Процесс наступления лесонасаждений на поле, его причины и способы устранения

УДК 634.0.234

процесс наступления лесонасаждений на поле, его причины и способы устранения

A.А. ЛЕПЁХИН, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник

B.И. ТУРУСОВ, доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАН, директор

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В.В.Докучаева, квартал 5, 81, пос. 2 участка Института имени Докучаева, Таловский р-н, Воронежская обл., 397463, Российская Федерация

Резюме. Исследования проведены в 2013-2015 гг. на территории Каменной Степи с использованием аэрокосмической информации и фотографий с помощью современных компьютерных программ Global-mapper 14, Adobe Photoshop CS и общепринятыми методами. Работа проведена с целью предотвращения сокращения пахотных земель. С увеличением возраста защитных лесонасаждений увеличивается их ширина на 15-30 м и более. При этом площадь 100-гектарного поля сокращается на 6-12 га. Невозделываемые поля зарастают древесной и кустарниковой растительностью в три этапа: первый характеризуется постепенным наступлением леса на поле за счет роста кроны деревьев; второй - это зарастание необрабатываемых участков поля древесной растительностью (плотный самосев древесных и кустарниковых пород); третий - это редкий самосев древесных и кустарниковых пород. Первый этап полностью зависит от проведения агротехнических и лесохозяйственных мероприятий. Наступление леса на поле может быть постепенным и пошаговым. Постепенное освоение пахотных земель происходит за счет увеличения кроны деревьев крайних рядов насаждения. Пошаговое освоение края поля присуще деревьям, склонным к фототропизму. Когда верхний ярус насаждения занят более крупными деревьями, отставшие в росте деревья растут под наклоном или даже горизонтально (клен ясенелистный, ясень пушистый и др.). С ростом деревьев происходит следующий шаг. Для уменьшения ширины опушек насаждения необходимо создать барьер из колонновидных или пирамидальных форм деревьев или создавать живые изгороди из высоких кустарников (алыча, туя, ирга, лещина, смородина золотая и др.) и низкорослых деревьев. Широкие опушки из деревьев и кустарников следует удалять при проведении рубок ухода в насаждении. Поля необходимо обрабатывать вплотную к лесной полосе.

Ключевые слова: лесные полосы, разрастание опушек, этапы зарастания неиспользуемых участков, ограничение ширины насаждений.

Для цитирования: Лепехин А.А., Турусов В.И. Процесс наступления лесонасаждений на поле, его причины и способы устранения // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 1. С. 18-20.

Лесные полосы на пахотных землях создаются узкими полосами шириной 7,5-15 м. Лесонасаждения ажурной и ажурно-продуваемой конструкций эффективно и многофункционально влияют на прилегающие поля. Ошибочным вариантом расчета ширины лесной полосы служит расстояние между опушечными рядами плюс одно междурядье [1, 2]. С ростом деревьев насаждения уплотняются и растут не только в высоту, но и в ширину. Следовательно, площади лесонасаждений постепенно увеличиваются, а прилегающие поля -уменьшаются.

В последние годы за лесными полосами не осуществляют надлежащий уход, а ослабление аграрного сектора страны привело к зарастанию бурьянистой и древесной растительностью обширных площадей ранее распахиваемых земель, прежних сенокосов и пастбищ. Этому процессу способствует резкое сокращение

поголовья крупного рогатого скота [3]. На основании проведенных нами рекогносцировочных обследований территории установлено, что на полях недопаханными остаются временно переувлажненные участки в виде ложбин, западин и блюдец, то есть места сбора талых вод без возможности их дальнейшего стока. Такие участки охотно осваивает сначала травянистая, а затем и древесная растительность. Этот процесс, с одной стороны, способствует повышению экологической устойчивости агроландшафта, с другой - выводит из севооборота плодородные земли, которые возможно вновь вернуть только путем проведения мелиоративных и лесохозяйственных работ.

