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

Наиболее выгодное размещение границ имеет массив 1, у кото­ рого стокоударные и стокосбросные границы авб и кд являются горизонтальными и одновременно стокосбросными. Подзащитные границы де, ае и бк не имеют полевых водосборов. Показатель устроеиности/Сс= і.

Менее удачно размещены границы лесных урочищ 2—5. Во всех случаях стокосбросные участки В —Bz, Въ относятся к типу донных, Ві — угловых. Протнвоэрозионная устроеиность, как один из пока­ зателей мелиоративного использования насаждения, здесь весьма низкая. Почти все границы являются стокоударными и наклон­ ными. При наличии значительных уклонов в лес будет поступать сток только с головных ложбинных водосборов. Иногда, при нали­ чии широкого пологого дна и допустимой мелиоративной нагрузки, донный овраг не возникает. Однако вдоль наклонных границ про­ исходит концентрация стока со всеми отрицательными послед­ ствиями.

Особенно невыгодно размещено насаждение 5, у которого гра­ ницы собирают сток в донный поток, поступающий в насаждение через внутренний донноугловой стокосбросной участок Въ. Еще меньше эффективность лесного участка 6, расположенного на меж­ балочном частном водоразделе, имеющем форму пироговндного выступа.

Наклонные границы отводят сток от насаждения, поэтому устроеиность его равна нулю. Более удачное размещение границ этого участка леса может повысить его стокорегулирующую роль, однако в него будет поступать лишь небольшое количество стока. Причем его величина будет тем меньше, чем резче выражен водо­ раздел.

Несколько другую роль играет водораздельное насаждение 7, расположенное в верховье балочного водосбора. Его почвозащит­ ное и водорегулирующее влияние определяется степенью покрытия водосбора лесной растительностью, т. е. процентом лесистости. При наличии больших сугробов снега сток талых вод вниз от подза­ щитных границ лесов б и 7 приводит к усилению эрозии на распа­ хиваемых склонах.

Образование оврагов под пологом естественных лесов во мно­ гих случаях произошло не только от сокращения покрытых лесом площадей и невыгодных изменений их границ. Значительное ухуд­ шение лесной среды в результате бессистемных рубок и пастьбы скота, перераспределение стока дорогами и межами выше границ леса, а также увеличение стока и смыва с эродированных затра­ вленных и распахиваемых склонов также способствовали образо­ ванию оврагов.

Несмотря на увеличение мелиоративных нагрузок, многие есте­ ственные леса могли бы зарегулировать необходимое количество полевого стока при условии соответствующего увеличения рабочих участков путем улучшения организации территории и противоэрозионного устройства естественных лесов.

Большие водосборы имеют поперечно-вогнутую форму, поэтому сток из них подходит к лесу в виде донных потоков и дальше

наиболее высокие по сравнению со всеми другими видами насаж­ дений (см. табл. 20). Между этими показателями установлена зависимость.

Балочные естественные леса могут служить примером есте­ ственного установления оптимальных условий равновесия между всеми параметрами их противоэрозионной устроенностн. Схемати­ чески этот процесс можно представить в виде таких стадий: а) по тем или иным хозяйственным соображениям устанавливается новая стокоударная граница, вследствие чего ухудшается ее противоэрозионная устроенность; б) происходит размыв, вершина ко­ торого вклинивается в пашню; в) под влиянием размыва (про­ моины, оврага) граница пашни вынужденно переносится на новое место, в результате чего меняются условия распределения стока. Если при этом отвод стока от очага эрозии и боковое его распы­ ление обеспечивают прекращение роста оврага, он закрепляется древесно-кустарниковой растительностью, в результате чего рас­ ширяется площадь леса с более устроенными границами.

отсутствует. Примером нарушения равновесия может служить лес в уроч. Артюхово (рис. 43).

Одной из причин возникновения больших мелиоративных на­ грузок на донных участках (295 и 99 вместо допустимых 60 м2/м2) и образования размыва является размещение полевых дорог по­ перек ложбины. Следует отметить, что под влиянием различных рубежей условия подхода и поступления стока в лес весьма слож­ ные и требуют упорядочения путем осуществления соответствую­ щей противоэрозионной организации территории.

СРАВНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОТИВОЭРОЗИОННОЙ

'УСТРОЕННОСТН ЕСТЕСТВЕННЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ

'S

Если сравнить между собой основные показатели противоэро­ зионной устроенностн различного вида существующих насажде­ ний, то мы увидим, что естественные леса в преобладающем боль­ шинстве случаев устроены во много раз лучше, чем искусственные. Так, показатель устроенностн стокоударных границ искусственно созданных массивов, приовражных насаждений и полезащитных полос варьирует в пределах 0,001—0,028 (или 0,1—2,8%). а в есте­ ственных байрачных лесах он равен 0,26—0,36 (26—36%). Харак­ терно, что величина средних мелиоративных нагрузок в первом случае варьирует в пределах 259,0—15 571 м2/м2, а во втором — 47,0—106,7 м2/м2 (табл. 21).

Более высокие показатели устроенностн (хотя далеко не доста­ точные) имеют приовражные насаждения, которые расположены на пути эродирующих потоков (2,8%— «Кунин Яр»). Из искус­ ственных насаждений наибольшую мелиоративную нагрузку имеют поперечно расположенные на ложбинном водосборе узкие полосы (2613—15571 м2/м2), что объясняется весьма малой величиной донных рабочих участков. Чем уже лесная полоса, тем меньше ее

рабочая площадь, тем выше мелиоративная нагрузка, тем меньше ее стокорегулирующая и почвозащитная эффективность.

Среди естественных лесов наибольшая стокосбросная нагрузка

с распахиваемых склонов. В этом случае отмечается резкое нару­ шение подвижного равновесия между эродирующими силами по­ токов и противоэрозионной устойчивостью лесных рабочих участ­ ков, которое .установилось в прошлом, в результате чего и воз­ никли новые овраги. Здесь отмечена также наиболее высокая средняя водосборно-стокосбросная нагрузка (0,36 га/м). В осталь­ ных случаях она равна 0,05—0,12 га/м, т. е. значительно ниже, чем в искусственных насаждениях. Особенно показательной является разница в длине стокосбросных участков. Для естественных лесов она равна 411—781 м, а для искусственных 0,7—37,3 м. Более высокая противоэрозионная устроенность границ, а также усло­ вия размещения балочных лесов положительно сказываются на их общей стокорегулирующей и почвозащитной эффективности. Об этом наглядно говорят показатели зарегулированности стока для естественных (18,7—100%) и искусственных лесов (0,4—25,7%). Конечно, при этом следует учитывать, что естественные леса обла­ дают большей водорегулирующей способностью. Вместе с тем они обычно расположены на более крутых элементах рельефа, чем приовражные насаждения и полосы, что относительно снижает эту способность.

НАЛИЧИЕ И ХАРАКТЕР ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ ПОКАЗАТЕЛЯМИ УСТРОЕННОСТИ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ

Сравнение показателей зарегулирования, водосборных и мелиоративных нагрузок и показателей противоэрозионной устроенное™ показывает, что, несмотря на разный характер и происхождение насаждений, между ними существует довольно тесная зависимость. Как видно из данных табл. 22, отдельные отклонения не нарушают этой общей закономерности. В однотип­ ных насаждениях она более выдержана. Знание этих закономер­ ностей необходимо для правильного решения вопросов противоэрозионного устройства лесного фитомелиофонда.

Сравнение общих показателей устроенности стокоударных гра­ ниц естественных лесов балочного (байрачного) типа показывает, что между ними существует связь довольно высокой тесноты. Об этом наглядно говорят данные табл. 23. Например, с увеличением показателя устроенности с 0,26 до 0,36 стокосбросная нагрузка уменьшается с 0,36 до 0,08. Более тесная связь существует между показателями противоэрозионной устроенности Кс и

зарегулированностью водосборов Z. Так, при увеличении Кс с 0,26 до 0,36 Z возрастает с 18,7 до 100%, коэффициент корреляции г=0,92±0,20, при вероятной ошибке £,— 0,05. Так как г>4£,., то наличие связи можно считать достоверным. Уравнение регрессии,

Еще более высокая, почти функциональная обратная связь,

V

На основе полученных уравнений вычислены значения показа­ телей противоэрозионной устроенности лесных насаждений, соот­ ветствующих каждым 10% зарегулированности (табл. 24).

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ УСТРОЙСТВА ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ

Результаты изучения отечественного и зарубежного опыта при­ менения лесных .насаждений и других видов растительности для противоэрозионных целей дают широкие возможности для значи­ тельного повышения их мелиоративной эффективности путем улучшения противоэрозионного устройства.

