Организационно-хозяйственный план лесомелиоративных мероприятий и проект лесных культур в Республике Хакасия
ВВЕДЕНИЕ
Эрозия почвы - один из многих природных и антропогенных процессов, ведущих к снижению почвенного плодородия и разрушению почв. При разработке мер защиты почв от эрозии следует знать эти процессы, взаимосвязи между ними, их влияние на увеличение эрозионной опасности земель и интенсивности проявления эрозии.
Защита почв от эрозии - часть широкой проблемы охраны почв: охрана от различных почворазрушающих процессов. Распространенная формулировка «борьба с эрозией почв» не совсем удачна. Слово «борьба» предполагает схватку, деятельность, направленную на преодоление, уничтожение кого-либо (или чего-либо), или столкновение противоречивых стремлений. Главная цель - не допускать возникновения, т.е. не допускать появления эрозии, защищать почву от эрозии. Как в медицине главное - профилактика заболеваний, так и здесь главная задача - предупреждать появления «заболевания почвы».
Лесомелиорация ландшафтов - наука и отрасль общественного производства, которые используют лесные насаждения для защиты природных и хозяйственных объектов от различных неблагоприятных воздействий, а также для улучшения их функционирования. Во всех случаях задачей лесомелиорации сельскохозяйственных земель является формирование и совершенствование лесоаграрных ландшафтов как высокопродуктивных, биологически устойчивых и саморегулирующихся систем, способных противопоставить разрушению почвы, снижению ее плодородия, химическому загрязнению среды оптимизированную структуру угодий, коренные мелиорации, рациональную организацию использования земель.
Система лесных полос - это совокупность лесных полос для обеспечения защиты все площади от неблагоприятного воздействия природных и антропогенных факторов.
Основная задача системы лесных полос - снижение уровня максимальных скоростей ветра, что вызывает уменьшение энерго-, массо- и теплообмена на межполосном угодье.
В противоэрозионной системе размещение всех видов защитных насаждений направлено на регулирование снегоотложения и поверхностного стока с целью не допустить возникновения водной эрозии. При проектировании систем учитывают, прежде всего, природные факторы: климат, рельеф, почвенные условия.
В зоне достаточного увлажнения на дерново-подзолистых и серых лесных почвах противоэрозионная лесомелиорация заключается главным образом в закреплении оврагов и облесении сильносмытых земель. На склонах по границам полей и рабочих участков целесообразно размещать лесные или неширокие луговые полосы.
В зоне неустойчивого увлажнения с преобладанием выщелоченных обыкновенных и мощных черноземов, а в лесостепи и серых почв необходимо более широкое применение противоэрозионной мелиорации с созданием всех видов защитных насаждений. Значительное место в системе лесных полос занимает облесение овражно-балочной сети. В защитных насаждениях нуждаются пруды и другие водоемы.
В зоне недостаточного увлажнения с преобладанием южных черноземов и каштановых почв задачи противоэрозионной лесомелиорации должны быть тесно увязаны с требованиями борьбы с засухой, суховеями и дефляцией. Здесь велика роль лесных полос на пашне склонов и водоразделов. В связи с малой лесистостью и большой эродированностью возрастает мелиоративное и хозяйственное значение овражно-балочных насаждений.
В зоне сухого и жаркого климата с почвами пустынного типа, а также в зоне теплого и влажного климата с преобладанием горных бурых почв, желтоземов и других горно-лесных почв влажных субтропиков должны создаваться преимущественно системы противоэрозионных лесных насаждений для горных районов.
Целью данного курсового проекта научиться планировать комплекс лесомелиоративных мероприятий по снижению вредного влияния неблагоприятных природных явлений.1. Местонахождение участка и естественно-историческая характеристика района
Климат Хакасии <#"justify">Суммарная величина солнечной радиации в степной части Хакасии значительно больше, чем на соответствующих широтах в более западных районах России. Здесь преобладает ясная малооблачная погода. Не случайно бытует название "солнечная Хакасия". Действительно, солнечных дней в Хакасии больше, чем в Сочи. Основной причиной засушливости климата является влияние горных хребтов, создающих дождевую тень.
