CC BY
24
УДК 630*266
А.В. Баландин1, В.И. Михин
1 Управление по охране окружающей среды и природопользованию Тамбовской области
Баландин Андрей Витальевич родился в 1968 г., окончил в 1990 г. Ухтинский индустриальный институт, в 2005 г. Воронежскую государственную лесотехническую академию, аспирант кафедры лесомелиорации, почвоведения и озеленения ВГЛТА, главный специалист-эксперт отдела водных ресурсов и недропользования Управления по охране окружающей среды и природопользованию Тамбовской области. Имеет 10 печатных работ в области полезащитного лесоразведения. Тел.: 8-890-66-58-09-36
Михин Вячеслав Иванович родился в 1962 г., окончил в 1989 г. Воронежский лесотехнический институт, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры лесомелиорации, почвоведения и озеленения Воронежской государственной лесотехнической академии. Имеет около 100 печатных работ в области защитного лесоразведения и обустройства ландшафтов лесомелиоративными комплексами. E-mail: vglta@vglta.vrn.ru
ЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ТАМБОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Исследованы особенности формирования экологических условий среды полезащитных лесополос, различных по породному составу и конструкции; приведены закономерности влияния насаждений на элементы микроклимата.
Ключевые слова: ветровой режим, дальность и эффективность влияния лесополос, полезащитное лесоразведение.
Защитные насаждения на сельскохозяйственных землях являются биологическими сооружениями длительного воздействия с постоянно нарастающим мелиоративным эффектом и в течение зимнего и вегетационного периодов влияют на экологические факторы среды. Изменения ветрового режима приводят к перераспределению снежного покрова на полях, что сказывается на весенней влагозакладке почвы. Вблизи защитных насаждений запасы влаги всегда выше, чем на незащищенных участках, что влияет на развитие и рост сельскохозяйственных культур. В течение вегетационного периода лесные полосы способствуют повышению влажности воздуха, изменению его температуры. Длительное произрастание защитных насаждений в агроландшафтах приводит к изменению плодородия почвы [1, 2].
Характер и степень действия ветрового режима в зоне влияния лесных полос определяются их конструкцией, составом и шириной, особенностью ветрового потока, его направлением относительно насаждений. Наилучшее влияние на распределение скорости ветра оказывают лесные полосы продуваемой конструкции (табл. 1).
Таблица 1
тк
Распределение скорости ветра (м/с) в системе полезащитных лесных полос
Конструк- Угол Расстояние от лесных полос, Н
ция лес- под- Навет- Лес- Завет] ренная сторона Конт-
ных полос хода ренная ная роль
(номер ветра, сторо- поло- 2 5 10 15 30
п. п.) град на, 5 са
Продувае- 40 1,8 1,6 1,43 1,1 1,4 1,6 1,9 2,2
мая (1) ±0,03 ±0,08 ±0,03 ±0,06 ±0,03 ±0,14 ±0,11 ±0,03
65 2,1 1,9 1,5 1,0 1,4 1,7 1,8 2,4
±0,02 ±0,15 ±0,03 ±0,05 ±0,015 ±0,23 ±0,08 ±0,06
Плотная (2) 35 3,0 1,6 0,21 2,5 2,6 3,6 3,89 4,0
±0,27 ±0,06 ±0,03 ±0,37 ±0,27 ±0,29 ±0,17 ±0,24
85 2,9 1,9 0,2 1,2 1,5 1,7 2,9 3,1
±0,25 ±0,13 ±0,02 ±0,11 ±0,08 ±0,13 ±0,13 ±0,30
Ажурно- 60 2,0 2,1 1,25 0,6 1,6 2,2 2,6 2,8
продувае- ±0,16 ±0,14 ±0,02 ±0,03 ±0,12 ±0,23 ±0,15 ±0,40
мая (3)
Ветровой поток, проходя через полосы в нижней части, продолжает движение с заветренной стороны, отодвигая место опускания воздушных масс, огибающих сверху, и уменьшая обмен воздуха на значительном расстоянии за полосами. На расстоянии 2Н (Н - высота насаждения) на заветренной стороне скорость ветра составляет 65,0 % от скорости ветра в контроле, на расстоянии 5Н - 50,0 %. На участке 10 ... 20Н она плавно возрастает, изменяясь от 63,6 до 71,6 %. Лесная полоса продуваемой конструкции (пробная площадь 1) обладает наилучшими ветрозащитными свойствами, оказывает эффективное влияние (снижение скорости ветра более 20 %) на расстоянии до 31Н в заветренную сторону. Общая эффективность равна 33Н. В зоне до 30Н снижение скорости в среднем составляет около 90 %.
Дальность эффективного влияния лесной полосы плотной конструкции (пробная площадь 2) в заветренную сторону составляет до 15Н, суммарная ветрозащита - 33,1 %. Скорость ветра в лесной полосе снижается до 40 %, что в 1,8 - 1,9 раза меньше по сравнению с другими конструкциями. Лесная полоса имеет в составе березу повислую, ясень зеленый, рябину б новенную, бузину красную. Имеется самосев и подрост. Ее ширина 8 м, средняя высота 14,0 м.
Полезащитная полоса ажурно-продуваемой конструкции (пробная площадь 3), состоящая из четырех рядов березы повислой (ширина 12,0 м, средняя высота 10,0 м) с наветренной стороны на расстоянии 5Н снижает скорость ветра на 71,4 %, с заветренной (до 5Н) - на 21,4 %; на расстоянии 6 . 11 Н происходит резкое увеличение скорости ветра.
