Лекция 1. ЛЕСНЫЕ МЕЛИОРАЦИИ (ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ЗНАЧЕНИЕ)

1. Введение. 
Под лесными мелиорациями понимают коренные и прочные (длительного действия) улучшения неблагоприятных условий для произрастания растений. При мелиорации можно улучшить неблагоприятные факторы, в зависимости от этого и различают разные виды мелиорации: гидротехнические, агротехнические, культуртехнические, противоэрозионные, лесные и др.
Наибольшее распространение получили гидротехнические (водные) мелиорации, которые улучшают водно-воздушный режим почвы (и частично зависящие от него химический и биологический режимы в почве). В водной мелиорации нуждаются почвы с избыточным или недостаточным увлажнением (осушение и орошение, или то и другое вместе при резко неравномерном увлажнении). В сочетании с гидротехническими или отдельно широко применяются агротехнические мелиорации, т.е. особые способы обработки почвы, изменяющие водные свойства почвы (например, глубокое рыхление, способствующее поступлению воды в почву) или регулирующие поверхностный сток (например, поперечная вспашка, узкозагонная вспашка). Широко применяются культуртехнические мелиорации, улучшающие состояние поверхности земель (срезка кустарника, планировка поверхности и др.). Существует большая потребность в применении противоэрозионной мелиорации, направленной на защиту почв от водной эрозии. Противоэрозионные мелиорации по своему содержанию включают разные методы: гидротехнические, агротехнические и лесные. При последних защита почв производится с помощью лесонасаждений. Но лесные мелиорации нельзя сводить только к противоэрозионным: лес оказывает многостороннее защитномелиорирующее влияние.
Лесомелиоративные насаждения, особенно в комплексе с другими мерами, хорошо защищают почву от ветровой и водной эрозии, повышают влажность полей, ослабляют вредное влияние засух. Урожайность сельскохозяйственных культур и валовой сбор зерна и других продуктов на полях, защищенных лесными полосами, выше, чем на открытых, не только в годы засух, но и в благоприятные годы. Кроме того, лесомелиорация полей повышает эффективность применения различных агротехнических приемов, улучшает ландшафт, оздоровляет среду обитания человека. Все это придает лесомелиорации важное значение в решении проблемы охраны природы и улучшения природных условий сельскохозяйственного производства.

2. Виды лесомелиоративных насаждений. 
Использование леса в качестве средства мелиорации основано на его естественных свойствах. Он уменьшает скорость ветра, почвы под лесом быстрее впитывают воду атмосферных осадков, в результате чего не образуется поверхностного стока воды. Эти свойства леса распространяются не только на непосредственно занятую площадь, но и на прилегающую территорию.
Лесомелиоративные мероприятия по защите почвы от ветровой и водной эрозии и улучшению микроклимата предусматривают создание системы лесных насаждений в виде совокупности взаимосвязанных своим влиянием на прилегающее пространство лесных полос и небольших массивов, целесообразно размещенных по территории землепользования с учетом рельефа местности и состояния почвенного покрова. Эта система включает следующие виды защитных насаждений:
· полезащитные лесные полосы шириной 12,5—15м; их размещают на пашне в условиях равнины и на водоразделах для защиты полей от вредного действия суховеев, метелей и ветровой эрозии (черные бури);
· водорегулирующие (снегораспределительные) лесные полосы шириной до 15 м и кустарниковые кулисы; их размещают на пахотных склонах для регулирования поверхностного стока и снегораспределения, уменьшения водной эрозии почвы, улучшения микроклимата полей;
· прибалочные и приовражные лесные полосы шириной 15—21 м вдоль балок и оврагов и овражно-балочные лесные насаждения внутри балок и оврагов для регулирования поверхностного стока воды, прекращения водной эрозии, хозяйственного использования непродуктивных земель, улучшения микроклимата на прилегающих полях.