В Хакасии преобладают юго-западные ветры. Сильные ветры характерны для весеннего периода, нередко они приводят к возникновению пыльных бурь. Открытость территории с севера способствует проникновению арктического воздуха. В целом же климат Хакасии характеризуется как резко континентальный с жарким летом и холодной зимой. Максимальная амплитуда колебаний температуры в отдельные годы превышает 80 градусов по Цельсию (от -40 до +40). Среднегодовая температура воздуха - 0,4°С. Период с положительной температурой 200 дней. Ясных и солнечных дней 311. Зима (ноябрь-март) холодная сухая, с устойчивыми морозами (абс.мин. - 52). Устойчивый снежный покров образуется в начале ноября. Грунт промерзает в среднем до 2 м. Весна (апрель-май) короткая и дружная, дневная температура 4 - 15°С, по ночам заморозки до - 3. Снег сходит в апреле, в лесу, в горах местами держится до июля.
Заморозки заканчиваются в мае, в горах в конце июня. Лето (июнь - август) средняя дневная температура 18 - 24°С). (абс. макс. 38°С). В августе выпадает наибольшее количество осадков (более 55 % годовой нормы) в основном в виде дождей ливневого характера. Осень (сентябрь-октябрь) в основном сухая, солнечная, моросящие дожди 8 - 10 дней в месяц. количество осадков 300-700 мм в год. Ветры в течении года преобладают юго-западные и западные 2 - 3 м/сек. Весной и осенью до 15 м/сек, и более. Вегетационный период до 150 дней (в долинах).
В горных районах континентальность климата выражена несколько меньше.
Республика Хакасия <#"justify">По характеру рельефа выделяют горную (восточные склоны Кузнецкого Алатау и Абаканского хребта, северные склоны Западного Саяна - высота до 2930 м) и равнинную (Минусинская, Чулымо-Енисейская котловины) части. Равнинные участки приурочены к широким долинам рек и носят название степей (Абаканская, Койбальская и др.). Саянские горы, высота которых порой превышает 2000 м, занимают две трети территории и располагаются на западе и юге республики.
Неблагоприятные природно-климатические факторы
Большой вред сельскому хозяйству и другим отраслям приносят засуха, суховеи, метелевые и холодные ветра, ветровая эрозия почв (дефляция), водная эрозия почв, абразия, оползни и селевые потоки.
Засуха.
Атмосферная засуха.
Атмосферная засуха - неизбежное свойство континентального климата, она наступает при высокой температуре и низкой влажности воздуха. В период атмосферной засухи даже при наличии продуктивной (усвояемой) влаги в почве иногда происходит увядание или полная гибель растений в результате того, что у них резко возрастает интенсивность транспирации, а корневая система и проводящие сосуды не успевают обеспечить подачу воды из почвы. Обычно атмосферная засуха предшествует почвенной засухе и общей.
Почвенная засуха.
Почвенная засуха вызывается отсутствием или недостатком атмосферных осадков, сдуванием снега с полей, поверхностным стоком талых и ливневых вод, а также низким уровнем агротехники ведения хозяйства.
Суховеи.
Суховеи - ветра, имеющие скорость более 3-5 м/с и приносящие нагретые массы воздуха с низкой влажностью. В суховейные дни в 13 часов температура воздуха бывает обычно выше 25-30˚С, а относительная влажность воздуха меньше 20-30%. При слабых суховеях, когда дефицит влажности в дневные часы достигает 20-30мм, скручивание и пожелтение листьев наблюдаются только при продолжительном воздействии ветра на растения или при условии, если это воздействие совпадает с почвенной засухой. Интенсивные и очень интенсивные суховеи с дефицитом влажности более 30-40мм сказываются на физиологическом состоянии растений сравнительно быстро.
Ежегодно летом в республике Хакасия бывают засухи и суховеи слабой и средней интенсивности.Метели.
Различают верховую, низовую и общую метель.
Верховая метель.
Верховая метель - снегопад при наличии ветра, который подхватывает снег, переносит его и откладывает в местах затишья.
Низовая метель.
Низовая метель - переносом сухого снега, выпавшего раньше; она начинается при скорости ветра 3-5 м/с.
Общая метель.
Общая метель - это сочетание верховой и низовой видов метели.
Метелевые ветры.
