Характеристика полезащитных лесных полос на территории учебно-опытного хозяйства "Горная поляна"

Рулева, О.В. Характеристика полезащитных лесных полос на территории учебно-опытного хозяйства «Горная поляна» / О.В. Рулева, Д.К. Сучков. – DOI 10.24419/ LHI.2304-3083.2020.3.12. – Текст: электронный // Лесохозяйственная информация : электрон. сетевой журн. – 2020. – № 3. – С. 131–138. URL:

Цель работы – на основе таксационных показателей установить характеристики полезащитных лесных полос учебно-опытного хозяйства «Горная поляна» с целью формирования информационной базы объекта хозяйствования.

Методика исследования. Инвентаризацию полезащитных лесных полос проводили на временных пробных площадях (ВПП), которые были заложены для однократного перечета и определения всех таксационных показателей на момент проведения исследований. Размер ВПП зависел от породы, возраста насаждений, полноты и условий роста. Минимальное количество деревьев на ПП в молодняках должно составлять 300–400 шт., в средневозрастных 200–300, в приспевающих, спелых и перестойных 150–200 шт. Форма ПП была прямоугольная и в основном была равна 0,5 га [1].

Исследования в полезащитных лесных полосах на территории учебно-опытного хозяйства «Горная поляна» проводили в 2019 г. В рамках таксационных работ изучали пространственную ориентацию, определяли породный состав, возраст, диаметр ствола на высоте 1,3 м и высоту насаждений лесной полосы, а также густоту подроста. Кроме того, в ходе исследований устанавливали схему смешения, количество рядов, расстояние между рядами и посадочными местами в ряду, ширину лесных полос, их конструкцию, ажурность лесных полос, а также их влияние на скорость ветра.

Ажурность определяли по фотоотпечатку лесной полосы методом наложения сетки (1 х 1 см) и путем подсчета доли просветов по отдельным уровням продольного профиля. Высоту деревьев в лесной полосе измеряли с помощью высотомера при натурном обследовании или по фотографии продольного профиля с установленной рядом с ним для масштаба мерной рейкой в камеральных условиях.

Среднюю высоту насаждений рассчитывали по материалам перечета, используя формулу Лорея [2]:

и _ higl + h2g2 + h3g3 + ... + hngn Hcp gl + g2 + g3 + ... + gn где:

• h₁, h₂, h₃,… h_n – высоты деревьев в отдельных ступенях толщины, м;

• g₁, g₂, g₃,… g_n – площади сечения каждой ступени толщины, м².

Густоту подроста определяли по шкале, разработанной профессором А.В. Вагиным [3]. Для выяснения дальности влияния лесных полос измеряли скорость ветра на высоте 1,5–2,0 м от поверхности земли. Измерения проводили в перпендикулярном направлении к полосе, как с наветренной, так и с заветренной стороны. Точки для измерения скорости ветра устанавливали по средней высоте лесной полосы – Н, 5Н, 10Н, 15Н и т.д. [4]. Для анемометрических съемок использовали термоанемометры «AeroTemp». Приборы размещали по линии, перпендикулярной основным лесным полосам, при этом крыльчатка приборов находилась на фиксированном уровне, чтобы обеспечить сравнимость скоростей ветра на разных объектах.

Диаметр ствола измеряли мерной вилкой. Для определения среднего диаметра с точностью ±10 % по методу случайной выборки устанавливали толщину 7 стволов в каждой ступени толщины и вычисляли среднеарифметическую величину. Для определения суммы площадей поперечного сечения древостоя использовали полнотомер Биттерлиха [5].

Результаты исследования. Объекты исследования – 8 полезащитных лесных полос (ПЗЛП) на землях сельскохозяйственного назначения учебно-опытного хозяйства «Горная поляна», которые окружали 4 поля с северной и западной сторон. Лесополосы расположены в степной зоне, где климат характеризуется как умеренно-континентальный, с относительно холодной зимой и жарким, засушливым летом. Рельеф равнинный, почвы светло-каштановые.

Данные, полученные в ходе исследования, приведены в табл. 1 и 2.

