Проектирование защитных лесонасаждений

Министерство сельского  хозяйства

ФГОУ ВПО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия»

Институт лесного и лесопаркового хозяйства

Кафедра лесных культур

ЛЕСОМЕЛИОРАЦИЯ ЛАНШАФТОВ

Тема: «Проектирование защитных лесонасаждений»

                                                                Проверил: Хайлова О.В.                                                                  Выполнил: Студентка 342 гр.                                                                                              

Менщикова А.

Уссурийск  - 2013г.

Содержание

Введение..................................................................................................

1. Проектирование полезащитных полос............................................

1.1 Назначение полезащитных полос..............................................

1.2 Размещение полезащитных полос на местности.....................

1.3 Подбор древесно-кустарниковых пород и проектирование схемы смешения................................................................................

1.4 Агротехника выращивания полезащитных полос..................

2. Проектирование противоэрозионных насаждений.....................

2.1 Назначение противоэрозионных насаждений.......................

2.2 Противоэрозионная организация территории хозяйства....

2.3 Подбор пород и схема смешения в прибалочной полосе....

3. Проектирование снегозащитных полос........................................

4. Расчетная часть................................................................................

Схема строения полезащитных полос...............................................

Схема строения прибалочной  полосы...................

Схема строения снегозадерживающей полосы вдоль автомобиль-ной  дороги.............................................................................................

Проект защитных лесонасаждений...................................................

Заключение..........................................................................................

Литература............................................................................................

Введение

Главной задачей нашего общества является сохранение окружаю-щей среды и рациональное использование природных ресурсов - охрана атмосферы, земель, недр, лесов, вод и их экологическое использование, сохранение биологического разнообразия, борьба с опустыниванием и засухой и так далее.

Рациональное  использование земельных, водных и  лесных ресур-сов, борьба с опустыниванием и засухой предопределили актуальность агролесомелиоративных работ.

Агроэкологическая обстановка в России близка к кризисному сос-тоянию вследствие разрушающего действия водной и ветровой эрозии, засухи, суховеев. В результате действия водной эрозии вымывается 30-60 плодородия на площади 25 %, а так же растут овраги их площадь равна почти 1 млн.га., площадь заовраженных земель составляет 5-8 млн.га.

За  счет ветровой эрозии ежегодно в атмосферу  выносится 0,4 т/га, пыли. Продуктами водной и ветровой эрозии совместно с  химикатами с полей загрязняются водные источники.

Значительны темпы опустынивания, так подвижные  пески, зани-мавшие в недалеком прошлом несколько десятков тысяч гектаров, теперь охватывают до 1 млн.га. иногда продуктивных пастбищ.

Для предотвращения деградации и опустынивания земель приме-нимы агролесомелиоративные мероприятия по защитному лесоразве-дению.

Защитное  лесоразведение - наука и отрасль  общественного произ-водства, которые используют лесные насаждения для защиты природных и хозяйственных объектов от различных неблагоприятных воздействий, а так же для улучшения их функционирования.

Защитное  лесоразведение на сельскохозяйственных землях назы-вается агролесомелиорацией.

Особенно  остро вопросы развития агролесомелиорации стоят на Да-льнем Востоке. Ведь дальневосточный район относится к зоне неустойчи-вого земледелия. Малоснежные зимы в сочетании с сильными ветрами ведут к иссушению почвы и переувлажнению поверхностных горизонтов, в то же время обильные летние осадки вызывают сильное развитие про-цессов водной эрозии. Вследствие этого ежегодные потери сельхозпро-дукции.

Поэтому задачей лесомелиорации сельскохозяйственных земель является формирование и совершенствование  лесоаграрных ландшафтов как высокопродуктивных, биологически устойчивых и саморегулирую-щихся систем, способных противостоять разрушению почвы, снижению ее плодородия, химическому загрязнению среды и т. д.

1. Проектирование полезащитных полос

1.1.    Назначение полезащитных полос

Полезащитные  лесные полосы - это узкие ленточные  насаждения, размещаемые на землях сельскохозяйственных предприятий с целью защиты их от вредоносных явлений природы. Главное назначение полезащитных лесных полос - снижение скорости ветра. Поэтому они называются еще ветроломными. Снижая скорость ветра, полезащитные полосы защищают почву от дефляции и, кроме того, способствуют улучшению таких показателей микроклимата как температура и влажность приземного слоя воздуха и почвы, равномерность распределения снега на полях, скорость оттаивания почвы и так далее. Так же они повышают влажность нижних слоев, изменяя их температуру режима. Снижают скорость испарения, транспирации и влажности почвы.