Исследования выполнены с целью поиска путей стабилизации пахотных земель путем ограничения разрастания опушек лесных полос на 8-15 м и более с каждой стороны насаждения и укоренения самосева древесных пород на пашне, пастбище и луге. В задачи исследований входит установление этапов зарастания необрабатываемых участков.

Условия, материалы и методы. Работа выполнена в 2013-2015 гг. на территории Каменной Степи Таловского района Воронежской области. Систему защитных лесонасаждений (ЗЛН) создавали на черноземных почвах Центрального Черноземья в течение ста лет (1893-1994 гг.). Сначала высаживали широкие ЗЛН (до 215 м) с малыми полями (7-25 га) в южной части территории Каменной Степи, затем узкие (12,5-20 м) с полями 60-162 га - в северной части. Исследования проведены в южной части на поле, ограниченном ЗЛН №№ 6, 12, 49, 50. Использовали аэрокосмическую информацию фотоснимков (программы Google Планета Земля, SASPlanet) и современные компьютерные программы, такие как Global-mapper 14, Adobe Photoshop CS, Surfer и др. Форматы получаемых данных bmp, jpeg, tiff, gif, psd, и др. Полученную информацию уточняли полевыми глазомерными наблюдениями и детальными исследованиями по Д.К. Бабенко [4] как в лесных насаждениях, так и на межполосном пространстве путем обмеров насаждений и замеров прилегающих опушек общепринятыми методами.

результаты и обсуждение. Мы установили, что зарастание необрабатываемых полей, некосимых лугов и неиспользуемых пастбищ древесной растительностью происходит поэтапно (рис. 1).

Этап № 1 характеризуется постепенным многолетним разрастанием опушек лесных полос и отличается более темным цветом, характерным для взрослых насаждений, где просматриваются кроны отдельных деревьев. В нашем случае он состоит из двух участков общей площадью 25448 м2, которые содержат опушки четырех ЗЛН. Этап № 2 (24809 м2) отличается ярким, более светлым зеленым цветом. Это кустарники и молодые деревца - результат самосева, прежде всего, кленов (остролистного и ясенелистного), ясеней (обыкновенного и пушистого) и ильмовых пород. Семена вышеуказанных древесных пород представлены крылатками, что позволяет им далеко разноситься ветром от материнских насаждений и давать обильный самосев на плодородных почвах Черноземья. Этап № 3 представлен участком в начальной степени освоения его древесной растительностью. И если этапы № 2 и 3

Рис. 1. Поэтапное зарастание непаханного поля: 1 - разрастание опушек лесополосы; 2 - освоенная древесными и кустарниковыми породами площадь поля; 3 - начальная степень освоения пашни лесом.

указывают на бесхозяйственное отношение к земле со стороны сельхозпроизводителей, то этап № 1 всецело зависит от работников лесного хозяйства и служит предшественником к этапам 2 и 3.

Рассмотрим первый этап более подробно, с установлением причин и возможностей противостояния его появлению и развитию. Древесные породы в защитных лесонасаждениях растут не только в высоту, но и в ширину. Территория под лесными культурами постепенно увеличивается за счет освоения площади прилегающих полей. Отсутствие лесохозяйственных уходов в лесных полосах приводит к убыстрению процесса распада древостоя внутри насаждения и загущенному произрастанию деревьев в опушечных рядах [5, 6]. Мы установили, что освоение древесной растительностью пахотных земель со стороны защитных лесных полос может быть постепенным и пошаговым. Постепенное освоение опушек происходит с ростом кроны деревьев. Например, боковые сучья дуба черешчатого могут достигать 8-10 м, при этом они могут расти горизонтально или даже с отрицательным

геотропизмом, стремясь затенить стволы деревьев от излишнего света. Такое свойство присуще большинству древесных пород, за исключением колонновидных и пирамидальных форм. То есть, лесные насаждения стремятся создать плотный купол из крон деревьев. При этом они образуют лесную обстановку как в самом насаждении, так и в опушечной зоне, создавая условия для возникновения и развития самосева многих древесных пород под своим пологом [6].