У лесных полос плотной конструкции наибольшее снижение скорости ветра наблюдается на расстоянии 2Н от заветренной опушки, где ветер почти затухает. У полос продуваемой и ажурно-продуваемой конструкций максимальная ветрозащита отмечена на расстоянии 5Н (41,7 и 21,4 %).
В ходе исследований угол подхода ветра к лесным полосам составлял 35 ... 85°, скорость ветра на контроле - 2,2 ... 2,8 м/с.
Полезащитные лесные полосы изменяют температуру приземного слоя воздуха на защищенных полях за счет уменьшения скорости ветра и ослабления вертикального обмена. Поэтому изменение температуры зависит, главным образом, от конструкции лесных полос (табл. 2). Этот цикл исследований был проведен при угле подхода ветра к лесным полосам 60 ... 80°. Полосы продуваемой конструкции на межполосном поле в первой половине дня уменьшают температуру приземного слоя воздуха в среднем на 1,3 °С, во второй - на 0,5 °С, что очень важно для сельскохозяйственных культур в период жаркой сухой погоды. Полезащитные насаждения ажурно-продуваемой конструкции в первой половине дня увеличивают температуру воздуха на 0,6 ... 1,5 °С, после полуденных часов она снижается до 0,8 °С. Полосы плотной конструкции на межполосном поле в первой половине дня и полдень понижают температуру приземного слоя воздуха по сравнению с контролем на 0,7 .0,5 °С и способствуют ее повышению на 0,9 °С к вечеру.
Таблица 2
Влияние полезащитных лесных полос на температуру (°С) приземного слоя воздуха
Конструкция Время Лесная Зона Контроль Разница
лесных полос суток полоса влияния с контро-
полос лем
5Нн-0-25Нз
Продуваемая 1-я половина дня 23,0 26,7 28,0 -1,3
2-я половина дня 26,5 28,1 28,6 -0,5
Ажурно- 1-я половина дня 20,9 22,5 21,9 +0,6
продуваемая Полдень 24,6 25,4 23,9 +1,5
2-я половина дня 23,0 24,1 24,9 -0,8
Плотная 1-я половина дня 21,9 22,8 23,5 -0,7
Полдень 23,4 24,1 24,6 -0,5
2-я половина дня 24,7 25,2 24,3 +0,9
Полезащитные лесные полосы оказывают влияние на относительную и абсолютную влажность воздуха, что зависит от их конструкции и времени суток (табл. 3). Исследования влажности воздуха выполнены на тех же объектах и в одно время с изучением ветрового режима. Установлено, что лесные полосы продуваемой конструкции в дневное время повышают относительную влажность воздуха в зоне Н-0-25Н на 8,3 ... 13,9 %, что важно для роста и развития сельскохозяйственных культур.
Таблица 3
Влияние полезащитных полос на относительную (%) и абсолютную (мм) влажность воздуха
Конструкция Время Лесная Зона влия- Контроль Разница
лесных полос суток полоса ния полос с контролем
5Нн-0-25Нз
Продуваемая Полдень 52,0/12,5 53,7/16,2 39,8/10,6 +13,9/+5,6
2-я половина дня 42,0/10,5 46,4/12,8 38,1/10,8 +8,3/+2,0
Ажурно- 1-я половина дня 46,8/9,1 48,9/10,1 41,9/8,7 +7,0/+1,4
продуваемая 2-я половина дня 55,8/12,4 53,4/12,6 50,7/11,9 +2,7/+0,7
Плотная 1-я половина дня 54,8/12,2 59,9/14,2 65,0/16,2 -5,1/-2,0
Полдень 50,2/12,0 53,8/11,8 55,8/12,4 -2,0/-0,6
2-я половина дня 52,7/12,1 53,7/13,3 61,2/14,2 -7,5/-0,9
Примечание. В числителе приведена относительная влажность воздуха, в знаменателе - абсолютная.
Менее эффективны полезащитные насаждения ажурно-продуваемой конструкции, которые способствуют лишь увеличению относительной влажности воздуха на межполосном поле на 2,7...7,0 %. Однако во второй половине дня на расстоянии 5Н с заветренной стороны отмечено даже снижение влажности.
Лесные полосы плотной конструкции в течение дня также уменьшают в зоне Н-0-25Н относительную влажность воздуха от 2,0 до 7,5 %. Наибольшее изменение (10,0 ... 11,0 %) отмечено с заветренной стороны на расстоянии 5 ... 15Н. Аналогичные закономерности проявляются и в показателях абсолютной влажности воздуха.
Таким образом, лучшими по влиянию на относительную и абсолютную влажность воздуха в агролесоландшафтах следует считать лесные полосы продуваемой и ажурно-продуваемой конструкций, которые препятствуют резкому спаду верхних сухих масс воздуха и иссушению его приземных нижних слоев.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ивонин, В.А. Агролесомелиорация водосборов [Текст] / В.А. Ивонин. -Новочеркасск, 1993. - 200 с.
2. Павловский, Е.С. Экологические и социальные проблемы агролесомелиорации [Текст] / Е.С. Павловский. - М.: Агропромиздат, 1988. - 181 с.
A.V. Balandin1, V.I. Mikhin
Environmental Protection and Nature Management Department of Tambov Region Forest Reclamation Complexes of Tambov Region
Peculiarities of ecological conditions formation are studied for environment forest-shelter belts that differ in species composition and structure. Mechanism of stands impact on microclimate elements are provided.
Keywords: wind conditions, range and efficiency of forest belts influence, field-shelter afforestation.
