CC BY
68
Природопользование
Сведения об авторах
Козлов Александр Тимофеевич - заведующий кафедрой экологии и безопасности жизнедеятельности Военно-воздушной академии им. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина, доктор биологических наук, профессор, г. Воронеж, Российской федерации; e-mail: [email protected]
Цыплухина Юлия Вячеславовна - старший преподаватель кафедры экологии и безопасности жизнедеятельности Военно-воздушной академии им. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина, кандидат химических наук, г. Воронеж, Российской федерации; e-mail: [email protected] Козлов Николай Александрович - аспирант Воронежского государственного лесотехнического университета имени Г.Ф. Морозова, г. Воронеж, Российской федерации; e-mail: koz-lov2015 @yandex.ru
Information about authors
Kozlov Aleksandr Timofeevich - Head of chair of ecology and life safety, Air force Academy N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin, DSc in Biological, Professor, Voronezh, Russian Federation; e-mail: [email protected]
Tsypluhina Yulia Vyacheslavovna - Senior lecturer of ecology and life safety, Air force Academy N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin, PhD in Chemical Sciences, Voronezh, Russian Federation; e-mail: [email protected]
Kozlov Nikolay Aleksandrovich - post-graduate student, Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State University of Forestry and Technologies named after
G.F. Morozov», Voronezh, Russian Federation; e-mail: [email protected]
DOI: 10.12737/17401 УДК 630*266
РОЛЬ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ПРЕОБРАЗОВАНИИ ЛАНДШАФТОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ
доктор сельскохозяйственных наук, доцент В. И. Михин1 кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Е. А. Михина1
Д. В. Михин1
1 - ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, Российская Федерация
Стратегией развития защитного лесоразведения в Российской Федерации на период до 2020 года предусмотрены мероприятия по повышению продуктивности и устойчивости земледелия. В условиях ЦЧР произрастает 148.3 тыс. га полезащитных насаждений, где облесённость ими пашни равна 1.26 %. Лесополосы создавались по древесному, древесно-кустарниковому, древеснотеневому способу создания и с использованием рядовой, квадратно-гнездовой, диагональногрупповой, блочной посадки (посева) и с участием тополей (бальзамический, белый, чёрный, пи-
Лесотехнический журнал 4/2015 43
Природопользование
рамидальный и т.д.), берёзы повислой, дуба черешчатого, ясеня обыкновенного, зелёного, вяза мелколистного, акации жёлтой, бузиной красной, лоха узколистного и других. Изучение лесово-дственно-мелиоративных особенностей искусственных защитных линейных насаждений выполнялось в период 1989-2014 годов по общепринятым методикам в таксации, лесных культурах и агролесомелиорации. Полезащитные насаждения из тополя бальзамического имеют лучшие показатели роста при размещении посадочных мест 3.0 х 1.0 м и густоте создания 3334 шт./га, где с увеличением ширины и количества рядов биметрические показатели и сохранность снижаются на 4.0-8.3 %, что необходимо учитывать при создании лесомелиоративных комплексов. В лесных полосах из берёзы повислой при размещении посадочных мест 3.0 х 0.8 м сохранность и показатели роста выше на 7.0-8.6 %, чем в насаждениях других параметров создания. Смешанные берёзоворябиновые, дубово -ясенёвые культуры более устойчивы и имеют выше биометрические показатели роста на 3.0-25.4 %, чем чистые насаждения. Наибольший ост по высоте и диаметру у тополя бальзамического, берёзы повислой, дуба черешчатого и ясеня обыкновенного выявлен в возрасте 4-17 лет. Полезащитные насаждения продуваемой и ажурной структуры наиболее полно (на 9.917.6 %) влияют в приполосных зонах до 22-30 Н (высот) на увеличение продуктивности искусственных фитоценозов (озимая пшеница).
Ключевые слова: биометрические показатели роста, полезащитные насаждения, высота, прирост.
