Агроэкологический потенциал и противодефляционная эффективность лесных полос на пашне сухой степи в новых условиях землепользования

Сергеева, Ирина Сергеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Агроэкологический потенциал и противодефляционная эффективность лесных полос на пашне сухой степи в новых условиях землепользования
ВАК РФ 06.03.04, Агролесомелиорация и защитное лесоразведение, озеленение населенных пунктов

Автореферат диссертации по теме "Агроэкологический потенциал и противодефляционная эффективность лесных полос на пашне сухой степи в новых условиях землепользования"

На правах рукописи

Сергеев:! Ирина Сергеевна

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИИ ПОТЕНЦИАЛ И ПРОТИВОДЕФЛЯЦИОННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛЕСНЫХ ПОЛОС НА ПАШНЕ СУХОЙ СТЕПИ В НОВЫХ УСЛОВИЯХ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ

Специальность: 06.03.04 - Агролесомелиорация и защитное лесоразведение,

озеленение населенных пунктов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 6 НОЯ 2009

Волгоград - 2009

003484606

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Васильев Юрий Иванович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Лобанов Михаил Петрович

доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Рулева Ольга Васильевна

Ведущая организация: Управление лесного хозяйства

Администрации Волгоградской области

Защита состоится «■/£» декабря 2009 г. в /0 часов на заседании диссертационного совета Д 006.007.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации по адресу: 400062, г. Волгоград-62, Университетский пр., 97, а/я 2153, ГНУ ВНИАЛМИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации и на сайте www.vnialmi.ru

Автореферат разослан «/3» ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Л. А. Петрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований'на современном этапе в связи с изменением типа ведения сельского хозяйства актуальным является рационализация природопользования лесомелиорированной территории, не приводящая к деградации и опустыниванию пашни.

При формировании урожая важную роль играет водообеспеченность в вегетационный период, о ее величине судят сейчас по разности между суммой запасов влаги перед началом вегетации и осадков за вегетацию, и запасами влаги при уборке урожая с учетом влажности завядания. Это не совсем корректная оценка, не учитывающая компоненту физического испарения в процессе вегетации сельскохозяйственных растений. Следует отметить и еще одну проблему, а именно то, что лесные полосы могут по-другому влиять на дефляцию почв в условиях нового вида хозяйствования.

Имеющиеся данные, не учитывающие вариацию погодных факторов, изменяющихся климатических и хозяйственных условий, не достаточно полно раскрывают роль лесной мелиорации при новом характере землепользования, да это и сложно сделать при существующих методах анализа. Поэтому нужна новая технологическая система, базирующаяся на новой современной информационной технологии.

Целью настоящих исследований являлось научное обоснование и разработка методов оптимизации параметров лесных полос для комплексной оценки их экономической и почвозащитной роли в современных условиях землепользования.

Научная новизна работы заключается:

- в установлении закономерностей формирования микроклимата и урожая на лесомелиорированной территории в новой схеме землепользования;

- использовании метода системного анализа и математического моделирования агролесомелиоративной и продукционной составляющей системы лесных полос;

- проведении оценки функционирования лесных полос и формирования продукционной составляющей агроценозов с использованием информационной технологии и программирования;

- прогнозировании изменения урожайности в зависимости от колебаний влажностно-термического режима по фазам развития зерновых культур;

- выявлении закономерностей влияния лесных насаждений на формирование растительного экрана и роли экрана в испарении влаги в вегетационный период;

- установлении закономерностей развития дефляционных процессов на от-

крытой и лесомелиорированной территории при схеме «пар - озимые зерновые»;

- разработке модели и оценке агрономического и почвозащитного влияния лесных полос с учетом их возрастного аспекта и новых условий землепользования.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- обоснование агрономической и почвозащитной роли лесополос в новых условиях землепользования;

- модель дефляции на лесомелиорированной территории, позволяющая раскрыть динамику изменения противодефляционной роли лесных полос с учетом их возраста;

- математическая модель испарения влаги в зоне влияния лесных полос с учетом их параметров и параметров растительного экрана;

- прогноз дефляционной опасности лесомелиорированной территории с изменением климата;

- комплексная эколого-экономическая модель и оценочные расчеты многокомпонентной эффективности влияния лесных полос с учетом их возрастного аспекта и новых условий землепользования.

Практическая значимость. Материалы исследований могут быть использованы при проектировании лесных полос на землях, подверженных дефляции, и оценке эффективности защитных лесных насаждений в новых хозяйственных условиях, что позволит более правильно оценить роль лесной мелиорации в аридных условиях.

Достоверность полученных результатов исследований подтверждается полевыми и лабораторными исследованиями, выполненными на 0,95 уровне значимости.

Личный вклад. Диссертационная работа выполнена автором в 2005-2008 гг. во Всероссийском НИИ агролесомелиорации в рамках государственного задания № 01.2.00611906 «Разработать методологию и принципы формирования оптимальной структуры агролесокомлексов и специализации земледелия в них с учетом динамичности климата и многоукладности форм хозяйствования». Проведены большие полевые, лабораторные эксперименты, проанализированы литературные данные отечественных и зарубежных исследователей. Автором разработаны: модель дефляции на лесомелиорированной территории, математическая модель физического испарения влаги в зоне влияния лесных насаждений, математическая модель оценки агрономического и почвозащитного влияния лесных полос, выявлена агроэкологическая роль лесной мелиорации в новых условиях землепользования, дан прогноз дефляционной опасности в связи с изменением климата, проведена экономическая оценка агрономического, почвозащитного и соци-

апьно-экономического влияния лесных полос.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлены на Международных, Всероссийских научно-практических конференциях «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства» (Волгоград, 2006), «Международная научно-практическая конференция, посвященная 75-летию Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации» (Волгоград, 2006), «Наука и молодежь: Новые идеи и решения» (Волгоград, 2007), «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство» (Саратов, 2007); «Защитное лесоразведение, мелиорация земель и проблемы земледелия в Российской Федерации» (Волгоград, 2008), на научно-техническом совете отдела полезащитного лесоразведения ВНИАЛМИ в 2006-2008 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 научных статей, в том числе 4 - в изданиях рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем. Диссертация изложена на 207 страницах, в том числе основного текста 172 страницы. Состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству. Список литературы включает 204 наименования, в том числе 10 на иностранных языках. Работа содержит 44 рисунка, 33 таблицы, 16 приложений. Общий объем публикаций по теме диссертации составил 3,1 п. л., в том числе лично соискателю принадлежит 1,7 п. л.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Состояние проблемы

Наблюдения за влиянием лесных полос на агросферу, изменением ветровых потоков вообще, и скорости ветра в частности, проводились многими исследователями (В. А. Бодров (1936), А. Р. Константинов (1968), Г. И, Магякин (1982), Я. Д. Панфилов (1932), Я. А. Смалько (1964) и др.). Большая работа по сбору, анализу и обобщению накопленных материалов об изменении агрометеорологических условий под защитой лесных насаждений проделана Л. А. Разумовой (1963), которой было установлено, что степень ветрозащитного влияния лесных полос зависит от их высоты, конструкции, скорости ветра и угла подхода ветра к полосам, а также состояния погоды. Я. А. Смалько (1964), было установлено, что лесные полосы разных конструкций обладают различными ветрозащитными свойствами.

Исследованиями снегоотложения, снегораспределения, снегонакопления под защитой лесных насаждений занимались: Рихтер Г. Д. (1945 г.), Дюнин А. К. (1962), Копанев И. Д. (1955), Матякин Г. И. (1982) и др. По их мнению, главная

роль лесных полос заключается в задержании твердых осадков на месте их выпадения и их перераспределении по защищаемой территории.

На полях, с сетью взаимодействующих ажурных и продуваемых лесных полос испаряемость на защищенной лесными полосами территории по сравнению с испаряемостью открытой степи снижается в среднем на 20-25 %. Уменьшение физического испарения и транспирации под защитой лесных полос сокращает расходование влаги из почвы, увеличивает продуктивный расход ее растениями (А. Р. Константинов, 1974).

Известно, что формирование урожая зависит от водообеспеченности в вегетационный период. До последнего времени за ее критерий берется разность между суммой запаса влаги перед началом вегетации, осадков за вегетацию и запасом влаги в период уборки урожая. Такой подход не учитывает физического испарения влаги в период вегетации с.-х. растений в зависимости от фазы развития растений и разных расстояний от лесной полосы, а также роли растительного экрана в указанном процессе. Все это приводит к неточности оценки биопродукционного потенциала облесенной территории и ошибке при его математическом моделировании. С изменением имущественной принадлежности и дроблением земель на наделы изменился характер землепользования. Все это влияет на роль лесной мелиорации в продуктивной и почвозащитной составляющих землепользования.

Глава 2. Природные условия района исследований

Территория, на которой проводились исследования, находится в юго-западной части Приволжской возвышенности, где зимой преобладают юго-восточные, а летом северо-восточные ветры.

Среднегодовое количество осадков от 280-300 мм в южных районах области до 400-500 мм в северных.

Волгоградская область относится к зоне недостаточного увлажнения. Как следствие этого, особенностью климата данной территории является засушливость, которая возрастает с севера-запада на юго-восток.

Почвы - каштановые маломощные разного гранулометрического состава с мощностью гумусового горизонта в пределах 25 - 30 см, содержанием гумуса 1,6 %. Рельеф исследуемой территории в основном равнинный.

Древесная и кустарниковая растительность представлена байрачными лесами. Основными лесообразующими породами являются: дуб, вяз, сосна, тополь, ивы, ольха береза, робиния, клен. Из кустарников - терн, боярышник, бузина, крушина, клен татарский, можжевельник, и др.

Глава 3. Программа, методика, объекты исследований

3.1 Программа исследований

Программой исследований предусматривалось:

- изучить агроэкологическое влияние лесных полос при чередовании культур в фермерском севообороте «пар - озимые зерновые»;

- исследовать формирование биопродукционного потенциала урожая сельскохозяйственных культур в зоне влияния лесных полос;

- изучить изменение морфометрических показателей зерновых культур на открытом и лесомелиорированном пространстве в течение вегетационного периода;

- изучить физическое испарение с поверхности почв при разных параметрах защитного экрана лесных полос;

- изучить влияние растительного экрана на испарение влаги в системе лесных полос с учетом их параметров и разработать математическую модель;

- оценить депонирование углерода агролесокомплексами на каштановой почве сухой степи;

- оценить закономерности влияния дефляционных процессов на открытой и лесомелиорированной территории при схеме чередовании культур в севообороте «пар - озимые зерновые» и выявить перспективы развития пыльных бурь в связи с изменением климата;

- разработать теоретическое обоснование, математическую модель и компьютерную программу комплексной эколого-экономической, агрономической, почвозащитной и социально-экономической оценки эффективности лесных полос.

3.2 Методика исследований

В полевых опытах на полях бывшего ОПХ «Качалинское» изучались следующие факторы: скорость ветра, влажность, температура почвы, температура и относительная влажность воздуха, испарение, тепловой, радиационный баланс, динамика шероховатости подстилающей поверхности по общепринятым методикам.

Пункты наблюдения располагались на расстоянии 1,5; 5; 10; 15; 20; 25 и 35 высот от лесных полос. Структура урожая анализировалась в соответствие с методикой ВНИАЛМИ (1973).

Модель формирования урожая на облесенном пространстве строилась с учетом условий увлажнения. При этом использовался принцип учета лимитирующих факторов, связанных с увлажнением почвы в течение вегетационного периода и по фазам развития растений.