1.2. Размещение полезащитных полос  на местности.

Размещаются полезащитные лесополосы на пахотных угодьях, расположенных на равнине  или на склонах крутизной на более 2-3 градусов. При проектировании и размещении полезащитных лесополос на местности учитывают такие факторы: направление господствующих ветров, элементы рельефа, наличие дорог, организация территории землепользования.

По  отношению к господствующим ветрам полезащитные лесополосы бывают основные и вспомогательные. Основные полосы стараются размещать перпендикулярно к направлению господствующего ветра, а вспомогательные - перпендикулярно к основным. В плане образуется система взаимно перпендикулярных полос, где основные полосы находятся вдоль длинных сторон полей (их называют продольными), а вспомогательные - вдоль коротких сторон полей (поперечные). При этом продольные лесополосы снижают скорость господствующих ветров, а вспомогательные - ветров других направлений.

В процессе создания полос приходится считаться  с тем, что в хозяйстве уже  есть дороги различного назначения. Перепроектировать  их экономически нецелесообразно. Поэтому  полосы «привязывают» к существующим дорогам, размещая их с обеих сторон от дороги или с северной (западной) стороны. При этом допускается отклонение полос от перпендикуляра (по отношению к ветру) на 30 градусов.

Для того, чтобы полосы как можно лучше  выполняли свою роль и при этом не мешали работникам сельского хозяйства, в местах стыков делают разрывы шириной 20-30 метров. Если расстояние между поперечными полосами больше 1 км. в продольных полосах. Через каждые 500 м. делают косые разрывы шириной 6-7 м.

Очень важно выбрать оптимальную ширину полезащитных полос и расстояние между ними. Если полосы слишком широкие и располагаются часто, то пахотные угодия будут изъяты из сельскохозяйственного производства. Если же полосы слишком узкие и располагаются редко, они не смогут выполнять свои защитные функции.

По  современным требованиям ширина полезащитных полос рекомендуется на более 15 м., а количество рядов в полосе 2-5. Обычно в основных полосах рекомендуется иметь 3-5 рядов, в вспомогательных на 1-2 ряда меньше. Расстояние между рядами 2,5-4 м., шаг посадки 1-3 м.

Под шириной полезащитной полосы подразумевается расстояние между крайними рядами плюс 2 закройки равные 1 междурядью.

Расстояние  между основными полосами регламентируется длиной «ветровой тени» - расстоянием, на которое под действием лесополосы снижается скорость ветра не ниже чем на 15-20 % по сравнению со скоростью ветра в открытом поле. Обычно длина «ветровой тени» равна 25 высотам полосы.

Расстояние  между вспомогательными лесополосами обуславливается оптимальной длиной гона трактора, то есть 1-2 км.

В целом  площадь полезащитных полос должна составлять не менее 3 и не боле 5 % от площади пахотных угодий хозяйства.

Лесные  полосы бывают различных конструкций. Конструкция лесной полосы - это  ее плотность по вертикальному профилю, то есть количество просветов в кронах и между стволами. Выделяют 3 основные конструкции защитных лесополос: плотные, ажурные и продуваемые.

В полосе плотной конструкции ветропроницаемость вертикального профиля не более 25-30 %. Это сложные многоярусные насаждения, состоящие из главных, сопутствующих пород и кустарников.

Ажурные лесополосы имеют ветропроницаемость от 35-70 %. Двух породные: главная и  сопутствующая породы и главная  порода и кустарник.

Продуваемые лесополосы содержат до 30 % просветов  в кронах и до 70 % между стволами. Это обуславливается тем, что они состоят из 1 породы и имеют в составе не более 2-3 рядов.

Кроме этих 3 основных конструкций лесополос  часто встречаются промежуточные: ажурно-подуваемые, ажурно-плотные  и так далее.

Для полезащитного лесоразведения наиболее подходящими являются полосы ажурной, продуваемой и ажурно-продуваемой конструкции. Это связано с распределением снега на полях. Полосы плотной конструкции собирают сугробы снега внутри себя и на подветренной опушке, а за ними снежный шлейф тянется на расстояние 5-7 высот полосы. Остальная часть поля остается практически без снега.

Под влиянием полос ажурной конструкции  невысокий снежный сугроб образуется на удалении 1-3 высот полосы с подветренной опушки, а за ним тянется длинный  шлейф - до 10-15 высот. За полосами продуваемой конструкции сугробы практически не образуются, а снежный шлейф тянется на расстояние до 20 высот полосы. В полосах продуваемой конструкции зимой часто выдувается снег вместе с почвой.

