CC BY
49
10. Sokurova, L.H. Millet as an intermediate culture [Text] / L.H. Sokurova // Legumes and cereals culture. - 2012. - №3. - P. 47.
11. Sokurova, L.H. Selection of millet seed for earliness [Text] / L.H. Sokurova // Agricultural messenger Urals. - 2014. - №10. - P. 34-36.
12. Surkov, A.Y. Adaptive capacity and stability of the varieties of millet in the conditions of the Voronezh region [Text] / A.Y. Surkov // Legumes and cereals culture. - 2014. - №1. - P. 63-67.
13. Schmal, V.V. State register of breeding achievements admitted to using [Text] / V.V. Schmal. - M.: Publisher « Hlebprodinform», 2013. - 392 p.
14. Nelson, L.A. Technique for proso millet [Text] / L.A. Nelson // Crop. Sci. 1984. - V. 24. -№1. - P. 205-206.
E-mail: zelenev.a@bk.ru
УДК 634.958:551.4
РОЛЬ СТОКОРЕГУЛИРУЮЩИХ ЛЕСОПОЛОС В РЕГУЛИРОВАНИИ СНЕГООТЛОЖЕНИЯ И ПРОМЕРЗАНИЯ ПОЧВ В ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РФ
EFFECT OF THE RUNOFF-REGULATION FOREST BELTS IN REGULATION OF SNOW-DEPOSIT AND FROST PENETRATION IN SOILS IN EUROPEAN PART
OF RUSSIAN FEDERATION
А.Т. Барабанов, доктор сельскохозяйственных наук А.В. Кулик, кандидат сельскохозяйственных наук
A.T. Barabanov, A.V. Kulik
ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук», г. Волгоград
FSBSI« Federal Scientific Centre of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences», Volgograd
Важнейшими природными факторами, влияющими на формирование поверхностного стока талых вод, являются: снегозапасы, глубина промерзания и влажность почвы. Наиболее мощное воздействие на сток оказывает глубина промерзания. Согласно закону лимитирующих факторов стока, если почва талая или промерзла на глубину меньше 50 см, то он не формируется. Предотвращение или уменьшение глубины промерзания почв обеспечивается путем регулирования снегоотложения на водосборах. Снег предохраняет почву от замерзания. Регулируя снегоот-ложение с помощью стокорегулирующих лесополос, можно управлять этим процессом. Снег, обладая хорошими теплоизоляционными свойствами, предохраняет почву от промерзания. Лесные полосы, являясь мощным фактором снегоотложения, в значительной степени воздействуют на характер промерзания почвы. В лесополосах и под снежными шлейфами почва предохраняется от замерзания или глубина промерзания её бывает небольшой. В межшлейфо-вых частях межполосного пространства и в открытом поле она промерзает глубоко. Зная роль природных факторов в формировании стока и влияние на них лесньк полос, можно управлять ими. В связи с тем, что наиболее мощно воздействуют на природные факторы эрозионно-гидрологического процесса стокорегулирующие лесные полосы через снегоотложение, то его и необходимо регулировать.
Depth to which frost penetrates the soil effects mostly the formation of a surface runoff of thawed snow. If soil thawed or was frozen to the depth less than 50 cm, then the runoff isn't formed. It is possible to influence frost penetration in the soil by regulation of a snow-deposit on slopes. Snow protects the soil from freezing. It is possible to operate this process by regulating a snow-deposit with the help of runoff-regulation forest belts. Snow, having good heat-insulating properties, protects the soil from frost penetration. To protect of the soil from freezing it is enough that height of snow was 20-30 cm by the beginning of establishment of frosts and further increased to 50 cm by their strengthening. Such amount of snow often accumulates in forest belts and near them at the first blizzards. Forest belts, being an important factor of a snow-deposit, influence considerably the character of frost
85
penetration in the soil. In forest belts and under snow trails the soil is protected from freezing or the depth of soil freezing happens small. It freezes through deeply in the inter-trail spacings of afforested area and in the open field. It is possible to operate natural factors when knowing of their effect on the formation of a runoff and their subjection to influence of forest belts. As the runoff-regulation forest belts exert dramatic influence on natural factors of erosive and hydrological process via snow-deposit, so that is it to be regulated.
Ключевые слова: стокорегулирующие лесополосы, снегоотложение, снегозапа-сы, промерзание почв, влажность почвы, природные факторы стока.