Испарение с поверхности почв при разных параметрах защитного экрана

изучалось в лабораторных и полевых условиях с использованием пластмассовых испарителей с площадью испаряющей поверхности 160 см2. Площадь покрытия поверхности защитным экраном составляла 0,10,20,30,40,60 %. Высота элементов защитного экрана 10, 15, 20 и 30 см. Режим увлажнения - 5, 10, 20 и 30%. Экспозиция по времени испарения - 1, 2 и 4 часа. Отобранные образцы почвы рассеивались на почвенных ситах и из них бралась фракция с размером агрегатов 2-3 мм. Затем отобранная почвенная фракция засыпалась ровным слоем в испарители. С помощью мерного цилиндра задавались режимы увлажнения (25, 50, 100 и 150 см3 дистиллированной воды). На поверхности испарителей устанавливались защитные экраны, заданной плотности и высоты (из стерни озимой пшеницы). Испарители взвешивались на технических весах с точностью до 0,1 г и через заданные временные промежутки по разности в весе устанавливались потери влаги. В полевых условиях изучение испарения с поверхности почв при разных параметрах защитного экрана проводилось по общепринятым методикам.

Влияние растительного экрана на величину физического испарения определялось по коэффициентам рл и ро, вводимых в зависимость вида: ^_Ел_Ул^„Уюд(еОДл-е20„)100 ^ _рл-Ел Е„ УА„Чо.о(е0Ло-е2_ао) ' 1 р0-Е0 где X, - нормированные величины испарения в зоне влияния лесных полос и на открытом пространстве с учетом растительного экрана и без него; Ел, Ео- величины испарения в зоне влияния лесной полосы и на открытом пространстве; УВ,У0 - коэффициенты, зависящие от числа Ричардсона (Я), для межполосного пространства и открытой территории; <1ел, с1е о - коэффициенты, зависящие от параметров шероховатости (г0) и числа Ричардсона; У1.0.л, У1оо - величины скорости ветра на высоте 1,0 м, в зоне влияния лесополосы и на открытом пространстве; ео,5.л, е0>5.0, е2дл, е2,о 0 - соответственно упругость водяного пара, на высоте 0,5-2,0 м в зоне влияния лесополосы и на открытом пространстве.

Коэффициенты рл и р0 зависят от площади, занимаемой защитным экраном, от его высоты и светопроницаемости. Модель их определения реализуется через следующую зависимость:

р = [1 - К, 1п[(10° ~ Р) . (8 8 )/8 ^ (2)

где <1с - диаметр стеблей у почвенной поверхности; .- количество стеблей на анализируемой площади; Рс- просветы между стеблями растений; Б] - анализи-

руемая площадь; Бс - площадь занимаемая защитным экраном; Р - просветы в растительном пологе; К0Пт - оптическая плотность защитного экрана; значения К1=0,06-0,01б,-Нс - при Нс < 20 см; ^=0,38 при Нс > 20 см; А = 83/ехр (0,08 Нс), где Нс - высота защитного экрана.

Для разработки математической модели испарения влаги в зоне влияния лесной полосы использовался блочно-потоковый принцип. В основе его лежит закономерность изменения скорости ветра на лесомелиорированной территории в зависимости от ажурности и высоты лесных полос. Другой базовой основой модели является зависимость для расчета испарения, полученная А. Р. Константиновым (1968):

где у£)е находится исходя из значений параметров шероховатости (го) и числа Ричардсона (Я;); е0>5, е2_о - упругость водяного пара на высоте 0,5 и 2 м;111,о— скорость ветра на высоте 1м; И., находится из соотношения:

где 2о - параметр шероховатости подстилающей поверхности, см; Т0_5, Т2 0 - температура на высоте 0,5 и 2 м (определяли по методике А. Р. Константинова, 1968).

Для оценки депонирования углерода озимой пшеницей в агролесокомплек-се и на открытом пространстве рассчитывался запас углерода в фитомассе при допущении, что 1 кг сухой массы соломы и корней содержит 0,5 кг углерода, а зерна - 0,45 кг (С. Н. Бобылев, 2002).

Динамику роста и формирования лесных насаждений учитывали на основе данных их хода роста по методике Н. П. Анучина (1971), П. Н. Сергеева (1953). Возрастные изменения насаждений определялись расчетными методами по методике И. В. Кармановой (1976), а возрастные изменения параметров роста главных древесных пород нормой прироста по средней скользящей, методом В. Е. Рудакова (1951).

Влияние динамики температурных характеристик на структуру почвенных агрегатов изучались на почвенных образцах, отобранных ранее на юго-востоке Европейской части России и находящихся в фонде ВНИАЛМИ.

Брались образцы массой 3-3,5 кг, доводились до воздушного сухого состояния и подвергались рассеву на почвенных ситах. Отбирались фракции размером 3-5 мм и 7-10 мм в пропорциях по весу 2:1. Величина навески - 1,2 кг. Фракции

Е =

О,3(ус1>и.о)(е0|5-е20)

(3)

11,=-0,251п2(—НТ°5 Л"),

(4)

смешивались и увлажнялись до наименьшей влагоемкости. Затем образцы подвергались циклам "замораживание-оттаивание" с помощью холодильника и сушильного шкафа. Количество циклов 10,20,30 и 40. Временные и температурные характеристики также менялись. После выполнения циклов почвенные образцы доводились до воздушного сухого состояния и рассеивались на почвенных ситах. При обработке материалов структурного анализа определялся: эквивалентный диаметр эрозионных и всех агрегатов, содержание эрозионноопасных агрегатов, комковатость и глыбистость почвы (Ю. И. Васильев, 1997; Н. А. Качинский, 1976).

Алгоритм оценки дефляционных прогнозируемых процессов в связи с изменением климатических условий заключался в следующем:

- задавался сценарий изменения климата (1- уменьшение количества осадков до 50 мм при потеплении на 0,5°С; 2- уменьшение количества осадков до 75 мм при потеплении на 1,2°С);

- брались данные о физико-химических свойствах почв (содержание физической глины, гумуса, СаС03, Са", Mg", К', N' и микроагрегатов размером менее 0,01 мм);

- рассчитывались структурные характеристики почв;

- делалась корректировка структурных характеристик почвы с учетом влияния циклов «замораживание-размораживание», «увлажнение-высыхание», находилась эродируемость почв и годовые потери почв, определялось изменение числа пыльных бурь.

Экономические расчеты основывалась на литературных данных, статистическом сборнике Госкомстата по Волгоградской области, технологических картах, использовании методов математической статистики, баз данных компьютерных справочников, теории подобия и размерности (Г. И. Баренблатт, 1978), пакетов программ «Excel», «Statistica». Экономическая оценка агрономического влияния осуществлялась по чистому доходу от влияния лесных полос за весь период жизни древостоя лесной полосы.

Экономическая эффективность почвозащитного влияния лесных полос определялась как разность затрат на восполнение плодородия почвы на открытой и лесомелиорированной территории в расчете на 1 га и на всю анализируемую площадь. Оценка производилась за весь период жизни древостоя лесных полос с учетом их хода роста, с помощью специально разработанной нами компьютерной программы. В ней предусматривался цикл по годам, вводился блок, расчета ростовых и морфометрических характеристик лесных полос по годам.

Рисунок 1 - Картосхема полигона исследований на территории ОПХ «Качалинское» Иловлинского района Волгоградской области

3.3 Объекты исследований

Исследования проводились на полях фермерского хозяйства (рис. 1) в системе ПЗЛН «Качалинское» Иловлинского района Волгоградской области в 2006-2008 гг. Почвы объектов каштановые комплексные. Чередование культур в фермерском севообороте «пар - озимые зерновые». Возраст лесных полос - 17-18 лет, высота 6 и 7 метров, ажурность в облиственном состоянии составляет 30 %. Лесная полоса состоит из 2-х рядов главной древесной породы - робинии лжеакации (Robinia pseudoacacia L.) или вяза приземистого (Ulmus pumila L.) и 2-х рядов смородины золотой (Ribes aureum Pursh.) Схема смешения Сз-Р-Р-Сз, Сз-Вп-Вп-Сз, размещение 3,0x1,0 м.

Глава 4. Агроэкологическое влияние лесных полос при чередовании культур "пар - озимые зерновые"

Исследования в системе линейных лесных насаждений бывшего ОПХ «Качалинское» показали, что в возрасте 17 лет высота робинии лжеакации равна около 6 м, вяза приземистого -7 м. Наибольший прирост наблюдался в первые годы жизни насаждений (рис. 2).

Сопоставление урожая с рас-

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1S Возраст, лет

— Робиния лжеакация Вяз приземистый

Рисунок 2 - Ход роста деревьев в высоту

ходом общей влаги показало, что наименьшее количество влаги, используемой на формирование урожая, наблюдается на удалении 5 Н от лесной полосы (10,4 мм), где исключается влияние корневой системы древостоя и меньше потери на физическое испарение. На расстояниях 10, 15, 25 и 35 Н от лесной полосы общий расход влаги на формирование урожая фактически не изменяется и равен соответственно — 11,5; 14,3 и 15,8 мм, а на расстоянии 1,5 Н от лесной полосы он равен 22,3 мм.

Используя полученные данные об оптической плотности растительного экрана по пунктам наблюдения, его высоте, количестве стеблей, их среднем диаметре, площади анализируемого участка, с помощью компьютерного моделирования, были рассчитаны средние за вегетационный период потери с физическим испарением, приходящиеся на один центнер урожая (табл. 1).

Таблица 1 - Расход влаги за период вегетации на поле озимой пшеницы, мм

Показатели Расстояние от лесной полосы, Н

1,5* 5 10 15 25 35

Расход общей влаги, мм 226 208 207 211 188 199

Общее количество влаги, израсходованной на формирование 1 ц урожая, мм 223 10,4 11,5 143 12,5 15,8

Доля потерь влаги с физическим испарением: весна период уборки в среднем за вегетационный период 0,8 0,48 0,64 0,4 0,25 0,33 0,4 0,25 озз 0,4 0,21 031 0,4 0,27 034 0,4 0,35 038

Потери влаги с физическим испарением, мм 14,3 2,9 3,8 4,4 4,3 6,0

Количество влаги, непосредственно идущее на формирование 1 ц урожая, мм 8,0 5,9 7,7 9,9 8,9 9,8

* Влага расходовалась и на формирование урожая сельскохозяйственной культуры, и с физическим испарением, и частично потреблялась корневой системой лесной полосы

Учет величины урожая и других показателей его структуры показал, что они также существенно варьируют на защищенном лесополосой пространстве (табл. 2).

В теоретическом и практическом плане очень важно знать закономерности связи урожая как с количественными показателями общей влагообеспеченности, так и с характером обеспечения влагой по периодам вегетации сельскохозяйственных растений. Для этого была разработана математическая модель, позволяющая рассчитать прогнозируемый урожай с учетом колебания фактических запасов влаги по фазам развития сельскохозяйственных культур, максимально возможного урожая сельскохозяйственной культуры, непродуктивных запасов влаги и целого ряда регламентирующих коэффициентов:

V. = +а,2р,)[1 + аД1-(22р;с))]-{1-ехР["^(2^2)°)]}, (5)

где У, - прогнозируемый урожай; ау - функция запаса продуктивной влаги по фазам развития сельскохозяйственных культур; К - коэффициент, для озимой пшеницы равный 4,6 и учитывающий фактические и максимально возможные запасы влаги ь и Zp т); У^ - максимально возможный урожай сельскохозяйственной культуры; Ъа - непродуктивные запасы влаги; 01, О] - коэффициенты, соответственно, равные 0,682 и 0,705-10"3; а-коэффициент, равный 4,1; К53- интегральное значение коэффициента благоприятности водообеспечения растений по фазам их развития.

Было установлено, каким образом величины запасов продуктивной влаги в слое 0-100 см в разные фазы развития сельскохозяйственных культур влияют на формирование урожая, а затем выяснена значимость удельных величин запасов

продуктивной влаги (мм/день) на общее развитие сельхозкультур и на урожай. Таблица 2 - Структура урожая озимых культур, 2006-2008 гг.

