книги из ГПНТБ / Холупяк К.Л. Устройство противоэрозионных лесных насаждений

Таким образом, 72-летнне донные насаждения, созданные в системе с полеза­ щитными полосами, полностью зарегулировали сток с пахотных угодий пло­ щадью до 100 га. Стокорегулирующая способность донного насаждения увеличи- -валась по мере формирования лесной среды. Способствовали этому периоды ■с меньшими паводками. Длина рабочих участков а уже к 1947 г. уменьшилась от первоначальной почти в 4 раза. Это говорит о возможности создавать вна­ чале насаждения более широкими, с последующим их уменьшением за счет нижней части, где отсутствуют рабочие участки, для использования площади под сенокосы и для других целей.

. Опыт защитного лесоразведения показывает, что при правиль­ ном сочетании донных насаждений с другими видами насаждений на водосборе они обладают высокой почвозащитной эффектив­ ностью. При наличии хорошо сформировавшейся аккумулятивионапашной террасы, играющей роль бровки балки, и отсутствии береговых размывов верхнюю границу насаждения следует разме­ щать ниже ее залуженного откоса. Это предохранит ее от опас­ ного в эрозионном отношении разрушения при подготовке почвы. Типичным примером такого устройства может служить насажде­ ние в отвертке D. Длина стокоударной границы вдоль левой •бровки здесь равна 1287 м, продольный уклон 1—4%. Она явля­ ется нижней границей поля XV с площадью 32,5 га. Средняя ее водосборная нагрузка Wc—252 м2/м. Сток на облесенные берега поступает через наклонные и угловые стокосбросиые участки, а также по дну слабо выраженных ложбин. Угловые сбросы воз­ никают под влиянием местных малозаметных изменений в направ­ лении пахоты. Основная часть стока отводится вниз и сбрасыва- •ется в насаждение на плавном закруглении пахоты, расположен­ ном в развилке отвершков D и С.

Приведем еще два типичных примера сочетания полезащитных полос и донных насаждений, взятых из широко известной прак­ тики защитного лесоразведения в Каменной Степи (В. В. Полтараус, 1956).

В первом случае (рис. 39,6) лесные полосы 26 и 82 располо­ жены под углом, совпадающим с. ложбиной. Ниже двух концевых сбросов прирубежных потоков создано донное насаждение в виде полосы 66 и 63. При таком донноугловом размещении насаждений недостатки прямолинейного углового размещения полезащитных полос устранены и размыв не возник.

Менее удачно доннопоперечное размещение полос 124—125 (рис. 39, а) . Разрыв полос 124—125 на дне ложбины и отсутствие' донных насаждений ниже доннопоперечного стокосбросного уча­ стка способствовали донному размыву.

Водопоглотительная и кольматирующая способность насажде­ ния и задернелых участков в весенний период, когда потоки часто проходят поверх подстилки, покрытой льдом, или по снегу, совсем иная, чем летом. Она в значительной степени определяется глу­ биной промерзания почвы, запасом воды в снеге и характером весны. Этот вопрос изучен пока недостаточно. Дальнейшие иссле­ дования в этом направлении несомненно будут представлять боль­ шой научный и практический интерес. Однако общие выводы, сде-

данные нами на основании полученных данных, не могут суще­ ственно измениться, так как суммарная стокорегулирующая эффективность насаждений создавалась в течение более полувека. За это время выпало много больших ливней и были разные по величине весенние паводки, т. е. процент обеспеченности эффек­ тивности рассмотренных насаждений весьма высокий.

Более сложным и пока не выясненным остается вопрос, когда искусственное насаждение того или иного состава достигает своей

максимальной стокорегулирующей эффективности и какова дина­ мика накопления этих свойств в условиях постоянного воздействия потоков.

ИСКУССТВЕННЫЕ ЛЕСНЫЕ МАССИВЫ

Наряду с полезащитными и прибровочными полосами в степ­ ных и лесостепных районах создавались лесные массивы пло­ щадью от нескольких десятков до нескольких тысяч гектаров. К таким лесам относятся Великоанадольский, Черный, Шатиловский, Деркульский, Владимировский и др. Все эти насаждения (исключая Владимировское) размещены на пересеченной мест­ ности. Чтобы выполнять защитную роль, эти леса должны обла­

искусственных лесов не во всех своих частях отвечают этим тре­ бованиям. Это объясняется тем, что при размещении насаждений

на местности не учитывались конкретные условия подхода стока

кграницам и его сброса под полог леса.

Вкачестве примера рассмотрим противоэрозионную устроенность широко известного Великоанадольского леса, расположен­ ного в 80 км (на север) от Азовского моря на пологом северо-за­ падном склоне Приазовской возвышенности, в Волновахском

Днепр. Северную границу массива пересекает отвершек балки Кашлагачик.

