Лекції з агролісомеліорації / Автор невідомий

Подождите немного. Документ загружается.

показника Г.М.Висоцького - (ОК), який дорівнює 1,0. Таким чином, значення

вологи для лісу - величезне. Від того, наскільки деревні рослини нею

забезпечені, залежить стійкість лісових насаджень, їх продуктивність, саме

існування лісу.

Лісоводи давно помітили, що не всі деревні рослини однаково відносяться до

зволоження умов їх місцезростання. Одні породи віддають перевагу гарному

зволоженню, інші - ростуть у помірно зволожених місцях, треті - можуть

виживати при мізерних кількостях вологи у ґрунті. Так з'явився поділ деревних

порід за відношенням до вологості місцеоселення на три групи: гігрофіти, тобто

рослини, які зростають у вологих лісорослинних умовах (верба сіра, кипарис

болотяний, береза карликова, вільха чорна); мезофіти - рослини, які ростуть у

середніх за зволоженням умовах (липа, граб, ясен, дуб звичайний, клен

гостролистий, черешня, яблуня, модрина, береза повисла, осика, ліщина,

бузина); ксерофіти - рослини, які зростають у посушливих місцях, де вологи у

ґрунті мало, а повітря сухе (саксаул, дуб корковий, сосна звичайна, обліпиха,

скумпія, сосна кримська). Як підкреслює В.І.Рутківський (1949), гідрологічний

вплив лісу досить різноманітний. Дерева, затримуючи частину опадів,

зменшують їх кількість, яка надходить на поверхню ґрунту, так би мовити,

висушуючи його. У той же час лісова підстилка і полог лісу, що затінює ґрунт,

зменшують фізичне випаровування води з ґрунту, чому також сприяє відсутність

вітру у лісі. Але деревна рослинність витрачає велику кількість вологи ґрунту на

транспірацію і, таким чином, висушує ґрунт. Лісовий ґрунт поглинає велику

кількість талої вологи та вологи від дощу, внаслідок чого вологість ґрунту

підвищується. Транспіруючи багато вологи, ліс впливає на вологість

атмосферного повітря не лише на зайнятій ним площі, але й за її межами, таким

чином впливаючи на клімат безлісних територій.

Деревна рослинність, розвиваючи могутню кореневу систему, розпушує

ґрунт, посилюючи його вологопоглинальну здатність. Розпушуючий вплив лісу

на ґрунт посилюється при розгойдуванні дерев вітром, а також від перегнивання

частини коренів та утворення порожнин. Крім того, поверхня ґрунту у лісі

нерівна від утворення бугорків, що разом з поліпшенням шпаруватості сприяє

зменшенню поверхневого стоку води та переведенню його у

внутрішньоґрунтовий. Частина води, що поглинута ґрунтом, досягає ґрунтових

вод і живить річки. На великих за площею територіях, які мають і лісові масиви, і

площі без лісу, що являють собою цілі водозбори рік, багато питань впливу лісу

поки що ще не досліджено. Потрібен моніторинг кількості опадів над лісом і над

територією без лісу, моніторинг витрат води лісом та іншою рослинністю. Це

потребує значних зусиль і коштів. Поки що можна з впевненістю відмітити, що

ліси сприятливо впливають на режим річок і клімат, їм притаманні водорегулюючі

та водоохоронні властивості, завдяки яким сповільнюється та знижується

поверхневий стік як дощового, так і снігового походження.

Атмосферне повітря як екологічний фактор впливає на ліс двояко: по-перше,

забезпечуючи фізіологічні процеси, і, по-друге - впливаючи фізично. На

фізіологічні процеси впливає склад повітря, а на фізичні - рух повітря. Але ці

впливи потрібно розглядати сумісно, а також у поєднанні з дією інших

екологічних факторів.

Під вітром розуміють рух повітря в атмосфері, як правило, майже паралельно

земній поверхні. Він виникає внаслідок нерівномірного горизонтального

розподілу атмосферного тиску, що, в свою чергу, зумовлюється нерівністю

температур в атмосфері. Є окремі випадки вертикального переміщення

повітряних мас, наприклад, у хмарах та у горах.

Вітер характеризується швидкістю і напрямом. Швидкість виражають у м/ сек

або км/год. Напрям вітру виражають або у градусах, або у румбах, тобто по 16-

румбовій системі. При окомірному визначені швидкості вітру користуються

шкалою Бофорта і виражають її у балах.

Вплив вітру на деревні рослини, на лісові насадження дуже різноманітний. Від

того, який характер вітру, тобто його швидкість, і які деревні породи знаходяться

під впливом вітру, можливі позитивні або негативні наслідки дії до вітру.