Полезащитная лесная полоса № 1 находится с северной стороны первого поля с географическими координатами ВПП N48°37'4; E44°18'35 и состоит из 5 рядов. Возраст насаждения – 40 лет, расстояние между рядами – 3,0 м, между

Таблица 1. Характеристика насаждений на полезащитных лесных полосах (ПЗЛП)

№ ПЗЛП	Состав насаждений	Густота, тыс. шт. /га	Средние		Густота подроста, шт/м2	Запас листвы в состоянии, кг/м2		Сохранность, %
			высота, м	диаметр ствола, см		свежесобранном	воздушно-сухом
1	10Р +В	2 841	5,20	9,9	Редкий (0–3)	8,97	4,68	73,0
2	10Р ед. Б	883	10,41	19,7	Редкий (менее 1)	23,27	10,34	26,6
3	8Р1См1Ж	2 785	4,20	13,2	Средний (1–3)	34,25	21,65	78,0
4	4Р4В1См1Ш	3 452	4,60	15,2	То же	32,40	17,10	84,3
5	7В2См1Ск	3 439	3,95	18,7	_»_	29,60	13,49	82,5
6	8Д2Ск	2954	2,48	7,2	Густой (3–5)	26,90	15,57	69,0
7	4Д4В2Ск	3 046	4,40	13,8	То же	42,40	22,56	75,3
8	В82См	2 862	7,10	20,4	Средний (3–10)	16,90	8,10	86,0

Примечание: Р - робиния псевдоакация ( Robinia pseudoacacia ), См - смородина золотистая ( Ribes aureum ), Ж - жимолость ( Lonicera xylosteum ), Б - бирючина ( Ligustrum vulgare ), Ш - шиповник собачий ( Rosa canna ), В - вяз приземистый ( Ulmus pumila ), Ск - скумпия кожевенная ( Cotinus coggygria ), Д-дуб ( Quercus robur ).

Таблица 2. Характеристика полезащитных лесных полос (ПЗЛП)

№ ПЗЛП Конструкция лесной полосы Светопроницаемость Площадь просветов, % между стволами в кронах 1 Плотная В кронах и между стволами почти отсутствует 0–10 10–15 2 Ажурно-продуваемая Просветы преобладают в нижней части продольного профиля 60–70 15–35 3 Плотная В кронах и между стволами почти отсутствует 0–10 10–15 4 Плотная То же 0–10 10–15 5 Плотная -«- 0–10 10–15 6 Плотная _»_ 0–10 10–15 7 Плотная _»_ 0–10 10–15 8 Плотная _»_ 0–10 10–15 деревьями в ряду – 1,0 м. Главная порода – робиния псевдоакация (Robinia pseudoacacia), встречается вяз (Ulmus laevis), кустарники отсутствуют. Максимальная ширина защитного насаждения, определявшаяся по фотоотпечатку торца, с учетом флагообразного расширения крон в сторону поля – 14,4 м. Лесная полоса № 1 имеет плотную конструкцию, т.е. светопроницаемость в кронах и между стволами почти отсутствует, а подрост средний. Средняя высота насаждений – 5,2 м, средний диаметр ствола – 9,9 см (см. табл. 1 и 2).

Ажурность по вертикальному профилю в ПЗЛП № 1 варьировала от 0 до 66,4 %.

Количество просветов в диапазоне высот от 0 до 1,2 м и от 2 до 2,8 м было наименьшим. Верхняя часть продольного профиля была более разреженной. В среднем по профилю ажурность составила 16,3 %.

Полезащитная лесная полоса № 2 расположена с западной стороны первого поля с географическими координатами ВПП N48°37'4; E44°21'55 и состоит из 6 рядов. Возраст насаждения – 40 лет, расстояние между рядами – 3,0 м, между деревьями в ряду – 1,0 м. Главная порода – робиния псевдоакация, из кустарников единично встречается бирючина ( Lig u strum vulg a re ).

Максимальная ширина защитного насаждения, определявшаяся по фотоотпечатку торца, с учетом флагообразного расширения крон в сторону поля – 12,5 м. Средняя высота насаждения – 10,4 м, средний диаметр ствола – 19,7 см (см. табл. 1 и 2).

Лесная полоса имеет ажурно-продуваемую конструкцию, т. е. просветы преобладают в нижней части продольного профиля. Следовательно, они пропускают основную часть ветрового потока внизу, а остальной поток, разбиваясь на мелкие струи, движется через кроны.

Ажурность по вертикальному профилю в ПЗЛП № 2 варьировала от 0 до 44,6 %. Количество просветов в нижнем ярусе в диапазоне высот от 0 до 0,71 м было наибольшим. Верхняя часть продольного профиля тоже была более разреженной. Наибольшая плотность наблюдалась в диапазоне высот 3,55–4,97 м (5 %). В среднем по профилю ажурность составила 21,5 %.