THE ROLE OF SHELTER SPACES IN THE TRANSFORMATION LANDSCAPES OF CENTRAL CHERNOZEM REGION
DSc in Agricultural, Associate Professor V. I. Mikhin1 PhD in Agriculture, Associate Professor E. A. Mikh^1
D. V. Mikhin1
1 - Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov», Voronezh, Russian Federation
Abstract
Development strategy of protective afforestation in the Russian Federation in the period up to 2020 plans to improve productivity and sustainability of agriculture. In condition of Central Black Earth Region will grow 148.300 hectares of field-protection plantations where they coot arable land is 1.26 %. Forest belts were created by woody, wood-handicraft, wood-typical methods and using a linear, square-cluster, diagonally group, block planting (seeding) and with the participation of poplars (balsamic, white, black, pyramid, etc.), silver birch, english oak, european ash, green, Chinese elm, acacia yellow, red elderberry, oleaster and others. A study of melioration feature of artificial protective forest are carried out in the period 1989-2014 years by conventional means, in taxation, forest plantations and agroforestry. Field-protection plantations of balsam poplar have the best growth when placing seats 3.0 x 1.0 m and a density of 3334 pcs. / ha, where an increase in the width and number of rows reduces biometric performance and safety of 4.0-8.3 % . This should be considered when creating agroforestry systems. In the forest belt of silver birch
44 Лесотехнический журнал 4/2015
Природопользование
when placing seats 3.0 x 0.8 m safety and growth higher at 7.0-8.6 %, than in forest belt of other creation parameters. Mixed stands of birch, ash, oak and ash are more resistant and have higher biometric growth by 3.0-25.4 %, rather than pure stands. The greatest growth in height and diameter from balsam poplar, silver birch, english oak and european ash diagnosed at age 4-17 years. Field-protection plantations of purged and openwork structure is most strongly (by 9.9-17.6 %) increase in effect on productivity artificial phytocenoses (winter wheat) in closed to field areas up to 22-30 h (height).
Keywords: biometrical indicators of growth, field-protection plantations, height, increment.
В правительственных документах, принятых в Российской Федерации по вопросам защитного лесоразведения [8] отмечается, что необходимо формирование лесомелиоративных систем с учётом научных обоснований, отвечающих особенностям зонального земледелия.
В условиях ЦЧР прозрастет 148,3 тыс. га полезащитных насаждений, где облесён-ность ими пашни равна 1,26 %. Искусственные линейные насаждения создавались по древесному, древесно-кустарниковому, древесно-теневому способу создания и с использованием рядовой, квадратно-гнездовой, диагонально - групповой, блочной посадки (посева) и с участием тополей (бальзамический, белый, чёрный, пирамидальный и т.д.), берёзы повислой, дуба черешчатого, ясеня обыкновенного, зелёного, вяза мелколистного, акации жёлтой, бузиной красной, лоха узколистного и других [5].
Рост, состояние, формирование защитных насаждений, их мелиоративные особенности наиболее полно проявляются при оптимальном их размещении на пашне, правильном сочетании пород, агротехнических приёмов выращивания, оптимальной структуры для данных почвенно-климатических условий [1, 2, 3]. Повышение лесистости и конструирование ландшафта является важным вопросом лесомелиорации ландшафтов [9, 10, 11].
Использование быстрорастущих пород для лесомелиоративных целей позволяет иметь высокоэффективные насаждения для обустройства ландшафтов [6, 7].
Изучение лесоводственно - мелиоративных особенностей искусственных защитных линейных насаждений в ЦЧР выполнялось в период 1989-2014 годов по общепри-нытым методикам в таксации, лесных культурах и агролесомелиорации [1, 4].
Выращивание тополя бальзамического (Populus balzamifera L.) в лесных полосах в возрасте 24 лет при густоте посадки 3334 шт/га показывает, что его рост, сохранность зависят от количества рядов в насаждении и собственно ширины (пробн. площади 759, 795, 800). Установлено, что в более широких лесополосах сохранность ниже на 4,0-8,3 %, чем в узких. При этом, средняя высота наибольшее значение (19,1 м) имеет в насаждении шириной 9,0 м, созданной 3-рядной посадкой (табл. 1).