Посилюючи транспірацію, вітер тим самим прискорює надходження води від

коренів до листя, а разом з водою надходять і необхідні поживні речовини. Щоб

процес транспірації проходив нормально, потрібно, щоб насичене вологою

повітря, яке межує з листям, змінювалося більш сухим. Вважається, що

оптимальною для транспірації швидкістю вітру є 2 м/сек. Збільшення швидкості

викликає зниження продуктивності фотосинтезу.

Особливу турботу для працівників лісового господарства викликають такі

явища, як вітровал та бурелом, що призводять до найбільш відчутних втрат.

Вітровал спостерігається під час сильного вітру. Породи з поверхневою

кореневою системою - ялина, бук, береза, сосна Веймутова, - як правило,

вітровальні.

Потрібно мати на увазі, що взаємодія вітру з лісом визначається

турбулентністю вітрового потоку. Для лісу небезпечні пориви вітру, крупні

завихрення, які ламають та вивалюють дерева з корінням. Після опадання листя

окремі дерева, а особливо групи дерев, що розташовані серед хвойної частини

деревостану, пропускають небезпечні вихори усередину хвойного деревостану,

нагадуючи собою "вибиту шибку" у вікні, через яку починається вітровал.

Буреломом прийнято вважати зламані на будь-якій висоті від поверхні ґрунту

дерева. Найчастіше від бурелому потерпають деревні породи з м'якою деревиною

стовбура: ялиця, осика, липа - та породи з відносно глибоким укоренінням.

Бурелому сприяє наявність стовбурних гнилей. Старі за віком дерева частіше

терплять від бурелому, ніж молоді. Вітер спричиняє й інші пошкодження лісовим

насадженням. Так, при розгойдуванні дерев, що ростуть поруч, спостерігається

взаємне обхльостування крон, при якому обламуються гілки, ошмигуються від

хвої або листя, після чого дерево починає хворіти.

Ліс становить собою могутню механічну перешкоду на шляху

горизонтального переміщення повітряних мас. Зрозуміло, що усередині лісу

набагато тихіше, ніж на відкритому просторі, і чим ліс густіший, тим меншою

буде в ньому швидкість вітру, порівняно зі швидкістю на відкритому просторі.

На різних рівнях від поверхні ґрунту швидкість вітру у лісі різна. Так, якщо в

одноярусному лісі швидкість вітру у проміжному між поверхнею трав'яного

покриву і пологом крон приблизно однакова, то в області крон вона збільшується

і досягає максимуму над верхівками крон. На поверхні ґрунту та усередині

живого надґрунтового покриву, як правило, спостерігається повне затишшя.

Взагалі ж, зустрічаючи на своєму шляху щільне узлісся, вітер лише частково

проникає всередину лісу, а основна маса повітря або спрямовується вздовж

узлісся, або піднімається вгору і рухається понад лісом. Вже на підході до лісу

повітряні маси утворюють зону з підвищеним тиском, свого роду "повітряну

подушку", завдяки чому швидкість вітру знижується. За лісом, навпаки,

утворюється зона з пониженим тиском, яка також викликає зниження швидкості

вітру, а іноді й зміну його напрямку за узліссям на прямо протилежний. Тут

відбувається завихрення. Зниження швидкості вітру перед лісом спостерігається

з відстані у 10 висот деревостану, а за лісом відчутне зниження швидкості, як

правило, відчувається на відстані 20-25 висот деревостану від узлісся. Ефект

зниження швидкості вітру лісовими насадженнями широко використовується у

полезахисному лісорозведенні.

Ґрунт - найважливіший екологічний фактор, що визначає можливість

існування лісу. Дуже важко відокремити вплив ґрунту на ліс від впливу клімату,

бо вони тісно поєднані між собою. В межах одного клімату ліси можуть мати

різний породний склад, рости з різною інтенсивністю саме залежно від

генетичного типу, механічного складу та інших властивостей ґрунту.

Ґрунт як природне тіло складається з чотирьох основних складових

(елементів): мінеральних та органічних речовин, які утворюють тверду частину

ґрунту, із ґрунтового розчину та повітря, які заповнюють пори та пустоти.

Мінеральний склад, розміри мінеральних часточок ґрунту, наявність структурних

агрегатів та розміщення у них ґрунтових часточок в основному визначають

фізичні властивості ґрунту. За механічним складом ґрунти поділяють на пісок,

пилуваті часточки та глину. Пісок складається з часточок розміром від 2,00 до

0,02 мм, пилюваті часточки - від 0,02 до 0,002 мм і глина - менше 0,002 мм. У

поверхневих шарах ґрунту мінеральна частина перемішана з органічною. При

цьому сполучення окремих частин ґрунту в агрегати визначає структуру ґрунту.