Кроме этих основных для сельскохозяйственных полей видов мелиоративных насаждений, имеются и другие, учитывающие специфику защищаемой территории:
-лесные полосы на орошаемых землях вдоль оросительных и сбросных каналов для уменьшения испарения воды, понижения уровня грунтовых вод, защиты полей от суховеев и черных бурь;
-лесные полосы на осушаемых землях, вдоль осушительных каналов для защиты их от засыпания и развития на полях ветровой эрозии;
-лесные полосы в садах, виноградниках, на чайных плантациях и других территориях для уменьшения скорости ветра и улучшения микроклимата;
-лесные насаждения вокруг прудов, водохранилищ, вдоль рек и в поймах для задержания твердого стока, защиты от разрушения берегов, размыва и заноса песком пойм рек;
-полосы и куртинные насаждения на пастбищных землях для повышения продуктивности пастбищ и защиты животных от ветра и зноя;
-кулисные, куртинные и массивные лесные насаждения на неиспользуемых в сельском хозяйстве разбитых песчаных почвах для закрепления песков, превращения их в продуктивные земли;
-полосные, куртинные и массивные лесные насаждения на горных склонах для уменьшения поверхностного стока воды и предотвращения образования грязекаменных (селевых) потоков;
-лесные полосы вдоль дорог для защиты от заноса снегом и песком;
-защитные и декоративные насаждения в сельских населенных пунктах и вокруг них для оздоровления окружающей среды и эстетического воспитания;
-лесные насаждения на отвалах горных выработок для их рекультивации, то есть для выращивания древесины и другого хозяйственного использования.
Правильно созданная система мелиоративных насаждений во взрослом состоянии представляет собой своеобразное устройство, которое при постоянно меняющихся погодных условиях автоматически регулирует их, улучшая микроклимат полей и сохраняя почву от ветровой и водной эрозии. Это свойство неоценимо для сельскохозяйственного производства.
Помимо основного назначения, лесные мелиоративные насаждения используются для производства древесины, сбора плодов, ягод, грибов и др. Кроме того, они имеют большое значение в охране окружающей среды и повышении биологической емкости местообитания сельскохозяйственных угодий. В них поселяется много полезных птиц и других животных, уничтожающих вредителей сельскохозяйственных полей. Велико также санитарно-гигиеническое и эстетическое значение зеленых насаждений: они улучшают условия жизни и труда сельских тружеников.

3. Расположение противоэрозионных насаждений
Противоэрозионные (почвозащитные) лесные насаждения располагаются на основе противоэрозионной организации и, следовательно, рельефа поверхности, в тесной увязке с дорогами, границами полей, полезащитными лесными полосами и естественными массивами леса; они должны повышать эффективность действия агротехнических и гидротехнических противоэрозионных мероприятий и не должны препятствовать выполнению всех полевых работ.
Противоэрозионные насаждения могут создаваться в виде полос или сплошного и куртинного облесения. Наибольшее распространение имеют лесные полосы, ибо они позволяют при наименьшем проценте занятой площади получить наибольший защитный эффект. Для этого только надо правильно установить конструкцию полос и надлежащим образом расположить их на водосборной площади. При этом надо учитывать, что лесонасаждения оказывают положительное влияние на ряд факторов (ветер, почву и пр.), однако в первую очередь надо учитывать их основное назначение (защита почв от эрозии).
На приводораздельной зоне, где уклоны обычно небольшие (менее 0,05) как правило, создаются полезащитные полосы продуваемой или ажурно-продуваемой конструкции шириною до 15м. Основные полезащитные полосы располагаются перпендикулярно направлению наиболее вредоносного ветра с расстоянием между ними в (20-25) Н, где Н-высота деревьев. Однако чтобы эти полосы лучше задерживали поверхностный сток, основные полезащитные полосы надо располагать поперёк склона, т.е. по горизонталям поверхности. При несоблюдении этих двух направлений (ветра и уклона), допускается отклонение основных полос от направления вредоносного ветра до 30° (в исключительных случаях - до 45°), а от направления уклона поверхности - не более 1-1,5°. Чтобы повысить действие полезащитных полос на поверхностный сток, следует вводить кустарник, но невысокий (высотой до 1 м) и не более 1-2 рядов, иначе может измениться продуваемая конструкция полосы и ухудшиться её ветроломное действие. Вспомогательные полосы, располагаемые через 1-2 км, можно оставить без изменения.