Key words: runoff-regulation forest belts, snow-deposit, snow cover water equivalent, frost penetration in soils, soil humidity, natural factors of runoff, forest melioration measures, design of forest belts.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Администрации Волгоградской области, проект «Оптимизация регулирования весеннего паводка на основе
разработки высокоточного прогноза поверхностного стока талых вод в бассейне Волжско-Камского каскада водохранилищ, способствующего снижению отрицательного экологического влияния на Волго-Ахтубинскую пойму: экологические, социальные аспекты - улучшение условий жизни людей и животных» №16-16-34001
Введение. Интенсивное земледелие без учета законов развития природы привело к нарушению экологического равновесия на больших территориях страны, разрушению природных ландшафтов, усилению эрозионных процессов, ухудшению водного режима, загрязнению окружающей среды, деградации почв, снижению продуктивности и устойчивости агроландшафтов. Предотвращение этих негативных процессов возможно при рациональном ведении сельского хозяйства на основе учета особенностей природных условий и ресурсного потенциала. Для этого необходимо знание роли природных факторов в формировании поверхностного стока талых вод.
Материалы и методы. Исследования проводились в лесостепной, степной и полупустынной зонах европейской части РФ. Объектами исследований были процессы формирования поверхностного стока талых вод, природные и антропогенные факторы, влияющие на него. Целью этого исследования было выявление влияния стокорегули-рующих лесных полос на характер снегоотложения, снегозапасы и глубину промерзания почвы для разработки мер по регулированию поверхностного стока талых вод. Теоретические исследования базировались на обобщении многолетних материалов исследований ВНИАЛМИ и данных различных научно-исследовательских учреждений по оценке влияния природных и антропогенных факторов на формирование стока. Анализировались данные, полученные при применении самых совершенных, апробированных многими учеными и получивших широкое распространение воднобалансовых методов: стоковых площадок и репрезентативных водосборов. При анализе использовались статистический и генетический подходы. В экспериментальных исследованиях применялся метод стоковых площадок, который широко используется как у нас в стране, так и за рубежом. Он позволяет выявить закономерности формирования поверхностного стока талых вод, влияние на него природных (снегозапасы, глубина промерзания и влажность почвы) и антропогенных (обработка почвы, лесополосы севообороты и др.) факторов дифференцированно на различных разновидностях почв, видах угодий и пашни.
Результаты и обсуждение. В результате многолетних исследований во ВНИАЛМИ (ныне ФНЦ агроэкологии РАН) закономерностей формирования стока талых вод в лесостепной, степной и полупустынной зонах и обобщения многочисленных литературных данных по влиянию природных факторов на поверхностный сток получен очень большой экспериментальный материал. Анализ его позволяет сделать важные
теоретические и практические выводы. На его основе А.Т. Барабановым был открыт закон лимитирующих факторов поверхностного стока талых вод [3,4]. Он формулируется так: при некотором минимальном значении одного из трех лимитирующих факторов (снегозапасы, глубина промерзания и влажность почвы) поверхностный сток талых вод не формируется независимо от уровня двух других. Определены максимальные значения лимитирующих факторов, при которых сток не формируется. При уровнях факторов выше лимитирующих сток формируется всегда и зависит он только от запасов воды в снеге и в почве. Наибольшее воздействие на формирование стока оказывает глубина промерзания почвы. На процесс замерзания почвы можно воздействовать путем регулирования снегоотложения антропогенными приемами.
На снегоотложение, наряду с антропогенными факторами, сильное воздействие оказывает характер ветрового режима территории. Е.А. Гаршиневым (1988) на основе анализа данных почти по 2000 метеостанций СССР составлена карта районов по ориентации осей преобладающих направлений ветра [6]. Им сделан вывод о том, что на подавляющей части этой территории слабо выражено преобладающее направление ветров, а степень выраженности их нарастает по мере приближения к горным странам, причем субпараллельно горам. Это важно учитывать при анализе влияния снегозапасов и снегоотложения на эрозионно-гидрологические процессы, а в связи с этим и влияния на них лесных полос.
