/м .
Чем выше К е, тем меньше снижение энергии ветрового потока в зоне мелиоративного влияния лесных полос.
Накопление снеговой воды на межполосных полях в зоне мелиоративного влияния лесных полос с различной фитонасыщенностью определяли при помощи снегомерной съемки на профилях в вышеуказанных точках в январе-феврале 2011-2012 гг. Мощность снежного покрова устанавливали при помощи снегомерной рейки в пятикратной повторности. Плотность снега определяли при помощи плотномера-снегомера Любославско-го. Запас воды на точках вычисляли по известной формуле:
Н=10 И-р,
где Н - запас воды в снеге, мм;
И - средняя мощность снежного покрова на варианте, см;
__3
р - средняя плотность снега на варианте, г/см . Используя полученные данные, рассчитывали коэффициенты запаса снеговой воды:
К Н = Нг / НК,
где КН - коэффициент запаса снеговой воды;
Н. и НК - запасы снеговой воды в г -ой и контрольной точках наблюдений соответственно, мм.
Чем выше К Н , тем больше снега накапливается в зоне мелиоративного влияния (до 30 Н) лесных полос.
Основные таксационные показатели модальных лесных полос и их фитонасыщенность приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Таксационные показатели и фитонасыщенность лесных полос
Проб- Главная Ширина Таксационные показатели древостоя Надземная Объем над- Фитонасы-
ная порода лесополо- возраст, высота, диа- густота, запас дре- фитомасса земной части щенность
пло- сы, м лет м метр, шт./га весины, лесополо- лесополосы, лесополосы,
щадь см м3/га сы, кг/га м3/га кг/м3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Ремонтненский и Зимовниковский административные районы
Сальско-Манычский лесомелиоративный район
1 Робиния 23 35 7 8 1162 19,9 18669 75890 0,246
2 Вяз 18 35 7 12 1278 44,2 35521 75900 0,468
3 Ясень 25 35 7 9 1000 22,5 17105 85099 0,201
Сальский, Кагальницкий, Зерноградский и Песчанокопский административные районы
Приазовский лесомелиоративный район
4 Робиния 27 15 7 7 1798 23,1 20962 68728 0,305
5 То же 12 15 8 7 1625 25,4 23347 75071 0,311
6 -//- 12 20 9 9 1664 44,9 41834 89966 0,465
7 15 20 10 10 1719 52,8 46235 96123 0,481
8 15 20 9 8 1900 41,1 38677 88103 0,439
9 15 20 8 9 1114 41,7 37367 80015 0,467
10 9 35 14 13 1309 98,4 81413 136599 0,596
11 18 35 13 13 1202 84,2 70323 124908 0,563
12 14 40 15 14 1255 133,5 113272 171885 0,659
13 -//- 14 40 15 15 1945 147,1 118550 177736 0,667
14 Вяз 14 35 11 12 1993 108,6 80617 131298 0,614
15 Ясень 14 35 11 12 1944 99,4 78735 125374 0,628
16 Гледичия 14 35 10 13 1984 106,6 93911 113694 0,826
17 Дуб (н/с) 15 35 9 13 1437 87,5 69556 106192 0,655
К
рэ У Л X
Е »
ж
у
43 X
рэ Й
Р
о о о
к
КС о я о ч о
я
43
о а\ Й о
о Й к о
43
РЭ
с к
№ 2
ю о
г
ю
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Багаевский, Мартыновск Нижне-Д .ий и Семикаракорский административные районы онской лесомелиоративный район
18 Робиния 20 35 11 12 1924 81,1 74989 141489 0,530
19 Вяз 12 35 10 12 1722 79,0 62820 100032 0,628
20 Ясень 30 35 10 10 2009 58,0 48164 94998 0,507
21 Тополь 3 35 14 13 1998 129,9 71688 140016 0,512
22 Гледичия 9 35 10 12 1126 73,7 73056 99940 0,731
Красносулинский, Октябрьский, Матвеево-Курганский, Неклиновский административные районы Доно-Донецкий лесомелиоративный район
23 Дуб 20 35 8 12 1741 61,3 52655 82921 0,635