На присетевой зоне создаются водорегулирующие (стокорегулирующие) лесные полосы. Основная водорегулирующая полоса располагается по границе с приводораздельной зоной. Она проектируется вдоль горизонталей поверхности, небольшие извилины горизонталей затем спрямляются и стокорегулирующая полоса получается в виде ломаной линии. Другие водорегулирующие полосы проектируются через 250-300 м, в зависимости от уклона и степени опасности эрозии; их желательно проектировать параллельно основной. Поперечные полосы на присетевой зоне располагают также перпендикулярно основным, через 700-1500 м, приурочивая их к понижениям рельефа (ложбинам и пр.). Все стокорегулирующие полосы должны быть трёхъярусными, т.е. содержать главные породы, сопутствующие и кустарники. Способы смешения могут быть различными, более часто применяют порядное смешение, разделяя ряды деревьев рядами кустарников. Раньше рекомендовались непродуваемые (плотные) лесные полосы шириной до 30-40 м и более. В настоящее время ширина водорегулирующих полос рекомендуется до 21 м, но при такой ширине не всегда полностью задерживается поверхностный сток, особенно весенний. Поэтому для усиления задержания поверхностного стока рекомендуется устраивать с нижней стороны полосы земляной вал высотою 0,4-0,5 м, а в последнем междурядий - прерывистую канаву, заполненную рыхлым материалом (соломой, листьями).
Прибалочные и приовражные лесные полосы размещают с обеих сторон балки или оврага, вдоль их бровок. Прибалочная полоса обычно совпадает с границей присетевой и гидрографической зонами. В тех случаях, когда овраг почти поглотил балку, проектируют одну приовражно-балочную полосу. Ширина этих полос за последнее время рекомендуется до 21 м, но часто такая ширина может оказаться недостаточной и возникает необходимость её увеличения до 30 м и более. Полосы протягивают выше вершины балки и оврага на 20-50 м, отступая от кромки 3-5 м, а перед вершиной оврага устраивают живые запруды (илофильтры) из кустарниковых ив. Если отвертки склоновых оврагов выходят за пределы приовражной полосы, то вдоль бровок склоновых оврагов располагают лесные полосы шириной 10 м, которые пересекают всю гидрографическую зону и могут выходить в присетевую зону. Конструкция прибалочных и приовражных полос должна быть непродуваемой (плотной) или умеренно-ажурной, полосы должны состоять из главных, сопутствующих и кустарниковых пород. Смешение обычно порядное, кустарников должно быть не менее 40-50%. Облесению, сплошному или частичному (в сочетании с залужением) подлежат все крутые склоны гидрографической зоны, а также берега и особенно откосы оврагов, дно балок и оврагов.

4. Конструкции лесных полослесомелиоративный почва овраг эрозия
Огромный ущерб, наносимый сельскому хозяйству сильными ветрами, не всегда поддается точному учету. В годы засух вредное действие ветров усиливается в несколько раз. Поэтому возникает неотложная задача защиты полей от сильного ветра. И если засуху как крупное атмосферное явление пока нельзя предотвратить, то уменьшить скорость ветра в приземном слое воздуха и этим защитить сельскохозяйственные растения от суховея, а почву от ветровой эрозии вполне возможно. В результате такой защиты значительно ослабляется и действие засухи. Одно из главных средств защиты полей от ветра — лесные насаждения.
Ветрозащитная способность лесныхполос. Экспедиция В.В.Докучаева для изучения ветрозащитных свойств лесных полос заложила на опытных участках лесные полосы шириной от 6 до 200 м. В результате исследований свойств этих полос оказалось, что узкие лесные полосы отличались наибольшей эффективностью. При этом выявилось, что ветрозащитное действие находится в большой зависимости от конструкции лесных полос. Под конструкцией понимается сложение лесной полосы, характеризуемое размерами и распределением просветов по вертикальному профилю, то есть ветропроницаемостью лесного насаждения.
Конструкция лесной полосы зависит от ее ширины, состава пород и ярусности. Чем шире полоса, тем меньше в ней просветов и ее ветропроницаемость. Обычно выделяют следующие основные конструкции, между которыми могут быть промежуточные.
Непродуваемая (плотная) конструкция отличается почти полным отсутствием просветов боковой поверхности лесной полосы. Основная масса потока ветра проходит не более 10 % ветрового потока.
Ажурная конструкция характеризуется равномерным размещением просветов (разной крупности) на боковой поверхности лесной полосы. Площадь просветов составляет 25—30 % площади стены леса. Ширина таких полос 15—20 м; насаждения сложные. Основная часть потока воздуха проходит через такую ажурную стену, а остальная обтекает ее сверху.
Продуваемая конструкция отличается от ажурной большей плотностью вверху и середине бокового профиля и более крупными просветами внизу. Площадь просветов между стволами более 60 %, в кронах—15 %. Ширина таких лесных полос 10—15 м; насаждение двухъярусное, без подлеска или с низким кустарником.