Лесные полосы, созданные из дуба че-решчатого (Quercus robur L.) с размещением посадочных мест 5,0х3,0 (квадратно-гнездовой способ) и с введением сопутствующих пород (ясень зелёный) в междурядья в возрасте 30 лет отличаются большей устойчивостью, где выше сохранность и биометрические показатели роста (на 9,0 и 5,7 %), чем чистые насаждения (пробн. площади 820, 870).
Лесотехнический журнал 4/2015
45
Природопользование
Таблица 1
Характеристика искусственных защитных линейных насаждений
№ пр.пл. Схема смешения Число рядов Размещение посад. мест Ширина, м Порода Г устота посадки, шт./га Сохранность Воз- раст, лет Сред- няя высота, м Бонитет
шт./га %
731 Бп-Бп-Бп-Бп 4 2,5х0,8 10,0 Бп 5000 2655 53,1 25 13,4 Ia
754 Роб-Бп-Бп-Роб 4 3,0х0,8 12,0 Бп 2083 1399 67,2 25 15,5 1а
Роб 2083 981 47,1 6,6 IV
759 Тбз-Тбз-Тбз 3 3,0х1,0 9,0 Тбз 3334 2144 64,3 24 19,2 Ia
762 Бп-Бп-Бп-Бп 4 3,0х0,8 12,0 Бп 4166 2529 60,7 25 14,3 Ia
795 Тбз-Тбз- -Тбз-Тбз 4 3,0х1,0 12,0 Тбз 3334 2000 60,0 24 18,3 Ia
800 Тбз-Тбз-Тбз- -Тбз-Тбз 5 3,0х1,0 15,0 Тбз 3334 1867 56,0 24 17,1 Ia
820 Дя+Яз-Дч+Яз- -Дч+Яз-Дч+Яз 4 5,0х3,0 кв.гн. Дч 3334 1870 59,1 30 14,8 Ia
Яз 666 330 49,6 9,8 II
828 Акж-Дч-Яз-Яз- -Яз-Тбз 6 1,5х0,8 9,0 Тбз 1388 4122 29,7 38 22,5 Ia
Дч 1388 621 49,8 13,5 II
Яз 4169 2292 55,5 15,1 I
Акж 1388 8333
830 Бояр+Акж-Дч--Дч-Дч-Дч-Дч--Дч- Бояр+Акж 8 2,5х1,0 20,0 Дч 3000 1400 46,7 27 11,0 II
Бояр 500 211 42,2 5,1 IV
Акж 500
870 Дч-Дч-Дч 3 5,0х3,0 кв.гн. Дч 3334 1670 50,1 30 14,0 I
909 Дч-Яо-Дч- -Яо-Дч-Яо-Дч-Яо 8 2,5х1,0 20,0 Дч 2000 868 53,7 27 13,8 I
Яо 2000 1042 62,1 14,5 I
Лучшими показателями роста по высоте и сохранности у дуба черешчатого (Дч) в возрасте 27 лет также отличаются лесополосы, созданные при порядном введении ясеня обыкновенного (Яо), чем насаждения, где кустарник введён в опушенные ряды (пробн.
площади 870 и 909). Сохранность больше на 7,0 %, средняя ветрозащитная высота на 2,8 м.
Лесные полосы из берёзы повислой (Be-tula pendula Roth.) чистые и смешанные по составу имеют различный рост и состояние (пробн. площади 754,762). В возрасте 25 лет
46
Лесотехнический журнал 4/2015
Природопользование
при размещении посадочных мест 3,0 х 0,8 м ветрозащитная высота у берёзово-рябиновых лесополос больше на 1,2 м, сохранность - на
6,5 %, чем в чистых культурах.
