Защитни пояси (Лекция)

[Mozo]

ЗАЩИТНИ ПОЯСИ

В тази тема ще научите:
Какво представляват защитните пояси?
Кои са техните структурни елементи?
Какви са принципите при техния подбор?
Какви са техните предимства?

Защитните пояси са най-широко разпространената и позната форма на агролесовъдство. Те са съставени от различни храстови и дървесни видове, които се отглеждат в агроекосистемите, за да модифицират условията на средата.
В зависимост от функциите, които изпълняват, защитните пояси се разделят на няколко групи :
Противоветрови (ветроломни, противосуховейни) пояси. Те осигуряват ветрова защита на различни видове окопни, зърнени, зеленчукови, овощни култури и лозя. Освен това противоветровите пояси смекчават варирането на останалите метеорологични фактори и предпазват селскостопанските култури от измръзване, суша, ограничават прекомерното изпарение на почвената влага, предпазват почвата от ветрова ерозия и запазват почвеното плодородие. Те повишават ефективността от провеждането на голям брой културални практики - напояване, растително-защитни мероприятия, подобряват пчелоопрашването и в крайна сметка увеличават продуктивността на земеделските култури. Тези пояси обикновено се създават в равнинни райони, където духат постоянни силни ветрове.
Противоерозионни (водорегулиращи, водозадържащи) пояси. Създават се, за да регулират оттичането на падащите валежи и топящите се снегове, и да предпазват почвата от водна ерозия. Основната функция на този вид пояси е почвозащитна, тъй като създават възможност за трансформиране на повърхностният воден в подпочвен. Създават се на наклонени или стръмни терени главно в хълмисто-предпланинските и планинските райони.
Пътезащитни пояси. Предпазват пътищата от снегонавяване и повишават безопасността на движението, способствайки за равномерното разпределение на снежната покривка, пътезащитните пояси подобряват водния режим на почвата през пролетта. В същото време те представляват естествен филтър за вредните емисии, отделяни от автомобилния транспорт, с което предпазват земеделските култури от въздушно и почвено замърсяване.
Защитни пояси в пасищни райони. Създават се за подобряване на микроклиматичните условия в естествени или изкуствени пасища. Те съдействат за увеличаване продуктивността на тревната растителност и за подобряване на нейния качествен състав, за увеличаване продуктивността на животните, оцеляването на приплодите, нарастването на добива от вълна и т.н. Този вид пояси имат различни модификации: пасищнозащитни горски пояси, дървесни прегради, защитни пояси около животновъдни ферми и т.н.
Защитни пояси в урбанизирани и индустриални райони. Те изпълняват ролята на естетична преграда между отделните райони в индустриализираните центрове и големите населени места. Защитните пояси изпълняват ролята на буферна зона, която редуцира шума, праха и преноса на емисии от различни по своя произход вредни замърсители.
Защитните пояси са особено важен компонент при териториалното устройство на полетата и фермите, практикуващи биологично земеделие, тъй като ги предпазват от пренос на пестициди или други агрохимикали и ги отделя от площите, обработвани по конвенционалните земеделски технологии.
Основните фактори, които определят ефективността на защитните пояси и трябва да се вземат под внимание при тяхното създаване са следните: ориентация, конструкция, гъстота, височина и защитно разстояние, дължина, ширина (брой на редовете), непрекъснатост, взаимно разположение.
Ефективността на защитните пояси зависи в много голяма степен от използваните при тяхното създаване дървесни и храстови видове. Растенията трябва да могат да оцеляват и да се развиват при разнообразни условия на външната среда, за да поддържат необходимата структура и защита. Гъсти корони, здрави стъбла, задържане на клоните в долната част на стъблото и еднаква степен на растеж са показателите, на които трябва да отговарят използваните видове за създаване на ефективни противоветрови пояси. Предпочитат се бързорастящи видове, с което се постига задоволителен начален защитен ефект и добър прираст по височина. Препоръчва се комбинирането на иглолистни и широколистни видове, тъй като широколистните обикновено са листопадни, а чрез иглолистните може да се поддържа постоянна гъстота и защитен ефект през цялата година. Допълнителни изисквания към дървесните видове са да бъдат ветро-, сухо-, снего- и студоустойчиви, дълговечни и толерантни спрямо вредители, да не са вторични гостоприемници на фитопатогенни микроорганизми и насекоми, лесно да се възобновяват - семенно или издънково, да дават дървесна или друга продукция. Към дървесно-храстовите видове за пътезащитни пояси се добавя изискването за висока газоустойчивост, както и декоративни качества - разнообразна форма на короната, красиво есенно обагряне и т.н.
Компоненти на защитните пояси
Защитните пояси се състоят от три групи растения:
Главни видове. Образуват основата или скелета на пояса, определят неговата височина и изпълняват главната защитна роля. Главните видове заемат първия етаж на насаждението и достигат най-голяма възраст и височина. Обикновено те са дървета от първа величина или високи храсти.
- за противоветрови пояси подходящи са дъбовете (летен, зимен, цер, червен), гледичия, обикновен орех, полски ясен, дребнолистен бряст, тополи, върби, елши и други;
- за пътезащита се препоръчват обикновен (летен) дъб, цер, червен дъб, тополи, дива череша, гледичия, бреза, софора, ясени, явори, орех и други.
- за създаване на дървесни прегради в местата за почивка на домашните животни е препоръчително да се засаждат дървесни видове, които отделят ароматни вещества, отблъскващи насекомите (например айлант, орех, ясенолистен явор и други.).
Съпътстващи видове. Те са дървета от втора величина, които формират втория етаж на пояса, разполагат се около главния вид, създават подгон за растежа му, засенчват почвата, ограничават обрастването с плевелна растителност и намаляват изсушаващото действие на слънцето и вятъра. Успешно изпълняват ролята на спътници следните видове:
- за противоветрови пояси - липи (сребролистна, дребнолистна, едролистна), американски и пенсилвански ясен, обикновен явор, полски клен, шестил, мекиш, ясенолистен явор, дива круша, киселица, брекиня, скоруша, черница, махалебка, кайсия, джанка, обикновен габър;
- за пътезащита - полски клен, мекиш, липи, жълта акация, дива круша, киселица;
- за дървесни прегради край птицеферми - плодни дървета (кайсия, ябълка и други), осигуряващи на птиците допълнителна витаминозна храна.