Лесомелиоративные мероприятия, являясь важнейшим антропогенным фактором адаптивно-ландшафтной системы земледелия, играют многофункциональную роль [10, 1]. По своему назначению и мелиоративному воздействию лесные полосы подразделяются на полезащитные, стокорегулирующие, прибалочные и приовражные [2]. Лесные полосы, как постоянно действующий фактор оказывают мощное влияние на накопление снега и характер снегоотложения. Причем влияние это зависит от ветрового режима, способа их размещения, конструкции, параметров (количество рядов, ширина и др.), расстояния между ними. Как в зональном плане, так и на разных элементах рельефа и при различной ориентации к странам света это воздействие бывает разное. Лесополосы плотной конструкции, собирая в себе и в коротких шлейфах много снега, могут полностью предохранять почву от промерзания или резко уменьшать его глубину, что часто обусловливает полное или почти полное водопоглощение на этих участках и обеспечение деревьев влагой. На снегонакопление в поле они мало воздействуют. Необходимо решение задачи борьбы с эрозией почв в межполосном пространстве. Полосы продуваемой конструкции, несмотря на общее увеличение снегозапасов, мало влияют на глубину промерзания почвы, что снижает их стокорегулирующие возможности, а повышенные снегозапасы в поле могут приводить к увеличению стока и эрозии. Лесополосы ажурной конструкции занимают промежуточное положение по воздействию на указанные показатели. Это общая схема влияния лесополос на снегонакопление и снегоотложение. В зональном плане в зависимости от рельефа, ветрового режима, конструктивных особенностей лесополос и других факторов она может меняться.
Знание закономерностей снегоотложения и влияния на него стокорегулирующих лесополос позволило определить пути управления им и разработать новые способы. Специфический характер снегоотложения под воздействием лесных полос обусловливает и соответствующий характер увлажнения и промерзания почвы как в самих лесополосах, так и на полях, то есть эти природные факторы влияют на эрозионно-гидрологические процессы во взаимодействии как между собой, так и с антропогенными (лесные полосы). Анализ литературных данных и наши наблюдения показывают, что в абсолютном большинстве случаев лесные полосы способствуют увеличению влажности почв весной [7]. Неравномерное снегоотложение приводит к неоднородному
увлажнению ее. В лесополосах и шлейфовых частях межполосных пространств почва увлажняется сильнее, чем в межшлейфовых частях и в открытом поле. Это общая схема. По зонам имеются некоторые особенности.
Снег, обладая хорошими теплоизоляционными свойствами, предохраняет почву от промерзания. Лесные полосы, являясь мощным фактором снегоотложения, в значительной степени воздействуют на характер промерзания почвы. Особенности снегоотложения по природным зонам откладывают отпечаток и на характер влияния лесных полос на глубину промерзания почвы [8, 9]. Причем она в значительной степени зависит от сроков установления устойчивого снежного покрова и морозов. Для предохранения почвы от замерзания достаточно того, чтобы мощность снега была не больше 20-30 см к началу установления морозов и в дальнейшем увеличивалась до 50 см по мере усиления их. Такое количество снега часто накапливается в лесных полосах и вблизи от них при первых же метелях. С полей без лесных полос он уносится, и почва остается незащищенной.
В таблице приведены показатели глубины промерзания почвы средние и разной вероятности превышения в лесных полосах и в открытом поле. В лесополосах почва предохраняется от замерзания или глубина её бывает небольшой. В открытом поле она промерзает глубоко.
Таблица - Показатели средней и разной вероятности превышения глубины
промерзания почвы в лесополосах и открытом поле, см
Средняя Вероятность превышения, %
Зона, область, почва Место глубина 1 10 30 50 90 99
определения промерза-
ния, см
Лесостепь, Орловская, Лесополоса 33 105 70 45 30 0 0
серая лесная Открытое поле 72 195 135 95 70 0 0
Степь, Волгоградская, Лесополоса 26 85 45 20 10 0 0
каштановая Открытое поле 59 190 120 80 55 0 0
Полупустыня, Волго-
градская, Лесополоса 20 70 35 15 5 0 0
светло-каштановая Открытое поле 70 190 120 80 55 5 0
В лесостепи европейской части РФ средняя глубина промерзания почв в лесополосах составляет 33 см, а в открытом поле - 72 см. Почва талая бывает в лесополосах и открытом поле один раз в 10 лет. Глубина промерзания меньше 50 см бывает в открытом поле в годы 25 %-ной вероятности превышения (4 года в десятилетие), а в лесополосах 65 %-ной (6-7 лет в десятилетие). В степи на каштановых почвах Волгоградской области (в районе г. Камышина) средняя глубина промерзания почвы в открытом поле 59, в лесополосах - 26 см; на светло-каштановых почвах (в районе г. Волгограда) эти показатели составляют 70 и 29 см, соответственно. Почва в лесополосах совсем не замерзает в степи 3 года, в полупустыне 4 года в десятилетие, а в открытом поле - в степи один раз в 10 лет, а в полупустыне один раз в 20 лет. В лесополосах промерзание почвы до 50 см бывает в годы с 90-97 %-ной вероятностью превышения, т. е. почти ежегодно она талая или промерзает на небольшую глубину, а в открытом поле в годы с 40-50 %-ной вероятностью превышения, т. е. 4-5 лет в десятилетие.