Густота посадки является одним из факторов, от которого зависит структурное формирование защитного насаждения. В лесных полосах из берёзы повислой (Бп) при размещении посадочных мест 3,0 х 0,8 м и густоте создания 4161 шт./га сохранность больше на 7,0 %, средняя высота на 0,9 м, чем в насаждении с густотой создания 5000 шт./га и размещением растений 2,5 х 1,0 м (пробн. площади 731,762).
Особый интерес представляют показатели текущих приростов по высоте и диаметру древесных пород, которые характеризуют энергию роста в динамике.
Тополь бальзамический имеет высокий текущий прирост по высоте (0,7-1,4 м/год) до 7 лет, затем энергия роста несколько снижается. Аналогичные закономерности проявляются и по диаметру. Наибольший прирост также приходится до 7 лет (1,4-1,7 см/год).
Текущий прирост по высоте у берёзы повислой в возрасте 4-10 лет составляет 0,81,2 м/год, после чего наступает его снижение. Показатель прироста по диаметру до 17 лет равен 0,6-1,1 см/год и к 20 годам уменьшается до 0,55 см/год.
Рост в высоту у дуба черешчатого до 12 лет составляет 0,55-0,90 м/год, затем показатель прироста равен 0,35-0,55 м/год (1319 лет). Медленный рост по диаметру происходит до 12 лет (до 0,45 см/год), с резким увеличением к 14 годам (0,55 см/год), после чего величина прироста составляет 0,70,45 см/год (15-24 года).
Для ясеня обыкновенного характерен активный рост в высоту до 12 лет (0,50,8 м/год) и заметное уменьшение после 16 лет (с 0,5 до 0,3 м/год). Рост по диаметру характеризуется интенсивностью до 17 лет (с 0,45 до 1,05 см/год), затем к 30 годам происходит снижение до 0,35 см/год.
Защитные насаждения изменяют микроклимат и биотические свойства почвенного покрова в прилегающих зонах [6, 9, 10, 11], что способствует повышению продуктивности искусственных фитоценозов (табл. 2).
Линейные насаждения полезащитного назначения влияют на прилегающие фитоценозы. Наибольшее воздействие отмечается от лесополос продуваемой структуры. В зоне 030 Н показатель биологического урожая больше на 5,2 ц/га. Длина стебля, колоса, масса 1000 зерен соответственно выше на 8,6 и 0,9 см и 4,4 г.
В целом, от влияния защитных насаждений различных структур на показатели фитоценоза следующие: продуваемые лесополосы - 13,8-17,6 %, ажурные - 9,9-14,1 %, плотные - 7,0-9,3 %.
Наибольшие показатели урожая и его морфометрии отмечаются в заветренную сторону от полезащитных лесополос продуваемой структуры на расстоянии 5-15 Н (высот), ажурной - 5-10 Н, плотной - до 5 Н. При этом, дальность влияния соответственно в среднем распространяется до 28-30Н, 22-25 и 15-20 Н. Различия в показателях приполос-ных зон и незащищенных участков существенны Дфакт =2,28 - 18,70> to,05=1,96 - 1,99).
Выводы:
1. Искусственные линейные насаждения из тополя бальзамического в возрасте 24
Лесотехнический журнал 4/2015
47
Природопользование
Таблица 2
Формирование искусственных фитоценозов в лесоаграрных ландшафтах
Структура лесополос Показатели В зоне 0-30Н3 Контроль, 35-40Н3 Прибавка Существенность различия
абсолютная % 1факт С,05
П 1 35,3±0,34 30,1±0,41 5,2 17,3 9,29 1,99
2 70,9±0,36 62,3±0,29 8,6 13,8 18,70 1,96
3 5,9±0,22 5,0±0,30 0,9 17,6 2,44 1,96
4 32,6±0,36 28,2±0,26 4,4 15,6 10,90 1,99
Аж 1 30,8±0,42 27,0±0,31 3,8 14,1 7,17 1,99
2 74,3±0,29 66,7±0,34 7,6 11,4 16,53 1,96
3 6,1±0,19 5,4±0,28 0,7 12,9 2,06 1,96
4 43,3±0,29 39,4±0,43 3,9 9,9 8,15 1,99
Н 1 30,5±0,27 27,9±0,36 2,6 9,3 5,66 1,99
2 64,6±0,30 59,7±0,40 4,9 8,2 9,80 1,96
3 6,4±0,14 5,9±0,16 0,5 8,5 2,28 1,96
4 36,6±0,41 34,2±0,34 2,4 7,0 4,52 1,99
Примечание: П - продуваемые лесополосы, Аж - ажурные, Н - плотные, 1 - урожай, ц/га; 2 - длина стебля, см; 3 - колоса, см; 4 - масса 1000 зёрен, г.