Пошаговое освоение опушек, по нашим наблюдениям, присуще древесным породам с нарушенным геотропизмом и склонным к фототропизму, то есть у деревьев, способных расти под наклоном или даже горизонтально. В Каменной Степи к таким породам относятся клен ясене-листный, ясень пушистый и даже тополь бальзамический. Загущенные опушечные ряды из данных древесных пород разрастаются в сторону поля на расстояние до 15 м и более (рис. 2). В вегетационный период данные породы своими кронами образуют плотный шатер, вытесняя другую древесную растительность. Отчетливо видно, что условия для роста самосева и поросли этих пород образуются лишь в конце кроны взрослых деревьев (рис. 3, пневая поросль образовалась в местах вырубленных деревьев рядами с левой и правой сторон с расстоянием между ними в 8-10 м). С ростом молодняка, который наклонен в сторону поля в борьбе за свет, происходит следующий шаг и так далее. Наступление леса на поле продолжается, при этом внутри материнских насаждений происходит распад древостоев.

Увеличение долговечности защитных лесонасаждений возможно при условии проведения своевременных рубок ухода. Для повышения доли участия опушечных деревьев, как более устойчивых, предлагается создавать лесные полосы с диагонально-групповым или крупноячеистым способом посадки. При этом агролесомелиораторы сталкиваются с взаимоисключающими задачами: как можно быстрее добиться максимальной высоты насаждения и одновременно продлить его жизнеспособность [7].

Такой способ создания лесной полосы позволит одновременно вырастить высокие деревья внутри полосы и долговечные в опушках, а при проведении своевременных рубок ухода - и внутри древостоев.

При распределении деревьев в насаждении следует учитывать интенсивность их роста, особенно в молодых культурах. Быстрорастущие породы следует высаживать с теневой стороны (север, запад), затем

Рис. 2. Разросшаяся опушка в вегетационный период.

рис. 3. Опушка в зимнее время.

располагать умеренно растущие. Со световой стороны следует высаживать светолюбивые и медленнорастущие древесные породы. При введении в состав насаждения дуба черешчатого, его следует выращивать в чистом виде не менее трех рядов подряд в коридорах отеняющих пород. Меньшее количество рядов дуба будет расти в угнетенном состоянии или выпадет из состава насаждения [8]. Кроме того, опушечные ряды следует создавать из отеняющих древесных пород, которые не способны разрастаться в сторону поля. При проведении исследований установлено, что для ста-

билизации границ лесных насаждений необходимо своевременно изреживать их опушечные ряды с удалением наклоненных в сторону поля деревьев и посадкой отеняющих стволы материнских растений породы.

выводы. Для уменьшения ширины опушек и создания барьера для их разрастания, опушечные ряды следует создавать из колонновидных или пирамидальных форм деревьев в чередовании с отеняющими породами, или же высаживать зеленые изгороди из высоких кустарников (алыча, рябина, туя, ирга, смородина золотистая, лещина и др.). Барьерные опушечные ряды можно сочетать с опушечными рядами при выращивании деревьев, не способных создавать раскидистые кроны и наклоняться в сторону поля. В других случаях для ограничения опушек ЗЛН следует высаживать в крайние ряды древесные породы, которые будут затенять насаждение в виде вертикальных щитов или барьеров, то есть такие породы, которые менее подвержены фототропизму и отрицательному геотропизму. Такой способ позволит ограничить площадь защитных лесонасаждений.

Литература.

1. Павловский Е.С., Карган A.B., Тарасюк В.Н. Инструктивные указания по агролесомелиоративному устройству защитных лесонасаждений на землях сельскохозяйственных предприятий. М: Колос, 1983. 55 с.