Параметры структуры урожая Расстояние от лесной полосы, Н

1,5 | 5 | 10 | 15 | 25 | 35

2006 г. - озимая пшеница

Количество продуктивных стеблей, шт 321 516 260 257 236 214

Общая биомасса, т/га 6,33 8,8 5,7 6,0 6,6 6,3

Масса 1000 шт. зерен, г 32,6 26,6 28,6 28,0 32,3 33,3

Высота стеблей, см 66,6 73,4 57,0 59,0 67,3 57,0

Длина колоса, см 6,0 7,4 7,2 7,0 8,1 7,0

Количество зерен в колосе, шг 29,0 37,0 31,0 35,0 47,0 37,0

Урожай соломы, т/га 4,23 6,0 3,8 4,0 4,4 4,2

Урожай зерна, т/га 2,1 2,8 1,9 2,0 2,2 2,1

2007 г. - озимая рожь

Количество продуктивных стеблей, шт 93 176 130 203 139 173

Общая биомасса, т/га 2,4 3,6 2,8 3,4 3,2 2,4

Масса 1000 шт. зерен, г 22,0 20,0 21 20 18 19

Высота стеблей, см 102,4 114,7 126,0 137,0 110,9 112,2

Длина колоса, см 9,4 6,2 6,8 7,7 8,1 6,9

Количество зерен в колосе, шт 32 22, 21,0 25 32 26

Урожай соломы, т/га 1,8 2,7 2,1 2,6 2,4 1,8

Урожай зерна, т/га 0,6 0,9 0,7 0,8 0,8 0,6

2008 г. - озимая пшеница

Количество продуктивных стеблей, шт 94 385 369 399 384 430

Общая биомасса, т/га 3,5 6,0 5.5 4,3 4,6 3,7

Масса 1000 шт. зерен, г 23 19 18,5 21,5 21 22

Высота стеблей, см 51 81 84 74 78 81

Длина колоса, см 5,0 6,1 7,1 6,2 7,0 7,0

Количество зерен в колосе, шг 30 32 32 30 32 36

Урожай соломы, т/га 2,4 4,0 3,7 2,9 зд 2,5

Урожай зерна, т/га 1,0 2,0 1,8 1,4 1,5 1,2

Наибольшие удельные запасы продуктивной влаги требуются в первую и четвертую фазы развития сельскохозяйственной культуры, наименьшие - в пятую. В фазы выхода в трубку и колошения они занимают промежуточное положение. На основе распределения суммарной продуктивной влаги по фазам развития были рассчитаны переводные коэффициенты. Получили следующие результаты: при наличии хороших влагозапасов Кпер=0,042-0,0543, удовлетворительных - 0,0560,086, плохих - 0,092-0,097. Коэффициенты значимости (К2) продуктивной влаги по периодам вегетации равны в первую фазу - 0,25; вторую - 0,22; третью - 0Д4; четвертую - 0,27; пятую - 0,11. В сумме имеем 1. (табл. 3)

На основе экспериментальных данных, а также методов компьютерного моделирования было рассчитано испарение (Е) с открытой почвенной поверхности в зоне влияния лесных полос разной ажурности. При этом значения нормированной

) )

скорости ветра на защищенном пространстве лесной полосой в зависимости от ее ажурности взяты из работ Я. А. Смалько (1964).

Таблица 3 - Коэффициент значимости запасов продуктивной влаги по фазам развития зерновой сельскохозяйственной культуры (Волгоградская область)

№ п/п Фазы развития сельскохозяйственной культуры Условия развития сельхоз культур

хорошие удовлетворительные плохие

1 Начало вегетации 0,26*/0,24** 0,24/0,28 0,27/0,25

2 Выход в трубку 0,18/0,20 0,23/0,18 0,27/0,25

3 Колошение 0,15/0,15 0,14/0,13 0,16/0,15

4 Молочная спелость 0,29/0,28 0,28/0,30 0,20/0,24

5 Восковая спелость 0,11/0,13 0,11/0,11 0,13/0,11

6 Сумма: 1,0/1,0 1,0/1,0 1,0/1,0

*Для западных районов / ** - для южных и восточных районов области.

Значения градиентов упругости водяного пара Де, температуры воздуха ДТ, и нормированной величины скорости ветра У1о, У,20, используемые при расчете испарения в зоне влияния лесных полос, представлены в таблице 4, из которой видно, что разность упругости водяного пара в вариантах без растительного экрана (Де) в слое 0,5 - 2,0 м в зоне до 15 Н лежит в пределах от 1,7 до 2,3 Мбар, причем с увеличением ажурности лесных полос она несколько возрастает.

Таблица 4 - Исходные данные для расчета испарения (Б) в зоне влияния лесных полос с учетом растительного экрана_

Ажурность Ф,% Параметр и его размерность Расстояние от лесной полосы, Н

1 5 10 15 20 30

15 Де, Мбар 8,5*/6,2** 7,5/5,8 6,9/5,0 7,9/5,7 7,9/5,4 7,9/5,4

ДТ,°С 31/25 35/30 30/25 30/25 32/25 32/25

V м/с 6 5 5 5 7 7

30 Де, Мбар 8,5/6,2 7,7/5,8 6,9/5,0 7,8/5,7 7,6/5,4 7,9/5,4

ДТ,°С 28,9/25 33,9/30 29,2/25 30/25 32/25 32,5/25

V м/с 2,1 1,8 3,2 4,5 5,0 6,1

45 Де, Мбар 6,2/8,5 5,8/7,5 5,0/6,9 5,7/7,7 5,4/7,6 5,4/7,9

ДТ,°С 28,9/25 33,9/30 29,2/25 30/25 32/25 33/25

Ум/с 3,9 2,5 3,9 4,9 5,5 6,3

60 Де, М бар 6,2/8,4 5,8/7,7 5,0/7,0 5,7/7,8 5,4/7,6 5,4/7,9

ДТ,°С 29/25 34/30 29/25 30/25 31,5/25 32/25

Ум/с 4,9 3,9 4,9 5,7 6,2 6,9

70 Де, Мбар 6,2/8,5 5,8/7,8 5,0/7,1 5,7/7,9 5,4/7,8 5,4/7,9

ДТ,°С 29/25 33/30 29/25 30/25 32/25 32/25

Ум/с 5,5 4,5 5,4 6,0 6,5 7,0

Доля потерь влаги с физическим испарением (в расчете на 1 ц урожая) 0,48 0,25 0,25 0,20 0,27 0,35

* Значения параметров на высоте 0,5 м / ** - значения параметров на высоте 2 м

В области 15-30 Н значения разности упругости водяного пара равны 2,0-2,5 Мбар и мало изменяются в зависимости от ажурности лесных полос. Значения градиента температуры в зоне до 15 Н (ДТ) равны 3-5 °С, за пределами этой зоны - 5-7,5 °С. В зоне влияния лесных полос при ажурности от 15 до 45 % значение нормированной величины скорости ветра изменяется от 0,7 до 4,9 м/с. При ажурности 60 и 70 % - от 4,0 до 6,0 м/с. Расчеты показали (табл. 5), что при ажурности лесных полос 15 % в зоне 1-10 Н с заветренной их стороны физическое испарение с открытой поверхности составляет 38-57 % от величины ее на открытом пространстве. При ажурности лесополос 30, 45, 60 и 70 % в указанной зоне физическое испарение соответственно составляет 40-51%, 39-58%, 51-65% и 50-69%. Растительный экран на 6-17% в этой зоне снижает потери влаги на физическое испарение. Причем, его положительный эффект несколько выше для лесополос с высокой ажурностью (60-70%).

Таблица 5 - Относительная величина испарения (Е/Е„ %) в межполосном пространстве*

Ажурность, % Параметр Испарение на расстоянии от лесной полосы, Н

1 5 10 15 20 30

15 Е,/Ео1 32,0 31,2 41,0 42,5 72,4 100

Е/Е0 38,0 43,0 57,4 70,2 94,0 100

30 Ei/E0i 43,0 28,8 35,6 39,5 61,4 100

Е/Е0 51,0 40,4 49,4 66,5 80,7 100

45 Е,/Ео1 49,0 27,7 36,9 37,7 61,7 100

Е/Е„ 58,0 39,0 51,5 62,0 80,0 100

60 Е,/Ео1 55,0 35,2 42,0 42,1 63,3 100

Е/Е0 65,1 51,2 59,3 71,0 80,0 100

70 Е,/Ео1 58,2 37,0 45,8 45,0 71,5 100

Е/Е0 69,0 50,0 63,0 75,0 91,0 100

* Ец Е„1 - испарение в зоне влияния лесных полос при наличии и отсутствии растительного экрана; К, Ц,- испарение на открытом пространстве при наличии и отсутствии растительного экрана

Глава 5. Дефляционная опасность территории, ее прогнозы на будущее и противодефляционная роль защитных лесных насаждений

Волгоградская область относится к регионам, где имеет место проявление пыльных бурь и развитие дефляционных процессов. Поэтому при общей оценке территории вообще, и роли лесной мелиорации при этом в частности, необходимо учитывать данный фактор. Развитие пыльных бурь во многом определяется структурным составом почв, которое в течение года сильно изменяется. Значительное влияние на этот показатель оказывают циклы «замораживание - оттаивание» в зимний период, которые в Волгоградской области многочисленны.

Нашими исследованиями установлено (табл. 6), что изменение содержания эрозионноопасных агрегатов размером < 1 мм в почве к весеннему периоду, наиболее опасному в дефляционном отношении, с одной стороны, зависит от исходной почвенной структуры в предзимний период и количества циклов «замораживание-оттаивание», а с другой — определяется типом и разновидностью почв, содержанием в них физической глины (гранулометрическим составом).

Таблица 6 - Изменение содержания агрегатов размером < 1 мм после циклов "замораживание — оттаивание"___

№ п/п Тип и разновидность почвы Содержание физической глины, % Содержание агрегатов размером до 1 мм, %

исходное после десяти циклов после двадцати циклов после сорока циклов

1 Чернозем предкавказский тяжелосуглинистый 59 5 8 12 13

2 Чернозем южный тяжелосуглинистый 51 16 28 29 33

3 Чернозем предкавказский среднесуглинистый 43 28 39 44 53

4 Каштановая тяжелосуглинистая почва 48 35 48 62 68

5 Каштановая среднесугли-нистая почва 25 44 65 73 90

6 Чернозем предкавказский легкосуглинистый 22 54 72 86 100

7 Светло-каштановая легкосуглинистая почва 22 61 84 98 100

8 Каштановая супесчаная почва 17 65 93 100 100

Используя два сценария изменения климата и учитывая влияние динамичности климатических факторов на структуру почвы было проведено картирование территории Волгоградской области по числу пыльных бурь. Установлено, что при первом сценарии севернее линии, проходящей в районе метеостанции Гниалоак-сайская число пыльных бурь увеличится на 1-2, а южнее, наоборот, уменьшится на 1-10 случаев. При втором сценарии на всей территории Волгоградской области произойдет увеличение числа пыльных бурь от 1 до 8 случаев.

Глава 6. Эколого-экономическая эффективность агрономического и почвозащитного влияния лесных полос

С учетом наработок в области почвозащитной эффективности лесных полос, фондовых и литературных материалов была разработана информационно-

потоковая схема, алгоритм и программное обеспечение определения почвозащитной эффективности систем лесных полос, где учитываются и климатические характеристики пыльных бурь, и почвенные условия развития дефляции.