Метелевые ветры сдувают снег с возвышенных мест и ветроударных склонов. Здесь возрастает вероятность вымерзания озимых культур и трав, уменьшается поступление влаги в почву, создаются предпосылки для возникновения почвенной засухи. В пониженных элементах рельефа, где откладывается снег, весной возможны переувлажнение и вымокание культур.
Холодные ветры.
Холодные ветры зимой вызывают вымерзание сельскохозяйственных и плодово - ягодных культур, а в весенне-летний период они задерживают вегетацию растений, способствуют формированию заморозков. В суровые зимы с большими морозами и холодными ветрами повсеместно происходит вымерзание даже старых садов, не защищенных лесными полосами. Большой ущерб сельскому и лесному хозяйству приносят холодные ветры в малоснежные зимы.
Ветер преобладает восточных и южных направлений 3-6м/с, не реже одного раза в месяц бывает с ветром до 20м/с, порывы могут достигать 25-35м/с.
Ветровая эрозия (дефляция).
В зимнее время на всей практически территории Республики Хакасия преобладают ветры южные и юго-западные. Летом преобладающим становится северо-западное направление ветра. Среднегодовые скорости ветра колеблются на территории республики от 1,4 м/с (в районе станции «Неожиданный») до 5,9 м/с (станция «Ненастная»). Из этого можно сделать вывод, что установка ветряков в Республике Хакасия, на определенной части ее, оправдана. И использование ветра в качестве источника альтернативной энергии является целесообразным. Не следует только забывать, что ветряки не в состоянии обеспечить непрерывное поступление энергии потребителю, так что ветрогенераторы лучше всего сочетать, например, с солнечными модулями.
Водная эрозия.
Водная эрозия проявляется на склонах, откуда стекает дождевая или талая вода; подразделяется на плоскостную (сравнительно равномерный смыв почвы под влиянием стока воды, не успевающей впитаться), струйчатую (образование неглубоких промоин, устраняемых обычной обработкой) и глубинную (размыв потоками воды почв и горных пород). Тем самым увеличивается площадь бросовых земель, снижаются урожаи сельскохозяйственных культур, осложняется обработка почвы и увеличиваются затраты на производство сельскохозяйственной продукции. При значительной концентрации вод поверхностного стока возникает размыв почвы, результатом которого является образование оврагов. Под оврагами следует понимать современное эрозионное образование в виде промоин, возникающей в результате размыва и выноса почвы потоками талых и ливневых вод.
В Хакасии нарушение растительного покрова и, в первую очередь, вырубка горных лесов приводит к усилению поверхностного стока. При этом дождевые и талые воды быстро скатываются в реки, образуя разрушительные паводки, а уровень грунтовых вод понижается. На полноводность больших и малых рек в немалой степени влияют вырубка горных лесов и значительное изъятий воды для орошения.
Ирригационная эрозия.
Ирригационная эрозия - разрушение, перенос и отложение почвы оросительной водой в процессе полива орошаемых полей, в результате происходит плоскостной смыв плодородного слоя почвы и размыв оросительной сети. При неорганизованном сбросе поливных вод образуются овраги. Данный вид эрозии зависит от способа полива, уклона местности, связности грунта, диаметра почвенных частичек, шероховатости русла, а также расхода воды и параметров потока.
В республике Хакасия овраги занимают до 30% территории.
Абразия.
Абразия - разрушение берегов водохранилищ под воздействием волн. Высота волн на водохранилищах может достигать 1,5-2м, реже 3м. От ударов волн об откос берега грунт разрушается (в первые 3-5лет после затопления на полосе 200-300м и более), уносится донными течениями, и образуется волнобойный обрывистый откос - клиф. Размеры волны (длина и высота) зависят от длины ее разгона, силы ветра и глубины водоема. На интенсивность абразии влияют многие факторы: высота и разрушающая сила волн, угол подхода оси волны к контуру берега, высота и геоморфологическое сложение берега, его тип и степень защищенности травянистой, кустарниковой и древесной растительностью, уклон подводной отмели, характер донных течений, транспортирующих наносы, и др.
Эрозия берегов рек.
