CC BY
65
Природопользование
основной фракции, в сравнении с исходным ворохом, произошло за счет выделения мелких зерновок, с большим уровнем их травмирования и поражения микроорганизмами, в фуражную фракцию.
Приведенные данные показали, что для получения качественного зерна (семян) необходимо применять поточную фракционную технологию обработки поступающего от комбайнов зернового вороха и обеспечить существенное снижение травмирования зерна на всех стадиях его обработки.
Библиографический список
1. Ясин, С. К. 2020 году сельхозпро-
дукция может заменить России газ и нефть [Текст] / С. К. Ясин // АПК Эксперт. -2011. - № 4. - С. 16-18.
2. Оробинский, В. И. Влияние микроорганизмов и срока хранения на посевные качества семян [Текст] / В. И. Оробинский // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2006. - № 11. - С. 5-6.
3. Оробинский, В. И. Состав зернового вороха и посевные качества семян [Текст] / В. И. Оробинский, А. М. Гиев-ский // Аграрная наука. - 2007. - № 5. - С. 19-20.
4. Тарасенко, А. П. Снижение травмирования семян при уборке и послеуборочной обработке [Текст] / А. П. Тарасенко. - Воронеж, 2003. - 331 с.
DOI: 10.12737/3344 УДК 630*116.64
МЕЛИОРАТИВНАЯ РОЛЬ ДУБРАВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЛЕСОСТЕПИ
заведующий кафедрой экологии, защиты леса и лесного охотоведения, доктор биологических наук, профессор Н. Н. Харченко1 доктор биологических наук, профессор, профессор кафедры экологии, защиты леса и лесного
охотоведения Н. А. Харченко1
доктор биологических наук, профессор, профессор кафедры физической географии
А. Б. Ахтырцев2
1 - ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»
2 - ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный педагогический университет»
forest.vrn@gmail. com
Лесостепь сформировалась и существует не как механическое смешение лесных и степных ландшафтов. Это единая, высоко динамичная по условиям климата и пространственной организации гиперсистема, существование которой определяется не только физико-географическим положением, но и высочайшим
уровнем саморегуляции. Крупные и мелкие лесные массивы и урочища лесостепи составляют единую, целесообразную на данном этапе развития, пространственную структуру лесов, и, естественно, в первую очередь дубрав. Занимаемое положение крупных дубравных массивов в лесостепи раскрывает их средообразующую роль,
40
Лесотехнический журнал 1/2014
Природопользование
примером чего могут служить Теллерма-новская роща, Шипов лес, Шебекинская дубрава и многие другие.
По Е.И. Еньковой Теллермановский лес по характеру рельефа делится на две части: правобережную (нагорную) и левобережную (пойменную) [2]. Они относятся к различным геоморфологическим районам. Правобережная часть представляет собой возвышенное плато, сильно расчлененное овражно-балочной сетью. Крутыми склонами и высокими уступами поднимаются правые берега рек Вороны и Хопра, достигая 30.. .35 м, а местами и 50 м над уровнем воды в реке. Правобережье массива относится к восточной части южного района Окско-Донской низменности с долиннобалочным рельефом [3]. Широко раскинувшееся водораздельное плато полого спускается к долинам рек отдельными языками, приуроченными к межбалочным пространствам. Это водоразделы второго порядка; они в основном покрыты лесом. Поверхность межбалочных плато имеет очень сложную конфигурацию благодаря наличию многочисленных отвершков у основных балок. Межбалочные плато спускаются в современные долины рек крутыми уступами. Микрорельеф междуречья ступенчато-террасированный, водно-эрозионного происхождения [4]. На всех плоских поверхностях имеются мелкие понижения типа ложбин и замкнутых впадин; такие участки выделяются обычно сменой почв и типов леса. Устья большинства балок и оврагов, пересекающих лесные массивы, открываются в реки. Балки и овраги с многочисленными отвершками создают ярко выраженный овражно-балочный рельеф. Они
составляют около 20 % площади правобережной части лесного массива. Прорезая всю поверхность приподнятого плато, балки и овраги способствуют усилению стока и снижению уровня грунтовых вод, который в нагорной части лесного массива колеблется в пределах от 6 до 48 м. Левобережная часть лесного массива занимает поймы рек и их левые незаливаемые берега - надлуговые террасы. Она относится к району плосковолнистого рельефа левобережий. Здесь тянется широкая низменная полоса поймы с болотами, озерами-старицами остатков прежних русел рек. В современных долинах рек ясно выражены две террасы: пойменная на высоте 2.3 м и надпойменная на высоте 5.6 м над уровнем воды в реке. Каждая из террас была когда-то дном реки. В поймах выделяется три зоны: прирусловая, центральная и притеррасная. Они резко выделяются по своему рельефу, увлажнению, почвенному и растительному покрову. Рельеф припойменной полосы левобережья взбугрен высокими песчаными наносами.
