Размещение и обоснование проектных элементов защитных лесных насаждений

Рисунок 1.4 - Солончаки Викуловского района

Солончаки занимают 0,2% территории сельскохозяйственной зоны. Основные площади их размещены в лесостепной зоне, но небольшими контурами встречаются и в подтайге (рисунок 1.4.). Залегают они в сочетаниях с гидроморфными почвами засоленного ряда - солонцами, луговыми и лугово-болотными солонцеватыми и солончаковатыми. Расположены на плоских долинах рек, вокруг засоленных озер. Во всех случаях это отрицательные элементы рельефа, являющиеся местами скопления продуктов геохимического стока. Солончаки имеют тяжелый гранулометрический состав.

1.2.3 Растительность

Растительный  покров характеризуется прежде всего: лиственными лесами из берёзы и осины с густым злаково-разнотравным покровом, в котором много лугово-лесных видов.

Рисунок 1.5 - Хвойный лес Викуловского района

Сырые понижения, а  скромны болот, заняты заболоченными лиственными лесами, главным образом березово-ивовыми. Часть древесно-кустарниковой флоры землепользования представлена дикими видами (береза повислая, сосна обыкновенная, черемуха обыкновенная), имеющими распространение в окрестностях населенного пункта.

Рисунок 1.6 - Березовая роща Викуловского района

Также можно встретить и североамериканские виды – тополь бальзамический, клен ясенелистный, ель колючая. Для речных долин характерны пойменные луга, заливаемые в половодье. Суходольные луга встречаются редко. Берега многочисленных озер покрыты зарослями ивы, тростника, камыша, рогоза.

На территории исследуемого хозяйства лиственные  леса представлены лесными колками  и имеют вкрапленный характер, площадь которых варьирует от 0,7 до 25,0 га.

Сохранившиеся на территории хозяйства лесные массивы  выполняют защитную функцию лишь на 2%. Крупные пахотные массивы практически не защищены от влияния господствующих ветров и процессов водной эрозии.

На территории землепользования произрастают характерные для данной местности ягоды, а в частности: клюква, брусника, земляника, лесная клубника, смородина и др.

Рисунок 1.7 -Земляника Викуловского района

1.2.4. Характеристика основной отрасли производства

Основное направление хозяйства – растениеводство с развитым животноводством. Хозяйство располагает плодородными почвами, на которых возделываются злаковые культуры. Кормовые угодья используются для выращивания крупного рогатого скота и птицы.

В отрасли животноводствасохраняется тенденция сокращения поголовья всех видов скота и производства продукции. Основными производителями продукции животноводства являются также личные хозяйства населения.

Таким образом, землепользование ООО «Боково» Викуловского района расположено большей части на серых лесных (45%) и черноземных почвах  (20 %), так же имеются участки солончаков (10%). Растительный мир землепользования ООО «Боково» Викуловского  района довольно разнообразный здесь можно встретить как большую разновидность лиственных деревьев (береза, тополь), так и хвойных (ель колючая, сосна обыкновенная). Климатические условия   землепользования ООО «Боково» Викуловского  района,  благоприятны, но находиться в зоне рискованного земледелия. Основное направление хозяйства ООО «Боково» – растениеводство с развитым животноводством.  

2. Многофункциональное назначение защитных лесных насаждений

Лесомелиоративные насаждения выполняют многофункциональную  роль в преобразовании, сохранении и восстановлении ландшафтов. Они  играют исключительную роль в поддержании экологического равновесия. Создаваемые на открытых сельскохозяйственных землях, они превращают аграрный ландшафт в лесоаграрный, существенно обогащают его, изменяют экологические условия выращивания сельскохозяйственных культур, улучшают состояние кормовых угодий, положительно влияют на продуктивность скота, птиц, на условия работы тружеников сельского хозяйства, способствуют созданию благоприятного водного режима и сохранению почвенного плодородия. Замена в полупустыне, степи и лесостепи открытого сельскохозяйственного ландшафта лесоаграрным приводит к формированию качественно новой экологической среды.

Наибольший  эффект достигается в том случае, когда насаждения образуют взаимосвязанную систему лесных полос определенной конструкции, и при этом расположены друг от друга на расстоянии, обеспечивающем эффективное снижение воздействия господствующих ветров.