лет имеют лучшие показатели роста при размещении посадочных мест 3,0 х 1,0 м и густоте создания 3334 шт./га, где с увеличением ширины и количества рядов биметрические показатели снижаются (сохранность на 4,0-
8,3 %, средние высота и диаметр на 7,1-
12,3 % ), что необходимо учитывать при создании законченных лесомелиоративных систем.
2. В берёзовых лесных полосах в возрасте 25 лет при размещении посадочных мест 3,0 х 0,8 м сохранность и показатели роста выше на 7,0-8,6 %, чем в насаждениях с другими агротехническими параметрами создания. Смешанные насаждения имеют выше биометрические показатели роста (на
6,5-10,3 %).
3. Защитные насаждения из дуба че-решчатого в возрасте 27-30 лет при смеше-
нии с ясенем обыкновенным, зелёным и акацией жёлтой имеют выше сохранность и рост по высоте, диаметру и их приростам на 3,0-
25,4 %, чем в чистых культурах или с боярышником.
4. Наибольшая активность в росте у берёзы повислой, дуба черешчатого, тополя бальзамического и ясеня обыкновенного отмечается в возрасте 4-17 лет и затем насаждения вступают в период стабильного роста, зависящего от почвенно-климатических условий.
5. В условиях лесостепи формировать законченные лесомелиоративные системы с участием полезащитных насаждений продуваемой и ажурной структуры, где в припо-лосных зонах до 22-30 Н (высот ) увеличение продуктивности искусственного фитоценоза (озимая пшеница) составит 9,9-17,6 %.
48
Лесотехнический журнал 4/2015
Природопользование
Библиографический список
1. Агролесомелиорация в ХХ веке [Текст] : монография / А. Н. Каштанов [и др.]. - Волгоград : ВНИАЛМИ, 2001. - 366 с.
2. Захаров, В.В. Агролесомелиоративное земледелие [Текст] / В.В. Захаров, В.М. Кре-тинин - Волгоград : ВНИАЛМИ, 2005. - 217 с.
3. Ивонин, В.М. Лесомелиорация ландшафтов [Текст] / В.М. Ивонин - Новочеркасск : НГМА, 2010. - 170 с.
4. Методика системных исследований лесоаграрных ландшафтов [Текст]. - М.: ВАСХ-НИЛ, 1985. - 112 с.
5. Михин, В.И. Лесомелиорация ландшафтов [Текст] / В.И. Михин. - Воронеж, 2006. - 127 с.
6. Павловский, Е.С. Экологические и социальные проблемы агролесомелиорации [Текст] / Е.С. Павловский. - М. : Агропромиздат, 1988. - 181с.
7. Родин, А.Р. Лесомелиорация ландшафтов [Текст] / А.Р. Родин, С.А. Родин. - М. : МГУЛ, 2007. - 165 с.
8. Стратегия развития защитного лесоразведения в Российской Федерации на период до 2020 года [Текст] / К.Н. Кулик [и др.]. - Волгоград : ВНИАЛМИ, 2008. - 34 с.
9. Effects of Governance on Availability of Land for Agriculture and Conservation in Brazil [Text] / G. Sparovek [et al.] // Environmental Science and Technology. - 2015. - Vol. 49. - Issue
17. - pp. 10285-10293.