Высокая эффективность лесомелиоративных мероприятий мо­ жет быть достигнута при создании такой системы различных ви­ дов и конструкций лесных насаждений, которые вместе с другими противоэрозионными приемами обеспечили бы зарегулирование возможно большего количества стока и защиту почв от водной и ветровой эрозии при минимальной их площади. Это и является основной задачей устройства противоэрозионных лесных насажде­ ний, которое включает следующие приемы:

—размещение отдельных насаждений и всей кх системы по элементам рельефа местности с учетом формы поверхности земли, количества, направления и структуры стока, характера эрозионно­ аккумулятивных процессов, а также требований организации тер­ ритории;

—максимально возможное увеличение мелиорирующей (рабо­ чей) части лесных насаждений и процента мелиоративной леси­

стости;

—создание лесной мелиорирующей среды, обладающей необ­ ходимой устойчивостью к разрушительному воздействию на нее энергии потоков и способной к самовосстановлению;

—создание системы насаждений, обладающей интегральной способностью защищать почву от водной и ветровой эрозии на одной и той лее территории;

—комплексное применение лесомелиоративных и других ви­ дов противоэрозионных мероприятий.

Практически эта задача может быть решена путем осущест­ вления различных конкретных приемов, отвечающих изложенным выше требованиям. Краткому рассмотрению этих приемов и по­ священ этот раздел.

\

РАЗМЕЩЕНИЕ ЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫХ . НАСАЖДЕНИЙ И ИХ СТОКОУДАРНЫХ ГРАНИЦ НА СКЛОНАХ

Лесное насаждение (как и другой вид фитомелиофонда) может участвовать в приеме и ослаблении эродирующей энергии стока, поступающего с распахиваемых склонов, при условии, если:

а) насаждение размещено на пути движения стока; б) комбинированное направленное размещение стокоударных

границ обеспечивает отвод стока наклонными участками и его по­

ступление в лес достаточно широким фронтом, при допустимых ме­ лиоративных нагрузках;

в) соотношение между горизонтальными и наклонными уча стками границ и их уклоны способствуют минимальной концентра­ ции стока вдоль наклонных границ леса.

Как известно, ширина и длина рабочих участков зависит от длины, стокосбросных участков. Увеличивая фронт сброса, молено соответственно уменьшить ширину насаждения вдоль склона. Уве­ личение длины стокосбросных участков границы фитомелиофонда может быть достигнуто соответствующим размещением границ на склонах.

Сопряжение наклонных и горизонтальных участков стокоударных границ лесных насаждений

Ослабление концентрации стока и создание благоприятных условий для поступления его на облесенный склон в местах посте­ пенного перехода наклонных стокоударных границ в горизонталь­ ное положение может быть достигнуто двумя способами: путем сохранения прямолинейности границ и изменения направления гра­ ниц. Оба эти способа тождественны по своей эффективности, но возможность применения каждого из них зависит от местных форм рельефа и требований организации территории.

Прямолинейное размещение стокоударных границ лесных на­ саждений. Сохранение прямолинейности любого вида рубежа (границы, поля, дороги, борозды) является одним из важных тре­ бований современной организации территории, механизированной обработки почвы, дорожного строительства и т. п. Однако нередко границы насаждений частично совмещают с горизонталью и тем самым уменьшают протяженность и крутизну наклонных участ­ ков, а также их искусственные водосборы. На рис. 44 приведены основные варианты возможного размещения прямолинейных стокоударных границ леса на склонах различной крутизны , и формы.

При размещении прямолинейной стокоударной границы леса в направлении аб сток с более пологой части водосбора 7 = 1° бу­ дет направлен вдоль наклонного участка ак и сброшен на более крутую часть склона {І\ — 3°). Вдоль участка границы кб, а таюке при концевом или угловом сбросе прирубежного потока могут воз­ никнуть новые очаги эрозии. В этом случае насаждение не может играть почвозащитной роли. Таяние сугробов снега вдоль такой по­ лосы будет способствовать смыву и размыву.

Несколько выгоднее размещение границы по линии аібі. Верх­ няя его часть ецкі расположена по горизонтали на более пологом склоне. Однако нижняя наклонная часть «ібі заходит на более кру­ той склон. Такое размещение может быть безопасным, если длина наклонного участка и размеры его водосбора не превышают кри­ тических размеров.