Почвы преимущественно обыкновенные тяжелосуглинистые черноземы. В связи с относительно высокой водопроницаемостью черноземов, обладающих хорошей структурой, но подстилаемых плотной глиной, весной и после продолжительных дождей образу­ ются верховодки, которые в прогибах местности выклиниваются на поверхность. В балках, где сооружено ряд прудов, один из них (верхний) с облесенным водосбором — безводный.

Летние дожди имеют ливневый характер. Средняя высота сне­ гового покрова 6,3 см. Под влиянием сильных ветров в опушках леса в отдельные годы образуются сугробы высотой 3—5 м.

Значительная часть прямолинейных границ леса имеет про­ дольные уклоны, что способствует концентрации стока в прирубеж­ ные потоки. Общая длина границ лесного массива 26,5 км, в том числе нестокоударных 10,1 км и стокоударных 10,8 км (40,7%). Водораздельные участки границ составляют 5,6 км. Таким обра­ зом, общий показатель стокоударной устроенное™ границ 0 = = 10,8 : 26,5= 0,4, т. е. довольно высокий.

Особенностью условий поступления потока в лес является на­ личие пограничных канав и валов, которые обычно сооружали для защиты от потрав скотом. Вдоль канав расположены полевые дороги. Все это образует сложное препятствие на пути стока в лес, включающее напашной гребень или отпашную эрозионную лож­ бину, образовавшуюся вдоль верхней задернелой обочины дороги,

участках, где скорость воды незначительная, канавы заилены до уровня гребня вала. На их месте образовался террасовидиый уступ. Заиление сооружений имеет место также на угловых и дон­ ных стокосбросных участках, однако здесь часто происходит кон­ центрированный сброс больших масс воды, что приводит к разру­ шению валов.

Система препятствий, имеющих разную высоту и глубину, а также величину продольных уклонов, создает сложные условия

формирования прирубежных потоков и сброса их вниз склона. Каждое из этих препятствий оказывает свое влияние на перерас­ пределение стока. Однако наибольшее влияние на размещение участков сброса стока в лес оказывают канавы и валы. От них в конечном итоге зависит противоэрозионная устроенность стокоударных границ лесного массива. Несмотря на отрицательное значение пограничных канав, их, к сожалению, продолжали соз­ давать вдоль наклонных стокоударных границ защитных насажде­ ний (К- Л. Холупяк, 1954) и сейчас допускают возможность соору­

в пограничную канаву на протяжении 838 м. Если исключить влияние сооружений, то показатель Кс только границы поля и дороги увеличится до 878:107,59 = 7,8%. Он также недостаточен, хотя и выше фактического в 26 раз. На ряде участков К= 0. Во- досборно-стокосбросная нагрузка Я для разных участков колеб­ лется от 10,8 до 50,1 га/м. Средняя нагрузка Я 0=12,2 га, т. е. тоже очень высокая. Сток с 368,7 га водосбора поступает на рабочие участки в виде донных потоков (рис. 41).

2В

В лесоводственном отношении насаждения на рабочих участ­ ках характеризуются следующими данными:

Квартал 64. Насаждение порослевое, 40 лет. Состав 6Яс4Д. Подлесок сред­ ней густоты (терн, бересклет европейский, жимолость). Покров мертвый, под­ стилка 2—4 см. Насаждение создано в 1880—1881 гг.

Квартал 65. Дуб 50 лет, в нижнем ярусе — ясень 22 лет. Полнота 0,7. В подлеске терн, боярышник, акация желтая, поросль береста, редкий самосев дуба. Покров мертвый. Подстилка 2—4 см. Посадка начата в 1882 г.

Квартал 66а. Лесосека 1944 г. Состав ЭЯсІБрст, Д, ед.Кл.о. .В подлеске клен татарский и полевой. Покров мертвый.

Квартал 666. Состав 4Д6Яс„ полнота 0,7, возраст 20 лет.

Общая площадь рабочих участков леса 1,38 га. Это значит, что из общей площади леса в регулировании стока принимает уча­ стие только незначительная его часть. Коэффициент мелиоратив­ ного использования леса G= 0,5%. Мелиоративная' нагрузка М

в этих условиях достигает больших размеров (98—627 м2). Для всей рабочей площади Мс= 223 м2 против нормы 60—70 м2. Таким образом, даже при условии отвода стока с большей части пло­ щади водосбора (730,3 га) и сброса его на необлесенные участки мелиоративная нагрузка достигает таких размеров, при которых лесной массив не может зарегулировать полевой сток и защитить пруды от заиления и разрушения. При существующем противоэрозионном устройстве Великоанадольского леса он может пол­ ностью зарегулировать сток только с 96—100 га, т. е. менее чем с '/to всего водосбора. Для зарегулирования стока со всего водо­ сбора рабочая площадь леса должна быть не меньше 16—18 га, а для стока, который в настоящее время поступает в лес, эта пло­ щадь должна быть увеличена с 1,38 до 6—7 га, или в 5—6 раз. Достигнуть этого можно путем улучшения противоэрозионного устройства леса. Необходимо также отказаться от создания таких искусственных преград на пути стока, как канавы и валы вдоль наклонных границ. Вместе с тем при помощи этих сооружений можно отвести и распылить сток, т. е. существенно повысить сто­ корегулирующую эффективность леса.