10. Forest restoration following surface mining disturbance: ^allenges and solitions [Text] / S.E. Масdodals [et al.] // New Forests. - 2015. - Vol. 46. - Issis 5 - 6. - pp. 703-732.
11. Lewis, S.L. Increasing human dominance of tropical forests [Text] / S.L..Lewis, D.P. Edwards, D. Galbraith // Science. - 2015. - Vol. 349. - Issue 6250. - pp. 827-832.
References
1. Kashtanov A.N. [et а1]. Agrolesomelioracija v 20 veke [Agroforestry in the twentieth century]. Volgograd, 2001, 366 p. (In Russian).
2. Zakharov V.V., Kretinin V.M. Agrolesomeliorativnoe zemledelie [Agro-forestry farming]. Volgograd, 2005, 217 p. (In Russian).
3. Ivonin V.M. Lesomelioracija landshaftov [Lamellibrachia landscapes]. Novocherkassk, 2010, 170 p. (In Russian).
4. Metodika sistemnyh issledovanij lesoagrarnyh landshaftov [The technique of system studies of forest-agrarian landscapes]. Moscow, 1985, 112 p. (In Russian).
5. Mikhin V.I. Lesomelioracija landshaftov [Lamellibrachia landscapes]. Voronezh, 2006, 127 p. (In Russian).
6. Pavlovsky E.S. Jekologicheskie i social'nye problemy agrolesomelioracii [Ecological and social problems of agroforestry]. Moscow, 1988, 181p. (In Russian).
7. Rodin A.R., Rodin A.S. Lesomelioracija landshaftov [Lamellibrachia landscapes]. Moscow, 2007, 165 p. (In Russian).
Лесотехнический журнал 4/2015
49
Природопользование
8. Kulik K.N. [et al.]. Strategija razvitija zashhitnogo lesorazvedenija v Rossijskoj Federacii na period do 2020 goda [The strategy for the development of protective afforestation in the Russian Federation for the period to 2020]. Volgograd, 2008, 34 p. (In Russian).
9. Sparovek G. [ et al.] Effects of Governance on Availability of Land for Agriculture and Conservation in Brazil. Environmental Science and Technology, 2015, Vol. 49, Issue 17, pp. 10285-10293.
10. Масdodals S.E. [ et al.] Forest restoration following surface mining disturbance: ^allenges and solutions. New Forests, 2015, Vol. 46, Issis 5-6, pp. 703-732.
11. Lewis S.L., Edwards D.P., Galbraith D. Increasing human dominance of tropical forests. Science, 2015, Vol. 349, Issue 6250, pp. 827-832.
Сведения об авторах
Михин Вячеслав Иванович - заведующий кафедрой лесных культур, селекции и лесомелиорации, декан ФЗО, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», доктор сельскохозяйственных наук, доцент, г. Воронеж, Российская Федерация; e-meil: [email protected]
Михина Елена Александровна - доцент кафедры лесных культур, селекции и лесомелиорации, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, г. Воронеж, Российская Федерация; e-meil: [email protected]
Михин Дмитрий Вячеславович - аспирант кафедры ландшафтной архитектуры и почвоведения, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, Российская Федерация; e-meil: spils2010@ meil.ru
Information about authors
Mihin Vyacheslav Ivanovich - Head of the department of forest crops, breeding and forest-reclamation, Dean FZO, Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov», DSc in Agricultural, Associate Professor, Voronezh, Russian Federation; e-meil: [email protected]
Mihina Elena Alexandrovna - Assistant Professor of forest crops, breeding and forest-lioratsii, Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov», PhD in Agricultural, Associate Professor, Voronezh, Russian Federation; e-meil: [email protected]
Mihin Dmitry Vyacheslavovich - post-graduate student of landscape architecture, and soil-vovedeniya, Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov», Voronezh, Russian Federation; e-meil: spils2010 @ meil.ru
50
Лесотехнический журнал 4/2015