Шипов лес в описании Д.И. Кравчин-ского относится к лесным островам первой категории, т.е. к числу тех, которые расположены среди открытой безлесной местности [7]. Связь между лесным пространством Шилова леса и лесной полосой средней России можно видеть лишь в направлении от западной и северо-западной окраины леса, т.е. со стороны Дона и Битюга; в этом преимущественно направлении сохранились еще незначительные перелески, встречаемые в узких яругах и на защищенных склонах более широких логов. К югу и востоку от Шипова леса местность прини-
Лесотехнический журнал 1/2014
41
Природопользование
мает уже совершенно степной характер -открытая высокая степь перерезана здесь оврагами, на дне которых ютятся заросли терновника и кое-где растет корявый дубняк вместе с татарским кленом, карагачем, дикими грушей и яблоней. Шипов лес представляет собой удлиненную с севера на юг фигуру, перерезанную по ширине своей рядом оврагов, впадающих почти под прямым углом в широкую долину, тянущуюся параллельно восточной окраине леса и заканчивающуюся в широком русле Дона. За этой долиной, по которой протекает пересыхающая речка Осереда (сохраняется в таком состоянии уже много лет), постепенно возвышается необозримая высокая степь, распаханная и лишенная древесной растительности, за исключением лишь пересекающих ее оврагов с зарослями кустарников и кустистого дуба.
В пределах открытых пространств степи (полей) встречаются байрачные дубравы - лесные массивы, урочища в степной и лесостепной зонах, произрастающие в лощинах, балках, нижних частях межбалочных водосборов и на коренных берегах речных долин. Байрачные дубравы по отношению к общей площади дубрав составляют: В Тамбовской области - 10 %, Воронежской - 17 %, Курской - 61 %, Орловской - 64 %. Наибольшая часть байрачных лесов приходится на балки. По мнению Н.П. Калиниченко, являясь первичным звеном речной сети, балочные системы представляют микромодель древнего эрозионного рельефа; весьма сходны с ними по морфологии коренные берега речных долин [6]. По данным цитируемого автора, на приводораздельных и присетевых скло-
нах северной и восточной лесостепи байрачные дубравы по своей структуре, видовому составу, устойчивости и долговечности мало чем отличаются от массивных дубравных насаждений. На склонах теневых экспозиций обычно произрастают вы-сокополнотные насаждения с участием теневых спутников или кустарников. Трехъярусные насаждения формируются в нижней трети пологих склонов теневых экспозиций. На склонах световых экспозиций, даже при их небольшой крутизне, из состава насаждений выпадают теневые спутники дуба, и их место занимают кустарники. На крутых склонах, особенно южных экспозиций, формируются низкополнотные чистые дубняки IV класса бонитета. В дубравах по очень крутым склонам южных экспозиций (20...25°) формируются чистые дубняки с выраженными признаками остепнения. Дубовые леса на приводораздельно-присе-тевых склонах как по состоянию, так и по таксационным показателям на порядок выше, чем балочные. На склонах до 8° байрачные леса выполняют преимущественно стокорегулирующие функции, а на более крутых - противоэрозионные. При отсутствии ложбинности байрачный лес шириной 70.100 м, произрастающий на балках или коренных берегах речных долин, способен зарегулировать сток с вышележащих полевых склонов протяженностью 400.600 м [5]. Это гарантирует предотвращение оврагообразования и выноса биогенных веществ в водотоки. При наличии байрачных лесов можно не создавать прибалочные, приречные и приовражные лесные полосы, которые занимают 3...5 % пахотных земель. В системе байрачных ле-
42
Лесотехнический журнал 1/2014
Природопользование
сов в гидрографическую сеть сносится в 2...3 раза меньше снега, чем на безлесных водосборах. Байрачные дубравы способствуют сохранению, таким образом, запасов влаги на пахотных землях [5]. Максимальные запасы влаги выявлены в чистых дубовых и дубово-кустарниковых насаждениях. При отсутствии байрачных лесов долевое участие оврагов в площади балок достигает 4,8 %, при лесистости 10 % - 4,1 %, 20 % -3,0 %, 30 % - 2,2 %, 40 % - 1,8 %, 50 % -1,6 %, более 50 % - 0,8 %. Древние балки и коренные берега речных долин крутизной до 12° обычно мало затронуты современными эрозионными процессами. Они отличаются хорошо развитым почвенным покровом, незначительной его пестротой и сохраняют морфологические признаки, свойственные для зонального почвенноклиматического комплекса. Крутые балочные берега (20.30°), особенно южных экспозиций, наоборот характеризуются интенсивным проявлением эрозионных процессов, большим разнообразием почвенного покрова и мелкоконтурностью выделов.