Заключение. Таким образом, стокорегулирующие лесные полосы во всех зонах способствуют уменьшению глубины промерзания почвы. В лесостепи европейской части РФ роль их больше, чем в степи и полупустыне и увеличивается она при движении на юг и юго-восток. Лесополосы, оказывая мощное воздействие на снегоотложение, способствуют накоплению большего количества снега, предохраняют почву от глубокого промерзания, сохранению водопоглощения на высоком уровне и значительному сокращению стока.
Зная роль снегоотложения и глубины промерзания почвы в формировании поверхностного стока талых и влияние на них стокорегулирующих лесных полос, можно разрабатывать новые высокоэффективные противоэрозионные приемы, с помощью которых управлять эрозионно-гидрологическим процессом. В связи с тем, что наиболее мощно воздействуют на природные факторы эрозионно-гидрологического процесса стокорегулирующие лесные полосы через снегораспределительные функции, их и необходимо регулировать.
Библиографический список
1. Агролесомелиоративная наука в XX веке [Текст] / А.Н. Каштанов и [др.]. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2001. - 366 с.
2. Агролесомелиорация [Текст] / под ред. академиков РАСХН А.Л. Иванова и К.Н. Кулика. - Волгоград, 2006. - 746 с.
3. Барабанов, А.Т. Закон лимитирующих факторов стока талых вод [Текст] / А.Т. Барабанов. - Доклады РАСХН. - 1994. - № 6. - С. 36-38.
4. Барабанов, А.Т. Научные основы управления эрозионно-гидрологическим процессом [Текст] / А. Т. Барабанов // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2014. - № 1(33). - С. 33-38.
5. Барабанов, А.Т. Система контурных лесных полос в лесостепи Западной Сибири [Текст] / А.Т. Барабанов, В.М. Уваров, С.Г. Кириченко // Бюллетень ВНИАЛМИ. - Волгоград, 1990. - Вып.2(60). - С.30-32.
6. Гаршинев, Е.А. Эрозионно-гидрологический процесс. Теория и модели [Текст] /Е.А. Гаршинев. - Волгоград: ВНИАЛМИ. - 1999. - 196 с.
7. Гаршинев, Е.А. Эрозионно-гидрологический процесс и лесомелиорация. Экспериментальная оценка, расчет, проектирование [Текст] / Е.А. Гаршинев. - Волгоград: ВНИАЛМИ. - 2002. - 196 с.
8. Жданов, Ю.М. Создание конструкции лесополос, обеспечивающих оптимальное сне-гоотложение в них и на полях [Текст] / Ю.М. Жданов, А.Т. Барабанов, Р.Д. Балычев // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2015. - № 1(37). - С. 29-34.
9. Панов, В.И. Потери снега на ветро-метельную сублимацию и снос в открытых и ле-сомелиорированных агроландшафтах степной зоны [Текст] / В.И. Панов // Научно-агрономический журнал. - 2016. - №2(99). - С. 10-12.
10. Энциклопедия агролесомелиорации [Текст] / под ред. Е.С. Павловского. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2004. - 679 с.
References
1. Barabanov, A.T. Law of limiting factors of thawed snow runoff [Text] / A.T. Barabanov. -Reports of Russian Academy of Agrarian Sciences. - 1994. - № 6. - P.36-38.
2. Barabanov, A.T. Scientific bases of erosion hydrological process management [Text] / A.T. Barabanov // Proceedings of Nizhnevolzskiy agrouniversity complex: science and higher vocational education. - 2014. - № 1(33). - P. 33-38.
3. Garshinev, E.A. Erosive and hydrological process. Theory and models [Text] /E.A. Garshinev. - Volgograd: VNIALMI. - 1999. - 196 p.