Основная часть потока воздуха проходит через нижнюю часть такой полосы, а остальная — обтекает ее сверху. Я. А. Смалько предложил под ажурностью лесной полосы понимать общую площадь просветов, выраженную в процентах к площади боковой поверхности, а под конструкцией — величину и характер распределения просветов на этой поверхности.

5. Принцип выбора и сочетания древесных пород
Ассортимент древесных пород (нечерноземной зоны). Подбор древесных пород зависит от назначения полос, и конструкции, климатических и почвенных условий, биологических и экологических свойств пород. Все породы, применяемые в защитном лесоразделении, подразделяют на 3 группы: главные породы («костяк» полосы), сопутствующие и кустарники. Главные породы образуют верхний ярус. Сопутствующие породы выполняют вспомогательную роль: улучшают рост главных пород, способствуют созданию требуемой конструкции полосы, оттеняет почву и пр. Кустарники также обеспечивают оптимальную конструкцию полосы, выполняют почвозащитную роль, задерживают поверхностный сток и затеняют почву.
В качестве главных пород применяют: лиственницу сибирскую, дуб черешчатый, ясень обыкновенный, сосну обыкновенную, берёзу повислую, акацию белую и др. Сопутствующими породами являются: липа мелколистная, клён остролистный, рябина обыкновенная, яблоня лесная и др. Кустарники представлены широко: лещина, жимолость, вишня, смородина золотистая, спирея, акация жёлтая и др. В прибалочные и особенно в приовражные полосы, в крайние от балки и оврага ряды, целесообразно вводить деревья и кустарники, способные размножатся вегетативно (порослью, корневыми отпрысками, отводками). Такими свойствами обладают: осина, клен ясенелистный, лещина, вишня, шиповник и др. Сочетание видов деревьев с глубокой корневой системой (дуб, сосна) с деревьями и кустарниками, хорошо возобновляющимися вегетативно, целесообразно использовать и при облесении берегов балок и откосов оврагов. По дну балок и оврагов сажают отдельные виды тополей, древовидных и кустарниковых ив.
Для облегчения выбора пород и избежания ошибок, проведено агролесомелиоративное районирование территории и для каждой зоны и района указаны рекомендуемые породы. В продуваемых полосах возможно применение одной главной породы или главной и сопутствующей (если нужен кустарник, то следует выбирать низкий, например, спирею). В ажурные и плотные полосы обычно вводят главные, сопутствующие и кустарники.
При подборе древесных пород надо учитывать, чтобы они не способствовали распространению вредителей сельскохозяйственных культур. Так, нельзя вводить в полезащитные полосы крушину и барбарис, которые являются промежуточными хозяевами ржавчинных грибов-вредителей зерновых культур. В свеклосеющих районах не следует вводить бересклет, а в хлопкосеющих - акацию белую, которые являются распространителями тли.
Вблизи садов нежелательны боярышник, черёмуха, которые являются рассадником вредных для садов насекомых. Не следует смешивать породы, имеющие общих вредителей, например, сосну с тополями. Но ценность защитных насаждений повышается при введении плодово-ягодных, орехоплодных, технических и кормовых пород. Желательны медоносы, цветущие в разное время. Большое значение имеют породы, привлекающие птиц.
Способы размещения и смешения пород. Полезащитные полосы обычно создаются посадкой, реже - посевом. Посадочные места располагают рядами. Расстояние между рядами принимают равными 1,5-2,5 м, шаг посадки в ряду 0,5-1 м, в зависимости от быстроты роста посадочного материала. В засушливых районах, в целях механизации ухода, ширину междурядий часто увеличивают до 4-5 м. Смешение пород проводят обычно рядами, но применяется и кулисное смешение (несколькими рядами), а также смешение в ряду (например, деревьев и кустарников), иногда смешивают звеньями.

6. Агротехника выращивания полезащитных полос
Подготовку почвы под посадку проводят обычно по системе черного пара или зяблевой обработки. Весной проводят покровное боронование и предпосадочную культивацию. Лучшее время посадки – ранняя весна, для отдельных пород применяют и осеннюю посадку. Для посадки применяют 1-2 – летние сеянцы. Посадка саженцев и более крупномерного посадочного материала целесообразна в неблагоприятных условиях. Для отдельных пород применяется и вегетативный посадочный материал (черенки и др.). Для дуба часто применяют посев. Агротехнический уход (прополка и рыхление) проводят до полного смыкания культур. Для ухода применяют лесные культиваторы, при необходимости – с дополнением вручную. Осенью проводят инвентаризацию; при отпаде более 10% необходимо дополнение.