Эти разработки позволили оценить защитную эффективность лесных полос в денежном выражении в зависимости от размера межполосной клетки (табл. 7). Как видим, с изменением величины межполосного пространства от 200 до 550 м эффект от почвозащиты снижается с 4489 до 2521 руб/га, т.е. почти в два раза. Таблица 7 - Расчетные данные для определения противодефляционной эффективности лесных насаждений_ _ _

Величина Среднегодовая эконо- Среднегодовая эко- Суммарное Предотвра-

межпо- мия средств на удоб- номия средств на значение по ко- щенный

лосного рения в облесенном внесение удобрений в лонкам (2) и (4); ущерб,

пространства севообороте, руб/га облесенно роте, vi севообо-эуб/га (3)и(5) руб/га.

(Ьмп), м Вяз при- Робиния Вяз при- Робиния Вяз Робиния

земистый лжеакация земистый лжеакация приземистый лжеакация

1 2 3 4 5 6 7 8

200 22052 20008 1488 1350 23540 21358 4489

250 21081 18715 1422 1263 22504 19978 4248

300 19585 17225 1321 1162 20906 18387 3929

350 18345 16102 1238 1086 19583 17189 3677

400 17611 14880 1188 1003 18799 15873 3467

450 15654 13218 1056 892 16710 14110 3082

500 14089 11896 950 802 15039 12699 2773

550 12808 10814 864 729 13672 11544 2521

'Итоговая эффективность рассчитывалась с учетом проявления пыльных бурь I раз в 5 лет.

Кроме отмеченных позиций нами проведен анализ экологической составляющей влияния лесных полос, сделана оценка депонирования углерода на облесенной территории, оценка работы сельскохозяйственной техники в условиях ограниченного пространства, оценка затрат на создание полос с использованием энергетического метода. Установлено, что энергетические затраты при создании

посадочного материала равны 8010 МДж, а прямые затраты на создание лесных полос на темно-каштановых и каштановых почвах составляют 28133 МДж, на светло-каштановых - 28172 МДж. Суммарные затраты на создание лесных полос возрастают до 52368 МДж.

Наибольший экологический эффект от лесной полосы (745-1070 руб/га) проявляется при выборе межполосного пространства в диапазоне от 200 до 300 м (рис. 3). На основе

Рисунок 3 - Динамика изменения дохода от экологической составляющей в зависимости от величины межполосного пространства

материалов полученных в полевых исследованиях, был рассчитан (рис. 4) эффект от лесной полосы за счет депонирования углерода. Доход составляет от 717 до 829 руб/га в зависимости от величины межполосного пространства.

Расчет затрат, связанных с уменьшением производительности с.-х. техники в межполосных пространствах показал: в случае размещения основных лесных полос через 200 м и их длине 2000 м снижение производительности с.-х. техники равно в среднем 15 %. При размещении через 300 м при той же длине этот показатель равен 11,7 %, через 500 м - 7,7%, через 1000 м - 5,2 %. Потери в денежном выражении при этом составят от 250 до 697,5 руб.

На основе литературных данных, полученных ранее материалов и расчетов разрабатывались блок-схема (рис. 5), алгоритм и программное обеспечение модели для комплексной эколого-экономической оценки агрономической и почвозащитной эффективности влияния лесных полос в возрастном аспекте в современных условиях землепользования. Модель сформирована по модульному принципу. Это позволит в каждом конкретном случае использовать готовые процедуры из смежных алгоритмов (разные составляющие эффективности), а также подключать к проекту необходимое количество программ. Это значит, что исходя из управленческих желаний исследователя, она выполняет расчеты поэтапно с вводом каждый раз необходимой исходной информации.

Используя разработанную компьютерную программу, была рассчитана суммарная эколого-экономическая эффективность лесомелиорации на каштановых почвах Волгоградской области (рис. 6). Установлено, что осредненный эколого-экономический эффект с учетом возрастных изменений лесных полос и потерь производительности машинно-тракторных агрегатов в условиях ограниченного пространства межполосной клетки составил в оптимуме 6441 руб/га.

ч 1

ч\

200 300 400 BOO »0 Т00 1ип,м

Рисунок 4 - Динамика изменения дохода от депонирования углерода в зависимости от величины межполосного пространства

^ Начало ^ ♦

Диалог ♦

Ввод персональных данных и управляющих кодов

- 1 ~Г-

-»-С Д=1 N — _ * - _

Модели нижнего уровня иерархии и информационная база их обслуживания

_ ♦_

Исследование связей между параметрами лесных полос, условиями роста, породного состава древостоя, прогиводефляционной эффективностью, агрономическим влиянием лесных полос; закономерности изменения производительности с.-х. техники в межполосных пространствах

Расчет параметров лесных полос и их систем

Экономика создания и содержания лесополос, Б^Д) Расчет энергозатрат на создание и содержание лесополос База данных для расчета затрат на создание и содержание лесополос

* * 1

Экономика агрономического влияния лесных полос, ад 1 Расчет урожая и его прибавок под воздействием лесных полос База данных для расчета агрономической эффективности лесных полос

+ 4 1

Экономическая оценка почвозащитной эффективности лесных полос, 83(1) 1 Расчет количественных показателей д ефляции на облесенной территории >аза данных дня расчета ко-тичественных величин де-[шяции в системах лесных

Рисунок 5 - Принципиальная блочно-потоковая схема модели комплексной эколо-го-экономнческой оценки агрономической и противодефляционной роли лесных полос

Рисунок 6 - Диаграмма изменения суммарной эколого-экономической эффективности

ВЫВОДЫ

1. Положительное влияние лесных полос на водный режим прилегающего пространства проявляется в дополнительном накоплении влаги за счет отложения снежных шлейфов с наветренной и заветренной сторон, снижении потерь влаги с физическим испарением в вегетационный период.

2. Протяженность снежного шлейфа в зоне влияния лесной полосы из вяза приземистого составляет 8 Н, из робинии лжеакации - 10-14 Н. Максимальная высота снежного шлейфа в обоих случаях составила 62-65 см.

3. При проведении исследований в натурных условиях установлено, что доля влаги, потерянная с физическим испарением, в зоне 5-35Н с заветренной стороны лесополосы при наличии на почвенной поверхности растительного экрана составляет примерно 40%. Причем этот показатель с удалением от лесополосы возрастает. Растительный экран в зоне влияния лесных насаждений снижает потери с физическим испарением на 6-17% при ажурности лесополос 30-70 %. Причем, положительный эффект растительного экрана несколько выше для лесополос с высокой ажурностью (60-70%).

4. Разработанная на основе общих закономерностей испарения в природе и полученных экспериментальных данных математическая модель и ее компьютерная реализация позволяет с достаточно высокой точностью (ошибка не > 5%) рассчитывать испарение с открытой почвенной поверхности и при наличии на ней растительного экрана.

5. Наименьший расход влаги на формирование единицы урожая наблюдается на удалении 5 Н от лесной полосы, где отсутствует иссушающее влияние корневой системы древостоя и минимальны потери влаги на физическое испарение.

6. Коэффициент значимости запасов продуктивной влаги имеет наибольшее

значение в фазы начала вегетации и молочной спелости сельскохозяйственной культуры, наименьшие в фазу восковой спелости.

7. Почвозащитная роль лесных полос зависит от ветрового режима территории, структуры почвы в дефляционноопасный период, которая определяется начальным состоянием почвы осенью и температурным режимом зимнего периода, количеством циклов «замораживание-оттаивание».

8. Математическая модель дефляции и ее компьютерная реализация на ле-сомелиорируемой территории адекватно отражает реальные процессы и позволяет рассчитывать противодефляционную эффективность систем лесных полос с различными параметрами.

9. Прогноз дефляционной опасности территории в связи с изменяющимся климатом существенно определяется самим сценарием изменения климата.

10. Прямые энергетические затраты на создание лесных полос на каштановых почвах составили 28133 МДж, а с учетом всех основных статей расходов -52309 МДж.

11. Осредненный эколого-экономический эффект от лесомелиорации с учетом возрастных изменений лесных полос и потерь производительности машинно-тракторных агрегатов в условиях ограниченного пространства зависит от параметров системы лесных полос и в оптимуме составляет 6441 руб/га для почв каштановой зоны.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Разработанные математические модели и их компьютерная реализация могут быть использованы проектными организациями для агроэкологической оценки систем лесных насаждений в районах проявления дефляции.

2. Модели испарения с учетом формирования растительного экрана на ле-сомелиорированной территории может быть использована при разработке дифференцированной агротехники возделывания сельскохозяйственных культур в межполосном пространстве.

3. Математическая модель прогноза урожайности сельскохозяйственных культур может быть использована управлениями сельского хозяйства и непосредственно руководителями хозяйств разной формы собственности для прогноза и предварительной оценки выхода продукции с территории с учетом складывающихся климатических условий года.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Сергеева И. С. Урожайность озимых зерновых культур и их влагообес-печенность в свете изменения климатических условий / Т. В. Волошенкова, Ю. И. Васильев, И. С. Сергеева, Аграрный вестник Урала, 2009, №> 10. - С. 25-27.

2. Сергеева И. С. Некоторые подходы при оценке будущего развития дефляционных процессов на открытой и облесенной территории в связи с глобальным изменением климата / И. С. Сергеева, Ю. И. Васильев, Т. В. Волошенкова//Доклады РАСХН, 2009, №3. - С. 47-49.

3. Сергеева И. С. Формирование биопродуктивного потенциала и его влияние на урожай в зоне влияния лесной полосы /Ю. И. Васильев, А. Н. Са-рычев, И. С. Сергеева//Аграрный вестник Урала, 2009, №4.- С. 89-92.

4. Сергеева И. С. Энергоемкость и капиталоемкость создания защитных лесных насаждений на светло-каштановых почвах Волгоградской области /И. С. Сергеева, С. Ю. Турко //Аграрный вестник Урала, 2008, № 12. - С. 84-85.

5. Сергеева И. С. Зависимость испаряемости от ажурности и количества рядов моделей лесных полос / И. С. Сергеева // Лес. Наука. Молодежь: сборник матер, по итогам науч.-исслед. работы молодых ученых за 2005-2006 гг. Воронеж, 2006. - С. 191-194.

6. Сергеева И. С. Влияние параметров систем лесных полос на испаряемость влаги в межполосных клетках / И. С. Сергеева // Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства: матер. Междунар. школы молодых ученых. Волгоград: НВ НИИСХ, 2006. - С. 273-275.

7. Сергеева И.С. Изучение влияния системы лесных полос на продуктивность сельскохозяйственных культур в сухой степи / И. С. Сергеева // Наука и молодежь: Новые идеи и решения: матер. Междунар. науч.-практ. конф. Волгоград, ИПК «Нива», 2007. - С. 410-414

8. Сергеева И. С. Влияние температурных характеристик климата и их динамики на структуру различных по типу и разновидности почв / Ю. И. Васильев, И. С. Сергеева // Роль и место агролесомелиорации в современном обществе: матер. Междунар. науч.-практ. конф. / ВНИАЛМИ. - Волгоград, 2007. -С. 53-61.

9. Сергеева И. С. Лесные полосы как мощный влагосберегающий компонент аграрного природопользования / И.С. Сергеева, Ю. И. Васильев //Роль и место агролесомелиорации в современном обществе: матер. Междунар. науч.-практ. конф. / ВНИАЛМИ. - Волгоград, 2007. - С 196-203.

10. Сергеева И. С. Влияние системы полезащитных лесных полос на гидрометеорологические факторы урожайности / И.С. Сергеева // Агролесомелиоративное обустройство агроландшафтов: матер, науч.-практ. конф. ВНИАЛМИ. - Волгоград, 2007. - С 24-26.

11. Сергеева И. С. Оценка экологического потенциала лесных насаждений произрастающих на территории сухосгепной и полупустынной зонах Волгоградской области / И. С. Сергеева, С. Ю. Турко // Лесное хозяйство Поволжья: матер. Всерос. науч.-практ. конф. Саратовскмй ГАУ. - Саратов, 2007. - Вып. 7. - С. 128-134.

