Способ регулирования снегоотложения в системе стокорегулирующих лесополос
METHOD FOR REGULATION OF SNOW DEPOSITION IN SYSTEM OF FLOW-REGULATING FOREST BELTS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства при разработке мероприятий по регулированию поверхностного стока и защиты почв от эрозии в адаптивно-ландшафтном земледелии.
Уровень техники
Известен способ защиты почв от эрозии (а.с. 1799234), включающий размещение на водосборе системы стокорегулирующих и прибалочных лесных полос разной конструкции (продуваемой, ажурной и плотной). Лесополосы 2-4 рядные размещаются поперек склона или по контуру. Конструкции лесополос формируют с уменьшающейся сверху вниз по склону ветропроницаемостью: двухрядную приводораздельную полосу создают продуваемой конструкции без кустарника из пород, обеспечивающих площадь просветов между стволами более 60%, в кронах до 10%. Следующую вниз по склону стокорегулирующую полосу формируют из трех рядов деревьев и кустарника - ажурно-продуваемой конструкции с площадью просветов между стволами и в кронах 12-45%. Затем ниже нее формируют ажурную стокорегулирующую полосу с ветропроницаемостью 15-35%. Прибалочную создают 4-5-рядную плотной конструкции с ветропроницаемостью не более 10%. Эта система защитных лесных полос обеспечивает задержание почти всего выпавшего снега на полях с увеличением мощности снежного покрова сверху вниз. При этом лесополосы продуваемой и ажурной конструкции без кустарников и с большим количеством просветов между стволами (35-60%), способствуют выдуванию снега из самих лесополос и обеспечивают только частичное сохранение его на полях. Они не предохраняют почву от глубокого промерзания, что обусловливает резкое уменьшение ее впитывающей способности. Лесополосы плотной конструкции (с одним или двумя рядами из кустарников без просветов по всему профилю), задерживая и перераспределяя на местности снег, обусловливают накопление его в самих лесополосах и в их приопушечных частях (зонах отложения снежных шлейфов), что способствует предотвращению промерзания почвы в них, а это, в свою очередь, - снижению стока и эрозии. Однако недостатком таких лесополос является то, что под их воздействием снег на полях не сохраняется, а накапливается в больших количествах (до 150-200 мм и более) в самих лесополосах и на опушках, что обусловливает потерю снеговой воды с полей и перевод ее потускулярно в грунтовые воды. Кроме того, весной из-за позднего стаивания снега создаются трудности в проведении полевых работ.
Известен также другой способ защиты почвы от эрозии (а.с.1404000), заключающийся в создании на склоне вдоль горизонталей системы лесополос, в межполосных пространствах которой выделяют пояса, предназначенные для различного использования. В зонах отложения снежных шлейфов на полосах, непосредственно примыкающих к лесонасаждениям, размещают черный пар или яровые и пропашные культуры, под которые требуется зяблевая вспашка, а в межшлейфовой части (середина межполосного пространства) - почвозащитный агрофон (озимые, многолетние травы, стерня и др.). При этом способе снег в межполосном пространстве откладывается неравномерно, с полей он сносится, а в лесополосах накапливается его много. Хотя дифференцированное использование межполосного пространства и способствует некоторому сокращению смыва почвы, однако проблема оптимального снегоотложения и сохранения влаги на полях не решается.
Известен способ защиты почвы от эрозии (патент №2248116), включающий создание на склонах системы стокорегулирующих лесополос из 1 ряда низкорослого (0,3-0,5 м) кустарника, расположенного по верхней опушке, и 2-3 рядов деревьев, отличающийся тем, что лесополосы формируют комбинированной конструкции: в нижней части до 0,3-0,5 м - плотной, в средней от 0,3-0,5 до 2 м - продуваемой и в верхней - выше 2 м ажурной или плотной. При этом продуваемость их по профилю формируют следующую: в нижней части (до 0,3-0,5 м от поверхности земли) лесополоса должна быть плотная (до 10% просветов и до 25-30% ветропроницаемость), в средней (до 1,5-2 м) - продуваемая (свыше 60% просветов и более 70% ветропроницаемость) и в верхней (выше 2 м) ажурная или плотная (до 15-35% просветов и 25-75% ветропроницаемость). Такая лесополоса распределяет снег на водосборе следующим образом. В самой лесополосе и верхнем шлейфе, где расположен низкорослый кустарник, он откладывается мощностью до высоты кустарника, необходимой для предотвращения почвы от промерзания, а остальной снег распределяется по полю, что способствует повышенному ее увлажнению. Однако, недостатком этого способа является то, что больше снега откладывается в верхней шлейфовой части чем в лесополосе, что не способствует предохранению почвы в ней от глубокого промерзания, уменьшает ее впитывающую способность и снижает влагообеспеченность деревьев.