Наиболее  эффективными являются ажурно-продуваемые  полосы. Под их воздействием «ветровая тень» получается равномернее.

1.3. Подбор древесно-кустарниковых  пород и проектирование схемы  смешения.

По  составу полезащитные лесные полосы могут быть чистыми и смешанными, а по структуре полога - одноярусными и двухъярусными.

Чистыми по составу полезащитные полосы формируются обычно из тополя или осины. Как правило, это двух-, трехрядные полосы продуваемой конструкции. Чаще высаживают смешанные полосы из 2 главных пород (главной и сопутствующей) или из главной породы и кустарника.

В качестве главных пород можно использовать тополь, березу плосколистную, осину, ясень, лиственницу, сосну. В качестве сопутствующих  пород - березу даурскую, клены, ильмы, липы. Из кустарников в полезащитном лесоразведении рекомендуются: леспедеца, шиповник, пузыреплодник, лещина.

Лучшими способами являются древесно-кустарниковый  или древесно-теневой.

Схемы смещения в основных полосах могут  быть следующие (Г -главная порода, С - сопутствующая порода, К - кустарник):

В этом курсовом проекте мы используем для основных полос трехрядные полосы по схеме смешения: С-Г-С, в качестве главной породы Лиственница, а сопутствующая порода - Клен. Для граничных пород четырехрядные полосы по схеме смешения: С-Г-Г-С, в качестве главной породы Дуб, а сопутствующая порода - Береза. Для вспомогательных полос схема смешения такая: двухрядные  полосы           Г –Г, главная порода – Сосна.

1.4.    Агротехника выращивания  полезащитных полос.

Обработка почвы под полезащитные полосы производится также как и под сельхозкультуры в данном районе. Для Дальнего Востока - это зяблевая вспашка на полную глубину пахотного слоя с последующей весенней культивацией и с боронованием.

Методом закладки полос должна быть только посадка свежевыкопанными сеянцами. К посадке следует приступать одновременно с посевом ранних зерновых культур.

В связи  с тем, что закладка полос производится по старопахотным хорошо обработанным землям посадку можно максимально  механизировать. Для этих целей хорошо подходят лесопосадочные машины как  СЛН-1, СЛН-2, ССН-1. В случае использования крупномерных саженцев для их посадки можно использовать сажалку марки МПС-1.

Уход  за полезащитными полосами заключается  в дополнении посадок, рыхлении почвы  и борьбе с сорняками.

Дополнение  производится по результатам осенней  инвентаризации в первые 2 года роста полос. При расстоянии между саженцами в ряду до 1,5 м. Дополнение производят, если отпад саженцев составляет более 10 %, то есть приживаемость посадок меньше 90 %. При расстоянии в ряду 1,5 м. и более -восстанавливаться должно каждое выпавшее растение независимо от % приживаемости. Если приживаемость составляет меньше 25 %, такие полосы списывают и повторно садят.

Агротехнический уход за посаженными полосами начинается со сплошного послепосадочного боронования  почвы легкими зубовыми боронами типа БЗСС-1. Эта операция нужна, для того чтобы взрыхлить почву, уплотненную в процессе посадки. Затем регулярно в течении первых 4-6 лет ведется рыхление почвы и уничтожение сорняков. Для этих целей можно использовать культиваторы всех марок, применяемых в сельском хозяйстве. Цикл уходов по годам зависит от степени зарастания полос сорняками и от погодных условий. Обычно в первые 2 года проводят по 4-5 культивации, в остальные годы - по 2-3.

С целью  лучшей задержки снега в самой  полосе и большого накопления влаги рекомендуется в первые 3-5 лет роста посадок проводить ежегодно осенью перепашку или глубокое рыхление междурядий.

При проведении уходов нельзя забывать о закрайках. Они должны постоянно поддерживаться в состоянии черного пара.

Иногда заложенные полезащитные полосы не выполняют возложенные на них функции: неверно подобран состав древесных пород, слишком большой отпад саженцев главной породы и так далее.

Во  всех этих случаях приходится прибегать  к исправлению полос. Исправление  полос осуществляется путем ремонта, реконструкции или восстановления.

Ремонтом  называется пополнение полезащитных полос  в возрасте 3-5 лет. Ремонтные саженцы  высаживаются на место погибших. При этом сохраняется схема размещения посадочных мест и подбор пород. Почва готовится ямками, посадка осуществляется вручную и под лопату.

Реконструкция - это направленная смена состава, количества рядов, а также реконструкция  лесополос. Она проводится, когда лесополосы находятся в хорошем состоянии, но полезащитную функцию не выполняют. Реконструкция может осуществляться путем уменьшения ширины полос, посадки кустарников «на тень» и так далее. Таким образом реконструкция может менять полностью первоначальную схему строения полос: количества рядов, размещение посадочных мест, густота посадки и так далее.

