Лесомелиоративный комплекс водосборной площади реки Грязная

№ 5(100). 12 декабря 2025 ■

Ростовская область – один из ключевых сельскохозяйственных регионов России, и Советский район вносит существенный вклад в этот успех. Сельское хозяйство является фундаментом экономики как области, так и района, обеспечивая занятость населения, продовольственную безопасность и экспортный потенциал. Область традиционно лидирует в стране по производству зерна, подсолнечника и мяса птицы. Советский район специализируется на растениеводстве, в частности, на выращивании зерновых и технических культур.

В условиях современных вызовов, связанных с изменением климата и интенсификацией сельскохозяйственного производства, проблема деградации почв приобретает глобальный характер. Водная и ветровая эрозия, усугубляемые нерациональным землепользованием, приводят к потере ценного гумуса, снижению плодородия, ухудшению водного режима и, как следствие, к уменьшению урожайности сельскохозяйственных культур. Потеря почвенного покрова не только наносит экономический ущерб, но и негативно сказывается на экологической устойчивости агроландшафтов. В связи с этим, разработка и внедрение эффективных методов защиты почв от эрозии является приоритетной задачей современного сельского хозяйства.

Одним из наиболее перспективных и экологически обоснованных подходов к решению данной проблемы является лесомелиорация пахотных угодий. Создание системы полезащитных лесных полос (ПЗЛП) и других лесомелиоративных насаждений позволяет комплексно воздействовать на факторы эрозии, обеспечивая защиту почв как от водного, так и от ветрового разрушения. ПЗЛП снижают скорость ветра в приземном слое, уменьшают поверхностный сток воды, задерживают снег и улучшают микроклимат полей, тем самым создавая благоприятные условия для роста и развития сельскохозяйственных культур. Кроме того, лесомелиоративные насаждения способствуют увеличению биоразнообразия агроландшафтов, улучшению структуры почвы и повышению её плодородия [7, 8].

Несмотря на доказанную эффективность лесомелиорации, на практике она используется недостаточно полно и эффективно - имеющиеся насаждения отчасти вымерли или значительно деградировали, другая часть не отвечает требуемым оптимальным критериям.

Целью исследования является анализ лесомелиоративного комплекса сельскохозяйственных полей бассейна реки Грязная и обоснование способов повышения его эффективности.

Объекты и методы

Объектом исследования является лесомелиоративный комплекс водосборной площади реки Грязная (Советский муниципальный район Ростовской области), в составе которого рассматриваются пашни на склонах, полезащитные лесные полосы (ПЗЛП) и элементы поверхностного стока, формирующие эрозионные процессы в агроландшафте.

Краткая характеристика водосборной площади:

– Географическое положение: правая часть бассейна реки Чир (Донский бассейн). Река Грязная имеет длину русла около 17 км и водосборную площадь ~ 131 км ² ; исток - севернее хутора Красная Дубрава, впадение в Чир - вблизи хутора Усть-Грязновский. Базис эрозии составляет 58 м. Административно территория относится к Советскому району Ростовской области [5].

• -    Климатические условия: территория находится в пределах Атлантико-континентальной европейской (степной) области умеренного пояса; климат характеризуется континентальными чертами с выраженной сезонностью осадков и высокими летними температурами, что усиливает потенциальную роль водной и ветровой эрозии [9].

• -    Почвенно-ландшафтная характеристика: доминируют чернозёмы южные глинистые и тяжелосуглинистые, участки с серопесками, пойменные слабокислые и нейтральные почвы (см. рис. 1). Рельеф представляют волнистые и уклонные участки, где пашни размещены на склонах различной крутизны [4].

42.0102’В                    42.0892’В

Рис. 1. Почвы водосборной площади реки Грязная

Полезащитные лесные насаждения выделены методом полуавтоматической классификации изображения с помощью алгоритма Random Forest в программе QGIS. Предварительно были выделены эталонные участки лесных насаждений, на основе которых проведена полуавтоматическая классификация растровых изображений спутниковых снимков высокого разрешения, полученных с помощью веб-сервиса Google Earth Pro [11].

После в ручном режиме осуществлена проверка и коррекция границ лесных полос (рис. 2) [1, 6, 10].

Рис. 2. Примеры дешифрированных лесных полос

Результаты и обсуждение

Водосбор реки Грязная представляет типичный пример степного агроландшафта с интенсивным земледелием и выраженными проблемами почвенной эрозии. Высокая доля распаханных склонов, несоответствие межполосных расстояний нормативным требованиям и наличие выраженных линий стока делают данную водосборную площадь репрезентативной для исследования эффективности лесомелиоративных мер и разработки рекомендаций по реконструкции ПЗЛП с учётом рельефа и гидрологической сети [2, 3]

В результате проведённого геоинформационного анализа было дешифрировано 282 га полезащитных лесных полос. Изучив их состояние и расположение выяснилось, что исследуемый лесомелиоративный комплекс имеет неудовлетворительное состояние и не может в должной степени выполнять защитные функции (см. рис. 3 на с. 127). Так, часть полей не имеет лесопосадок вовсе, часть лесных полос сохранилась лишь фрагментарно. Выявленная конфигурация лесных полос в пространстве не соответствует нормам и стандартам. Согласно методическим рекомендациям, в степной зоне полезащитные лесные полосы необходимо размещать через каждые 200–400 м, а на склонах с расстоянием 100– 200 м, перпендикулярно линии падения склона.