24 Робиния 12 15 5 6 1562 12,6 12339 49955 0,247
25 То же 9 20 7 7 1500 23 21766 69987 0,311
26 -//- 9 20 7 8 1440 22,7 19572 73303 0,267
27 12 35 10 11 1370 51,8 42141 99860 0,422
28 24 35 11 11 1294 57,8 48567 110129 0,441
29 18 40 11 12 1454 64,1 53958 106848 0,505
30 -//- 24 40 12 12 1489 75,6 64491 115163 0,560
31 Вяз 18 35 9 11 1242 61,4 44380 91694 0,484
32 Ясень 15 35 9 10 1157 43,2 34943 86067 0,406
33 Гледичия 3 35 9 12 1320 71,2 66835 89953 0,743
34 Тополь 3 35 13 13 1300 112,1 57402 129869 0,442
К
рэ
у
Л X
Е »
ж
у
43 X
рэ Й
Р
о о о
к
КС о я о ч о
я
43
о а\ Й о
о Й к о
43 рэ
с к
№ 2
ю о
г
ю
По данным таблицы 1, фитонасыщенность этих лесных полос широко варьирует, что объясняется условиями местопроизрастания. Так, на пробных площадях 1-3 (Сальско-Манычский лесомелиоративный район (ЛМР), сухая степь, каштановые почвы) основные породы представлены робинией, ясенем и вязом возрастом около 35 лет, схема посадки 4*1 м. Средняя высота пород не превышает 7 м, диаметр равен 8-12 см, запас древесины около 44 м . Надземная фитомасса этих полос изменяется от 17105 до 35521 кг/га, что определяет изменения фитонасыщенности от 0,201 до 0,468 кг/м надземного объема насаждения. Ширина лесных полос изменяется от 18 до 25 м.
Пробные площади 4-17 характеризуют Приазовский ЛМР. Лесные полосы созданы по схеме посадки 3*1 м и образованы робинией, ясенем, вязом, гледичией и дубом низкоствольным. Здесь, в степной зоне, распространены черноземы обыкновенные, что создает благоприятные условия для роста и развития насаждений. Пробы 4-9 характеризуют молодняки из робинии возрастом 15-20 лет. Они состоят из 4-8 рядов, со средней высотой древостоя 7-10 м и средним диаметром 7-10 см. Значения надземной фитомассы меняются от 20962 до 46235 кг/га. Пробные площади 10-17 характеризуют 35-летние насаждения. Фитонасыщенность этих лесных полос может достигать 0,826 кг/м надземного профиля лесополосы. Минимальная фитонасыщенность в этой возрастной группе характерна для ро-биниевых лесополос - 0,563 кг/м . Ширина насаждений определяется количеством рядов (от 3 до 6) и составляет 9-18 м.
Пробные площади 18-22 характеризуют лесные полосы НижнеДонского ЛМР (Донская пойма, черноземовидные и аллювиально-луговые почвы). Лесные полосы образованы робинией, ясенем, вязом, гледичией и тополем. Они созданы по схеме посадки 3*1 м, имеют возраст 35 лет и надземную фитомассу, изменяющуюся от 48,2 до 75 т/га, что обеспечивает фитонасыщенность насаждений в пределах от 0,507 до 0,731 кг/м (соответственно у ясеневых и гледичиевых лесных полос). Ширина лесных по-
лос в этом лесомелиоративном районе колеблется от 3 м (однорядные тополевые насаждения) до 30 м (десятирядные ясеневые лесные полосы).
Пробные площади 23-34 представляют молодняки и средневозрастные насаждения из робинии, ясеня, вяза, гледичии, тополя и дуба, произрастающие в Доно-Донецком ЛМР в степной зоне с преобладанием южных черноземов. Схема посадки 3*1 м, что определяет густоту древостоя в пределах от 1157 шт./га до 1741 шт./га. Количество рядов колеблется от 1 (гледичия, тополь) до 7-8 (дуб, робиния), что определяет ширину лесополос от 3 м до 24 м. При этом фитонасыщенность изменяется от 0,247 (мо-лодняки, состоящие из робинии) до 0,743 кг/м (средневозрастные гледи-чиевые лесополосы).