Полезащитная лесная полоса № 3 расположена с северной стороны второго поля с географическими координатами ВПП N48°37'35; E44°17'39 и состоит из 6 рядов. Возраст насаждения – 40 лет, расстояние между рядами – 2,5–3,0 м, между деревьями в ряду – 1,0 м. Главной породой является робиния псевдоакация, которая в отдельных рядах чередуется со смородиной лесной ( Ribes aureum ) и жимолостью ( Lonicera xylosteum ). Максимальная ширина защитного насаждения, определявшаяся по фотоотпечатку торца, с учетом флагообразного расширения крон в сторону поля – 16,8 м. Данная лесная полоса имеет плотную конструкцию, светопроницаемость в кронах и между стволами почти отсутствует, подрост средний. Средняя высота насаждения – 4,2 м, средний диаметр – 13,2 см (см. табл. 1 и 2).

Ажурность по вертикальному профилю в ПЗЛП № 3 варьировала от 0 до 32,7 %. Количество просветов в диапазоне высот от 0 до 1,5 м было наименьшим. Верхняя часть продольного профиля была более разреженной. В среднем по профилю ажурность составила 9,8 %.

Полезащитная лесная полоса № 4 находится с западной стороны второго поля с географическими координатами ВПП N48°36'39; E44°16'57

и состоит из 8 рядов. Возраст насаждения – 40 лет, расстояние между рядами – 3,0 м, между деревьями в ряду – 1,0 м. Главной породой являются робиния псевдоакация и вяз, которые чередуются в отдельных рядах со смородиной лесной и шиповником собачим ( R o sa canna ). Лесная полоса имеет плотную конструкцию, в кронах и между стволами светопроницаемость почти отсутствует, подрост средний. Максимальная ширина защитного насаждения, определявшаяся по фотоотпечатку торца, с учетом флагообразного расширения крон в сторону поля – 17,5 м. Средний диаметр насаждения – 15,2 см, а средняя высота – 4,6 м (см. табл. 1 и 2). Ажурность по вертикальному профилю варьировала от 0 до 54,7 %. Верхняя часть продольного профиля в диапазоне от 3,96–4,68 м была более разреженной. В среднем по профилю ажурность составила 13,3 %.

Полезащитная лесная полоса № 5 находится с северной стороны третьего поля с географическими координатами ВПП N48°35'51; E44°11'35 и состоит из 8 рядов. Возраст насаждения – 40 лет, расстояние между рядами – 2,5– 3,0 м, между деревьями в ряду – 1,0 м. Главная порода – вяз, который чередуется в отдельных рядах со смородиной лесной и скумпией кожевенной ( Cotinus cogg y gria ). Лесная полоса имеет плотную конструкцию, светопроницаемость в кронах и между стволами почти отсутствует, подрост средний. Максимальная ширина защитного насаждения, определявшаяся по фотоотпечатку торца, с учетом флагообразного расширения крон в сторону поля – 15,6 м. Средняя высота насаждения – 4,2 м, средний диаметр – 13,2 см (см. табл. 1 и 2). Ажурность по вертикальному профилю в ПЗЛП № 5 варьировала от 0 до 69,0 %. Верхняя часть продольного профиля более разреженная. В диапазоне высот от 0–2,7 м ажурность не превышала 7 % и в среднем по профилю составила 13,7 %.

Полезащитная лесная полоса № 6 находится с западной стороны третьего поля с географическими координатами ВПП N48°37'36; E44°21'0 и состоит из 8 рядов. Возраст насаждения – 40 лет, расстояние между рядами – 3,0 м, между деревьями в ряду – 1,0 м. Главной породой является дуб (Quercus robur), единично встречается вяз, главная порода чередуется со скумпией кожевенной в отдельных рядах. Дуб находится в неудовлетворительном санитарном состоянии: средний диаметр – 7,2 см, средняя высота – 2,48 м. Максимальная ширина защитного насаждения, определявшаяся по фотоотпечатку торца, с учетом флагообразного расширения крон в сторону поля – 12,9 м. Лесная полоса имеет плотную конструкцию, светопроницаемость в кронах и между стволами почти отсутствует (см. табл. 2).

Ажурность по вертикальному профилю в ПЗЛП № 6 варьировала от 0 до 55,2 %. Верхняя часть продольного профиля с большим количеством просветов. В диапазоне высот от 0–1,54 м просветы практически полностью отсутствовали. В среднем по профилю ажурность составила 11,1 %.