4. The encyclopedia of an agroforest melioration [Text] / Edited by E.S. Pavlovsky. - Volgograd: VNIALMI, 2004. - 679 p.
5. Science of agroforest melioration in the 20th century [Text] / A.N. Kashtanov [et. al]. -Volgograd: VNIALMI, 2001. - 366 p.
6. Agroforest melioration [Text] / Edited by academicians of Russian Academy of Agrarian Sciences A.L. Ivanov and K.N. Kulik. - Volgograd, 2006. - 746 p.
7. Garshinev, E.A. Erosive and hydrological process and forest melioration. Experimental assessment, calculation, arrangement [Text] / E.A. Garshinev. - Volgograd: VNIALMI. - 2002. - 196 p.
8. Panov, V.I. Losses of snow by blow-blizzard sublimation and drift in the uncovered and forest meliorated agrolandscapes of steppe zone [Text] / V.I. Panov // Scientific and agronomical journal. - 2016. - № 2(99). - P. 10-12.
9. Zdanov, Yu. M. Forest belts ensuring optimum snow deposition in them and fields design creating [Text] / Yu.M. Zdanov, A.T. Barabanov, Balychev // Proceedings of Nizhnevolzskiy agrouni-versity complex: science and higher vocational education. - 2015. - № 1(37). - P. 29-34.
10. Barabanov, A.T. System of contour forest belts in the forest-steppe zone of Western Siberia [Text] / A.T. Barabanov, V.M. Uvarov, S.G. Kirichenko // Bulletin of VNIALMI. - Volgograd, 1990. - Iss. 2(60). - P. 30-32.
E-mail:a.barabanov2011@yandex.ru
УДК 502.4
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОХРАНЯЕМЫХ ПРИРОДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ РОССИИ
THEORETICAL SUBSTANTIATION OF THE SYSTEM OF PROTECTED NATURAL TERRITORIES OF RUSSIA
В.М. Ивонин, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
V.M. Ivonin
Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт имени А. К. Кортунова Донского государственного аграрного университета, Новочеркасск
Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute of Don State Agrarian University,
Novocherkassk
Цель работы теоретически обосновать единую систему охраняемых природных территорий России. Списки федеральных, региональных и местных особо охраняемых природных территорий, включая их буферные зоны, а также других охраняемых природных территорий, представляют собой компоненты единой системы. Взаимосвязь между этими компонентами осуществляется через транзит экологических коридоров, который проходит через любой охраняемый природный комплекс или созданный объект (лес, луг, лесная полоса и т.д.). При создании и дополнении такой системы следует уяснить основные приоритеты: морально-этические, научные и утилитарные. Возникающие морально-этические проблемы будут связаны с необходимостью сохранения обширных территорий дикой природы. При этом учитывают этику дикой природы, этнокультурные ценности охраняемых природных территорий и их духовно-нравственное воздействие на общество. Есть научные проблемы, когда создают, наполняют и сопровождают единую географическую информационную систему (ГИС ОПТ РФ). Кроме этого, проводят исследования для сохранения средозащитных функций и устойчивости экосистем различных биомов, внедрения единой системы мониторинга и разработки технологий воспроизводства биологических природных ресурсов. Приоритетные практические задачи требуют решений для оптимизации структуры единой системы охраняемых природных территорий и её управления, а также - гармонизации отношений между конфликтующей экологической и экономической деятельности на охраняемых природных территориях.
Objective: theoretical substantiation of a unified system of protected natural territories of Russia. Lists of federal, regional and local specially protected natural areas, including their buffer zones, as well as other protected natural areas, are components of a unified system. Interconnection between these components is realized through transit of ecological corridors, which passes through any guarded natural complex or created object (forest, meadow, forest belt, etc.). When creating and supplementing such a system, one should understand the main priorities: moral, ethical, scientific and utilitarian. Emerging moral and ethical problems will be associated with the need to conserve vast areas of wildlife. At the same time, ethics of wild nature, ethno-cultural values of protected natural territories and their spiritual and moral impact on society are taken into account. There are scientific problems when creating, filling and accompanying a single geographic information system (GIS OPT RF). In addition, research is conducted to preserve environmental protection functions and the sustainability of ecosystems of different biomes, the implementation of a unified system for monitoring and developing technologies for the reproduction of biological natural resources. Priority practical tasks will require solutions to optimize the structure of a unified system of protected natural areas and its management, as well as harmonize relations between conflicting environmental and economic activities in protected natural areas.