На піщаних ґрунтах ростуть переважно соснові ліси, а на ґрунтах з більшою

часткою глини - листяні.

Грунт є субстратом, який утримує високорослі дерева у вертикальному

положенні та забезпечує їх стійкість проти дії вітру. По-друге, з ґрунту деревні

рослини отримують вологу і розчинені у ній сполуки азоту та мінеральних

елементів, які необхідні для забезпечення усіх процесів їх життєдіяльності.

Отримання води і поживних речовин з ґрунту відбувається за допомогою

кореневих систем деревних рослин, розвиток яких також залежить від

особливостей ґрунту. Від ґрунту залежить швидкість росту деревних рослин у

насадженні, технічні властивості стовбурної деревини, стійкість насаджень до дії

вітру тощо. Люди давно помітили, що характер лісу залежить від ґрунту: "який

ґрунт, такий і ліс". Спираючись на народну мудрість, лісоводи поділяли ліс на

великі групи - "по сухому" та "по мокрому". Пізніше з'явилися поняття "соснові

ґрунти", "ялинові ґрунти", які мають на увазі у першому випадку піщані, а у

другому - суглинкові ґрунти. Відповідно до ґрунту і вирощувалися сосна та

ялина. У наш час зусиллями лісоводів, ґрунтознавців, фізіологів, екологів значно

розширені уявлення про відношення лісових рослин до ґрунту.

По відношенню до родючості грунту деревні породи поділяються на:

вибагливі (мегатрофи) – клен гостролистий, клен-явір, граб, бук, ясен, горіх

грецький, клен польовий і ін.; середньовибагливі (мезотрофи) – дуб червоний,

дуб звичайний, вільха чорна, каштан їстівний, сосна Веймутова і ін.;

маловибагливі (оліготрофи) – сосна звичайна, береза бородавчаста, акація біла,

сосна чорна і ін. Для забезпечення оптимального росту деревним рослинам

потрібне збалансоване надходження різних елементів живлення. Цим вони

відрізняються від більшості сільськогосподарських культур, хоча і ростуть при

значно менших кількостях поживних речовин у ґрунті. Лісовим насадженням

потрібна менша кількість азоту, фосфору, калію при нормальному рості,

порівняно з сільськогосподарськими культурами. До того ж, зі щорічним опадом

листя чи хвої, коренів, гілок та ін. більша частина спожитих елементів живлення

щорічно повертається у ґрунт. У результаті цього повторне використання

спожитих елементів навіть при їх незначній кількості дозволяє лісовим

насадженням успішно рости на бідних ґрунтах.

2. Вплив лісових смуг на мікроклімат полів. Основним показником

ефективності лісових смуг всі дослідники вважають їх вплив на послаблення

швидкості вітру. Критерієм оцінки полезахисних лісових смуг являється ступінь

зменшення швидкості вітру; зміни інших елементів мікроклімату внаслідок

перетворення вітрового режиму.

Вітровий режим характеризується швидкістю, напрямком руху повітряних мас

і турбулентною структурою їх потоку. Ступінь впливу лісових смуг на швидкість

вітру і його структуру залежить переважно від їх вітропроникності. Повітряний

потік, зустрічаючи в лісосмузі механічні перешкоди в вигляді листя, сучків,

гілок, виходить із неї з значно меншою швидкістю. «Вихри» великого розміру,

проходячи скрізь лісосмугу розбиваються на частини, що втрачають зв’язок між

собою – перетворюються в окремі більш дрібні «вихри».

Основним фактором, що впливає на дальність вітрозахисної дії, є висота дерев:

чим вища смуга, тим більша зона зниження швидкості вітру. Дальність впливу

лісових смуг на зниження швидкості вітру виражають у їх висотах (Н).

За даними Я. А. Смалько, вітрова тінь, що утворюється біля лісових смуг,

досягає висоти від 1 до 5 Н, по горизонту в навітряний бік — від 5 до 15 і в

завітряний — від 30 до 60 Н. Коливання довжини вітрової тіні залежить від

погодних умов, висоти, конструкції, ажурності, ширини та інших захисних

параметрів лісових смуг. Середню розрахункову дальність захисної дії

вітрорегулюючої смуги приймають рівною 25-30Н для смуг в облистяному стані.