12. Сергеева И. С. Разработка модели динамики противодефляционного влияния лесных полос в возрастном аспекте / И. С. Сергеева // Защитное лесоразведение, мелиорация земель и проблемы земледелия в Российской Федерации: матер. Междунар. науч.-практ. конф. / ВНИАЛМИ. - Волгоград, 2008. С. 63-65.

Подписано в печать 02.11.2009 Заказ 17. Тираж 100 экз. Объем 1 печ. л. Бумага офсетная.

400062, г. Волгоград - 62, Университетский Проспект, 97, а/я 2153 Печатно-множительный участок ГНУ ВНИАЛМИ

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Сергеева, Ирина Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Состояние изученности вопросов исследования.

Глава 2. Природные условия района исследований.

2.1 Физико-географическое описание района.

Климат.

Растительность.

Рельеф и гидрологические условия.

Почвы.

Лесопригодность почвогрунтов.

Структура, состав и параметры исследуемых насаждений.

Глава 3. Программа, методика, объекты исследований.

3.1 Программа исследований.

3.2 Методика исследований.

3.3 Объекты исследований.

Глава 4. Агроэкологическое влияние лесных полос при схеме землепользования «пар - сельскохозяйственная культура».

4.1 Влажностно-термический режим.

4.2 Характеристика растительного экрана и структура урожая.

4.3 Влияние показателей влагообеспечнности территории на формирование урожая.

4.4 Испарение с защищенной растительным экраном поверхности на открытой и лесомелиорированной территории.

Глава 5. Дефляционная опасность территории, ее прогнозы на будущее и противодефляционная роль защитных лесных насаждений.

5.1 Влияние климатических и почвенных характеристик на возникновение пыльных бурь и дефляции в Волгоградской области в целом, так и в сухостепной зоне в частности.

5.2 Влияние физико-химических свойств почв сухостепной зоны Волгоградской области на их податливость дефляции

5.3 Характеристика дефляционной опасности территории каштановой подзоны Волгоградской области.

5.4 Перспективы развития дефляции почв в связи с изменением климата.

Глава 6. Экономическая эффективность агрономического и почвозащитного влияния лесных полос.

6.1 Экономическая оценка агрономического и почвозащитного влияния лесных полос.

6.2 Модель для комплексной экономической оценки агрономической и противодефляционной роли лесных полос.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Агроэкологический потенциал и противодефляционная эффективность лесных полос на пашне сухой степи в новых условиях землепользования"

На современном этапе в связи с изменением типа ведения сельского хозяйства актуальным является рационализация природопользования лесоме-лиорированной территории, не приводящая к деградации пашни, сенокосов, пастбищ.

Следует отметить, что в комплексе мер по стабилизации и улучшению экологической обстановки, повышению продуктивности сельского хозяйства, защитное лесоразведение является самым эффективным и долговременно действующим средством.

Лесомелиоративной наукой накоплено большое количество материала свидетельствующего о многостороннем влиянии полезащитных лесных насаждений на микроклимат прилегающей территории, влагозапасы, тепло и газообменные процессы. Установлено, что защитные лесные насаждения преобразуют простые аграрные ландшафты в более сложные, более устойчивые. В них менее активно проявляются многие деструктивные процессы, ослабевает вредоносность засух и суховеев. Вместе с тем, с развалом различного вида хозяйств, изменилась система землепользования и хозяйствования, роль агролесомелиорации при этом на сегодняшний день не изучена достаточным образом. Следует также отметить, еще один момент. При формировании урожая, важную роль играет водообеспеченность в вегетационный период, но о ее влиянии судят сейчас по разности между суммой запасов влаги перед началом вегетации и осадков за вегетацию и запасами влаги при уборке урожая с учетом влажности завядания, Это не совсем корректная оценка. Она, конечно, позволяет определенным образом увязывать урожай с условиями года, но не учитывает компоненту физического испарения в процессе вегетации с.-х. растений, а она разная не только в разные периоды вегетации растений, но и различна на разных расстояниях от лесной полосы, что связано с изменением параметров защитного экрана из растительности в вегетационный период. Также следует отметить, что в ответственные фазы развития сельскохозяйственных культур требуется определенное количество влаги, которая необходима для максимального развития растения.

Следует отметить и тот факт, что лесные полосы могут существенно по-другому влиять на дефляцию почв в условиях нового вида хозяйствования. Это связано, с одной стороны, с изменением технологии возделывания сельскохозяйственных культур, а с другой — с изменением организационно-хозяйственных мероприятий. Определенную роль, несомненно, сыграет и изменение климата, поскольку структура почвы изменяется с изменением колебаний температуры, а точнее с циклами «замерзание-размерзание». Имеющиеся данные, полученные при других условиях хозяйствования и не учитывающие изменяющихся климатических и хозяйственных условий, не достаточно полно раскрывают роль лесной мелиорации в новых условиях землепользования и изменении термического режима в связи изменениями климата.

Важно отметить и то, что вся оценка лесной мелиорации осуществлялась без учета возрастного аспекта, т.е. при проектной высоте. Лесонасаждения же - это динамичный объект, изменяющийся во времени и в пространстве. Поэтому необходимо учитывать динамику роста лесных насаждений и влияние ее на экономическую, мелиоративную, агрономическую и почвозащитную оценку роли последних.

Учитывать все факторы обычными методами достаточно сложно, так как они часто взаимно влияют и имеют сложную структуру. Поэтому нужна новая методология, базирующаяся на надежной теоретической базе и компьютерных технологиях. Это и определило направление наших исследований.

Для реализации отмеченной выше цели, были поставлены следующие задачи:

- изучить формирование лесонасаждений в сухой степи Нижнего Поволжья;

- установить агрономическое влияние лесных полос в новых условиях землепользования (система «пар — сельскохозяйственная культура»);

- изучить влияние защитного растительного экрана на физическое испарение с поверхности почвы;

- изучить дефляционную опасность территории в новых условиях землепользования, ее прогнозы на будущее;

- изучить комплексную противодефляционную, агрономическую, почвозащитную и социальную роль защитных лесных полос в новых условиях хозяйствования и климата.

Объекты исследований.

Исследования проводились на базе лаборатории аэродинамики и математического моделирования дефляционных процессов и на опытных полях в системе ЗЛЫ бывшего ОПХ «Качалинское». Полигоном исследований послужили поля 2-х севооборотов и полезащитные лесные насаждения (ПЗЛН) различных структур, породного состава и возраста, созданные в период 19851992 гг. Лесные полосы посажены по границам и внутри полей 2-х севооборотов общей площадью 2150 га, 138 га занимают лесные насаждения. Объекты подобраны с участием основных главных пород, используемых в аридных условиях сухостепной зоны.

Научная новизна работы заключается:

- установлении закономерностей развития дефляционных процессов на открытой и лесомелиорированной территории при схеме «пар - сельскохозяйственная культура»;

Обоснованность и достоверность результатов исследований обеспечена большим объемом опытных материалов, комплексностью проработки темы с использованием методов математической статистики, баз данных компьютерных справочников, теории подобия и размерности (Г.И. Баренблатт, 1978 г.), пакетов программ «Excel», «Statistica» и авторских аналитических программ, методов физического и математического моделирования, и подтверждается современным научно-методическим уровнем постановки лабораторных (на базе лабораторий аэродинамики и математического моделирования дефляционных процессов с применением системного анализа) и полевых опытов (на полях бывшего ОПХ «Качалинское») по изучению микроклимата, дефляционных процессов, биопродуктивного потенциала, депонирования углерода, влияния защитного растительного экрана в процессе физического испарения с поверхности почвы, испарения влаги в зоне влияния лесных насаждений, структуры урожая, что позволило получить достоверные результаты и дать рекомендации производству.

Теоретическая значимость работы. Разработаны информационные технологии и модели, которые могут быть использованы для оценки агрономической, почвозащитной и социальной роли лесных насаждений различными организациями и учебными заведениями.

Практическая значимость. Материалы исследований могут быть использованы при проектировании лесных полос на землях, подверженных дефляции и оценке эффективности защитных лесных насаждений в новых хозяйственных условиях, при прогнозе урожая в конкретных условиях года для хозяйствующих субъектов и административных органов.

Основные положения, выносимые на защиту:

- обоснование агрономической и почвозащитной эффективности лесополос в новых условиях землепользования;

- влияние защитного растительного экрана в процессе физического испарения с поверхности почвы;

- математическая модель испарения влаги в зоне влияния лесных насаждений с учетом параметров лесных полос и растительного экрана;

- прогноз дефляционной опасности в связи меняющимся климатом;

- роль лесной мелиорации;

- комплексная эколого-экономическая модель и оценочные расчеты агрономической, почвозащитной и социально-экономической эффективности влияния лесных полос с учетом их возрастного аспекта и новых условий землепользования.

Личный вклад. Диссертационная работа выполнена автором в 20052008 гг. во Всероссийском НИИ агролесомелиорации в рамках государственного задания № 01.2.00611906 «Разработать методологию и принципы формирования оптимальной структуры агролесокомлексов и специализации земледелия в них с учетом динамичности климата и многоукладности форм хозяйствования». Были проведены большие полевые, лабораторные эксперименты, проанализированы литературные данные отечественных и зарубежных исследователей и были разработаны: модель дефляции на лесомелиорированной территории, математическая модель физического испарения влаги в зоне влияния лесных насаждений, математическая модель оценки агрономического и почвозащитного влияния лесных полос, агроэкологическая роль лесной мелиорации в новых условиях землепользования; прогноз дефляционной опасности в связи с меняющимся климатом; экономическая оценка агрономического, почвозащитного и социально-экономического влияния лесных полос.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлены на Международных, Всероссийских научно-практических конференциях «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства» (Волгоград, 2006), «Международная научно-практическая конференция, посвященная 75-летию Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации» (Волгоград,2006), «Наука и молодежь: Новые идеи и решения» (Волгоград, 2007), «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство» (Саратов, 2007); «Защитное лесоразведение, мелиорация земель и проблемы земледелия в Российской Федерации» (Волгоград, 2008), на научно-техническом совете отдела полезащитного лесоразведения ВНИАЛМИ в 2006-2008 гг.

Структура работы определена логикой исследований и включает шесть глав, выводы, предложения производству, список использованной литературы (208, из них на иностранном языке 10), 44 рисунка, 33 таблицы, 17 приложений, работа изложена на 173 страницах компьютерного текста (общий объем 207 стр.).

Публикации. Материалы диссертации освещены в 12 научных статьях, в том числе 4 в рецензируемых изданиях.

Работа велась под общим руководством доктора сельскохозяйственных наук, профессора Юрия Ивановича Васильева.

Заключение Диссертация по теме "Агролесомелиорация и защитное лесоразведение, озеленение населенных пунктов", Сергеева, Ирина Сергеевна

ВЫВОДЫ

1. Положительное влияние лесных полос на водный режим прилегающего пространства проявляется в дополнительном накоплении влаги — за счет отложения снежных шлейфов с наветренной и заветренной сторон, снижении потерь влаги с физическим испарением в вегетационный период.

3. При проведении исследований в натурных условиях установлено, что доля влаги, потерянная с физическим испарением, в зоне 5-3 5Н с заветренной стороны лесополосы при наличии на почвенной поверхности растительного экрана составляет примерно 40%. Причем этот показатель с удалением от лесополосы возрастает. Растительный экран в зоне влияния лесных насаждений снижает потери с физическим испарением на 6-17% при ажурности лесополос 30-70 %. Причем, положительный эффект растительного экрана несколько выше для лесополос с высокой ажурностью (60-70%).

6. Коэффициент значимости запасов продуктивной влаги - имеет наибольшее значение в фазы начала вегетации и молочной спелости сельскохозяйственной культуры, наименьшие в фазу восковой спелости.

