WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 30 | 31 || 33 | 34 |   ...   | 45 |

При группово-выборочных рубках, с диаметром окон около 20…30 м и тракторной трелевкой древесины (на 1 га закладывается 4-5 окон) в среднем свыше половины поверхности почвы в окнах получают средние и сильные повреждения. В расчете на 1 га площади при таком способе рубки почва повреждается лишь на 13% при среднем объемном весе 1,17 г/см3 и УКФ - 4,5 мм/мин.

Влияние технологии лесозаготовок на гидрологические свойства почвы Водно-физические свойства (ВФС) почв исследовали в основных лесных формациях региона на лесосеках, освоенных различными способами рубок главного пользования с применением трелевочных тракторов, канатных установок и вертолетов. Для этого были заложены 40 пробных площадей, на которых изучены ВФС почв: плотность - П, условный коэффициент фильтрации - УКФ, полевая влажность - ПВ, и наименьшая влагоемкость - НВ [108]. На пробных площадях почвенным буром БП-50 были взяты монолиты с ненарушенной структурой (объемом 500 см3) из почвенных разрезов послойно через 10…20 см до глубины водонепроницаемых горизонтов (в 5…10-кратной повторности), по которым в лабораторных условиях затем определены ВФС почвы для этих горизонтов. На 10 лесосеках с вертолетной транспортировкой древесины наблюдения выполнены в динамике - на 1-ый, 2-ой, 3-ий и 4-ый годы после рубок.

Установлено, что пределы изменений осредненных характеристик ВФС по профилю почвы на площадях опытно-производственных рубок с тракторной трелевкой древесины (без волоков) и на контрольных участках в нетронутых рубками свежих древостоях бука восточного и дуба черешчатого с буком (контроль) по П и УКФ различий не имеют. В буково-пихтовом насаждении П выше на 10%, УКФ - в 2 раза, а НВ ниже на 26…40% (из-за увеличения щебнистости почвы).

Материалы исследований на ЛГС "Аибга" в свежих и влажных буковых насаждениях показали, что на водосборе № 1 через 11 лет после опытной сплошнолесосечной рубки, и на водосборе № 2 после 1-го приема котловинной рубки ВФС бурых лесных почв в верхних горизонтах приближаются по значениям к контрольному участку леса (4ый водосбор).

На 3-ем водосборе с добровольно-выборочными рубками (интенсивностью 16% и 30% выборки запаса) ВФС через 10 лет отличаются от контроля несущественно, но они имеют худшие показатели на участках с большей интенсивностью выборки запаса древесины. Таким образом, прослеживается зависимость динамики ВФС от способов и интенсивности рубок. На тракторных волоках за период наблюдений ВФС не восстановились;

так, на пасечных волоках-террасах в слое 1…14 см П равна 1,21…1,27 г/см3, УКФ - 0,18…2,57 мм/мин, НВ – 51…51%.

Изучение гидрологических свойств почв на площадях лесосек, освоенных с применением вертолетной транспортировки древесины показало, что примерно на 2/3 лесосек наблюдается ухудшение водно-физических свойств почв в сравнении с контролем, а также уменьшение почвенного профиля. На 6-8 летних вырубках, расположенных на склонах до 200, отмечается восстановление водно-физических характеристик почвенного покрова до исходного уровня.

Негативные изменения проявляются особенно отчетливо на вырубках, расположенных на крутых склонах (>300) и при замедленном возобновительном процессе. Влияние размеров лесосек прослеживается недостаточно отчетливо, необходимы дополнительные исследования. При крутизнах склона, превышающих 350, на лесосеках в возрасте 4-лет наблюдаются оползневые явления. В связи с этим, рубки леса на таких склонах должны быть запрещены.

Таким образом, водно-физические свойства почв на лесосеках зависят как от способов и интенсивности рубок, так и от технологии лесозаготовок и используемых при этим машин и механизмов. Из всех исследованных технологических схем освоения лесосек с различными способами рубок и используемыми механизмами наименьшие повреждения почве и ее водно-физическим свойствам наносятся при использовании вертолетов.