Храсти. Включват се в състава на защитните пояси с цел по-добро засенчване на почвата и предпазването й от заплевеляване и изсушаване под въздействие на слънцето и вятъра. На наклонени терени, заедно с другите видове, храстите играят голяма водозадържаща роля и предпазват почвата от ерозия. Те създават и добри условия за развитието на голям брой полезни насекомоядни птици, които защитават поясите и селскостопанските култури от много неприятели.
- за противоветрови пояси се препоръчват миризлива върба, смрадлика, птиче грозде, жълта акация, люляк, чашкодрян, аморфа, тамарикс, обикновена леска, златен дъжд, черен бъз, дрян;
- за пътезащита с успех могат да се използват миризлива върба, птиче грозде, тамарикс, обикновена леска, люляк, смрадлика, шипка.
- за дървесни прегради край птицеферми са подходящи френско грозде, Amelanchier, а за подхранване се засаждат жълта акация, нокът и други.
- защитни пояси около животновъдни ферми, при силно влошени екологични условия, обикновено се създават само от един храстов вид (миризлива върба, тамарикс и други).
Създаването на защитните пояси включва различни културални практики, към които се включват: подготовка на почвата, залесяване и грижи за новосъздадените пояси. Те трябва да се извършат много прецизно, съобразно изискванията на избраните видове и местните условия, за да се гарантира доброто прихващане на младите фиданки и успешното им бъдещо развитие.
Какви са техните предимства?
Благоприятното екологично влияние на защитните пояси се проявява в различни направления:
Ветрозащитен ефект. В защитените полета скоростта на вятъра се понижава средно с около 35-45%, в отделни месеци с 55-60%, а в някои зони на защитаваното поле от 2 до 3 пъти. Намаляването на скоростта на вятъра води до ограничаване на изпарението от почвената повърхност, отстранява опасността от образуване на вихри и зараждане на прашни бури и влияе благоприятно върху летежа на насекомите-опрашители.
Изменения в относителната влажност на въздуха. През деня относителната влажност на въздуха се повишава средно с 4-5%, а във вечерните часове - до 30% в сравнение с незащитените площи. В сухо време средните различия за целия вегетационен период нарастват до 9-16%. Увеличената атмосферна влажност в защитените полета влияе благоприятно върху развитието на растенията, редуцира възможността за повреди по растенията от късни пролетни слани, подобрява прорастването на прашеца и процеса на оплождането.
Запазване на снежната покривка. В системата от защитни пояси снегът се запазва от отвяване и предпазва посевите на зимуващите земеделски култури от измръзване. Под снежната покривка почвата не замръзва дълбоко, по-слабо се просушава и по-добре поглъща водата от повърхностния отток. При подходяща есенна обработка на почвата в защитените полета снегозадържането увеличава водния запас средно с 40-50%, а на продуктивната влага от 33 до 60 mm, което съответства на една поливка.
Увеличаване на количеството на валежите. Повишената влажност на въздуха създава условия за формиране на повърхностни валежи като мъгла или роса, които в условия на остър дефицит могат да бъдат от съществено значение в годишния баланс на влагата. За сметка на ветрозащитния ефект на поясите, дневното изпарение от защитаваните полета не превишава нощната кондензация и запасите от влага в поясите са винаги по-големи в сравнение с откритите площи. Защитните пояси упражняват положително влияние не само върху натрупването на почвената влага, но и върху икономичното й изразходване от растенията.
Влияние върху нивото на подпочвените води. Посредством собственото си потребление дървесните видове променят съществено нивото на подпочвените води. През лятото нивото на подпочвените води в поясите се понижава, а през есента, след опадане на листата, тяхното ниво отново се увеличава като се задържа високо и през ранната пролет.
Влияние върху температурния режим. В условия на студен климат защитните пояси повишат съществено температурата на растенията и по този начин увеличават продължителността на вегетационния период, интензивността на растежа или да ускоряват узряването, което може да има много висок икономически ефект. В условия на горещ климат защитните пояси предизвикват понижение на температурата и упражняват задържащ ефект върху растежа и развитието на растителността. Защитните пояси предизвикват намаляване на денонощните температурни амплитуди в приземния въздушен слой.
Влияние върху почвеното плодородие. Защитните пояси увеличават мощността на хумусния хоризонт и съдържанието на хумус (с 0,3-0,5%), общия азот (с 0,01-0,02%), усвоимите съединения на азота, фосфора и калия в него, подобряват структурата на почвата поради повишаване водоустойчивостта на почвените агрегати, увеличават сумата на обменните бази - калций и магнезий, понижават нивото на почвените карбонати. Големият запас от органично вещество повишава активността и числеността на почвения микробиологичен комплекс и общата биогенност на почвата.
Влияние върху земеделските култури. В повечето случаи се наблюдава добре изразено положително влияние на защитните пояси върху развитието на земеделските култури, особено при изграждане на цялостна мрежа от пояси. В защитените полета посевите, тревостоите и овощните насаждения понасят по-добре презимуването и зимните повреди са по-слаби. Такива растения поникват по-рано, по-дружно и растат по-бързо. Растенията са по-мощни, по-добре облистени, с повече и по-едри класове, метлици, кочани, пити, зърна, семена, плодове и гроздове. Фотосинтезата е по-интензивна, забавя се транспирацията, а непродуктивният разход на вода се понижава с 12-31%. Намаляват механичните повреди по растенията, полягането, оронването на семената и окапването на плодовете.
Мелиоративна и икономическа ефективност на защитните пояси. Защитните пояси повишават ефективността на провежданите агротехнически мероприятия с 30-40%, а оттам и рентабилността на растениевъдството с 20-25%. Капиталовложенията за създаване на поясите се изплащат на 4-та – 5-та година след залесяването само от едногодишното увеличение на добивите, и многократно - от запаса на новоформираната дървесина. При това, трябва да се има предвид, че общоекологичните и социалните функции на горските насаждения имат около 200 пъти по-висока стойност от цената на добитата дървесина.
В заключение следва да се отбележи, че особено актуален е въпросът за възстановяване и реконструкция на създадените в нашата страна защитни пояси. Чуждият опит показва, че със застаряването те губят ефективност и трябва да се обновяват след период от около 40-50 години. Наред с необходимостта от възстановяване на съществуващите пояси и от създаването на нови, трябва да се търсят и по-добри методи за правилното стопанисване на тази агролесовъдска система.





