7. Почвозащитная роль лесных полос зависит от ветрового режима территории, структуры почвы в дефляционноопасный период, которая определяется начальным состоянием почвы осенью и температурным режимом зимнего периода количеством циклов «замораживание-оттаивание».

8. Математическая модель дефляции и ее компьютерная реализация на лесомелиорируемой территории адекватно отражает действительные процессы и позволяет рассчитывать противодефляционную эффективность систем лесных полос с различными параметрами.

11. Осредненный эколого-экономический эффект от лесомелиорации, с учетом возрастных изменений лесных полос и потерь производительности машинно-тракторных агрегатов в условиях ограниченного пространства зависит от параметров системы лесных полос и в оптимуме составляет 6441 руб/га для каштановой зоны.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Разработанные модели и их компьютерная реализация могут быть использованы проектными организациями для агроэкологической оценки систем лесных насаждений в районах проявления дефляции.

2. Модели испарения с учетом формирования растительного экрана на лесомелиорированной территории может быть использована, при разработке дифференцированной агротехники возделывания сельскохозяйственных культур в межполосном пространстве.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Сергеева, Ирина Сергеевна, Волгоград

1. Абакумова, J1. И. Перспективы и опыт создания системы защитных лесных насаждений ОПХ «Качалинское» / JI. И. Абакумова // Агролесомелиорация: проблемы, пути их решения, перспективы: сб. науч. тр. / ВНИ-АЛМИ. - Волгоград, 2001. - С. 35-37.

2. Агроклиматический справочник по Волгоградской области. — Ленинград: Гидрометеоиздат, 1967. С. 143.

3. Агролесомелиоративная наука в XX веке / под ред. А Н. Каштанова и др. Волгоград: ВНИАЛМИ. 2001. - 366 с.

4. Агролесомелиорация / под ред. А. Л. Иванова и К. Н. Кулика. -Волгоград: ВНИАЛМИ, 2006. 746 с.

5. Агролесомелиорация и плодородие почв / под ред. Е. С. Павловского. Москва: Агропромиздат, 1991. - 288 с.

6. Адрианов, С. Н. Полезащитное лесоразведение в степи / С. Н. Адрианов. Москва, 1962.-41 с.

7. Адрианов, С. Н. Агрометеорологическая эффективность совместного применения древесных полос и агротехнических приемов против дефляции почвы / С. Н. Адрианов // Метеорология и гидрология. — Гидрометеоиздат -№7-6 с.

8. Альбенский, А. В. Архитектоника крон древесно-кустарниковых пород защитного лесоразведения / А. В. Альбенский // В кн.: Лесная геоботаника и биология древесных растений. — Брянск, 1972. Вып. 1. — С. 5-11.

9. Альбенский, А. В. Сельское хозяйство и защитное лесоразведение / А. В. Альбенский. Москва: Колос, 1971. - 180 с.

10. Антипов-Каратаев, И. В. О принципах полезащитного лесоразведения на Ергенях и в Прикаспийской низменности / И. В. Антипов-Каратаев, С. Я. Краевой // Материалы науч.-техничес. конф. по защитному лесоразведению. Волгоград, 1962. - Вып. 37. - С. 271-276.

11. Анучин, Н. П. лесная таксация: учеб. / Н. П. Анучин. Москва: Лесная промышленность, 1971. - 512 с.

12. Атлас Волгоградской области / под ред. В. А. Брылева. Киев: Главное управление геодезии, картографии и кадастра при кабинете министров Украины, 1993.-41 с.

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

14. Барабанов, А. Т. Агролесомелиорация в почвозащитном земледелии / А. Т. Барабанов. Волгоград: ВНИАЛМИ, 1993. - 156 с.

15. Баренблатт Г. Н. Подобие, автомодельность, промежуточная асимптотика. / Г. Н. Баренблатт. — Гидрометеоиздат, 1978. — 206 с.

16. Бельгард, А. Д. Степное лесоразведение / А. Д. Бельгард. Москва: Лесная промышленность, 1971. — 336 с.

17. Бобылев, С. Н. Экономика сохранения биоразнообразия / G. Н: Бобылев, О. Е. Медведева, С. В. Соловьева // Москва: Проект ГЭФ "Сохранение биоразнообразия Российской Федерации", Институт экономики природопользования, 2002. — 604 с.

18. Богун, А. П. Пути повышения устойчивости вязовых насаждений сухой степи на светло-каштановых почвах Ергеней / А. П. Богун. Волгоград, 1990. -165 с.

19. Бодров, В. А. Влияние лесных полос на микроклимат прилегающей территории / В. А. Бодров. Москва - Ленинград: Акад. с.-х. наук, 1936. -48 с.

20. Вадюнина, А. Ф. Агрофизическая и мелиоративная характеристика каштановых почв юго-востока Европейской части СССР / А. Ф. Вадюнина. Москва: Изд-во Московского госуд. ун-та, 1970. — 325 с.

21. Васильев, М. Е. Особенности защитного лесоразведения в Целинном крае / М. Е. Васильев, Г. Г Ибрагимов. — Москва, 1965. 172 с.

22. Васильев, Ю. И. Противодефляционная устойчивость почв Северного Кавказа / Ю. И. Васильев Волгоград, 1997. - 188 с.

23. Васильев, Ю. И. Метод оценки ущерба наносимого почвам пыльными бурями / Ю: И. Васильев // бюллетень ВНИАЛМИ. Волгоград, 1985. -С. 7-14.

24. Васильев, Ю. И. Эффективность систем лесных полос в борьбе с дефляцией почв / Ю. И. Васильев. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2003. - 176 с.

25. Васильев, Ю. И. Скоростной режим воздушного потока в системе лесных полос / Ю. И. Васильев // Материалы 9-й науч. практ. конф: аспирантов и молодых учёных. — Волгоград, 1971. — С. 15-20.

26. Васильев, Ю. И. Формирование биопродуктивного потенциала и его влияние на урожай в зоне влияния лесной полосы / Ю. И. Васильев, А. Н. Сарычев, И. С. Сергеева // Аграрный вестник Урала, 2009, № 4. С. 89-92.

27. Векшегонов, В. Я. Большое внимание полезащитному лесоразведению / В. Я. Векшегонов // Лесное хозяйство. 1978. - № 6. - С. 31-35.

28. Векшегонов, В. Я. Полезащитное лесоразведение в сухостепных районах / В. Я. Векшегонов. Москва: Лесн. пром., 1970. - 61 с.

29. Виноградов, Б. В. Основы ландшафтной экологии / Б. В. Виноградов.-Москва: ГЕОС, 1998.-418 с.

30. Виноградов, В. И. Лес и проблемы экологии. — Вестник с.-х. науки, 1981.-№8.-С. 116-126.

31. Виноградов, В. Н. Меры улучшения полезащитного лесоразведения на крайнем юго-востоке Европейской части РСФСР / В. Н. Виноградов, П. Д. Никитин // Бюл. ВНИАЛМИ. Волгоград, 1974. - Вып. 16(70). - С. 3-7.

32. Виткевич, В. Н. Сельскохозяйственная метеорология: учеб. / В. И.

33. Виткевич. Москва: Колос, 1966. - 383 с.

34. Воронин, А. Д. Влияние ширины междурядий лесных полос на влагообеспеченность древесных пород на светло-каштановых почвах / А. Д. Воронин // Вестник Московского ун-та, 1962. № 5. - С. 10-12.

35. Высоцкий, Г. Н. Избранные труды / Г. Н. Высоцкий. Моска: Сельхозгиз, 1960.-435 с.

36. Глазачев, С. Н. Природа Волгоградской области, её приобразова-ние и охрана / С. Н. Глазачев, В. А. Брылёв // Природа и хозяйственная деятельность в Нижнем Поволжье: сб. науч. тр. Волгоград, 1986. — С. 3-21.

37. Годнев, Е. Д. Повышение устойчивости насаждений вяза приземистого в сухих степях / Е. Д. Годнев // Лесн. хозя-тво. 1980. — № 7. - С. 51 — 54.

38. Государственная программа развития агролесомелиоративных работ в России; ВНИАЛМИ. Волгоград, 1994. - 188 с.

39. Грачёв, А. Г. Леса области их природно-хозяйственное значение / А. Г. Грачёв, А. В. Шишкин // Природа Волгоградской области. Серия 1. охрана растительности: сб. ст. / ВНИАЛМИ. Волгоград, 1977. - С. 27-36.

40. Данилов, Г. Г. Эффективность полезащитных лесных полос различных конструкций / Г. Г. Данилов. Саранск, 1963. — 140 с.

41. Дегтярева, Е. Т. Почвы Волгоградской области / Е. Т. Дегтярева, А. Н. Жулидова // Волгоград, 1970. 320 с.

42. Джикович, В. Л. Экономика лесного хозяйства: учебник для вузов / В. Л. Джикович // 2-ое изд. Москва: Лесн. Пром-сть, 1979. - С. 170-185.

43. Доклад о состоянии окружающей среды Волгоградской области в 2005 году; комитет пр. рес. и охр. среды Администрации Волгоградской обл. — Волгоград: Альянс, 2006. — 288.с.

44. Докучаев, В. В. Наши степи прежде и теперь / В. В. Докучаев: -Москва-Ленинград: Осиз-Сельхозгиз, 1936. 177 с.

45. Долгилевич, М. И. Системы лесных полос и ветровая эрозия / М. И. Долгтлевич, Ю. И. Васильев, А. Н. Сажин. — Москва: Лесн. пром., 1981.1. С. 160.

46. Долгилевич, М. И. Зависимость режима скорости ветра в системе лесных полос от шероховатости подстилающей поверхности / М. И. Долгилевич, Ю. И. Васильев. — Вестник с.-х. науки. 1974. - № 5. - С. 22-24.

47. Долгилевич, М. И. Предложение по количеству рядов и оптимальной ветропроницаемости полезащитных лесных полос / М. И. Долгилевич, М. М. Лазарев. Волгоград, 1976. - 8 с.

48. Долгилевич, М. И. Экспериментальные исследования аэродинамических и защитных свойств лесных полос методом моделирования / М. И. Долгилевич, Ю. И. Васильев // Науч. тр. ВНИАЛМИ — Волгоград, 1970. -Вып. 1(61).-С. 187-258.

49. Долгилевич, М. И. Экспериментальные исследования связи критических скоростей ветра и ветровой эрозии в системе лесных полос / М. И. Долгилевич, А. Н. Сажин // Доклады ВАСХНИЛ, 1974. № 9. - С. 22-23.

50. Долгилевич, М. И. Аэродинамические и почвозащитные свойства лесных полос из разного числа рядов при различном направлении ветра / М. И. Долгилевич, Н. Т. Химина Волгоград: ВНИАЛМИ, 1975. - Вып. 3(19). -С.3-9.

51. Долгилевич, М. И. Сельскохозяйственная продуктивность лесоаг-рарного ландшафта в сухой степи / М. И. Долгилевич, В. д. Кошеловский // Вестник сельскохозяйственных науки, 1982. № 2 — С. 11-20.

52. Дополнение к нормативам прибавок урожая важнейших сельскохозяйственных культур от мелиоративного влияния полезащитных лесных полос. Волгоград: ВНИАЛМИ, 1985.-140 с.

53. Доскач, А. Г. Пыльные бури на юге Русской равнины / А. Г. Дос-кач, Трушковский, А. А. // Пыльные бури и их предотвращение. Москва: Изд. АН СССР, 1963. - С. 5-30.

54. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта: (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов. Москва: Колос, 1979.-416 с.

55. Дубов, А. С. Турбулентность в растительном покрове / А. С. Дубов, Л. П. Быкова, С. В. Марунич. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1978. - 183 с.

56. Дьяченко, А. Е. Агролесомелиорация / Е. А. Дьяченко, Л. П. Бры-сова, И. Ф. Голубев, А. Е. Нечаев. Москва: Колос, 1979. -208 с.

