Значение лесополос в агроландшафтах

Научные основы создания лесополос

В сельскохозяйственных районах страны уровень продуктивности растениеводства определяется не только характером использования основных средств производства, но и довольно частым проявлением неблагоприятных природных факторов — сильными ветрами, вызывающими выдувание снега и мелкозема, суховеями, которые увеличивают непродуктивные потери влаги. Вместе с тем циркуляционные процессы в атмосфере, особенно в нечерноземной зоне и Сибири, вызывают резкое изменение теплового баланса в ответственные фазы развития сельскохозяйственных культур, что также сказывается на урожае.

Полезащитные лесные полосы выполняют ряд функций. Основные из них: улучшение водного и теплового баланса пахотных угодий, элементов микроклимата облесениях полей, защита почвы от эрозии. Эффективность полезащитных лесных полос зависит от правильности подбора древесных и кустарниковых растений, их размещения на сельскохозяйственной территории в виде линейных насаждений. Главное требование, которое предъявляется к данному виду защитных лесных насаждений — это формирование у них признаков системности.

Лесные полосы, создаваемые на пахотных угодьях в мелиоративных целях, будут обладать свойствами системных объектов лишь тогда, когда на любой части межполосного поля будет заметен мелиоративный эффект от линейных насаждений. Если линейные насаждения не образуют систему, то мелиоративный эффект от них будет проявляться только на части облесенных угодий. Под системой лесных полос понимается совокупность линейных лесных насаждений на сельскохозяйственной территории, способных существенно мелиорировать микроклимат любой ее части. Признаком системы считается взаимодействие (в сфере микроклимата) нескольких лесных полос или участков насаждений.

Основная задача системы лесных полос — снижение уровней максимальных скоростей ветра, что вызывает уменьшение энерго-, массои теплообмена на межполосном угодии. Изменение энергетического режима приводит к улучшению баланса массопереноса на пахотных угодьях. Вместе с тем изменяется и тепловой баланс.

Формирование систем защитных лесных насаждений начинается на стадии их проектирования, цель которого создать систему, обеспечивающую оптимизацию микроклимата защищаемого угодья в соответствии с экологическими требованиями выращиваемых сельскохозяйственных культур и охрану окружающей среды в условиях интенсивного сельскохозяйственного производства при минимальном изъятии земли под насаждения и затратах на их выращивание.

Создание системы устойчивых лесных насаждений как основы радикального улучшения экологической ситуации повышения качества жизни населения и рационального природопользования.

Лес — доминирующая форма растительности на Земле. Его роль в формировании климата и ландшафтов огромна. Естественные и искусственно созданные леса обеспечивает биосферу кислородом и депонирует излишки углерода, защищает воды и почву от загрязнения.

Но прошедшие, особенно за последние 200−250 лет, количественные и качественные изменения в лесном фонде не могли не отразиться негативно на климатических особенностях и благополучии нашей планеты. Большой знаток леса и талантливый писатель Л. М. Леонов (1955) писал: «Вот на глазах у всех изошла на шпалы краса Кубани …, плачевна участь многих лесов грузинских, отразившаяся на характере кавказских рек. На самом Сахалине вырублены зелёные заслоны, защищавшие Дуйскую падь, а ближе к нашему времени поистощаться леса верхнеленского и южноенисейского бассейнов» (с. 306).

Леса с земли уходят, и тогда уже ничто не препятствует смыву почв поверхностным стоком вод. В результате множатся балки и овраги, уносится наиболее плодородный слой почвы.

Нарушение водного баланса сказывается на благополучии населения. Засухи и наводнения потрясают страны. Степи превращаются в пустыню, сама же степь, продвигаясь на север, завоёвывает лесостепные просторы. Сам человек способствует этим негативным процессам. «Было бы самонадеянностью приписывать климатические повреждения только человеческому авторству, но ещё опаснее недооценивать его в условиях современной техники» (Леонов, 1955, с. 314).

Глобальность экологических изменений представляет опасность для всех. Глобальный экологический кризис стимулирует развитие глобалистики, поиска путей гармонизации отношений общества и природы. Важнейшим среди них является создание системы устойчивых лесных насаждений, как основы радикального улучшения экологической ситуации, повышения качества жизни населения, и рационального природопользования. Экологические изменения не знают государственных границ и чтобы им противостоять, необходимы международные проекты. Наиболее реально на данном этапе разработка экологических проектов на уровне Содружества независимых государств.

Лес против природных катастроф и загрязнения окружающей среды. Чтобы в полной мере выполнять свои защитные функции, Лес должен быть здоровым и достаточно устойчивым к негативным факторам окружающей среды. Основой этих качеств должен быть высокий уровень биоразнообразия и биотической интеграции.

Глобальная стратегия сохранения биоразнообразия, принятая в 1992 году на конференции в Рио де Жанейро на конференции в Рио де Жанейро, резолюции конференций по защите европейских лесов в Страсбурге (1990) и Хельсинки (1993), имеет особенно большое значение для повышения жизнеспособности искусственно создаваемых лесов, отличающихся хрупкостью и ранимостью. Низкий уровень биоразнообразия является одной из важнейших причин широкого распространения в них патогенных организмов. Особенно большое значение имеют лесные насаждения вокруг больших городов, вдоль интенсивно эксплуатируемых автодорог и других источников загрязнения.