Великоанадольский лес расположен в относительно равнинных условиях. Вполне очевидно, что на более пересеченной местности такое устройство лесного массива еще более снизило бы его сто­ корегулирующую, водоохранную и противоэрозионную эффектив­ ность.

Устраивая леса, имеющие стокорегулирующее, а следова­ тельно, и водоохранное значение, необходимо учитывать, что за­ держание всего стока на облесенном водосборе не всегда является полезным. При отсутствии питания прудов поверхностным стоком они остаются без воды. Вместе с тем зарегулирование стока дол­ жно обеспечить прекращение доступа продуктов эрозии и расти­ тельных остатков в пруды и реки.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ ЛЕСА

Встепной и лесостепной зонах естественные леса сохранились

ввиде отдельных небольших массивов и байрачных лесов, кото­ рые преимущественно размещены вдоль рек и в балках. В лесо­ степи леса сохранились на крутых склонах в связи с непригод­ ностью их для пашни, а в степи — вследствие неблагоприятных

условий местообитания для леса на водоразделах и равнинах. Разрозненные массивы таких лесов имеют сложную конфигура­ цию в плане, так как их границы установились стихийно в про­ цессе освоения занятых лесом площадей под пашню, а также неравномерного наступления кустарниково-древесной раститель­ ности на степь по дну древней и современной гидрографических сетей.

Стокоударные границы естественных лесов размещены на раз­ ных элементах рельефа — от водоразделов до дна балок или пойм рек. Положение границ по отношению тех или иных звеньев гид-

Общие показатели противоэрозионного устройства леса в гра­ ницах их искусственных и естественных полевых водосборов сле­ дующие:

2 до 94 м. Сток поступает под полог леса в основном по дну лож­ бин, в отдельных случаях — через наклонные и угловые стокосбросные участки. Водосборно-стокосбросная нагрузка Н на от­ дельных участках достигает 5,6 га; показатель устроенное™ стоко­ ударных границ К — от 2 до 100%. Мелиоративная нагрузка М варьирует в пределах 13—215 м2 при допустимой норме от 0 до 62 м2. Наличие критических нагрузок в 18 случаях из 42 при­ вело к образованию новых оврагов. Перегрузки обусловлены ин­ тенсивным выпасом скота в лесах, бессистемными рубками и рас­ пашкой ранее облесенных склонов и связанным с ними ухудше­ нием противоэрозионного устройства лесов. Этому способствовали дороги, границы полей и увеличение стока на эродированных скло­ нах. Изменение границ лесов в целях улучшения условий обра­ ботки полей и расширения пашни, проводимое без учета новых условий стока, является одной из важных причин ухудшения про­ тивоэрозионного устройства лесов. Образование оврагов, которые выходят из леса на пашню, в свою очередь весьма усложняет кон­ фигурацию полей и разрушает ценные угодья. Таким образом, временные выгоды привели к опасным в эрозионном отношении результатам.

И все же средний показатель противоэрозионного устройства границ массива естественного леса Кс, даже после их частичного изменения, значительно выше, чем у искусственно создаваемых насаждений. Это обусловлено тем, что в процессе постепенного изменения границ леса между условиями стока и эрозией частично сохранилось ранее существовавшее равновесие и установилось в ряде случаев новое. Однако при резком его нарушении стоко­ регулирующая и противоэрозиоиная роль леса становится мало­ эффективной, в результате чего наблюдаются случаи образования оврагов под его пологом.

Так так' естественные леса приурочены к гидрографической сети, то их стокоударные границы расположены на самых разно­ образных элементах рельефа, начиная от водораздела и кончая дном балки или поймой реки. Положение этих границ по отноше­ нию к гидрографической сети и направлению уклонов бывает са­ мое разнообразное. Так как бровка берегов балок и рек обычно является нижней естественной границей пахотных угодий, то верх-

г

Рйс. 42. Примеры различных способов размещения лесных массивов на пересеченной местности

няя граница леса нередко совпадает с ней или расположена па­ раллельно бровке, выше или ниже ее. В тех случаях, когда есте­ ственная бровка выражена слабо и уничтожение леса происходило бурно и стихийно, а не постепенно, его границы не совпадают с ней и направление их имеет случайный характер.

На рис. 42 приведено несколько примеров размещения лесных массивов и байрачных лесов. Даже без подробного анализа усло­ вий подхода и сброса стока под полог леса видно, что противоэрозионная устроенность, а с ней почвозащитная и стокорегулирукь щая роль их совершенно различные и зависят от способа разме­ щения границ лесных урочищ на местности.