57. Дюнин, А. К. Вопросы теории переноса снега и аэродинамика снегозащиты / А. К. Дюнин // Снежный покров, его распределение и роль в народном хозяйстве, Москва, АН СССР, 1962.

58. Егоренкова, Л. И. Природоохранные основы землеустройства / Л. И. Егоренкова. — Москва: Агропромиздат, 1986. — 188 с.

59. Егоров, В. Н. Ход роста и эффективность полезащитных лесных полос из акации белой в степи Краснодарского края / В. Н. Егоров // Агроле-соландшафты: проблемы, свойства, управление и оценка. Вып. 1(106). Волгоград: ВНИАЛМИ, 1995. - С. 40-45.

60. Захаров, П. С. Лесные насаждения против суховеев и пыльных бурь / П. С. Захаров, М. Г. Слюсарев. Москва, 1970. - 61 с.

61. Захаров, П. С. Пыльные бури и борьба с ними / П. С. Захаров. -Ростов-на-Дону, 1961. — 36 с.

62. Защитное лесоразведение (опыт Волгоградской области); ВНИАЛМИ, Волгоградское упр-е лесн. хоз-ва: Лесн. пром-ть, 1968. 92 с.

63. Земляницкий, Л. Т. Выращивание лесных полос на солонцах и солонцовых почвах / Л. Т. Земляницкий II Почвы и полезащитные лесные насаждения на юго-востоке Европейской части СССР Москва - Ленинград, 1960. -С. 5-71.

64. Золотарёва, Е. В. Состояние защитных лесонасаждений в условиях сухой степи / Е. В. Золотарёва // Проблемы природопользования и сохранения биоразнообразия в условиях опустынивания: материалы междунар. науч.-практ. конф. — Волгоград, 2000. С. 191-193.

65. Зонн, С. В. Почвы / С. В. Зонн // Юго-Восток Европейской части СССР: сб. науч. тр.: -Москва: Наука, 1971. С. 170-193.

66. Ильев, JI. И. Об оценке полезных функций леса / Л. И. Ильев. -Лесное хозяйство, 1961. №8. - С. 15-16.

67. Инструктивные указания по проектированию и выращиванию защитных лесных насаждений на землях сельскохозяйственных предприятий. -Москва, 1973.-49 с.

68. Каргов, В. А. Лесные полосы и увлажнение полей / В. А. Каргов // Лесная промышленность, 1971. — 120 с.

69. Каргов, В. А. Лесные полосы и урожай / В. А. Каргов, А. Р. Константинов, Л. Р. Струзер // Гидрометеоиздат, Ленинград, 1974. С. 14-25.

70. Карманова, И. В. Математические методы изучения роста и продуктивности растений / И. В. Карманова. — Москва: Наука, 1976. 22 с.

71. Карузин, Б. В. Лесные полосы и урожай в Заволжье / Б. В. Кару-зин. Куйбышев: Облиздат, 1954. - 297 с.

72. Качинский, Н. А. Причины усыхания лесных насаждений / Н. А. Качинский. // Почвоведение. 1971. - № 3. — С. 63.

73. Качинский, Н. А. Почва, ее свойства и жизнь / Н. А. Качинский // Москва, Наука, 1975. 297 с.

74. Князева, Л. А. Защитное лесоразведение в сухой степи Западного Казахстана / Л. А. Князева. -М., 1975. С. 51-53.

75. Колданов, В. Я. Степное лесоразведение / В. Я. Колданов. Москва: Лесн. пром., 1967. — 221 с.

76. Коллектив авторов / Научно обоснованные системы сухого земледелия Волгоградской области в 1981 1990 гг., Волгоград: Ниж.-Волж. Кн. Изд-во, 1986.-256 с.

77. Константинов, А. Р. Испарение в природе / А. Р. Константинов. — Ленинград: Гидрометеоиздат, 1968. 532 с.

78. Константинов, А. Р. Лесные полосы и урожай / А. Р. Константинов, Л. Р. Струзер. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1974. - 216 с.

79. Копанев, И. Д. Влияние полезащитных лесных полос на распределение снежного покрова в засушливой зоне европейской территории СССР / И. Д. Копанев // Ленинград, Гидрометеоиздат, 1955. 66 с.

80. Краевой, С. Я. Защитное лесоразведение в полупустыне / С. Я. Краевой. Москва: Лесн. пром., 1968. - 120 с.

81. Краевой, С. Я. Эколого- физиологические основы защитного лесоразведения в полупустыне / С. Я. Краевой. Москва: Наука, 1970. 240 с.

82. Кретинин, В. М. Почвенно-мелиоративная и агробиологическая роль защитных лесонасаждений в среднем Поволжье / В. М. Кретинин // Защитное лесоразвдение в среднем Поволжье. С. 32-33.

83. Крывда, С. А. Природные условия и выращивание защитных лесных насаждений на юге Ергеней / С. А. Крывда. Элиста: Калмиздат, 1964. -47 с.

84. Кузьмичёв, В. В. Закономерности роста древостоев / В. В. Кузь-мичёв. Новосибирск: Наука, 1977. - 160 с.

85. Кулик, К. Н. Агролесомелиорация в Росии: история и стратегия развития / К. Н. Кулик, Е. С. Павловский, И. П. Свинцов // Вестник РАСХН. -2008.-№4.-С. 28-30.

86. Кулик, Н. Ф. Защитные лесонасаждения на крайнем юго-востоке и повышение их эффективности / Н. Ф. Кулик и др. // Вестник с.-х. науки. -1974.-С. 79-90.

87. Лазарев, М. М. К улучшению о системе полезащитных лесных полос / М. М. Лазарев // Научные сообщения КДН. Бюл. № 10 - Волгоград, 2001.-21 с.

88. Лазарев, М. М. О количестве рядов в полезащитных лесных насаждениях / М. М. Лазарев // Бюл. ВНИАЛМИ.-1975- Вып. 3(19).- С. 10-19.

89. Лазарев, М. М. Повышение роли агролесомелиорации в освоение биоэкологической системы земледелия / М. М. Лазарев // Агролесомелиорация: проблемы, пути их решения, перспективы. — Волгоград: ВНИАЛМИ, 2001.-С. 43-45.

90. Лазарев, М. М. Эффективность влияния системы лесных полос на медоносность сельхозугодий / М. М. Лазарев, Т. П. Муха // Комплексная экономическая оценка защитных лесных насаждений: сб. научн. тр. Волгоград: ВНИАЛМИ, 1989. - вып. 3 (96). - С. 151-157.

91. Левина, Ф. Я. Растительность / Ф. Я. Левина // Юго-Восток Европейской части СССР. Москва: Наука, 1971. - С. 230-239.

92. Линдеман, Г. В. Естественно растущий вяз мелколистный / Г. В. Линдеман. Москва: Наука, 1981.-91 с.

93. Макарычев, Н. Т. Технологические указания по созданию защитных лесонасаждений в тяжёлых лесорастительных условиях из наиболее устойчивых древесных пород / Н. Т. Макарычев и др. — Москва: Транспорт, 1993.-48 с. ;

94. Матлаш, В. С. защитное лесоразведение на юге Ергеней / В. С. Матлаш. Элиста: Калмиздат, 1974. - 144 с.

95. Маттис, Г. Я. Перспективные породы для лесоразведения в аридных условиях / Г. Я. Маттис // Москва: Лесное хозяйство, 2003. — Вып. 4. — 41 с.

96. Маттис, Г. Я. Повышение устойчивости защитных лесных насаждений в экстремальных условиях произрастания / Г. Я. Маттис // Лесн. хоз-во, 1999.-№ 3-С. 12-15.

97. Маттис, Г. Я. Повышение устойчивости защитных насаждений вяза в Нижнем Поволжье / Г. Я. Маттис, Б. А. Мухаев // Лесн. хоз-во. — 1979. — №8.-С. 28-31.

98. Маттис, Г. Я. Лесоразведение в засушливых условиях / Г. Я. Маттис, С. Н. Крючков / ВНИАЛМИ. Волгоград, 2003. - 292 с.

99. Матякин, Г. И. Лесные полосы и микроклимат / Г. И. Матякин. -Москва, 1952.-320 с.

100. Матякин, Г. И. Снегозащитные лесные полосы / Г. И. Матякин и др. // Москва, СОЮЗДОРНИИ, 1982. 80 с.

101. Методические рекомендации по изучению приёмов совершенствования технологии выращивания полезащитных лесных полос. Волгоград: ВНИАЛМИ, 1984.-36 с.

102. Методические рекомендации по обоснованию оптимальных параметров систем полезащитных лесных полос на землях, подверженных ветровой эрозии. Волгоград, 1989. - 60 с.

103. Методические указания по размещению полезащитных лесных полос в районах с активной ветровой эрозией. Москва, 1984. - 59 с.

104. Методика системных исследований лесоаграрных ландшафтов. — М., 1985.-112 с.

105. Мигунова, Е. С. Лесонасаждение на засоленных почвах / Е. С. Ми-гунова. Москва: Лесная промышленность, 1978. - 144 с.

106. Миронова, О. Н. Средозащитные и социальные функции лесныхнасаждений в Ростовской области / О. Н. Миронова, И. Г. Шарова // Сб. Комплексная экономическая оценка защитных лесных насаждений. -Волгоград: ВНИАЛМИ, 1989. С. 58-63.

107. Молчанов, А. А. Лес и окружающая среда / А. А. Молчанов // Москва: Наука, 1968. 247 с.

108. Муха, Т. П. Оздоровительная роль лесных полос в условиях антропогенных воздействий / Т. П. Муха // Сб. Экологическая и экономическая роль защитных лесных наваждений в лесоаграрном степном ландшафте. -Волгоград: ВНИАЛМИ, 1985. С. 108-111.

109. Никитин, П. Д. Влияние полезащитных полос на условия произрастания и урожайность сельскохозяйственных культур / П. Д. Никитин // Агролесомелиорация. Москва, 1972. С. 79-106.

110. Никитин, П. Д. Выращивание полезащитных лесных полос / П. Д. Никитин. Москва: Колос, 1972. - 103 с.

111. Никитин, П. Д. Защитное лесоразведение / П. Д. Никитин, С. А. Крывда. Москва: Лесн. пром., 1976. - 72 с.

112. Никитин, П. Д. О конструкции полезащитных лесных полос для Заволжья, Западной Сибири и Северного Казахстана / П. Д. Никитин // Вестник с.-х. науки. 1960. - № 8. - С. 123-127.

113. Никитин, П. Д. Об исследованиях в Среднем и Нижнем Поволжье / П. Д. Никитин. Тр. КазНИЛХ. - Целиноград, 1955. - Вып. 4. - с. 140-145.

114. Никитин, С. А. Защитные насаждения полупустыни / С. А. Никитин. Москва: Наука, 1971. - 79 с.

115. Никитин, С. А. Перспективы использования вяза мелколистного в защитном лесоразведении / С. А. Никитин. — Лесн. хоз-во, 1978. № 8. — С. 3941.

116. Никитин, С. А. Создание полезащитных насаждений в засушливой степи на каштановых почвах / С. А. Никитин // Вестник с.-х. науки. 1972. -№ 11. - С. 90-94.

117. Озолин, Г. П. Деревья и кустарники для защитного лесоразведения / Г. П.Озолин, Н. В. Лысова, Л. С. Савельева. Москва: Лесн. пром., 1974.-152 с.

118. Опыт полезащитного лесоразведения в зоне каштановых почв волгоградской области: ВНИАЛМИ, Волгоград, 1976. 22 с.

119. Павлов, А. К. О густоте посадки полезащитных лесных полос / А. К. Павлов, Е. Н. Савин // Лесн. хоз-во. 1970. - № 2. - С. 34-37.