Н.П. Калиниченко и В.В. Ильинским показано, что насаждения дуба на откосах оврагов и берегах балок за 70.80 лет кольматируют до 80.100 см почвенных частиц, в результате чего в самых жестких условиях ранее смытых почв, насаждения трансформировались с IV класса бонитета до 1-го с запасом 300.350 м3/га. Объем водопоглощения под дубовыми насаждениями в верхних слоях почвы оказался в 20.25 раз выше, чем под древостоями другого состава. Благодаря мощной корневой системе, произрастающие на смытых известняковых почвах береговых речных
долин насаждения дуба полностью предотвращают их разрушение [5].
Таким образом, аренные и байрачные дубравы составляют единую, целесообразную на каждом этапе развития лесостепи пространственную структуру лесов, которая в современных условиях нарушается интенсивной их вырубкой. Кроме того, пахотные земли, с их ежегодно повторяющейся подготовкой почвы к посадке или посеву сельскохозяйственных культур, работами по уходу за ними и сбору урожая, как бы локализуют существующие дубравные урочища, вставая на пути естественного распространения дуба [9]. Следовательно, в условиях лесополья еще больше возникает потребность не только в общем повышении лесистости, но и в создании целесообразной структуры лесов. Чем больше в лесополье вырубается лесов, тем интенсивнее развивается овражно-балочная сеть. Поэтому леса должны быть сосредоточены именно там, где существует угроза образования густой овражной сети, где резко выражен поверхностный сток. На облесенных малых водосборах в лесостепи поверхностный сток сокращается из-за высокой инфильтрации влаги в почву. Лесные массивы и лесополосы способствуют пополнению запасов грунтовых вод путем инфильтрации, чего нет на полях.
По Н.П. Калиниченко долевое участие балочных систем в общем земельном фонде России составляет 15.20 %. Всего безлесных балочных систем и коренных берегов речных долин только в европейской лесостепной и степной части России насчитывается свыше 3 млн га [6]. Это местоположения былого присутствия дубрав,
Лесотехнический журнал 1/2014
43
Природопользование
исчезнувших под влиянием хозяйственной деятельности человека, а также эродированные, не защищенные лесом пахотные земли, процесс возникновения которых в нынешних условиях лесополья сохраняет свою интенсивность.
По исследованиям А.А. Молчанова и
В.А. Губаревой при лесистости в 10 % поверхностный сток с остальной площади, приуроченной к распаханным полям, равен 30 %; при лесистости в 20 % и более поверхностный сток на пахотных землях может быть сведен к минимальным значениям, но при условии, что леса будут распределены по водосбору относительно равномерно, в соответствии с рациональной для конкретной местности пространственной структурой. Наибольший коэффициент впитывания наблюдается в 10...15-летних древостоях ясене-осоково-снытьевой дубравы, а наименьший - на вырубках двухлетнего возраста; промежуточное положение фиксируется под пологом 220-летнего древостоя того же типа леса. Суммарное испарение (разница между количеством осадков и поступающей в почву воды) увеличивается с повышением возраста древостоя [6].
Формирование жизнеспособных, вы-сокобонитетных дубрав реально на темносерых почвах и деградированных черноземах. Лучшие условия для роста дуба на открытых пространствах складываются в понижениях и на пологих склонах северных, северо-западных и северо-восточных экспозиций; верховья балок наиболее пригодны для закладки лесокультурных массивов дуба. Г.Н. Высоцкий подчеркивал, что лесоразведение целесообразно на бо-
лее увлажненных почвах, у выходов пресноводных источников, в вершинных и средних частях балочно-речных долин, а также по лугостепным потяжинам и западинам [1].
По оценке отечественных лесоводов мелиоративная роль дубовых лесов в лесостепи имеет во много раз большее значение, чем их продуктивность. Отсюда следует, что лесоразведение с использованием дуба, как породы обладающей наиболее высокими мелиоративными свойствами, в лесостепи представляет важнейшую природоохранную задачу, а также существенно влияет, как минимум, на сохранность сельскохозяйственных земель, водотоков и водоемов.
Необходимо отметить, что в настоящее время сложились исключительно благоприятные условия для проведения лесомелиоративных мероприятий в лесостепи. Изменившиеся климатические и социальноэкономические условия способствуют не только искусственному лесоразведению, но и интенсивному самовоспроизводству древесно-кустарниковой растительности даже на землях, ранее подвергавшихся интенсивной плоскостной и линейной водной эрозии. В последние годы наблюдается повышение влагообеспеченности, недостаток которой ранее являлся лимитирующим фактором для развития древесно-кустарниковой растительности. Здесь имеется в виду, во-первых, значительное увеличение среднегодового количества осадков, которое достигло в последнее десятилетие более чем 600 мм в год. По данным метеостанции г. Грязи Липецкой области за период 1938.1995 гг. среднегодовые суммы осад-
44
Лесотехнический журнал 1/2014
Природопользование
ков колебались от 321 до 741 мм. В среднем за десятилетие количество их последовательно возрастало с 429 за 1946.. .1955 гг. до 521 мм за 1956.1965 гг., 558 мм за 1966.975 гг., 570 мм за 1976.1985 гг., несколько снизилось до 527 за 1986.1995 гг. и снова возросло до 574,9 за 1996.2005 гг. Повышение касается как минимальных, так и максимальных сумм осадков. Минимальные их величины возросли с 321 до 459 мм, а максимальные с 520 до 700.741 мм. Начиная с 2006 г. (659,7 мм) наблюдается сокращение ГКО с 519,9 мм в 2007 г. до 445,0 мм в 2009 г.
Такая же закономерность обнаруживается и по данным систематических измерений в Каменной степи, где, начиная с 1966 года, их выпадает больше среднемноголетней нормы. Эта закономерность подтверждается и данными влажности в Центрально-Черноземном заповеднике им.
В.В. Алехина в Курской области, где выявлено устойчивое увеличение количества осадков в холодный период.
Анализ картосхемы залегания грунтовых вод по годам на территории южной части Каменной степи, составленных по данным непрерывных с 1979 года наблюдений Каменно-Степного гидрогеологического отряда Воронежской геолого-географической партии «Центргеология» ВСЕ-ГИНГЕО в 113 режимных скважинах и 3 режимных шурфах показал, что грунтовые воды поднялись на этой территории по сравнению с 1956 годом на 3.4 м и имеют глубину залегания в пределах 1.4 м. Ход уровней грунтовых вод имеет циклический характер. Так, с 1892 по 1956 год было 5 циклов, продолжительностью в пределах
11.17 лет. Последний шестой цикл носит аномальный характер и продолжается с 1956 года. Повышение уровня грунтовых вод на водоразделах имеет общий характер. Ритм колебаний УГВ в Каменной степи совпадает с ритмом уровней грунтовых вод на других территориях ЦЧО, Украины и с колебаниями уровня Каспийского моря. Сопоставление хода УГВ в шурфе № 1 Каменной степи и уровня Каспийского моря у г. Баку показало, что они почти параллельны. Хорошо совпадают минимумы 1880, 1911, 1931, 1939 гг. и максимумы 1896, 1918, 1929, 1942 гг. Современный подъем УГВ в Каменной Степи, как и на всей территории юга Русской равнины, также совпадает с повышением уровня Каспийского моря. Это свидетельствует о том, что подъем УГВ имеет не локальный (только для Каменной Степи), а общий характер и сопровождается переувлажнением почв. Кроме этого, необходимо учитывать, что заметно повысились зимние температуры, что, в свою очередь, повлекло сокращение глубины промерзания почвы и, соответственно, увеличение впитывания в весенний период. Следует учесть также участившиеся зимние оттепели, когда почти весь снег на полях тает и при практически полном отсутствии испарения поглощается почвой. Во-вторых, резкое сокращение пастбищной нагрузки за счет сокращения поголовья крупнорогатого скота обеспечивает лучшие условия для сохранения проростков самосевных видов деревьев и кустарников на ранее сильно стравливаемых и вытаптываемых склоновых землях. На увеличение влагозапасов в почве и одновременно сокращение интенсивности эрозионных про-
Лесотехнический журнал 1/2014
45
Природопользование
цессов повлияло также исключение из пашни и перевод в категорию залежи больших площадей склоновых земель. Быстрое, в течение 2...3 лет зарастание брошенной пашни злаково-разнотравной растительностью и формирование здесь дернины практически прекратило поверхностный сток и проявления плоскостной эрозии. Даже на овражных склонах, ранее почти лишенных растительности и поэтому сильно размываемых, образовалась мощная дернина (рис. 1). Наличие по склонам и, особенно, по днищам оврагов деревьев и кустарников свидетельствует о переводе поверхностного стока во внутрипочвенный и о прекращении линейной эрозии (рис. 2). Одновременно отмечается появление зарослей тростника, крайне влаголюбивого растения, не только по тальвегам овражнобалочных систем, но и в верхних частях склонов (рис. 3). Все это неопровержимо свидетельствует о значительных изменениях водного режима почв, которые наблюдаются на территории ЦЧР, и которые способствуют распространению древесной растительно сти.