Оценка фитонасыщенности лесных полос (по Гауссу) показала (таблица 1), что ее средняя величина изменяется в пределах от 0,344 до 0,654 кг/м , низкая фитонасыщенность характеризуется показателем менее 0,344, высокая - более 0,654. Средней фитонасыщенностью характеризуются средневозрастные вязовые насаждения Сальско-Манычского ЛМР (средний запас стволовой древесины 44,2 м /га), робиниевые молодняки и средневозрастные насаждения Приазовского ЛМР с запасом древесины 41-98 м /га, а также вязовые и ясеневые лесные полосы с объемом древесины 99-109 м /га. К насаждениям со средней фитонасыщенностью относятся и 35-летние лесные полосы Нижне-Донского ЛМР и Доно-Донецкого ЛМР (за исключением гледичиевых лесных полос). Высокой фитонасыщенностью характеризуются 40-летние насаждения робинии в Приазовском ЛМР (запас древесины достигает 147 м /га), а также средневозрастные лесные полосы из гледичии и дуба. Гледичия формирует также насаждения с высокой фитонасыщенностью в Нижне-Донском и Доно-Донецком ЛМР (пробные площади 12, 13, 16, 17, 22, 33). Низкая фитонасыщенность характерна для средневозрастных робиниевых и ясеневых лесных полос Сальско-Манычского ЛМР с запасом стволовой древесины 20-23 м /га, а также для робиниевых молодняков Приазовского и Доно-Донецкого
ЛМР с запасом древесины, соответственно, 13 и 25 м /га (пробные площади 1, 3-5, 24-26).
Регрессионный анализ данных таблицы 1 позволил установить связь логарифмического вида между фитонасыщенностью надземной части лесных полос (Ф, кг/м ) и их возрастом (п, лет):
Ф=0,2771п(п) - 0,445 при R2 = 0,564,
где R2 - коэффициент детерминации.
Как следует из решения данного уравнения, фитонасыщенность агролесомелиоративных насаждений с возрастом увеличивается. Так, в 15 лет она
33
не превышает 0,310 кг/м , а в 40 лет - достигает 0,580 кг/м и более. Данная особенность объясняется приростами пород в лесных полосах в диаметре (d, см), на что указывает уравнение (1) с высокой теснотой связи:
Ф=0,054d - 0,09 при R2 = 0,649. (1)
По уравнению (1) при диаметре древостоя 6 см (молодняки) фитона-
3
сыщенность лесной полосы составляет не более 0,230 кг/м , а при диаметре 15 см - достигает 0,720 кг/м и более.
При этом не обнаружено тесной связи между фитонасыщенностью и высотой древостоя (коэффициент детерминации R2 = 0,377). Это можно объяснить тем, что прирост лесных полос по высоте приводит к пропорциональному увеличению объема надземной части насаждений.
Очевидно, что основную часть фитомассы составляет фракция стволовой древесины (78-88 % от общей массы), поэтому была проанализирована зависимость между фитонасыщенностью лесной полосы и запасом древесины, в результате чего между ними обнаружена тесная связь (М , м /га):
Ф=0,2091п( М) - 0,344 при R2 = 0,708. (2)
Из уравнения (2) следует, что низкая фитонасыщенность (менее
33
0,344 кг/м ) характерна для древостоев с запасом древесины 12,5-26,5 м /га; средней фитонасыщенностью (0,344-0,654 кг/м ) обладают древостои с за-
33
пасом 27-115 м /га; высокая фитонасыщенность (более 0,654 кг/м ) харак-
33
терна для лесных полос с запасом древесины от 116 м /га до 147 м /га и более. Следовательно, запас древесины - это индикатор фитонасыщенно-сти лесной полосы.