120. Павловский Е. С. Полезащитные лесонасаждения в лесоограрном ландшафте / Е. С. Павловский // повышение эффективности полезащитного лесоразведения: сб. науч. тр. Волгоград, 1980. - С. 6-17.

121. Павловский Е. С. Проблемы Экологии полезащитных лесонасаждений на с.-х. землях / Е. С. Павловский // Агролесомелиоративные лесонасаждения, их экология и значение в лесоаграрном ландшафте: сб. науч. тр. выпуск 2. ВНИАЛМИ, Волгоград, 1983. С. 17-24.

122. Павловский, Е. С. Концептуально-програмные аспекты развития агролесомелиорации в России / Е. С. Павловский, Н. Г. Петров, Г. Я. Маттис. -Москва, 1995.-47 с.

123. Павловский, Е. С. Концепция современной агролесомелиорации / Е. С. Павловский. Волгоград, 1992. - 38 с.

124. Павловский, Е. С. Уход за лесными полосами / Е. С. Павловский. -Москва: Лесн. пром., 1976. 248 с.

125. Павловский, Е. С. Экологические и социальные проблемы агролесомелиорации / Е. С. Павловский. — Москва: Агропромиздат, 1988. 184 с.

126. Павловский Е. С. Агролесомелиорация и плодородие почв / Е. С. Павловский, Ю. И. Васильев и др.. Москва: Агропромиздат, 1991. - 128 с.

127. Панфилов, Я. Д. О конструкции лесных полос / Я. Д. Панфилов// На лесокультурном фронте. 1932. №7. — С. 25 — 26.

128. Панфилов, Я. Д. Полезащитные полосы на водораздельном плато зоны Поволжья / Я. Д. Панфилов // Полезащитные лесные полосы. Вып. №8. — Москва, 1937. — С. 3-64.

129. Петров, Н. Г. Система лесных полос / Н. Г. Петров. Москва: Рос-сельхозиздат, 1975. — 117 с.

130. Плюснин, И. И. Мелиоративное почвоведение / И. И. Плюснин // Колос. 1964.-472 с.

131. Попов, В. П. Формирование полезащитных насаждений / В. П. Попов, О. С. Попова. — Новосибирск: Наука, 1980. 144 с.

132. Попов, К. И. О ширине и конструкции лесополос / К. И. Попов // Тезисы докладов на науч.-практ. конф. по теории лесозащитного разведения в Волгограде. Волгоград, 1960. - 170 с.

133. Попова, О. С. Устойчивость полезащитных насаждений / О. С. Попова, В. П. Попов. — Красноярск, 1984. — 132 с.

134. Природа Волгоградской области. Волгоград: Нижнее-Волжское книжное изд., 1977. — 64 с.

135. Психометрические таблицы. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1972. —235 с.

136. Разумова, Л. А. Изменение агрометерологических условий под влиянием полезащитных лесонасаждений / Л. А. Разумова // Тр. ЦИП, вып. 131, Москва, Гидрометеоиздат, 1963. 103 с.

137. Раунер, Ю. Л. Тепловой баланс растительного покрова / Ю: Л. Раунер. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1972. - 202 с.

138. Ревут, И. Б. Научные основы минимальной обработки почвы / И. Б. Ревут // Земледелие. 1970. - № 2. - С. 17-23.

139. Рекомендации по адаптивному природопользованию в богарных и орошаемых агролесоландшафтах. Москва, 2002. - 14 с.

140. Рихтер, Г. Д. Снежный покров и его свойства / Г. Д. Рихтер // Москва, Ленинград, АН СССР, 1945.- 120 с.

141. Родин, С. А. Теоретические и практические аспекты повышения результативности искусственного выращивания леса / С. А. Родин, А. П. Родин // Лесн. хоз-во. 2005. - № 1. - С. 36-39.

142. Рудаков, В. Е. Метод изучения колебаний климата на толщину годичных колец / В. Е. Рудаков. Доклады АН АРМ. ССР, 1951. - С. 75-79.

143. Руководство по созданию устойчивых защитных лесных насаждений на крайнем юго-востоке европейской территории России. М.: изд. Федеральной службы лесн. хоз-ва России, 1996. - 80 с.

144. Рыжиков, Д. П. Влияние лесных полос разной конструкции на снегозадержание и урожай сельскохозяйственных культур / Д. П. Рыжиков // снежный покров, его распределение и роль в народном хозяйстве. Москва: Изд. АН СССР, 1962. - С. 229-234.

145. Рябов, Е. И. Ветровая эрозия почв, дефляция и ее предотвращение / Е. И. Рябов // Ставрополь: Кн. изд-во, 1996. 285 с.

146. Савельева, Л. С. Биологическая устойчивость и долговечность деревьев и кустарников в защитных лесополосах сухой и полупустынной степи: автореф. дис. . доктора биолог, наук: / Л. С. Савельева. Днепропетровск, 1974.-48 с.

147. Савельева, Л. С. Рост и состояние древесных пород в защитных лесных насаждениях в полупустынных степях Калмыкии и Ставрополья при разной лесопригодности почв / Л. С. Савельева, Т. Л. Исаева,// Бюл. ВНИАЛ-МИ. 1974. Вып. 16(70). - С. 49-52.

148. Савельева, Л: С. Устойчивость деревьев, и кустарников в защитных лесных насаждениях / Л; С. Савельева. — Москва: Лесн. пром., 1975. -168 с.

149. Сажин, А. Н. Климатические ресурсы / А. Н. Сажин // Природа

150. Волгоградской области. Волгоград: Перемена, 1995. - С 109-132.

151. Сажин, А. Н. Природно-климатический потенциал Волгоградской области: научное исследование природно-климатических ресурсов области за 100-летний период / А. Н. Сажин. Волгоград: ВГСХИ, 1993. - 28 с.

152. Сазонов, И. Н. Защита почвы и посевов от пыльных бурь лесными полосами / И. Н. Сазонов // Полезащитные лесные полосы в борьбе с пыльными бурями. Волгоград, 1969. - С. 139-142.

153. Самцов, А. С. Влияние осадков и температуры воздуха на сложение годичных слоёв дуба черешчатого / А. С. Самцов // Флористические и геоботанические исследования в Белоруссии: сб. науч. тр. Минск, 1970. - С. 45-51.

154. Сапожникова, С. А. Микроклимат и местный климат / С. А. Са-пожникова // Ленинград: Гидрометеоиздат, 1950. — 240 с.

155. Сергеева, И. С. Зависимость испаряемости от ажурности и количества рядов моделей лесных полос / И. С. Сергеева // Лес. Наука. Молодежь: сборник матер, по итогам науч.-исслед. работы молодых ученых за 2005-2006 гг. Воронеж, 2006. С. 191-194.

156. Сергеева, И.С. Изучение влияния системы лесных полос на продуктивность сельскохозяйственных культур в сухой степи / И. С. Сергеева // Наука и молодежь: Новые идеи и решения: матер. Междунар. науч.-практ. конф. Волгоград, ИПК «Нива», 2007. С. 410-414

157. Сергеева, И. С. Энергоемкость и капиталоемкость создания защитных лесных насаждений на светло-каштановых почвах Волгоградской области / И. С. Сергеева, С. Ю. Турко // Аграрный вестник Урала, 2008, N° 12. -С. 84-85.

158. Сергеев, П. Н. Лесная таксация / П. Н. Сергеев. Москва, Ленинград: Гослесбумиздат, 1953.-311 с.

159. Симоненко, А. П. Лесоразведение на Алтае / А. П. Симоненко и др. // Монография. — Барнаул, 2003. 234 с.

160. Симоненко, А. П. Диагонально-групповые полезащитные лесные полосы в алтайской Кулунде /. А. П. Симоненко, Т. И. Симоненко // Экологические аспекты агролесомелиорации в Западной Сибири —Барнаул, 1989. 69 с.

161. Симоненко, А. П. Роль защитных лесных насаждений в стабилизации придопользования и охране окружающей среды полуаридной зоны Западной Сибири / А. П. Симоненко // Роль мелиорации в природопользовании. Владивосток: Изд-во АН СССР, 1990. - С. 3-6.

162. Смалько, Я. А. Ветрозащитные особенности лесных полос разных конструкций / Я. А. Смалько. Киев: Госсельхозиздат УССР, 1964. - 192 с.

163. Соколов, А. И. Создание культур ели на вырубках с каменистыми почвами / А. И. Соколов, В. А. Харитонов. Петрозаводск, 2001. — 80 с.

164. Справочник агролесомелиоратора / Г. Я. Маттис и др.. — Москва: Лесн. пром., 1984. 248 с.

165. Справочник агролесомелиоратора / Под ред. А. Ф. Калашникова. -Лесн. пром., 1971.-272 с.

166. Справочник базовых цен на лесохозяйственные изыскания / разработан ФГУП РОСГИПРОЛЕС совместно с ФГУП ПНИИИС. Москва, 2006. 70 с.

167. Степанов, А. М. Полезащитное лесоразведение и его эффективность / А. М. Степанов // Агролесомелиорация: проблемы, пути их решения, перспективы. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2001. - С. 21-24.

168. Субрегиональная Национальная программа действий по борьбе с опустыниванием (НПДБО) для юго-востока европейской части Российской Федерации / ЮНЕП, ЦМП Госкомэкологии России. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2000. - 247 с.

169. Типовые технологические карты возделывания и уборки зерновых колосовых культур / Н. А. Столбушкин и др. Москва: 1984. - 302 с.

170. Трибунская, В. М. Экономическая эффективность защитных лесных насаждений в системе охраны почв от эрозии / В. М. Трибунская // Москва: Агропромиздат, 1990. 175 с.

171. Устиновская, Л. Т. Степное лесоразведение / Л. Т. Устиновская -Москва: Лесн. пром., 1979. 288 с.

172. Федеральная программа развития агролесомелиоративных работ в России. Волгоград, 1995.-245 с.

173. Эрперт, С. Д. Рост и долговечность вяза мелколистного в насаждениях разного строения / С. Д. Эрперт, Г. В. Линдеман // Лесоведение. -1973.-№5.-С. 45-50.

174. Эффективность агролесомелиорации в нечерноземной зоне РСФСР. Москва, Лесная промышленность, 1980. - 168 с.

175. Chepil W.S. Influence of moisture erodibility of soil by wind /Soil Sci.- 1956.-V 20, №2.

176. Clarke, R. The Handbook of Ecological Monitoring / R. Clarke/ Oxford: Clareandon press. 1986. - 298 p.

177. European society for soil conservation. Hodel for predicting efficiently of soil and water conservation practice. New stetter, 1994. — 36 p.

178. Hiscor, J. L., Jsraillstan Q. F. A method of extraction of chlorophyll from leaf tissue without mate ration. Canada Journal of Botany, Number 12. June. 1978.-P. 332-334.

179. Lee, L. K. Landuse and soil loss / L. K. Lee // Soil and water conserve.- 1984.-№4-P. 226-228.

180. Moldenhauer W. C., Dunkan E. R. Prinoiples and methods of wind -erosion control in Jowa // Spec. Frept. Jowa State Univ. Sci., and Fechol 1969. -№62.

181. Syed R. Steadies on wind protection // Institute for biological field research. Netherlands, Mededeling. - 1962. - № 60. - 110 p.

182. Young, A. Agroforesty for soil conservation / A. Young. Walling-ford: CAB Intemat: opal, 1989.-276 p.

183. Zachar, D. Soil Erosion / D. Zachar. Amsterdam-Oxford-New York: VEDA, 1982.-548 p.

Информация о работе

Сергеева, Ирина Сергеевна
кандидата сельскохозяйственных наук
Волгоград, 2009
ВАК 06.03.04

Диссертация

Агроэкологический потенциал и противодефляционная эффективность лесных полос на пашне сухой степи в новых условиях землепользования - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы