Scientific journal

Scientific Review. Biological science

ISSN 2500-3399

ПИ №ФС77-57454

В последние годы все больше уделяется внимания защите почв от водной и ветровой эрозии, а также эффективности ведения сельского хозяйства в условиях степного Крыма. Агролесомелиорация, бесспорно, является одним из сильных инструментов формирования экологического баланса агроландшафтов. Защитные лесополосы, формируя систему защитных насаждений на «защищенных» полях, благоприятно влияют на факторы снижения скорости ветра, минимизацию потери влаги, снижения, а впоследствии и прекращения эрозийных процессов почв, что в целом не может не сказаться благоприятно на повышении роста урожайности сельскохозяйственных культур в сравнении с открытыми полями.

Поскольку развитие аграрного сектора республики Крым является одним из приоритетных направлений, а агролесомелиорация – одним из значимых факторов в достижении этих целей, то и вопрос по восстановлению полезащитных систем должен решаться системно и незамедлительно.

Целью исследования является картографирование и дешифрирование спутниковых фотоснимков с использованием ГИС-технологий для определения современного состояния, в том числе состояния формирования системы защитных насаждений, а также установления взаимосвязи протяженности и площади лесополос при определении оптимальной полезащитной лесистости на территории Красноперекопского и Первомайского районов Республики Крым в соответствии с почвами произрастания.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования выступают 672 существующие, сохранившие 50 % и выше древесных насаждений, защитные лесополосы общей протяженностью 750817 м на территории Красноперекопского и Первомайского районов Республики Крым. Оценка состояния лесополос проводилась по методике лесной таксации [1]. В исследовании применена методика, основанная на данных дистанционного геоинформационного картографирования и моделирования территории [2–4].

Результаты исследования и их обсуждение

Вопрос необходимой обеспеченности сельскохозяйственных угодий защитными лесонасаждениями, изучен довольно хорошо. Определены рекомендуемые значения площади (%) для формирования защитных лесонасаждений, расстояния между основными (ветроломными) и поперечными лесополосами, а также установлен оптимальный угол размещения основных полос относительно направления преобладающих групп ветров [5–7].

В то же время полезащищенность сельскохозяйственных угодий должна выражаться не только в процентном соотношении облесенных и необлесенных площадей агроугодий, а также и протяженностью защитных насаждений на единицу площади.

На основании многолетних наблюдений метеостанций Воронки и Клепинино построены векторы направления основных, в среднегодовом разрезе, групп ветров: северо-восточные (48 %) и юго-западные (31 %) [8, 9], а также определены лесополосы, имеющие расположение относительно перпендикулярного направления основных групп ветров с отклонением не более 30°.

Установлено, что Красноперекопский и Первомайский районы, расположенные в северной части степного Крыма, имеют неравномерный характер размещения защитных лесополос, а расстояния между основными (ветроломными) полосами, в большинстве случаев значительно превышают рекомендуемые. Так, наибольшая протяженность защитных лесополос на исследуемой территории присуща северо-восточной четверти Первомайского района и юго-западной четверти Красноперекопского района (19,04 и 17,5 % соответственно), а наименьшая – юго-западной и северо-западной четвертей Первомайского района (6,7 и 6,73 % соответственно).

Таблица 1

Протяженность и процентное соотношение размещения защитных лесополос по территории Красноперекопского и Первомайского районов

В то же время территории юго-восточных четвертей обоих районов и северо-западной четверти Красноперекопского района имеют более равномерное обеспечение лесополосами, а лесополосы, не имеющие отклонения более 30° относительно направления вредоносных ветров, имеют наибольшую протяженность на территории северо-западной четверти Красноперекопского района (3,57 %) и наименьшую –на территории юго-западной четверти Первомайского района (0,55 %). Данные по протяженности и размещению защитных лесополос приведены в табл. 1.

В силу своего расположения на территории Красноперекопского и Первомайского районов только 11,75 % от всех существующих полос имеют оптимальное расположение относительно перпендикулярного направления наиболее распространенных групп ветров и, как следствие, способны наиболее эффективно выполнять свои функции. Остальные полезащитные лесополосы расположены под более острым углом, что в значительной мере снижает их эффективность.

Определение значения полезащищенности агроугодий, выраженное в протяженности защитных насаждений на единицу площади, с учетом грунтов произрастания, производилось по формуле (3). Для определения протяженности основных (ветроломных) и поперечных лесополос на единице площади применялись формулы (1) и (2), а для определения площади лесополос – формула (4). Данные расчеты выполнены на базе метрической модели поля в виде квадрата, площадью 100 га с длиной сторон 1000 м каждая с последующей интерпретацией на всю территорию исследования.

(1)

где Lpо – общая протяженность основных (ветроломных) лесополос на единице площади;

Lp – протяженность одной основной лесополосы (по условиям данной модели, эта величина равна 1000 м);

Нmax – максимальное расстояние между основными лесополосами в соответствии с типом грунтов произрастания;

Нmin – минимальное расстояние между основными лесополосами в соответствии с типом грунтов произрастания.

(2)

где Lv – общая протяженность поперечных лесополос на единице площади;

hmin – минимальное расстояние между поперечными лесополосами;

hmax – максимальное расстояние между поперечными лесополосами.

Lopt = Lpо + Lv, (3)

где Lopt – оптимальная (эталонная) протяженность лесополос на единицу площади (100 га).

Площадь лесополос, с учетом оптимальной (эталонной) протяженности лесополос на единице площади, рассчитывалась по формуле

S = (Lpо × D) + (Lv × d), (4)

где S – общаяплощадь лесополос для этого типа грунтов;

D – ширина основной лесополосы;

d – ширина поперечной лесополосы.

В результате произведенных расчетов, применив формулы (1)–(4), получены значения оптимальной (эталонной) протяженности и площади лесополос в условиях модели для каждого типа почв (табл. 2). В качестве исходных метрических данных были взяты рекомендуемые значения, указанные в табл. 3.

Структура площадей преобладающих почв на территории Красноперекопского и Первомайского районов подробно представлена в табл. 4.

В результате последующих вычислений получены эталонные значения протяженности лесополос, а также фактической обеспеченности в защитных лесополосах (по показателю протяженности) для каждого района, данные представлены в табл. 5. Для расчета эталонных значений протяженности лесополос, а также фактической обеспеченности в защитных лесополосах (по показателю протяженности) применялись формулы

Lэталон = Sп / 100, (5)

где Lэталон – эталонная протяженность лесополос района;

Sп – общая площадь почвы на территории района;

S = (Lфакт × 100%) / Lэталон, (6)

где S – обеспеченность района в защитных лесополосах (%).

Таблица 2

Оптимальные (эталонные) значения протяженности и площади защитных лесополос

Таблица 3

Рекомендованные значения расстояний для систем защитных лесополос [5, 10, 11]

Таблица 4

Площади сельскохозяйственных угодий (почв) в разрезе территорий административных районов [12]

Таблица 5

Эталонная протяженность и площадь защитных лесополос

Красноперекопский район имеет обеспеченность в защитных лесополосах (по показателю протяженности) на уровне 14,44 %, а Первомайский район – 9 % от оптимальной (эталонной) протяженности лесополос для района. В среднем полезащищенность обоих районов не превышает 12 % от необходимого.

Заключение

Красноперекопский и Первомайский районы, расположенные в северной части степного Крыма, характеризуются неравномерным территориальным распределением лесозащитных насаждений по территории, а также крайне малой обеспеченностью (менее 12 %), в особенности имеющими оптимальное размещение относительно направления преобладающих групп ветров, от необходимого показателя. Также на исследуемой территории практически отсутствуют признаки хорошо сформированной системы защитных насаждений, в силу чего можно говорить, что защищенность территорий в целом неудовлетворительна.

Наряду с общепринятым определением облесенности территорий, выражаемой в процентах от площади, также для определения защищенности агроугодий следует применять значение протяженности защитных лесополос на единице площади. Исходя из чего оптимальной полезащитной лесистостью сельскохозяйственных угодий степной части Республики Крым следует считать для почв южного чернозема – 4,0 % с протяженностью не меньше чем 2900 м/100 га, для темно-каштановых почв – 5 % с протяженностью не меньше чем 3450 м/100 га, а для каштаново-солончаковатых почв этот показатель должен быть увеличен с 6 до 7 % и протяженностью не меньше чем 4550 м/100 га. Причем приоритетным фактором должно быть определено значение протяженности защитных лесополос на единице площади.