Восстановление - это повторная посадка погибших лесных полос. Сначала устанавливают  причину гибели полосы. Только потом  приступают к восстановлению. Уцелевшие деревца убирают, пни выкорчевывают. Повторно осуществляют основную обработку почвы и посадку.

2.Проектирование противоэрозионных насаждений.

2.1. Назначение противоэрозионных  насаждений.

В противоэрозионной  системе размещения всех видов защитных насаждений направлено на регулирование снегоотложения и поверхностного стока с целью не допустить возникновения водной эрозии. Главное их достоинство в том, что они практически полностью прекращают поверхностный сток, переводя его в подземный. Это качество лесных насаждений объясняется следующим: благоприятной физической структурой лесных почв, обладающих большой водопроницаемостью; высокими водоохранными свойствами лесной подстилки; предохранением почвы от промерзания; медленным таянием снега.

По  своему целевому назначению противоэрозионные искусственные лесные насаждения бывают следующих видов:

1. водорегулирующие - они предназначены для задержки и 
поглощения поверхностного стока и перевода его в подземный. Их 
еще называют стокорегулирующими.

2. прибалочные и приовражные лесные полосы защищают берега 
балок и откосы оврагов от размывов, регулируют поверхностный 
сток, улучшают микроклимат и гидрологический режим, 
способствуют рациональному использованию малопродуктивных 
земель, скрепляют почву и грунты.

3. склоно- и руслозащитные лесные насаждения создаются с целью закрепления почв от смыва и размыва, а также с целью 
эффективного хозяйственного использования малопродуктивных 
земель. Руслозащитные насаждения служат для окончательного 
закрепления грунта, остановки поверхностного стока и 
хозяйственного использования земель.

Так же насаждения защищают земли от размыва  и заноса песком и илом, сокращают  испарения воды, улучшают условия  рыборазведения, препятствуют образованию  селевых потоков, защиту объектов от разрушений и так далее.

2.2. Противоэрозионная организация  территории хозяйства.

Противоэрозионная организация территории хозяйства  производится при землеустройстве. При этом вся площадь сельскохозяйственного  предприятия делится на 3 земельных  фонда: приводораздельный, присетевой и гидрографический.

В приводораздельный  фонд включаются все участки, расположенные  на равнине и на склонах крутизной  не более 3 градусов. Почвы здесь  несмытые, слабосмытые и частично смытые.

В присетевой фонд относятся участки, расположенные на склонах от 3 до 8 градусов. В него входят земли, примыкающие к гидрографической сети.

В гидрографический фонд включаются участки, расположенные  на склонах крутизной более 8 градусов, а так же балки, овраги и их конусы выноса.

Кроме того, в каждом хозяйстве по степени эрозированности выделяют 9 категорий земель, объединенных в 3 группы:

1 группа. Земли интенсивного использования.

1) Неэродированные земли. Это поля, расположенные на равнине или на склонах крутизной до 1 градуса. Водная эрозия почвы здесь отсутствует, а поля должны защищаться от ветровой эрозии путем посадки полезащитных полос.

2) Участки с несмытыми или слабосмытыми почвами. Это поля, расположенные на склонах до 3 градусов. Здесь уже проявляется водная эрозия в виде поверхностного смыва почвы. Для борьбы с нею необходимо применять специальные способы обработки почв.

3) Участки со слабо- и среднесмытыми почвами. Это поля расположенные на склонах крутизной до 5 градусов. Здесь может проявляться и поверхностная и струйчатая водная эрозия почвы. Для ее предотвращения необходимо применять противоэрозионную агротехнику выращивания сельхозкультур.

4) Участки со среднесмытыми почвами с предрасположенностью к сильному смыву. Поля на склонах крутизной 5 -7 градусов.

2 группа. Земли пригодные для ограниченного использования. К этой группе относится только 1 категория земель - участки с сильносмытыми почвами. Это поля на склонах крутизной 5-8 градусов.

3 группа. Земли непригодные для обработки. Участки расположенные на склонах крутизной более 8 градусов.

1) Участки сенокосов и пастбищ с нормированным выпасом скота.

2)Участки ограниченно пригодные под пастбища с очень строгим 
нормированием выпаса скота.

3)Участки полностью непригодные под ведение сельского хозяйства, а 
пригодные только под лесоразведение.

4)Бросовые земли: скалы, обрывы, галечники и тому подобное.