Установлено, что и на лесосеках, разработанных с применением вертолетов на транспортировке древесины, в дальнейшем (через 3-4 года после рубки) наблюдается ухудшение почвенно-гидрологических характеристик, хотя и не настолько значительное, чтобы повлечь резкое изменение режима склонового стока.

По результатам исследований можно сделать вывод о том, что как на базе перспективных транспортных средств, так и при применении существующей техники, возможно и целесообразно внедрение в производство наиболее перспективных технологий лесосечных работ, при которых лесной среде наносится сравнительно меньший ущерб.

3.4. Эрозионные процессы на площадях рубок Главной причиной эрозии почв на горных склонах является поверхностный сток.

Леса в регулировании поверхностного стока имеют исключительно важное значение, поэтому почвозащитное значение горных лесов тесно связано с их водорегулирующими функциями. Водная эрозия - очень сложный процесс взаимодействия стекающих по поверхности осадков и почвенного покрова, тесно связанной с водностью, гидравлическими характеристиками стока, морфологическими условиями поверхности и свойствами подстилающих пород. На развитие поверхностно-склоновой или плоскостной эрозии большое влияние оказывает рельеф местности (протяженность и форма склона, уклон, форма водосборных бассейнов), характер подстилающей поверхности, почвенный покров и растительность.

Устойчивость почв к водной эрозии определяется прежде всего водопрочностью структуры почвы, зависящей в свою очередь от содержания и качественного состава гумуса, илистых фракций. В связи с эрозией изменяются многие свойства почв - уменьшается мощность почвенного профиля, ухудшаются водно-физические характеристики, снижается содержание биогенных элементов.



Проявление почвозащитных функций лесной растительности можно разделить на две фазы. На первой фазе они проявляются через трансформацию дождевых осадков в связи с явлением перехвата и через снижение кинетической энергии дождевых капель под влиянием надземной массы древостоя. Вторая фаза проявления защитной роли связана с качественным и количественным перераспределением составляющих стока, что обусловлено изменением водовместимости почв и других водно-физических характеристик почв под влиянием леса. Особую роль в защите почвенного покрова выполняет лесная подстилка. Она оказывает огромное влияние на защиту почв от энергетического воздействия ливней, на почвообразовательный процесс и физику почв, увеличивая их водопроницаемость и гидравлическую шероховатость. Тем самым подстилка способствует резкому замедлению скорости поверхностного стока и переводу его во внутрипочвенный, а также предохраняет структуру верхних горизонтов почвы от механического разрушения ливневыми осадками. Важным свойством лесной подстилки является также задержание ею выносимых стоком эродированных частиц почвы. При этом защитные свойства подстилки определяются ее мощностью, плотностью и фракционным составом. Известную роль в защите почв от эрозии выполняют корневые системы как древеснокустарниковой растительности, так и травяного покрова.

Предотвращение водной эрозии почв на горных склонах имеет двойное значение: 1) сохранение почв обеспечивает продуцирование первичной органической массы, что сопряжено с формированием определенного водного и теплового режима склонов: 2) стабилизация и развитие почвенного покрова на склонах обусловливает минимальную мутность воды в реках и наибольшее значение грунтовой (подземной) составляющей в годовом объеме стока.

Имеющийся опыт экспериментальных работ в ряде стран Европы, Азии, Америки показывает, что потери почвы от эрозии после рубок достигают существенных величин.

Это отрицательно сказывается на водоохранных и водорегулирующих свойствах леса.

Накопление эродированных площадей на водосборах сопровождается увеличением продуктов эрозии, поступающих в реки. В связи с нарушением условий стока, увеличением доли поверхностного стока и снижением инфильтрации возрастают паводки. Быстрый сброс воды в реки склоновым путем ведет не только к снижению дебита пресных и минеральных источников, но также резко увеличивает степень внутрирусловых эрозионных процессов, наносящих ущерб сельскому хозяйству за счет заиления водохранилищ продуктами эрозии. Для правильного учета последствий эрозии и прогноза эрозионных процессов в связи с хозяйственной деятельностью необходимо располагать как количественными, так и качественными характеристиками эрозии в определенных физикогеографических условиях.