Современное развитие сети автодорог, отчётливая тенденция увеличения автотранспорта на дорогах в будущем привели к тому, что автодороги стали одним из наиболее мощных источников загрязнения биосферы. Загрязнению подвержены не только территории, непосредственно прилегающие к автодорогам. Волны химически загрязнённого воздуха беспрепятственно распространяются по территории. Лишь в глубине лесных массивов воздух очищается от излишков углекислого газа, вредных примесей, одновременно насыщаясь кислородом, целительными фитонцидами, ароматом растений. В лесу дышится легко, организм обновляется, восстанавливается.

Эти замечательные способности леса могут быть эффективно использованы в порядке разработки инновационных программ для создания экологических поглощающих фильтров — специализированых лесополос вдоль автодорог. Лесные насаждения звеном в цепи поглощения токсикантов. Леса являются единственно эффективной естественной мерой удаления лишнего углерода, образующегося в результате сжигания органического топлива (Sanghi, Michael, 1991).Одновременно эти насаждения будут выполнять все другие природоохранные функции, свойственные лесу: водоохранные, почвозащитные, ветрозащитные. Они будут облагораживать климат, смягчая эффект глобального потепления климата, которое в лесостепной зоне может иметь особенно неблагоприятные последствия. Они будут также сравнительно быстро продуцировать ценную и разнообразную по своим качествам древесину.

Основные принципы, на которых должна строиться инновационная программа создания экологических поглощающих фильтров вдоль автодорог, следующие:

• 1. Подбор лесных древесных пород должен оптимально соответствовать условиями произрастания и учитывать особенности микрорельефа и разнообразия почв.
• 2. Преобладающими в лесополосах должны быть быстрорастущие лиственные и смешанные насаждения, но включать также и твёрдолиственные, фруктовые, а также быстрорастущие хвойные интродуценты.
• 3. Предпочтение должно отдаваться посеву и естественному возобновлению основных древесных пород.
• 4. Отдельные старые (спелые и перестойные) деревья должны сохраняться в лесополосах.
• 5. На лесополосы должны распространяться меры по защите редких и исчезающих видов животных и растений.
• 6. На лесополосы, как на искусственно созданные лесные экосистемы, должны распространяться принципы, методы и технологии эколого-генетической защиты.
• 7. В создаваемых лесополосах должна быть обеспечена высокая степень биологического разнообразия на всех основных уровнях — генетическом, видовом, структурном.
• 8. Особое внимание должно быть уделено формированию опушечных зон, которые будут сложными по структуре и составу пород и будут включать отобранные на устойчивость к химическому загрязнению биотипы древесных растений; будет учитываться и уровень их эстетического воздействия.
• 9. В создаваемых лесополосах должна быть предусмотрена система пожарной безопасности.

По существу проектируемые лесополосы будут близкими естественным лесам, основной движущей силой развития которых будет саморазвитие, саморегуляция, процессы гомеостаза. Это обеспечит выполнение следующих трёх основополагающих принципов в отношении создаваемого объекта: устойчивость развития (значимость для современного и будущих поколений), оптимизация выполнения природоохранных и социальных функций, экономичность (хозяйственная значимость — цели создания лесополос будут достигнуты при минимизации затрат и в будущем при хозяйственном использовании объекта).

Аналогичный подход должен быть применён и к формированию лесных массивов.

Создаваемая система защитных лесополос и лесных массивов будет примером преодоления всё углубляющегося конфликта между экологией и экономикой, экологически оправданного технического прогресса. Будет достигнута гармонизация экологических и экономических интересов общества.

Устойчивость создаваемых лесных насаждений является центральным требованием. Предпосылкой высокого уровня устойчивости как лесных полос, так и массивных насаждений является высокий уровень биоразнообразия и биоинтеграции.

Под биоинтеграцией мы понимаем процесс упорядочения, согласования и объединения структур и функций в целостную живую систему на каждом уровне её организации. В этом смысле понятие интеграции неразрывно связано с понятием дифференциации, применительно к лесным экосистемам — с биоразнообразием на видовом, генетическом и структурном уровнях. В естественных биосистемах процессы дифференциации и интеграции формировались эволюционно, в искусственно создаваемых — эти процессы должен обосновывать и конструировать проектировщик.

Большое значение для повышения биоразнообразия, устойчивости лесных культур, особенно при массовом распространении эпифитотий, может иметь специфическая структура насаждений (Арефьев, 2002). Для повышения биоразнообразия насаждений используются прежде всего автохтонные виды деревьев и кустарников, однако во многих случаях целесообразно введение интродуцированных древесных растений.

Степень интеграции является показателем уровня развития и совершенства, саморегуляции и саморазвития живых систем (Шмальгаузен, 1961), в частности лесных экосистем.

Подводя итог вышесказанному хочу подчеркнуть, что создание предлагаемой системы лесных полос и массивных насаждений может дать необходимый эффект лишь на большой территории, прежде всего на территории стран содружества независимых государств. Такой проект может рассматриваться на уровне межгосударственного инновационного проекта, поскольку позволит не только радикально улучшить экологическую ситуацию на огромной территории, значительно улучшить качество жизни населения и оптимизировать природопользование, гармонизировать отношения общества и природы, но и получить дополнительно высококачественную древесину различных древесных пород, повысить экспортный потенциал реального сектора экономики стран СНГ, создать новые рабочие места. [1].