Противоэрозийная организация территории землепользования и размещение системы защитных лесонасаждений

Цель занятия: научиться правильно размещать на части территории зем­лепользования основной (полевой) и вспомогательный (кормовой) севооборот с учетом рельефа местности, направления господствующих ветров и наметить систему защитных лесонасаждений.

Исходные данные: план части землепользования (колхоза, совхоза) в масштабе 1:25000 с сечением горизонталей через 5 м и указанной поч­венной разностью.

Материалы и инструменты: планиметр, масштабная линейка, угольник, миллиметровая бумага, цветные карандаши.

Источники дополнительной информации (см. список литературы [4, 10]).

Организация территории. Территории землепользования каждого колхоза или совхоза (объект проектирования) неодно­родны. Имеются площади, характеризующиеся различными пло­дородием, удобством и возможностями обработки, в большей или меньшей степени поврежденные водными или ветровыми эрозиями. Для правильного составления плана использования площади землепользования и разработки эффективной системы противоэрозионных мероприятий необходимо провести противо-эрозионную организацию территории. Для этого всю террито­рию землепользования (после детального изучения естественно-исторических условий) объекта проектирования нужно разде­лить на плане с горизонталями на три противоэрозионные зоны (фонды): приводораздельную, присетевую и гидрографи­ческую.

Приводораздельная зона включает водораздельные плато и прилегающие к ним земли с уклоном до 3°. На этой террито­рии процессы водной эрозии выражены слабо. Присетевая зона включает участки землепользования, где наблюдается смыв почвы. Эта территория имеет уклон до 8° и прилегает к приводораздельной зоне. Гидрографическая зона включает гидро­графическую сеть и прилежащие склоны крутизной более 8°. На этой территории наблюдаются процессы размыва почвы.

Территорию землепользования по зонам на плане разделяют согласно масштабу 1:25000 и высоте сечения горизонталей. Уклон между двумя соседними горизонталями равен частному от деления высоты сечения горизонталей на расстояние между ними, взятое в масштабе и вычисленное по формуле i = h /l, где i — уклон между двумя соседними горизонталями; h — высота сечения горизонталей; l — расстояние между горизонталями.

Уклон вычисляют для всех склонов, имеющих различную крутизну, записывают их на плане. Граница между приводораздельной и присетевой зонами пройдет примерно по той горизон­тали, ниже которой уклон превышает 3°, между присетевой и гидрографической зонами — по горизонтали, ниже которой уклон превышает 8°. Все противоэрозионные мероприятия про­ектируют одновременно с землеустройством. Под полевой сево­оборот отводят земли, мало подверженные водной эрозии (приводораздельная зона), под почвозащитный — земли с наличием смыва почвы (присетевая зона).

Площадь полевого и почвозащитного севооборотов разбива­ют на равновеликие поля, желательно прямоугольной формы. Отклонения в площади между полями допускаются до 10 га.

Защитные лесные насаждения размещают, исходя из комп­лексного влияния всех видов лесонасаждений на всю террито­рию колхоза или совхоза, с учетом выполнения каждым видом насаждения своего основного назначения, при полной увязке с другими элементами организации территории данного хозяй­ства (размещение сельскохозяйственных угодий, полей севообо­ротов и т. д.) и с местными природными условиями (рис. 6).

Размещение полезащитных полос. Полезащитные лесные полосы на пахотных неорошаемых землях снижают скорость ветра и задерживают на полях снег, повышают влажность и плодородие почвы, уменьшают испарение влаги, препятству­ют развееванию почв, сохраняют посевы сельскохозяйственных культур при пыльных бурях, улучшают микроклимат и гидроло­гический режим территории, защищают сельскохозяйственные культуры от засух, суховеев, повышают их урожай. Они разме­щаются по южным, юго-восточным и восточным границам зем­лепользования, по границам полей севооборотов и внутри них. Основные (продольные) полезащитные полосы располагаются перпендикулярно направлению ветров в данном районе. Эффек­тивное влияние лесных полос на уменьшение скорости ветра измеряется 25—30 высотами насаждения.

Перпендикулярно к основным проектируют поперечные (вспомогательные) полезащитные лесные полосы. На ровной местности, где продольные и поперечные лесные полосы выпол­няют в основном ветрозащитные и снегораспределительные функ­ции, размер межполосных клеток должен определяться с обяза­тельным учетом требований механизации сельскохозяйственных работ, проводимых на этих участках.

При проектировании полезащитных полос следует обращать внимание на рельеф местности. Если местность всхолмленная, продольные лесные полосы размещают поперек склонов: на равнинной территории их размещают перпендикулярно направ­лению господствующих вредоносных ветров. В отдельных случа­ях допускаются отклонения в расположении полезащитных лес­ных полос по отношению к вредоносным ветрам до 30°, в ис­ключительных — до 45°.

При определении правильного расположения продольных лесных полос следует обязательно учитывать направление господствующих вредоносных ветров в каждом конкретном случае. Восточное направление господст­вующих ветров в Астраханской, Ворошиловградской, Грозненской, Днепро­петровской, Одесской, Ростовской, Запорожской, Кировоградской, Крым­ской, Николаевской, Волгоградской, Донецкой, Харьковской, Херсонской обл., Краснодарском и Ставропольском краях и Молдавской ССР, Белгород­ской, Воронежской, Винницкой, Житомирской, Киевской, Курской, Орловской, Полтавской, Пензенской, Рязанской, Сумской, Тульской, Тамбовской, Хмельницкой, Черкасской и Черниговской обл., Мордовской и Чувашской АССР, а также на части Саратовской, Западно-Казахстанской и Гурьевской обл. К западу от линии Вольск — Александров — Гай — Гурьев направление господствующих ветров юго-восточное. В Куйбышевской, Ульяновской, Оренбургской обл., Башкирской и Татарской АССР, а также на части тер­ритории Саратовской, Западно-Казахстанской и Гурьевской обл. к востоку от линии Вольск — Александров — Гай — Гурьев направление господствую­щих ветров южное.

В Новосибирской и Омской обл., Алтайском крае, а также в северо-западных областях Казахской ССР направление господствующих ветров юго-западное.

Ширина полезащитных полос в районах выдувания почв должна составлять около 15 м, на равнинных площадях лесо­степных районов около 7,5 м. Полезащитные полосы в комплек­се с другими агротехническими мероприятиями в районах с не­ровным рельефом должны уменьшать эрозионные процессы, поэтому ширина таких полос должна составлять около 15 м. Расстояние между продольными полезащитными лесными поло­сами не должно превышать: на выщелоченных, тучных черно­земах и серых лесных почвах — 600 м; на обыкновенных и предкавказских черноземах — 500 м; на южных и развеваемых прикавказских черноземах — 400 м; на темно-каштановых и кашта­новых почвах — 350 м; на песчаных почвах лесостепи — 400 м, степи — 300 м, полупустыни — 200 м.

Расстояние между поперечными полосами не должно превы­шать 2000 м. При проектировании и особенно при размещении защитных насаждений на территории землепользования обычно возникает несколько вариантов. Поэтому вычерчивание плана, на котором определяют лучший вариант (на кальке), значитель­но облегчает работу. На плане полосы нумеруют и составляют сводную ведомость запроектированных насаждений, в которой указывают длину, ширину, площадь полос, номер схемы смеше­ния и РТК. Пример заполнения приведен в табл. 11.

В районах сильной ветровой эрозии поперечные лесные поло­сы, располагаемые вдоль склонов, создают при обязательном проведении противоэрозионных мероприятий, например распы­ление стока, устройство водозадерживающих валиков. По углам клетки, окаймленной лесными полосами, для проезда машинно-тракторных агрегатов оставляют разрывы шириной 20—30 м. В полосах, идущих вдоль длинных сторон поля через каждые 1,5—2 км, оставляют разрывы шириной 8—10 м. Полезащитные лесные полосы закладывают в основном трех-четырехрядные, но не более чем из 5 рядов. В отдельных случаях внутри полей севооборотов допускается закладка двухрядных ветроломных полос.

Размещение противоэрозионных полос. Водорегулирующие (снегораспределительные) лесные полосы создают для борьбы со смывом почвы. Они должны переводить поверхностный сток, поступающий из приводораздельной зоны, в глубинный, под­земный. Располагают их на границе полевого и почвозащитного севооборотов, в отдельных случаях создают на территории при­сетевой зоны. Ширина водорегулирующих полос до 15 м. При установлении ширины полосы следует учитывать длину склона выше проектируемой полосы до другой лесной полосы, при ее отсутствии — до водораздела, а также крутизну склона под лесной полосой и характер почв. В местах, слабо подверженных эрозии, водорегулирующие лесные полосы, расположенные попе­рек склона в целях задержания поверхностного стока, создают шириной 12,5 м.

Для приблизительного расчета ширины водопоглощающей полосы можно использовать формулу, полученную опытным пу­тем на Новосильской опытно-овражной станции: Р=lZ√i/K0,028 +N, где Р — ширина полосы, м; Z — длина линии стока от водо­раздела до верхней границы водопоглощающей полосы, м; l — максимальный расход, л/с с 1 га, равный для районов лесостепи приблизительно 11 л/с для весеннего стока и 32 л/ с для ливне­вого; i - угол наклона по линии стока; N — ширина приопушечной части полосы, остающейся промерзшей к периоду весен­него снеготаяния (равной для тех же районов примерно 17 м с каждой стороны); К — коэффициент поглощения почвой сточ­ной воды, мм (для естественных дубовых насаждений указан­ной зоны составляет около 1 мм/мин для весеннего стока и око­ло 100 мл/мин — для ливневого).

Если при расчете по указанной формуле ширина водорегу­лирующей полосы превышает 15 м, устраивают несколько водо­регулирующих полос по направлению стока. Верхнюю водорегулирующую полосу представляет полоса, запроектированная по нижней границе приводораздельного фонда, при этом рас­стояние между полосами не должно превышать на серых почвах и оподзоленных черноземах 350 м, на выщелоченных, типичных, обыкновенных и южных черноземах - 400 м, на темно-кашта­новых почвах — 300 м. Более точно расстояние между водорегу­лирующими полосами (α) можно рассчитать по формуле Г. П. Сурмача L = b(W—Н)/у, где b — проектируемая ширина лесной полосы, м; W — водопоглощение в лесной полосе, мм; Н — влагозапасы в снеге, накапливающемся в лесной полосе, мм; у— слой стока вод с прилегающих полей, на задержание которого ведется расчет.

Во избежание концентрации вод поверхностного стока, водо­регулирующую полосу закладывают по горизонталям. Если расположение затрудняет обработку почвы под сельскохозяй­ственные культуры, водорегулирующую полосу следует выпря­мить до такой степени, чтобы вдоль границ полосы могли сво­бодно проходить машинно-тракторные агрегаты. Для преду­преждения концентрации поверхностного стока в местах пере­сечения водорегулирующей полосой горизонталей следует за­проектировать распылители стока.

Прибалочные и приовражные лесные полосы создают для задержания стока и снега на прилегающих к бровке частях склонов, предотвращения сдувания его в овражно-балочную сеть и процессов эрозии в пределах гидрографического фонда, способствуя хозяйственному использованию малопродуктивных земель.

Прибалочные полосы проектируют на нижних частях водо­сборных склонов, на минимальном расстоянии от бровок эро­дируемых балок, прямолинейными отрезками возможно боль­шей длины (не менее 100 м) и размещают, возможно, ближе к направлению горизонталей местности, не допуская возник­новения продольного уклона более 2° по оси полосы, и чтобы по возможности они не имели изломов под прямым или острым углом. При спрямлении границ полосы не должны отрезать мелкие участки пашни от полей севооборота.

Прибалочные лесные полосы размещают непосредственно вдоль лощин, балок и речных долин в прибалочной части приводораздельных склонов и верхней части гидрографической сети в зависимости от условий микрорельефа. Вдоль задернелых, неэродируемых балок балочные полосы проектируют в тех слу­чаях, когда эти балки являются границами полей севооборотов. Проектируемые в этом случае полосы должны иметь минималь­ную ширину, так как они создаются, в основном, для улучше­ния микроклимата на прилегающих полях (по типу водорегули­рующих). Прибалочные полосы можно проектировать по обеим сторонам балок (если оба берега имеют значительную крутиз­ну) или только по одной стороне (если один из берегов пологий и его площадь можно использовать под технические и плодово-ягодные культуры).

Если бровки балок находятся в пределах пастбищных уго­дий, а граница пашни из-за большой смытости размещается на значительном расстоянии от бровки в сторону водораздела, прибалочные полосы проектируют по границе пашни с пастбищны­ми угодьями. На прибалочных склонах, изрезанных размывами или сетью мелких промоин, прибалочные полосы целесообразно располагать выше вершин этих размывов, а площадь между лес­ной полосой и бровкой использовать под сплошное облесение или оставить под залужение (при недостатке в хозяйстве сено­косов) после выполаживания.

Прибалочные полосы в зависимости от длины, экспозиции и степени эродированности склонов хозяйственного использова­ния земель берегов балок и наличия вышерасположенных по склону полос имеют ширину от 12,5 до 21 м, в соответствии с инструктивными указаниями, в отдельных случаях и более, что требует дополнительного обоснования (но не за счет пашни!).

Узкие полосы продуваемой конструкции по типу снегораспределительных ветроломных создают на всех участках, где сла­бо выражена эрозия, а также, если вышележащие склоны ис­пользуют под почвозащитные севообороты или лугопастбищные угодья. Минимальной ширины полосы целесообразны на слабосмытых землях; максимальной — на среднесмытых и сильносмытых, на участках с наличием струйчатых размывов и часты­ми промоинами. На выпуклых крутых прибалочных склонах, подверженных значительному смыву и размыву почвы, ширина полос должна быть больше, чем на склонах вогнутого профиля, где в прибалочной части обычно формируются более богатые почвы.

Для предупреждения размывов в нижней части водоприводящих ложбин и на прилегающих к ним склонах создают вер­шинные балочные насаждения, которые являются продолжением прибалочных полос. Ширина вершинных насаждений соот­ветствует двойной ширине прибалочных полос, опушка должна быть строгим продолжением верхних опушек прибалочных полос. Длина насаждения вдоль оси ложбины составляет 150—200 м. Приовражные полосы следует размещать вдоль обо­их откосов крупных оврагов на расстоянии ожидаемого осыпа­ния откоса, но не ближе 3—5 м от бровки оврага. Такое расстояние должно обеспечить безопасную работу машин и орудий.

Вдоль узких оврагов, в которые сток поступает преимущест­венно через вершину, достаточно одной отеняющей полосы с южной стороны. При интенсивном росте оврага в длину при­овражные полосы создают на 20—50 м выше его вершины, ос­тавляя дно водоподводящих ложбин под задернение.

При облесении ветвистых оврагов и сильной расчлененности склонов приовражные полосы проектируют вокруг каждого отвершка, если расстояние между ними превышает 100 м. При расстоянии между ответвлениями менее 100 м создается одна полоса выше отвершков, а площадь между ними отводится под, сплошное и куртинное облесение или под залужение.

Ширину приовражных полос устанавливают с учетом их мес­торасположения в пределах 12,5—21 м. Вдоль склоновых овра­гов, растущих по линии наибольшего уклона, ширина полос может быть минимальной. Вдоль вершинных и донных оврагов, в которые обычно поступает основной объем стока весенних и ливневых вод и когда вышерасположенные прибалочные или водорегулирующие полосы размещаются на расстоянии более 100—150 м, ширина приовражных полос устанавливается мак­симальной. В лесостепных районах, где снежный покров дости­гает значительной мощности, приовражные и прибалочные по­лосы проектируются большей ширины, чем в малоснежных рай­онах степи. 

Размещение противоэрозионных массивных насаждений. Ос­новное назначение этих насаждений заключается в скреплении и защите эродированных склонов, балок, откосов, оврагов и донной части гидрографической сети, в поглощении поверх­ностного стока, регулировании снеготаяния, задержании твер­дого стока, а также в улучшении малопродуктивных площадей и превращении их в хозяйственно-ценные. Эту группу защит­ных насаждений проектируют в основном на малопригодных и не используемых в сельском хозяйстве землях. Откосы овра­гов могут быть в различном состоянии. В одних случаях почва па них в той или иной степени задернела, в других — на поверх­ность выступает материнская порода. Нижние части откосов большей частью пологие. Здесь условия для произрастания лесной растительности более благоприятны, чем в верхней час­ти, поэтому создание насаждений на нижней части откоcа должно идти в первую очередь. В целом площадь откосов может быть использована под лесные насаждения примерно на 50%.

По дну оврага создают сплошные лесные насаждения. Если по дну донных оврагов проходят большие потоки воды, то сплошное облесение дна оврага не проектируют. В таких слу­чаях часть дна остается не облесенной для свободного прохода паводковых и талых вод.

Разнообразие природных условий в каждой гидрографиче­ской зоне не позволяет дать полных рекомендаций по проекти­рованию противоэрозионных мероприятий. Поэтому только де­тальное изучение отдельных элементов гидрографической зоны, определение степени эродированности и интенсивности эрозии позволяет правильно решить вопрос о хозяйственном исполь­зовании территории этой зоны.