Исследования на ЛГС “Аибга” показали, что в незатронутых рубкой буковых древостоях поверхностный сток не превышает 0,2% от общего, поэтому здесь почти полностью отсутствует эрозия почв. По данным многолетних наблюдений максимальный за паводок эрозионный смыв под пологом леса был равен 0,02 т/га.

За 26 лет наблюдений на ЛГС “Аибга” максимальные мутности воды не превышали 200 г/м3, а средние величины мутности имеют значения не более 2…4 г/м3. В первые года после рубки на водосборе со сплошной вырубкой осредненные за год максимумы мутности воды 1,5…3 раза выше, чем на контрольном водосборе. Такая же картина наблюдается и на водосборах с добровольно-выборочной и котловинной рубками. Однако сами величины мутности настолько малы, что не имеет смысла делать вывод о скольконибудь существенном увеличении стока взвешенных наносов на площадях рубок.

Расчет суммарного стока взвешенных наносов позволяет оценить вынос взвесей с одного га водосбора (табл.63). Так, за гидрологические годы на 1-м водосборе он был равен 1,1…34,6 кг/га, на 4-ом водосборе - от 10,4 до 64,2 кг/га. Приведенные данные свидетельствуют о закономерном увеличении выноса с увеличением площади водосбора, т.е.

о росте русловой эрозии, но не плоскостной. Следовательно, проведенные опытные рубки на водосборах с принятой технологией лесосечных работ в первые годы наблюдений не привели к увеличению выноса эродированных частиц почвы за пределы водосборов.

Таблица 42 - Сток взвешенных наносов на ЛГС “Аибга” в первые 5 лет после проведения опытных рубок на водосборах Сумма стока взвешенных наносов за гидр. год, кг/га Водосборы с опытп о с л е р у б к и до рубными рубками ки 1 год 2 год 3 год 4 год 5 год средн.

№1 - сплошнолесо9 34 19 16 1 2 сечная рубка №2- первый прием 27 36 60 9 2 9 котловинной рубки №3-добровольно3 11 22 1 1 1 выборочная рубка №4 - контроль 54 64 22 11 16 12 Способствуют этому обстоятельству высокие водно-физические характеристики почвенного покрова. Сток эродированных почвенных частиц за счет кольматажа почвенных пор аккумулируется на тех участках, где почва оказалась не поврежденной при лесосечных работах. С таким процессом связано увеличение плотности почвенного покрова на вырубках, и ухудшение его фильтрационных свойств. Восстановление водно-физических свойств почв растягивается на десятилетия, и до начального уровня (при значительных нарушениях при проведении рубок) может не произойти вообще. В связи с этим, лесные экосистемы с вторичными (производными) лесами будут обладать более низким экологическим потенциалом. Таким образом, важно подчеркнуть необходимость освоения лесных ресурсов горных территорий такими способами и технологиями, при которых сохранность почвенного покрова при лесосечных работах укладывалась бы в определенные нормативы, вводимые в региональные правила рубок.





Динамика стока взвешенных наносов показывает, что при строгом соблюдении правил рубок и технологий лесосечно-транспортных операций уже на 3-й год после рубки эрозионные процессы на водосборах практически затухают, а при проведении рубок без повреждений почвенного покрова могут вовсе не наблюдаться.

Эрозия почв на трелевочных волоках. Эксплуатационные повреждения почвы при закладке пасечных волоков-террас, которые размещались (котловинная рубка на ЛГС “Аибга”) через 50…80 м по горизонталям горных склонов и заняли 6…8% общей площади делянок, составили 150…200 м3/га. При этом бульдозером почва перемещается в отвальную часть волоков и остается в пределах малого водосбора. Пасечные волокатеррасы, в отличие от магистральных серпантинных волоков, являются препятствием для водной эрозии и накопителями смытой почвы. На пасечных волоках-террасах происходит постоянное накопление почвы - от 5,2 м3 за 1-ый год до 21,4 м3/100 пог. м - через лет после рубки.

На магистральном волоке снос почвы достиг максимума через 2 года, а спустя года установлено уменьшение смытой почвы на 0,7 м3/100 пог. м, так как поверхностный сток достиг уровня твердых материнских пород. Поскольку магистральный волок использовался при проведении очередных приемов опытной котловинной рубки (1982 и гг.), на нем не получены данные по дальнейшему развитию эрозионных процессов.

Для предотвращения последующих размывов, после окончания разработки лесосек необходимо проводить противоэрозионные мероприятия путем выравнивания волоков и устройства на них земляных валов высотой 0,5…0,6 м и водоотводов [152].

Эксплуатационные нарушения на пасеках между трелевочными волоками заключаются в уплотнении поверхностного горизонта почвы в местах падения деревьев, а также в перемещении подстилки и грунта при подтрелевке хлыстов (полухлыстов) к пасечным волокам. Объем деформированной почвы при этом составляет 2…10 м3/га. Снесенная подстилка и почва в основном откладываются на волоках-террасах.

При изучении динамики водной эрозии на площадях рубок одновременно наблюдается смыв и нанос почвы. Смыв преобладает на поврежденных, а нанос - на ненарушенных почвах.

Сток взвешенных наносов в зоне дубовых лесов В опытах установлено, что интенсивность повреждений почвенного покрова при лесосечных работах определяет в последующем развитие эрозионных процессов, В дубравах Причерноморья с использованием метода искусственного дождевания малых площадок изучался эрозионный смыв почвы под пологом насаждений, на свежих сплошных вырубках при различных степенях повреждения почв тракторами, на сплошных 7-летних вырубках, находящихся в стадии возобновления, а также в сильно нарушенных хозяйственной деятельностью грабинниковых зарослях (табл. 43).

Из опытов следует, что под пологом сомкнутых насаждений твердый сток практически не возникает. На сплошных свежих вырубках, в местах, где почвенный покров не нарушается при эксплуатационных работах, твердый сток также незначителен. При коэффициенте стока за паводок 16% и сумме осадков 107 мм твердый сток составил 0,т/га.

Таблица 43 - Эрозионный смыв с экспериментальных площадок в опытах с искусственным дождеванием в зоне дубрав Причерноморья Коэф- Мутность воды Твердый сток фицимаксим.

ент сто- средн. за Характеристика площадок за пака за паводок, т/га м3/га водок, павог/мг/мдок, % 1 2 3 4 5 Склон - ЮВ экспозиции, крутизна 180.

Тип леса - дубрава кизиловая, А-80120 л.,полнота-0,6, бонитет - III. Поч- 5 0,0 0,0 0,00 0,вы - перегнойно-карбонатные, среднемощные Свежая сплошная вырубка (4 мес.) Склон - ЮВ, крутизна 350. Тип леса до рубки - дубрава кизиловая. Почвы 16 474 820 0,08 0,- перегнойно-карбонатные, среднемощные, повреждения (трактором) отсутствуют Та же вырубка, крутизна склона - 260, повреждений почвы гусеницами трак- 34 11700 35800 3,75 1,тора около 30% Та же вырубка, крутизна склона - 190, 54 3460 18600 1,32 0,магистральный тракторный волок.

Сплошная вырубка, 7 лет (дубрава грабинниковая), возобновление порослевое, куртинное (Н=3,0 м). Тра44 300 1800 0,25 0,вяной покров развит, склон В экспозиции, крутизна - 120, почвы бурые, маломощные, смытые.

Нарушенные заросли грабинника вторичного происхождения, сомкнутость 33 1550 6100 1,21 0,0,9, склон Ю-В, крутизна 170, почвы смытые, сильно уплотнены.

На участках лесосеки, где повреждения почвы тракторами достигали примерно 30%, твердый сток при тех же условиях опыта увеличился почти в 50 раз (3,75 т/га). На магистральных волоках в силу сноса значительной части почв при трелевке древесины твердый сток был выше, чем на неповрежденных участках примерно в 17 раз. На сплошных 7-летних вырубках (трелевка древесины также осуществлялась тракторами) и где возобновление еще не закончено, эрозионные процессы достигают существенных значений. Неудовлетворительными противоэрозионными функциями характеризуются сильно нарушенные хозяйственной деятельностью грабинниковые заросли (типа шибляк).

Pages:     | 1 |   ...   | 30 | 31 || 33 | 34 |   ...   | 45 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.