2.1  Классификация защитных лесных насаждений

Проектирование  защитных лесных насаждений на территории хозяйства предусматривается проектом, с учетом их целевого назначения и выполняемых ими защитных функций. В зависимости от основного назначения защитные лесные насаждения классифицируются в следующие группы:

- полезащитные лесные полосы. Создаются в районах распространения ветровой эрозии для защиты полей от вредоносного влияния ветра, задержания на полях снега, повышения влажности почвы, уменьшения испарения влаги, препятствуют сдуванию почвенного покрова, предохраняют посевы сельскохозяйственных культур от засухи, суховеев, пыльных бурь и повышают их урожайность, улучшают микроклимат и гидрологический режим территории;

- водорегулирующие лесные полосы (снегораспределителъные).Создаются для защиты почвы от водной эрозии, способствуют равномерному распределению снега, задержанию и регулированию поверхностного стока, доведения до минимума смыва почвы, улучшение гидрологических условий, а также защита полей от неблагоприятных явлений природы;

- лесные насаждения вдоль, и вокруг водных объектов (рек, прудов).Защищают берега от эрозии, воду от загрязнения, заиления и чрезмерного испарения, а также для создания вокруг водоемов санитарно-гигиенических условий;

- прибалочные и приовражные лесные полосы и лесонасаждения на склонах оврагов и балок и по их днищам.Создаются в целях задержания снега, поглощения жидкого и кольматации твердого стока, скрепления при помощи корневой системы почвы, защиты от разрушения склонов  оврагов и балок. Основное назначение лесонасаждений на склонах оврагов и балок – скрепление и защита берегов балок и откосов оврагов от разрушающего действия воды;

- лесные насаждения вдоль автомобильных дорог, у полевых станов и вокруг населенных пунктов. Защищают воздух от пыли, дыма, газа и очищают его. Защищают от ветров и пыльных бурь, препятствуют заносу строений песками или снегом. Защитные лесные полосы вдоль автомобильных дорог создаются с целью защиты их от снежных и песчаных заносов и создания условий для нормальной их эксплуатации с течении всего года. Вокруг населенных пунктов и полевых станов, имеют оздоровительное и санитарно-гигиеническое значение;

- лесные полосы на пастбищных кормовых угодьях. Способствуют повышению продуктивности пастбищ, защищают фермы от холодных ветров и снежных заносов, защищают скот от холодных ветров, солнцепёка;

- лесные полосы на песках. Защищают их от переноса ветрами и способствуют хозяйственному использованию песчаных земель;

- лесные полосы на горных склонах. Защищают склоны от эрозии;

- лесные полосы вокруг животноводческих ферм;

- декоративные защитные лесные насаждения на территории населенных пунктов (парки, скверы);

- защитные насаждения вдоль транспортных артерий, железных, автомобильных дорог.

В курсовом проекте  предлагается использовать следующие  виды защитных лесных насаждений: полезащитные, полезащитные лесные полосы, лесные полосы на пастбищных кормовых угодьях, вокруг животноводческих ферм, населенных пунктов, садов, вдоль транспортных артерий (главных внутрихозяйственных дорог).

2. Конструкция защитных лесных насаждений

Лесные  полосы по-разному влияют на микроклимат, экологию и урожайность сельскохозяйственных культур. Это, прежде всего, зависит от конструкции лесных полос, т.е. строения продольного профиля лесной полосы в облиственном состоянии, определяющем её аэродинамические свойства. Продольным профилем лесной полосы называют фронтальный вид вдоль лесной полосы. По конструкции полосы бывают плотные, ажурные, продуваемые и ажурно-продуваемые.

Полосы  не продуваемой (плотной) конструкции  в облиственном состоянии почти  не имеют сквозных просветов в  продольном профиле (до 10%). Через такие полосы ветер почти не проникает, а переваливается над ними и создаёт зону штиля в приземном слое за полосой; по мере удаления от полосы скорость ветра быстро возрастает.