Известен способ формирования влагообеспеченной конструкции лесополосы (патент №2443101), заключающийся в создании лесополосы, состоящей из нескольких внутренних рядов древесных пород и крайних приопушечных рядов кустарников, включающий подрезку кустарников на определенную высоту, которая рассчитывается по формуле. Этот способ имеет тот же недостаток, как и предыдущий, только снег в этом случае больше откладывается в двух приопушечных шлейфовых зонах, а в лесополосе его откладывается меньше, что приводит к снижению ее стокорегулирующей и увлажнительной роли.
Из приведенных изобретений можно взять за основу следующие основные принципы: необходимо чтобы разработанный способ был доступен для реализации широким кругом пользователей, регулировать снегоотложение так, чтобы в лесной полосе откладывалось необходимое количество снега для обеспечения деревьев влагой и предотвращения/уменьшения промерзания почвы с целью повышения ее впитывающей способности, а остальной снег откладывался бы на полях. Раскрытие изобретения
Предлагаемое изобретение предусматривает комбинационное техническое решение, включающее известный прием - создание на водосборе системы стокорегулирующих лесных полос комбинированной конструкции, и новый - размещение ряда низкорослого кустарника в середине лесополосы, обеспечивающего оптимальное снегоотложение на водосборе.
Задачей изобретения. является оптимальное регулирование снегоотложения в агроландшафтах путем создания системы стокорегулирующих лесополос комбинированной конструкции с размещением низкорослого кустарника в среднем ряду.
Цель изобретения - создание беззатратного способа оптимального регулирования снегоотложения, обеспечивающего предохранение почвы от промерзания, увеличение ее водопроницаемости, уменьшение стока и эрозии,
повышение влагообеспеченности деревьев и кустарников.
Поставленная цель достигается путем создания на водосборе системы стокорегулирующих лесополос поперек склона или вдоль горизонталей из 2 рядов деревьев и 1 ряда низкорослого кустарника (см: чертеж). При этом кустарник размещается в среднем ряду, а деревья в крайних приопушечных рядах. Профиль лесополосы формируют следующим: в нижней части (до 0,5 м от поверхности земли) плотный за счет низкорослого кустарника; в средней (от до 2 м) - продуваемый, и в верхней (выше 2 м)- ажурный или плотный -крона деревьев.
Такая система стокорегулирующих лесополос создает условия для наиболее оптимального распределения снега на водосборе. Кустарник обеспечивает отложение снега' в лесополосе мощностью не более высоты кустарника, необходимой для предотвращения почвы от промерзания, повышения ее впитывающей способности и дополнительного увлажнения, а остальной снег распределяется по полю.
Техническим результатом предлагаемого способа, является беззатратное создание условий для оптимального снегоотложения на водосборах, обеспечивающего регулирование поверхностного стока, дополнительное влагонакопление и уменьшение смыва почв.
Осуществление изобретения
Стокорегулирующие лесополосы создают из 2 рядов деревьев и 1 ряда низкорослого кустарника (см. чертеж). При этом кустарник размещается в среднем ряду, а деревья в крайних приопушечных рядах. Продуваемость их по профилю формируют следующую: в нижней части (до 0,5 м от поверхности земли) лесополоса должна быть плотная, в средней (до 2 м)- продуваемая и в верхней (выше 2 м) ажурная или плотная. Плотную нижнюю часть лесополос создают методом подбора низкорослого кустарника при посадке. Продуваемую часть профиля лесополосы формируют подбором пород без сучьев или с небольшим их количеством на высоте до 2 м при посадке или путем обрезки сучьев на деревьях в последующие годы.
Литература
1. Барабанов А.Т. Эрозионно-гидрологическая оценка взаимодействия природных и антропогенных факторов формирования поверхностного стока талых вод и адаптивно-ландшафтное земледелие. - Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2017. - 188 с.
2. Гаршинёв Е.А. Эрозионно-гидрологический процесс и лесомелиорация: Теория и модели. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 1999. - 196 с.
3. Комиссаров М.А., Габбасова И. М. Эрозия почв при снеготаянии на пологих склонах в Южном Предуралье // Почвоведение, 2014. - №6. - С. 734-743.