Речные берега подвергаются эрозии (подмыву и обрушению). Водные потоки устремляются в направлении руслового откоса, отталкиваются от него с наносами и подмывают берега снизу. Подмытые, нависшие глыбы грунта не сдерживаются силами сцепления и обваливаются в русло. Подмыв и обрушение берегов наносят существенный ущерб плодородным пойменным землям, а также дорогам, водозаборам, населенным пунктам, навигационным и другим прирученным сооружениям.
Селевые потоки.
Селевые потоки - бурные водогрязевые и водокаменные потоки. Ливень или интенсивное снеготаяние вызывают в горах большой поверхностный сток, и слабо защищенные растительностью и подверженные эрозии почвы быстро смываются. Вода потоков насыщается частицами почвы и превращается в грязевую вязкую массу большого объема. Грязевые потоки подхватывают щебень, гальку и камни. Сформировавшийся селевой, или грязекаменный, поток напоминает густую тиксотропную массу, состоящую в основном из камней, щебня и почвенных частиц (80-90%) и лишь на 10-20% из воды. Для селей характерны внезапность возникновения, значительная скорость (до 10-15км/ч), непродолжительность во времени (до 1-2 ч) и большая разрушительная сила.
Хакасия богата внутренними водными ресурсами. Но гидрографическая сеть на её территории развита неравномерно. Большая часть у рек приурочена к горной части. В пределах котловин их значительно меньше. Все реки берут начало в горах. Здесь они имеют быстрое течение, каменистое дно, большое число перекатов и порогов. Долины рек узкие, ущелистые. При выходе на равнинные участки течение становится более спокойным, долины расширяются, русла разбиваются на множество рукавов, образуя многочисленные острова. Питаются реки преимущественно за счёт поверхностных вод, и их полноводность в значительной мере зависит от количества выпадаемых осадков. 3. Организация территории
Основной противоэрозионной организации территории должна быть классификация земель по их использованию, степени эродированности и потенциальной опасности эрозии с детальным учетом характера рельефа и микрорельефа. Кроме того, учитывается: направление поверхностного стока и вредоносных ветров, противоэрозионное значение сельскохозяйственных культур и лесных насаждений.
В приводораздельную зону входит та часть территории землепользования, на которой отсутствуют резко выраженные процессы водной эрозии, а преобладает ветровая эрозия. Сюда входят водораздельное плато и прилежащие склоны с уклоном до 3-5% (2-30). Основные мелиоративные мероприятия в приводораздельной зоне должны быть направлены на борьбу с засухами, суховеями и пыльными бурями. Используются эти земли под полевой севооборот для выращивания сельскохозяйственных культур (овес, ячмень, пшеница и рожь).
В присетевую зону включают участки землепользования с процессами плоскостной эрозии - смыв более или менее равномерного слоя почвы со всей поверхности. Эти участки имеют уклон 5-15% (3-90), прилегают к приводораздельной зоне, и их выделяют под почвозащитные севообороты, в основном для борьбы со смывом почвы. Здесь будут использоваться кормовые культуры (сахарная свекла).
К гидрографической зоне относят гидрографическую сеть и прилегающие к ней склоны с крутизной 90 и более (более 15%). Под гидрографической зоной понимают систему естественных понижений на поверхности земли, по которой стекают воды поверхностного стока, поступающие с прилегающих склонов. Она состоит из пяти основных звеньев - ложбин, лощин, суходолов, балок и долин и при осмотре сверху похожа на лежащее дерево, ствол которого является долиной, а балки, суходолы, лощины и ложбины - ветвями первого, второго, третьего и четвертого порядков.
Характерной особенностью данной зоны является наличие процессов линейной эрозии (размыва) почвы, на борьбу с которыми, в первую очередь, должны быть направлены проектируемые мероприятия. Но при этом следует иметь в виду, что процессы смыва почвы не уменьшаются, а проявляются в еще более интенсивной форме по сравнению с присетовой зоной. Однако, как правило, вред от линейной эрозии превышает вред от плоскостной. Поэтому первоочередной задачей при проектировании лесомелиоративных насаждений является предупреждение и борьба с размывом, но необходимо также принимать меры для прекращения смыва почвы.
Разделение территории землепользования на зоны производится следующим способом.
Для определения границы между приводораздельной и присетевой зонами находим уклон по формуле:
= h/l, где
- уклон между двумя соседними горизонталями;
h - высота сечения горизонталей (величина превышения одной горизонтали над другой);
l - расстояние между горизонталями в метрах.