Рисунок 2.1 – Лесная полоса непродуваемой (плотной) конструкции

Зона  ветрозащитного влияния лесной полосы с заветренной стороны, которая  обычно в среднем равна 15-20 высотам  полосы (15-20 Н), зачастую уменьшается 
(до 10-15 Н), т. к. скорость ветра за полосой быстро нарастает. С наветренной стороны не продуваемые лесные полосы на довольно значит, расстоянии (до 10 Н) снижают скорость ветра, но не более чем на 25%. Ветровой режим определяет распределение снега и мелкозёма, большая часть которых задерживается в полосе и на её опушках в виде высокого вала. Запасы снега за пределами снежного шлейфа резко уменьшаются – образуется зона выдувания. Почва между полосами обычно оттаивает неравномерно. В приопушечной зоне увеличивается суточная амплитуда температур. Лесные полосы непродуваемой конструкции (рис. 2.1) по сравнению с ветропроницаемыми (ажурными или продуваемыми) обеспечивают и меньшую прибавку урожайности сельхоз культур. Наиболее пригодны для защиты животноводческих зданий, скота на пастбищах, дорог от снежных и песчаных заносов, оврагов от размыва.

Лесные  полосы продуваемой конструкции сильно ветропроницаемы снизу благодаря крупным просветам между стволами деревьев (площадь просветов  
60-70%), но мало ветропроницаемы в верхней части (площадь просветов до 10%). Они также делят ветровой поток на две части и уменьшают скорость ветра на расстоянии 30 Н в основном с заветренной стороны. Продуваемые лесные полосы равномернее, чем ажурные, распределяют снег на полях и достаточно эффективно защищают посевы от суховеев (рис. 2.2). Их выращивают в основном в районах с холодной и снежной зимой (Сибирь, Сев. Казахстан, Заволжье, север Центрально-чернозёмной зоны).

Рисунок 2.2 –  Лесная полоса продуваемой конструкции

Лесные  полосы ажурной конструкции –  узкие с мелкими, сквозными, равномерно распределёнными по всему профилю  просветами (их площадь 15-35%). Они делят ветровой поток на две части: одна часть проходит через полосу, не меняя основного направления, другая – переваливается через насаждение. Вследствие тормозящего взаимодействия двух частей ветрового потока ажурные полосы на расстоянии 30 Н снижают скорость ветра, в основном на заветренной стороне. Они уменьшают скорость ветра на защищаемой территории в среднем на 50-55%.

Рисунок 2.3 –  Лесная полоса ажурной конструкции

Полосы  ажурной конструкции (рис. 2.3) рекомендованы  для защиты полей в районах, подверженных пыльным бурям, сильным суховеям, с неустойчивым снеговым покровом, а также с мягкой зимой (Сев. Кавказ, Нижнее Поволжье, юг Украины, Молдавия, республики Ср. Азии).

3. Защитное влияние лесных полос

Влияние лесных полос на движение ветрового потока и скорость ветра в значительной степени зависит от выбранной конструкции. Дальность влияния лесной полосы измеряется в зависимости от высоты насаждения.

Плотные лесные полосы действуют по типу непроницаемых  экранов. Воздушный поток, при  встрече с данной лесной полосой, практически не дробясь, обтекает лесные насаждения сверху, а затем довольно резко падает вниз, достигает поверхности земли на расстоянии 3-5 Н. В этом месте наблюдается интенсивное перемешивание приземных слоев воздуха, и как результат – зарождение ветровой эрозии.

Ажурные лесные полосы действуют по типу решетчатых экранов. Ветровой поток при этом легко проходит через лесные насаждения, дробясь и снижая при этом свою скорость.

Ажурно-продуваемая  полоса пропускает часть воды ветрового потока через низ, а остальная часть ветрового потока дробится на мелкие стружки и движется сквозь крону.

Лесные  полосы уменьшают скорость ветра  в приземном слое воздуха. Наибольшее ветрозащитное влияние они оказывают  в том случае, если расположены  перпендикулярно направлению господствующего ветра. В этом случае коэффициент защитного влияния лесной полосы равен 1. Отклонение направления ветра от перпендикуляра к полосе до 30% существенно не снижает ветрозащитное влияние лесной полосы.

Лесные  конструкции по-разному влияют на скорость ветра. Снижение скорости ветра на 10% считается эффективным.

Положительное действие лесных полос на условия  сельскохозяйственного производства в первую очередь проявляется  через их влияние на микроклимат. В свою очередь, формирование условий  микроклимата приземных слоев воздуха определяется степени скоростью ветра у поверхности земли. Аэродинамические свойства лесных полос проявляются в уменьшении скорости и изменении структуры воздушного потока, а в отдельных случаях и в изменении направления его движения. Высота и конструкция лесных полос определяют их аэродинамическую эффективность, которая связана с образованием «ветровой тени» перед полосой и за ней.