В таблице 2 приводятся результаты исследования кинетической энергии ветра и запасов снеговой воды на межполосных полях в зоне мелиоративного влияния лесных полос различной фитонасыщенности. Также в таблице приводятся рассчитанные коэффициенты кинетической энергии ветра и запасов снеговой воды.
Регрессионный анализ экспериментальных данных позволил получить обратное уравнение множественной линейной регрессии, характеризующее связь коэффициента кинетической энергии ветра межполосного поля (Ке) с фитонасыщенностью надземной части лесной полосы (Ф, кг/м ), а также с ее шириной (В, м):
Ке = 0,69 - 0,0064В - 0,39Ф при Я = 0,640, (3)
где Я - множественный коэффициент корреляции.
Графическое решение уравнения (3) для лесных полос с низкой
3 3 3
(0,30 кг/м ),
средней (0,50 кг/м ) и высокой (0,70 кг/м ) фитонасыщенно-стью представлено на рисунке 1.
По данным рисунка 1, наименьшие коэффициенты кинетической энергии ветра (характеризует наибольшее снижение скорости ветра) характерны для зон мелиоративного влияния лесных полос с высокой фитонасы-щенностью, а максимальные коэффициенты - для низкой фитонасыщенно-сти. Лесные полосы с высокой фитонасыщенностью шириной 9-15 м характеризуются снижением кинетической энергии ветрового потока в зоне своего мелиоративного влияния на 64-68 % значений на контроле (35 Н). При низкой фитонасыщенности такие лесные полосы снижают кинетическую энергию ветра на 48-52 %. Более широкие лесные полосы (18-27 м) с высокой фитонасыщенностью снижают кинетическую энергию ветра на 70-76 %. При низкой фитонасыщенности снижение происходит на 54-60 %.
Таблица 2 - Мелиоративная характеристика лесных полос
Пробная Средние значения на контроле Средние значения в зоне мелиоративного влияния
площадь кинетическая запас воды кинетическая запас воды коэффициент коэффициент
энергия ветра, в снеге, энергия ветра, в снеге, кинетической запаса снеговой воды
Дж/м2 мм Дж/м2 мм энергии ветра (К е) (К н )
1 2 3 4 5 6 7
1 258,4 22 126,62 30,14 0,49 1,37
2 210,09 29 73,53 39,44 0,35 1,36
3 210,09 22 113,45 26,62 0,54 1,21
4 258,4 27 121,45 37,26 0,47 1,38
5 168,21 27 74,01 38,07 0,44 1,41
6 210,09 32 67,23 51,20 0,32 1,60
7 210,09 26 73,53 53,82 0,35 2,07
8 168,21 29 70,65 52,20 0,42 1,80
9 210,09 29 79,83 49,01 0,38 1,69
10 210,09 26 77,73 47,84 0,37 1,84
11 168,21 23 62,24 44,62 0,37 1,94
12 132,30 26 46,31 48,10 0,35 1,85
13 168,21 28 50,46 56,00 0,30 2,00
14 210,09 29 58,83 46,98 0,28 1,62
15 132,30 25 35,72 43,50 0,27 1,74
16 210,09 29 58,83 62,64 0,28 2,16
17 168,21 25 52,15 42,00 0,31 1,68
18 168,21 24 60,56 53,76 0,36 2,24
19 210,09 21 56,72 42,21 0,27 2,01
20 168,21 24 70,65 55,44 0,42 2,31
21 210,09 26 132,36 33,80 0,63 1,30
22 210,09 26 67,23 51,48 0,32 1,98
23 258,40 30 93,02 66,00 0,36 2,20
24 132,30 37 67,47 47,36 0,51 1,28
Продолжение таблицы 2
1 2 3 4 5 6 7
25 132,30 29 55,57 51,62 0,42 1,78
26 168,21 31 85,79 46,81 0,51 1,51
27 132,30 31 52,92 49,91 0,40 1,61
28 210,09 31 79,83 55,80 0,38 1,80
29 210,09 37 86,14 62,53 0,41 1,69
30 168,21 35 57,19 79,80 0,34 2,28
31 132,30 37 51,60 62,53 0,39 1,69
32 168,21 40 57,19 61,60 0,34 1,54
33 76,56 40 44,40 56,40 0,58 1,41
34 101,90 37 70,31 45,88 0,69 1,24
К
РЭ
у
Л X
Е »
ж
у
43 X
РЭ Й
Р
о о о
к
КС о я о ч о
я
43
о а\ Й о
о Й к о
43 РЭ
с к
№ 2
ю о
г
ю
1 - низкая; 2 - средняя; 3 - высокая
Рисунок 1 - Связь коэффициента кинетической энергии ветра в зоне мелиоративного влияния лесных полос с их шириной и фитонасыщенностью
Множественная зависимость коэффициентов запаса снеговой воды в зоне мелиоративного влияния (КН) от фитонасыщенности и ширины лесной полосы имеет вид:
К Н = 0,68+0,023В+1,40Ф при R = 0,73.