Таким образом, состояние овражнобалочных систем, направленность клима-
Рис. 1. Образование мощной дернины
на овражных склонах
Рис. 2. Естественное облесение овражных склонов - свидетельство прекращения линейной эрозии
Рис. 3. Заросли тростника (влаголюбивого растения) в верхних частях овражных склонов
тических изменений свидетельствуют о формировании благоприятных условий для естественного их заращивания древеснокустарниковой растительностью в условиях региона, что ведет к стабилизации лесостепных ландшафтов. Это длительный по времени процесс, а в условиях лесополья локализация лесных массивов пахотными землями является еще и существенным препятствием для его естественной реализации. Следовательно, возникает необходимость разработки научно-обоснованной программы широкомасштабных работ по искусственному облесению овражно-ба-
46
Лесотехнический журнал 1/2014
Природопользование
лочных систем, созданию новых дубравных лесов в условиях Центральной Лесостепи.
Библиографический список
1. Высоцкий, Г. Н. Избранные труды [Текст] : учебник / Г. Н. Высоцкий. -М. : Сельхозгиз, 1960. - 472 с.
2. Енькова, Е. И. Теллермановский лес и его восстановление [Текст] : учебник / Е. И. Енькова. - Воронеж : Издательство ВГУ, 1976. - 214 с.
3. Ежов, И. Н. Геология. Рельеф. Физико-географические районы [Текст] / И. Н. Ежов // Воронежская область. - Воронеж, 1952. - Ч.1. - С. 14-40.
4. Зонн, С. В. Геоморфологические и почвенные условия произрастания леса в Теллермановском опытном лесничестве. [Текст] / С. В. Зонн // Тр. ин-та леса АНСССР. - М., 1950. - Т. III. - С. 19-65
5. Калиниченко, Н. П. Лесомелиорация овражно-балочных систем [Текст] : учебник / Н. П. Калиниченко, В. В. Ильинский. - М. : Лесн. про-сть, 1973. - 326 с.
6. Калиниченко, Н. П. Дубравы России [Текст] / Н. П. Калиниченко. - Т. XX. -с. 35-45
7. Кравчинский, Д. И. Исторический и лесоводственный очерк Шипова леса Воронежской губернии [Текст] / Д. И. Кравчинский // Лесн. журн. - 1887. -Вып.2. - С. 189-197. - Вып. 4. - С. 474-491.
8. Молчанов, А. А. Формирование и рост дуба на вырубках в лесостепи [Текст] : учебник / А. А. Молчанов, В. А. Губарева. - М. : Наука, 1965. - 255 с.
9. Харченко, Н. А. Деградация дубрав Центрального Черноземья [Текст] : учебник / Н. А. Харченко и др. - Воронеж, 2010. - 604 с.
DOI: 10.12737/3345 УДК 574.4+631.416
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ КОМПОНЕНТОВ ЭКОСИСТЕМ В РАЙОНЕ СУЛЬФИДНЫХ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ РУДОПРОЯВЛЕНИЙ «ЕЛАНСКОЕ» И «ЁЛКИНСКОЕ» НОВОХОПЁРСКОГО РАЙОНА ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ
заведующий кафедрой экологии, защиты леса и лесного охотоведения, доктор биологических наук, профессор Н. Н. Харченко студентка М. В. Яицких
ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»
forest.vrn@gmail. com
Для обеспечения минерально-сырьевой безопасности России, устойчивого, долгосрочного развития производственного и социально-экономического комплексов Центрального Черноземья важнейшее
значение приобретают сульфидные медноникелевые месторождения (Еланское и Ёл-кинское), расположенные на территории Воронежской области. В регионе ещё в середине ХХ века было разведано 5 место-
Лесотехнический журнал 1/2014
47