2. Шаталов В.Г., Михин В.И. Сборник схем смешения древесных пород и кустарников для защитных лесных насаждений в Воронежской области. Воронеж: ВГЛТА, 1998. 68 с.

3. Лепехин A.A. Реакция некоторых древесных пород на воздействие низовых пожаров в полезащитных лесных полосах // Лесное хозяйство. 2011. № 2. С. 45-46.

4. Бабенко Д.К. Методические указания по изучению рубок ухода, реконструкции и лесовозобновления в полезащитных лесных полосах степной и полупустынной зон СССР. Волгоград: ВНИАЛМИ, 1978. 36 с.

5. Лепехин A.A. О современном состоянии лесных полос экспедиционного периода и мерах по их оздоровлению //Лесное хозяйство. 2012. № 2. С. 35-37.

6. Разин Г.С., Рогозин М.В. О законах и закономерностях роста и развития, жизни и отмирании древостоев //Лесное хозяйство. 2010. № 2. С. 19-20.

7. Павловский Е. С. Развитие защитного лесоразведения в Каменной Степи в советское время //Лесные полосы Каменной Степи. Воронеж: Центрально-Черноземное книжное издательство, 1967. С. 183-259.

8. Оптимизация балочных водосборов и ведения лесного хозяйства в защитных лесонасаждениях/ В.Т. Рымарь, И.П. Свин-цов, Б.И. Скачков, В.В. Тищенко, A.С. Чеканышкин, И.В. Ялманов. М.: Россельхозакадемия, 2006. 66 с.

PROCESS OF ADVANCE OF FOREST PLANTATIONS ON FIELDS, ITS CAuSE AND METHODS OF THE ELIMINATION

A.A. Lepekhin, V.I. Turusov

V.V. Dokuchaev Research Institute of Agriculture of the Central Chernozem Belt, kvartal 5,81, pos. 2 Uchastka Instituta Imeni Dokuchaeva, Talovsky r-n, Voronezhskaya obl., 397463, Russian Federation

Summary. The study was carried out in 2013-2015 on the territory of Kamennaya Steppe with the use of aerospace information and pictures via modern computer programs Global mapper 14, Adobe Photoshop CS and conventional methods. The aim of the work was to prevent the reduction of arable land. With the age of protective forest plantations their width increases by 15-30 m and more. The area of the 100-hectare field is reduced by 6-12 ha. Uncultivated fields are overgrown with wood and shrub vegetation at three stages: the first is characterized by gradual advance of forest on the field due to the growth of tree tops; the second stage is the overgrowth of uncultivated plots with wood vegetation (dense, self-seeding trees and shrubs); the third stage is a rare self-seeding of trees and shrubs. The first stage completely depends on agronomic and forestry activities. The advance of the forest on fields could be gradual and stepwise. Gradual development of arable land is due to the increase in the tree tops in outside rows of the planting. Step-by-step development of the edge of the field is inherent to the trees tended to phototropism. When the upper level of the planting is occupied by larger trees, smaller trees grow atilt and even horizontally (ash-leaved maple, red ash-tree, etc.). With the tree growth the next step occurs. To reduce the width of the edges it is necessary to create a barrier from column-like or pyramidal forms of trees or to create hedges from tall shrubs (alycha, arborvitae, shadberry, hazel, golden currant, etc.) and dwarf trees. Wide edge from trees and shrubs should be removed during fellings. Fields must be processed close to the forest zone.

Key words: forest belts, growth of edges, stages of overgrowing of unused plots, limiting of the width of plantations.

Author Details: A.A. Lepekhin, Cand. Sc. (Biol.), leading research fellow (e-mail: niish1c@mail.ru); V.I. Turusov, D. Sc. (Agr.),

corresponding member of the RAS, director.

For citation: Lepekhin A.A., Turusov V.I. Process of Advance of Forest Plantations on Fields, Its Cause and Methods of the Elimination. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2016. Vol. 30. No 1. Pp. 18-20 (in Russ.).