(4)
Графическое решение прямого множественного уравнения регрессии (4) представлено на рисунке 2.
1 - низкая; 2 - средняя; 3 - высокая
Рисунок 2 - Связь коэффициентов запаса снеговой воды в зоне мелиоративного влияния лесных полос с их фитонасыщенностью
Анализируя данные рисунка 2, заключаем, что при возрастании фи-тонасыщенности и ширины лесных полос увеличиваются запасы снеговой воды в зоне мелиоративного влияния насаждений (до 30 Н) по сравнению с контролем (35 Н).
Лесные полосы шириной от 9 до 27 м с высокой фитонасыщенно-стью характеризуются коэффициентами запаса снеговой воды от 1,9 до 2,3, а с низкой фитонасыщенностью - от 1,31 до 1,72. Лесные полосы со средней фитонасыщенностью характеризуются значением этих коэффициентов от 1,6 до 2,0.
Породный состав лесных полос, соответствующий высокой и средней фитонасыщенности, для различных лесомелиоративных районов Ростовской области можно уточнить по данным таблицы 1: в Доно-Донецком ЛМР - дуб, робиния и гледичия; в Нижне-Донском ЛМР - робиния, вяз, ясень, тополь и гледичия; в Приазовском ЛМР - робиния, вяз, ясень, гледичия и дуб; в Сальско-Манычском ЛМР наиболее перспективной породой по фитонасыщенности является вяз приземистый.
Выводы
1 Мелиоративное влияние полезащитных лесных полос степной зоны проявляется через их фитомассу, которая характеризуется фитонасыщен-ностью - массой растительного вещества в единице объема надземной части насаждения.
2 Оценена фитонасыщенность лесных полос (высокая - более
33
0,65 кг/м ; средняя - от 0,34 до 0,65; низкая - менее 0,34 кг/м ), которая зависит от лесорастительных условий, породного состава, возраста и запаса древесины, в различных лесомелиоративных районах Ростовской области.
3 Ветровой режим межполосного поля предложено характеризовать коэффициентом кинетической энергии ветра (К е), отражающим изменение скорости ветра в зоне мелиоративного влияния лесных полос. Снижение коэффициента характеризует повышение мелиоративного влияния лесных
полос на ветровой режим. Накопление запасов снеговой воды на межполосном поле предложено характеризовать коэффициентом запаса снеговой воды (КН). Чем выше этот коэффициент, тем больше снеговой воды накапливается в зоне мелиоративного влияния лесных полос.
4 Анализ уравнений множественной регрессии коэффициента кинетической энергии ветра и запасов снеговой воды на межполосных полях с фитонасыщенностью и шириной лесных полос позволяет прогнозировать мелиоративную роль насаждений. Уточнен наиболее перспективный породный состав лесных полос, соответствующий высокой и средней фито-насыщенности, для лесомелиоративных районов Ростовской области: До-но-Донецкий - дуб низкоствольный, робиния и гледичия; НижнеДонской - робиния, гледичия, вяз, ясень и тополь; Приазовский - дуб низкоствольный, робиния, гледичия, ясень и вяз; Сальско-Манычский - вяз.