Полезащитная лесная полоса № 7 находится с западной стороны четвертого поля с географическими координатами ВПП N48°37'50; E44°21'29 и состоит из 8 рядов. Возраст насаждения – 40 лет, расстояние между рядами – 3,0 м, между деревьями в ряду – 1,0 м. Главные породы – дуб черешчатый и вяз обыкновенный ( U lmus la e vis ) - чередуются отдельными рядами со скумпией кожевенной. ПЗЛП имеет плотную конструкцию, светопроницаемость в кронах и между стволами почти отсутствует. Максимальная ширина защитного насаждения, определявшаяся по фотоотпечатку торца, с учетом флагообразного расширения крон в сторону поля – 17,7 м. Средняя высота насаждения – 4,4 м, средний диаметр – 13,8 см, подрост густой (см. табл. 1). Ажурность по вертикальному профилю в ПЗЛП № 7 варьировала от 0 до 67,6 %. Верхняя часть продольного профиля была более светопроницаемой. В диапазоне высот от 0–3,64 м ажурность не превышала 11 %, в среднем по профилю составила 9,5 %.

Полезащитная лесная полоса № 8 расположена с северной стороны четвертого поля с географическими координатами ВПП N48°62'25; E44°13'55 и состоит из 5 рядов. Возраст насаждения – 40 лет, расстояние между рядами – 3,0 м, между деревьями в ряду – 1,0 м. Главная порода – вяз. Из кустарников отдельными рядами встречается смородина лесная. Лесная полоса имеет очень хорошее состояние все деревья имеют примерно одинаковую высоту и диаметр. Конструкция лесной полосы плотная, светопроницаемость в кронах и между рядами почти отсутствует, подрост средний. Максимальная ширина защитного насаждения, определявшаяся по фотоотпечатку торца, с учетом флагообразного расширения крон в сторону поля – 15,3 м. Средняя высота насаждения – 7,1 м, средний диаметр – 20,4 см (см. табл. 1).

Ажурность по вертикальному профилю в ПЗЛП № 8 варьировала от 0 до 55,0 %. Верхняя часть продольного профиля была более светопроницаемой. В диапазоне высот от 0–4,62 м ажурность не превышала 10,6 %, а в диапазоне от 0–1,26 м практически отсутствовала, в среднем по профилю составила 12,3 %.

Эффективность лесных полос определяется дальностью влияния и степенью снижения скорости ветра [6]. Дальность влияния измеряется в высотах насаждения (Н). Влияние полос на скорость ветра в связи с расстоянием от них приведено в табл. 3.

Таблица 3. Дальность влияния лесных полос на скорость ветра

Номер ПЗЛП	Скорость ветра, м/с, при дальности влияния в высотах насаждения
	Н	5Н	10Н	15Н
1	1,6	2,4	2,2	1,9
2	1,9	2,2	3,4	2,0
3	1,8	2,8	2,2	1,9
4	0,9	1,5	0,9	1,2
5	1,5	1,7	1,4	1,5
6	1,9	2,6	3,2	1,2
7	2,3	1,6	1,4	1,5
8	0,8	1,1	0,7	1,2

Плотные лесные полосы действуют по типу непроницаемых экранов. Воздушный поток начинает снижать свою скорость на расстоянии

5–10Н от лесной полосы, затем, благодаря образовавшейся воздушной подушке, переваливает через полосу и, в результате возникшего за полосой разреженного пространства, быстро восстанавливает скорость [7].

Ажурно-продуваемая лесная полоса (ПЗЛП № 2) по влиянию на ветровой поток наименее эффективна. Дальность ее влияния не превышает 10–15Н, причем в этой зоне скорость ветра в среднем снижается на 20–25 %. В конкретных условиях перечисленные показатели могут различаться, так как ветроломный эффект зависит от многих факторов, в частности от направления ветра [8].

Выводы. Исследования показали, что состояние исследуемых полезащитных лесных полос в целом можно охарактеризовать, как удовлетворительное. Из 8 обследованных лесных полос только одна ПЗЛП плотной конструкции с видовым составом 8Д2Ск и в возрасте 40 лет оказалась в неудовлетворительном состоянии. Хорошим состоянием при такой же конструкции отличалась ПЗЛП с видовым составом 8В2См.

Наблюдения показали, что по влиянию на ветровой поток наименее эффективна защитная лесная полоса ажурно-продуваемой конструкции – дальность её влияния на скорость ветра не превышала 10–15Н.