Таким чином, вітрорегулююча дія полезахисних лісових смуг полягає в

зменшенні ними швидкості вітру і інтенсивності турбулентного обміну

повітря. Лісові смуги являючи собою перешкоди на шляху руху повітряних

потоків, зменшують їх швидкість на 30-40 % на полях, на 15-30 % зменшують

інтенсивність турбулентного обміну і поривостість, деформують напрям

вітру. При наявності системи полезахисних лісових смуг повітряний потік,

обтікаючи кожну з них, втрачає найбільшу частину своєї кінетичної енергії, а

загальне зменшення швидкості вітру обумовлюється сумарним впливом всіх

окремих смуг. Якщо паралельно розташовані полезахисні смуги знаходяться

одна від одної на відстані, що перевищує дальність їх впливу, то вони не

утворюють єдиної системи, оскільки протидіють вітру як окремі ізольовані

перешкоди.

Полезахисні лісові смуги, знижуючи швидкість вітру в приземному шарі,

захищають сніг від здування з полів у балки, яри та інші понижені місця. На

міжсмугових полях товщина снігового покриву завжди більша, ніж на відкритих.

Завдяки цьому озимі посіви краще перезимовують, грунт промерзає на меншу

глибину, навесні швидко відтає і краще вбирає вологу.

На схилах крутістю 2—3° лісові смуги, що розміщені по горизонталях,

перехоплюють, розпорошують і значною мірою вбирають поверхневий стік

весняних і зливових вод. Так, за даними Г. Ф. Басова, завдяки залісенню

водозборів поверхневий стік зменшується в 1,5—1,8 раза.

Під час хуртовини лісові смуги різних конструкцій по-різному впливають на

розподіл снігу на полях. Краще розподіляється сніг на полях, що захищаються

смугами продувної конструкції.

Повітряний потік, що несе і перемітає сніг у вигляді низових хуртовин, у

нижній частині продувної смуги проходить з підвищеною швидкістю. Вийшовши

на завітряне узлісся, він розширюється і поступово зменшує швидкість.

Переносна здатність його відповідно зменшується, завдяки чому сніг випадає на

землю порівняно рівномірним шаром.

Проходячи через смуги щільної конструкції, повітряний потік різко зменшує

свою швидкість. Сніг, що знаходиться в ньому, випадає в насадженні (смуга

широка) або на його завітряному узліссі (смуга вузька) високим заметом з різко

вираженим обривистим завітряним боком. Поза заметом він відкладається

порівняно тонким шаром. За смугами дуже щільної конструкції утворюється зона

видування, де товщина снігу менша, ніж у відкритому полі, а іноді й зовсім не

буває.

Біля лісових смуг ажурної конструкції швидкість вітру поступово

зменшується, а сніг із потоку повітря починає випадати на землю. Замет біля смуг

ажурної конструкції має витягнуту форму з шлейфом, що йде в поле.

Смуги щільної конструкції розміщені дуже рідко, захищають лише невелику

площу поля. Взимку 1969/70 р. на міжсмугових полях Володимировської

агролісомеліоративної дослідної станції (Миколаївська область) шириною 340 м,

зораних на зяб, середня товщина снігу становила 14,7 см, або була на 130 %

більша, ніж у відкритому полі, де товщина снігу становила 6,4 см. У колгоспі ім.

Кірова Широківського району Дніпропетровської області на міжсмугових полях

шириною 1000 м, зораних на зяб і розміщених поряд із дослідною станцією,

середня товщина снігу становила 5,7 см, або на 20 % менше, ніж у відкритому

полі.

Краща забезпеченість вологою на міжсмугових полях сприяє підвищенню

родючості грунту: в зоні впливу лісових смуг підвищується гідролітична

кислотність, збільшується кількість доступної фосфорної кислоти поліпшується

режим живлення сільськогосподарських рослин фосфором І калієм.

Зниження швидкості вітру та послаблення турбулентного обміну викликає

зміну температури та вологості приземних шарів повітря па полях, захищених

лісовими смугами. Ці зміни залежать від погодних умов.

При радіаційному типі погоди, коли вона створюється не завдяки притоку

повітряних мас, а за рахунок ступеня інсоляції вдень і радіації вночі, на полях,

захищених лісовими смугами, зменшується добова амплітуда температури

повітря внаслідок зниження максимальних значень вдень і мінімальних вночі.

Завдяки цьому на міжсмугових полях підвищується абсолютна (до мілібара і

більше) і відносна (до 6 % і вище) вологість повітря.