Список использованных источников
1 Ивонин, В. М. Адаптивная лесомелиорация степных агроландшафтов / В. М. Ивонин, В. В. Танюкевич. - М.: Вузовская книга, 2011. - 240 с.
2 Танюкевич, В. В. Надземная фитомасса лесных полос, их влияние на ветровой режим и влагонакопление агроландшафтов [Электронный ресурс] / В. В. Танюкевич // Научный журнал КубГАУ: политематический сетевой электрон. журн. / Кубанский гос. аграрн. ун-т. - Электрон. журн. - Краснодар: КубГАУ, 2013. - № 91(07). - Режим доступа: http://ej.kub-agro.ru/2013/07/pdf/38.pdf.
3 Танюкевич, В. В. Фитомасса лесных полос, как фактор мелиоративного влияния на агроландшафт / В. В. Танюкевич, В. М. Ивонин // Мелиорация и водное хозяйство. - 2013. - № 6. - С. 39-41.
4 Попов, В. П. Рост и надземная биомасса лиственницы сибирской в полезащитных лесных полосах Ширинской степи / В. П. Попов // Формирование лесных полос и их влияние на распределение снега. - Красноярск, 1978. - С. 33-43.
5 Князева, Л. А. Защитное лесоразведение в сухой степи Западного Казахстана / Л. А. Князева. - М.: Наука, 1975. - 95 с.
6 Долгилевич, М. И. Особенности роста и формирование малорядных полезащитных лесных полос в Кулунде / М. И. Долгилевич, В. П. Попов, О. С. Попова // Бюл. ВНИАЛМИ. - Вып. 3(39). - Волгоград, 1982. - С. 8-14.
7 Ивонин, В. М. Таблицы хода роста основных пород лесных полос Ростовской области: рекомендации лесоустроителю / В. М. Ивонин, В. В. Танюкевич. - Новочеркасск: НГМА, 2010. - 25 с.
8 Ивонин, В. М. Лесомелиорация ландшафтов. Научные исследования / В. М. Ивонин, Н. Д. Пеньковский. - Ростов н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ, 2003. - 150 с.
9 Изюмский, П. П. Таксация тонкомерного леса / П. П. Изюмский. - М.: Лесная промышленность, 1972. - 88 с.
10 Климат и агроклиматические ресурсы Ростовской области / Ю. П. Хрусталев [и др.]. - Ростов н/Д.: Батайское книжное изд-во, 2002. - 184 с.
11 Энергия ветра [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://teplonasos.ua/ru/raznoe/drugie-istochniki-energii/veter/, 2014.
Танюкевич Вадим Викторович - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий кафедрой «Лесоводство и лесные мелиорации», Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт Донского государственного аграрного университета, Новочеркасск, Российская Федерация.
Контактный телефон: 8(8635) 27-96-44, 8(928)-179-48-92. E-mail: [email protected]
Tanyukevich Vadim Viktorovich - Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Head of the Chair of Forestry and Forest Reclamation, Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute of Don State Agrarian University, Novocherkassk, Russian Federation. Контактный телефон: 8(8635) 27-96-44, 8(928)-179-48-92. E-mail: [email protected]
Ивонин Владимир Михайлович - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры «Лесоводство и лесные мелиорации», Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт Донского государственного аграрного университета, Новочеркасск, Российская Федерация.
Контактный телефон: 8(8635) 27-96-44; 8(928)-923-90-86. E-mail: [email protected]
Ivonin Vladimir Mikhaylovich - Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Professor of the Chair of Forestry and Forest Reclamation, Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute of Don State Agrarian University, Novocherkassk, Russian Federation. Контактный телефон: 8(8635) 27-96-44; 8(928)-923-90-86. E-mail: [email protected]