Подставляя в формулу числовые данные, получим:
= h/l => l=h/i= 2.5/0,05 = 50м=0.5см.
Таким образом, получаем, что уклон 0,05 (5%) при заданном масштабе 1:10000 будет в том случае, когда расстояние между горизонталями в 100м на плане будет равно 1см. Поэтому при расстоянии между горизонталями менее 1см уклон будет более 5%.
Следовательно, граница между приводораздельной и присетевой зонами пройдет по той горизонтали, ниже которой расстояние до нижерасположенной горизонтали будет меньше 1см, а до вышерасположенной горизонтали - больше 1см.
Граница между зонами не всегда проходит по одной горизонтали, т.к. расстояние между горизонталями изменяется, поэтому граница может подниматься на 1, 2, иногда 3 и 4 горизонтали, а иногда и опускаться.
Переход с одной горизонтали на другую следует при первичном разделении проводить перпендикулярно горизонталям. В дальнейшем при размещении лесомелиоративных насаждений границы между зонами выравниваются.
Присетевая зона на плане обозначается зеленым цветом, а приводораздельная - серым цветом. К гидрографической зоне относятся балка и впадающие в нее овраги, на плане гпдрографическая зона обозначается красным цветом (см. приложение 1).
В некоторых случаях одной из зон может не быть (чаще присетевой). Присетевую зону не выделяют, если ее ширина менее 50-70м, т.к. ее трудно использовать в сельском хозяйстве.
В каждой зоне проектируются определенные противоэрозионные мероприятия, которые будут рассматриваться в последующих главах. 4. Мелиоративные мероприятия в приводораздельном фонде
Лесомелиоративные мероприятия
Лесомелиоративные мероприятия направлены на устранение причин возникновения ветровой и водной эрозии.
Наибольший защитный и мелиоративный эффект на сельскохозяйственные поля оказывает система защитных насаждений, а не обособленные защитные посадки. Под системой защитных насаждений понимается комплекс различного вида защитных насаждений определенной конструкции, взаимодействующих между собой и создающих мелиоративный эффект на определенной территории, который обеспечивает защиту сельскохозяйственных культур от неблагоприятных природных влияний и способствует получению высоких устойчивых урожаев.
Лесные насаждения для защиты почв от эрозии в равнинных районах создают чаще всего в виде полос, которые по характеру размещения на сельскохозяйственных землях и по назначению делятся на следующие виды: полезащитные лесные полосы, водорегулирующие полосы на склонах, прибалочные и приовражные полосы, насаждения на берегах балок и откосов оврагов, донные насаждения. Эти насаждения одновременно служат для защиты сельскохозяйственных культур от ветровой эрозии и суховеев.
Система лесных полос - это совокупность лесных полос для обеспечения защиты всей площади, окаймленной от неблагоприятного воздействия природных и антропогенных факторов.
Защитная лесистость - это отношение площади защитных лесных насаждений к общей площади, на которых они расположены.
Защищенность территории лесными насаждениями - отношение площади зоны эффективного влияния лесных насаждений к общей площади территории, на которой они расположены.
Основная задача системы лесных полос - снижение уровней максимальных скоростей ветра, что вызывает уменьшение энерго-, массо- и теплообмена на межполосном угодье.
В зоне достаточного увлажнения цель создания полос - закрепление оврагов и сильносмытых земель. На склонах по границам полей целесообразно размещать лесные или неширокие луговые полосы.
В зоне неустойчивого увлажнения используются все виды защитных лесных насаждений, в т.ч. облесение овражно-балочной сети, для защиты прудов, водоемов.
В зоне недостаточного увлажнения необходима борьба с засухой, суховеями. Полосы закладывают на склоне пашни. В зоне сухого и жаркого климата существует система специальных насаждений, в т.ч. для горных районов, для защиты ирригационных сооружений, для защиты пастбищ. Во всех зонах создаются полосы по берегам рек, водохранилищ, вдоль дорог, на нарушенных землях.
В приводораздельном фонде создаются полезащитные лесные полосы с целью улучшения водного и микроклиматического режимов полей, прекращения вредного влияния суховеев и засух на урожай и предохранения почвенного покрова от процессов разрушения водой и ветром.