При землеустройстве в хозяйстве  составляется почвенно-эрозионная карта  с нанесением всех категорий земель. Для каждой категории даются рекомендации по всему комплексу агротехники  выращивания сельхозкультур.

В тех  районах Дальнего Востока, где наблюдается  водная эрозия почвы, границы хозяйств целесообразно устанавливать по водоразделам, что даст возможность  проектировать противоэрозионные  мероприятия по всему профилю  водосборного бассейна. Особенно важно правильно размещать линейные рубежи внутри хозяйств: дороги, границы полей, каналы и др. Все они должны располагаться поперек склонов даже при уклонах местности до 2°.

При разработке севооборотов помимо типов  почв и уклонов необходимо так  же учитывать длину и форму склонов. Длинные склоны с равномерными уклонами более опасны в эрозионном отношении, чем короткие или неоднородные по форме. Выпуклые элементы рельефа эродируются сильнее, чем вогнутые или прямые. Соответственно должны подбираться и типы севооборотов.

2.3. Подбор и схема смещения  в приовражной полосе.

Прибалочные полосы размещают вдоль обоих откосов крупных балок на расстоянии ожидаемого осыпания откоса, не ближе 3-5 м. от бровки. Если присетевая зона сильно изрезана промоинами, лесную полосу располагают выше краевых размывов, а по ее нижней опушке устанавливают водозадерживающий или водоотводящий вал (канаву с валом).

Прибалочные полосы всегда создаются плотной и ажурной конструкции. Посадочные места в приовражной полосе: 2 - 3 м. между рядами и 1 - 1,5 м. в ряду.

В этом курсовом проекте мы используем для  основных полос четырехрядные полосы по схеме смешения: К – С – Г- С– Г – С – Кк , в качестве главной породы Лиственница, а сопутствующая порода – Береза, кустарник – малина, а корнеотбрасывающие растения – лиспидеца.

3. Проектирование снегозащитных полос

К снегозадерживающим относятся лесонасаждения, которые  предупреждают заносы пути метелевым  снегом. Такие насаждения проектируются  в районах с выраженным метелевым  переносом снега вдоль всех снегозащитных участков, если они надежно защищены естественными сооружениями.

Снегозадерживающие  насаждения могут быть однополосными, двухполосными, трехполосными и  многополосными. Однополосные защиты подразделяются на узкие и широкие. Многополосные защиты так же могут состоять из узких и более широких.

Для увеличения снегопоглощающей способности  лесных полос рекомендуется следующая  ширина разрывов между отдельными полосами: в двухполосных насаждениях - до 30 м.

Ассортимент и схемы смешения пород при выращивании снегозадерживающих лесных полос используются с учетом лесорастительных условий. Для снегозадерживающих насаждений в первую очередь следует использовать породы наиболее устойчивые к снеголому: ели, сосны, дубы, ильмовые, ясени, клены, березы, лиственницы, акацию, жимолость.

Там где есть опасность выхода на авто дорогу скота, следует в каждом насаждении создавать живую изгородь из колючих пород. Узкие живые изгороди для снегозадержания применяются сравнительно редко. При степени заносимости снегом до 50 куб.м. создают 1 двухрядную изгородь с расстоянием между рядами 1,5 - 3 м. и в ряду - 0,7 м.

Особенности агротехники при выращивании  снегозадерживающих лесных полос те же, что и при полезащитном лесоразведении с учетом почвенно-климатических условий. Широкие междурядья делают возможной комплексную механизацию лесокультурных работ. Наряду с последним формированию устойчивых насаждений способствуют рубки ухода, необходимые прежде всего для восстановления снегозадерживающей способности лесных полос после снеголома. Рубки, направленные на ликвидацию последствий снеголома, также относятся к текущим рубкам ухода.

В целях  предупреждения преждевременного усыхания лесных насаждений запрещается в  засушливых регионах использовать межполосные  интервалы шириной до 25 м. для выращивания сельскохозяйственных культур. В многополосных лесных насаждениях запрещается использование межполосных интервалов для производства сельскохозяйственной продукции, употребляемой в пищу или в лекарственных целях, если уровень загрязнения земель хотя бы по одному токсиканту превышает предельно допустимые концентрации.

В данном курсовом проекте необходимо запроектировать  снегозащитные лесные полосы вдоль  автомобильных дорог со снегозаносимостью от 101 до150 м³/пог.м.

4. Расчётная часть

Таблица 1.1

Расчёт протяжённости  полезащитных полос

Таблица 1.2

Расчёт площади  полезащитных полос

Таблица 1.3

Расчёт  потребности и стоимости посадочного  материала для полезащитных полос.