В действительности же протяжённость полей составляет 1000–1500 м, а местами доходит до 2000 м, к тому же не учитываются особенности рельефа и линии поверхностного стока на распаханных склонах, что наглядно отражено на схеме.

Состояние лесных полос различно, часть из них представляет собой целостную лесную полосу с ненарушенным пологом, часть древостоя частично выпала и лесные полосы либо имеют разрывы, либо превратились в куртины. Часть лесополос погибла вовсе (рис. 3 на с. 127).

Часть из сохранившихся лесополос (23%) расположены перпендикулярно падению склона и частично выполняют функции стокорегулирующих лесных полос, задерживая поверхностный сток и наносы на границах поля, однако их окраинное положение не сказывается на эрозионных процессах внутри полей.

Таким образом, в целях защиты почв от деградации и повышения продуктивности агроландшафтов на водосборной территории реки Грязная требуется провести работы по созданию системы защитных лесных насаждений, отвечающей всем требованиям и стандартам современной лесной мелиорации.

42.0102°В                    42.0892'В

Рис. 3. Полезащитные лесные полосы и направление поверхностного стока

Заключение

В ходе исследования лесомелиоративного комплекса водосборной площади реки Грязная установлено, что существующая сеть полезащитных лесных полос (ПЗЛП) явно недостаточна и в целом находится в неудовлетворительном состоянии. Основные выводы исследования следующие:

• 1.    Объём и размещение лесомелиоративных насаждений не соответствуют требованиям для эффективной защиты почв: обнаружено всего 282 га ПЗЛП на водосборе с распаханностью 50% (6 474 га), при этом протяжённость отдельных полей достигает 1000–2000 м, тогда как нормативные расстояния между ПЗЛП в степной зоне и на склонах должны составлять 200–400 м и 100–200 м соответственно.

• 2.    Значительная доля полос (включая полностью погибшие и фрагментированные участки) утратила способность выполнять водорегулирующие и противоэрозионные функции. Только 23% сохранившихся полос ориентированы перпендикулярно падению склона и частично задерживают поверхностный сток, но их расположение по окраинам полей не предотвращает эрозию внутри массивов.

• 3.    Нерегулярная конфигурация и нарушение целостности древостоя, а также несоответствие пространственного размещения рельефу и линиям стока приводят к усилению поверхностного стока, выносу и накоплению наносов, деградации почвенного покрова и снижению продуктивности агроландшафтов.

Практическое значение результатов. Полученные данные подтверждают необходимость реконструкции и расширения лесомелиоративного комплекса на водосборной территории реки Грязная для снижения скорости стока, уменьшения эрозионных потерь почвы и улучшения воднотеплового режима полей. Полуавтоматическая классификация и последующая верификация ПЗЛП показали свою применимость для мониторинга состояния насаждений и планирования мелиоративных мероприятий.

Рекомендации по улучшению состояния лесомелиоративного комплекса:

• 1.    Разработать и реализовать программу по реконструкции и дополнению ПЗЛП с учётом рельефа, направлений поверхностного стока и нормативных расстояний (200-400 м для равнинных участков; 100–200 м на склонах).

• 2.    При проектировании полос отдавать приоритет размещению их перпендикулярно линии падения склона и в местах концентрации стока (с учётом карт стока и цифровой модели рельефа).

• 3.    Восстановить целостность фрагментированных полос путем посадки местных лесообразующих пород, обеспечивающих быстрое укоренение и устойчивость к местным условиям (с учётом сортовидового состава и агроэкологической совместимости).

• 4.    Провести регулярный мониторинг состояния ПЗЛП с использованием дистанционных методов (спутниковые снимки, полуавтоматическая классификация) и полевых обследований для оперативной коррекции мероприятий.

• 5.    Внедрить комплекс мер по защите вновь созданных полос (ограждение в первые годы, уходо-вые мероприятия, борьба с пожарами и выпасом), а также проводить агротехнические меры на прилегающих полях (контурная обработка почвы, минимальная обработка, севооборот) для синергетического снижения эрозии.

• 6.    Оценить экономическую эффективность мер лесомелиорации через сопоставление затрат на создание и уход за ПЗЛП с ожидаемым приростом продуктивности и снижением потерь почвы и воды.

Направления дальнейших исследований: картирование линейных и локальных зон концентрации стока с использованием высокоточных цифровых моделей рельефа для точечного размещения ПЗЛП, исследование динамики почвенно-агроэкологических показателей в зависимости от типа, структуры и ширины лесополос в условиях бассейна реки Грязная, разработка адаптивных схем лесомелиоративных насаждений с учётом прогноза изменений климата и гидрологического режима.

В целом, реализуемая реконструкция и оптимизация полезащитных лесных насаждений на водосборной территории реки Грязная позволит существенно снизить эрозионное воздействие, повысить устойчивость и продуктивность агроландшафтов и улучшить экологическое состояние региона.