В ясну погоду при проходженні холодних мас повітря через полезахисні лісові

смуги затримується дальше зниження температури. У зв'язку з цим на

міжсмугових полях у цей час температура повітря буває вищою, ніж у відкритому

полі, а вологість залишається майже без змін. Утеплюючий вплив лісових смуг

особливо важливе значення має навесні для таких теплолюбних культур, як

кукурудза, кавуни та ін. На міжсмугових полях вони раніше сходять, достигають і

дають вищий урожай.

Велике значення в зниженні температири і підвищенні вологості повітря на

міжсмугових полях має продуктивне випаровування вологи

сільськогосподарськими рослинами. На підвищення вологості повітря та

зниження його температури впливає і вологість грунту на міжсмугових полях

внаслідок більшого нагромадження снігу. Волога, що випаровується з грунту,

насичує повітря, а тепло, витрачене на випаровування, знижує його температуру.

Збереженню більш високої вологості і пониженої температури приземного шару

повітря на міжсмугових полях сприяє послаблений лісовими смугами

вертикальний турбулентний обмін — змішування повітря з більш сухими масами.

Таким чином, створення системи захисних насаджень поліпшує гідрологічний

режим грунту: запаси вологи у метровому шарі збільшуються, втрати вологи

на фізичне випаровування зменшуються, формується промивний тип водного

режиму грунту. Завдяки підвищеними запасам вологи в метровому шарі грунту

пояснюється те, що одні і ті ж дози добрив на полях захищених лісовими

смугами забезпечують більший приріст урожаю порівняно з відкритими полями.

На полях захищених лісосмугами підвищується ефективність інших

агротехнічних заходів. Отже, зміна швидкості вітру, турбулентного обміну,

випаровуваності спричиняє відповідні зміни мікроклімату – температури,

вологості грунту і приземного шару повітря над полями захищеними лісовими

смугами.

Вітрова ерозія в степовій та лісостеповій зонах України спостерігається

повсюдно. У південно-східних областях періодично через декілька років

виникають сильні пилові бурі, які охоплюють великі території. Останнім часом

щорічно спостерігається локальне видування сходів цукрових буряків, со-

няшника та інших культур. Збитки, яких завдає вітрова ерозія, значні. Пилові

бурі згубно діють на сади та виноградники, заносять будови, зрошувальні канали,

дороги, видувають верхній шар грунту, чим набагато знижують його родючість.

При локальному прояві вітрової ерозії видуваються сходи просапних культур

тільки на окремих полях, але і в цьому випадку збитки бувають значними.

Особливо ефективні полезахисні смуги, розміщені досить густою мережею

високорослих насаджень. У колгоспах «Гігант» Приазовського району та ім.

Калініна Чернігівського району Запорізької області на міжсмугових полях

шириною 250 м, оточених лісовими смугами висотою 6 м, посіви озимої

пшениці, що розміщувалися після непарових попередників, взимку 1969 р. не

пошкоджувались пиловими бурями. На широких полях посіви збереглися лише

на відстані 100—120 м від лісових смуг, а на решті площі вони загинули.

На Присиваській агролісомеліоративній дослідній станції (Генічеський район

Херсонської області) всі поля захищені лісовими смугами висотою 5—6 м,

розміщеними через 200—400 м. Під час пилових бур 1969 р. посіви озимої

пшениці Безоста 1 повністю збереглися і дали в середньому по 34,5 ц/га зерна.

Грунт із полів, зораних на зяб, не видувався, пилові наноси не відкладалися

навіть у смугах щільної конструкції.

Такий же позитивний вплив щодо захисту посівів і грунту від видування мали

полезахисні лісові смуги і в пилові бурі, що мали місце навесні 1984 р. у

Ворошиловградській і Донецькій областях. У системах лісових смуг, розміщених

на відстані до 37 Н, зяб, у тому числі піднятий плугами з полицями, і залишений

у гребенях або ж зрівняний, не пошкоджувався, тим часом як на відкритих полях

або за межами захисної дії смуг на широких міжсмугових полях грунт видувався

на глибину до 2 см. Із збільшенням захищеності полів лісовими смугами площа

пошкодженого зябу зменшувалась.

Полезахисні лісові смуги сприяють нагромадженню на полях снігу і

захищають його від здування, створюючи тим самим більш сприятливі умови для

зимівлі озимих посівів і багаторічних трав. Ця особливість лісових смуг важлива

і в умовах інтенсивного землеробства з застосуванням високоврожайних сортів

озимих культур.

Вплив лісових смуг на температуру повітря двоякий. В одних випадках вони

зменшують, а в інших підвищують температуру. Весною і після дощу, коли