КРАЙБРЕЖНИ ЗАЩИТНИ ПОЯСИ

В тази тема ще научите:
Какво представляват крайбрежните защитни пояси?
Как се създават?
Какви са техните предимства?













Какво представляват крайбрежните защитни пояси?
Крайбрежните защитни пояси са специфична разновидност на защитните пояси, които се създават от многогодишни растителни видове (дървета, храсти и треви) по протежение на реки, потоци, естествени и изкуствени езера, дренажни канавки, мочурища и други водни обекти. Те имат за цел да стабилизират бреговете и леглата на съответните водни площи, да предпазват от наводняване и водна ерози, да намаляват и да предотвратяват износа на почва от застрашени от ерозия крайбрежни площи и да предпазват водните обекти от засипване.
Едновременно с това, крайбрежните пояси служат като защитни бариери срещу негативното влияние на редица стопански дейности, извършващи се на близки терени (земеделски, индустриални, урбанизирани). В много случаи те се създават, за да се осигури отвеждане на дренажните води от съседните земеделски площи и да се обезвреди оттока от неусвоени агрохимикали. Крайбрежните пояси редуцират източниците на замърсяване, като задържат вредните отпадъчни органични вещества и ги подлагат на усвояване и метаболизиране. Крайбрежните защитни пояси осигуряват и голям брой екологични ползи: увеличават и подобряват водните и сухоземните местообитания, необходими за опазване на дивите видове; подобряват общия вид на ландшафта; предоставят специфични продукти; предпазват ценни стопански обекти от засипване. В много случаи крайбрежните защитни пояси ограничават и ветровата ерозия. Екологичният ефект от крайбрежните противоерозионни пояси е по-голям, когато те се съчетават с използване на някои инженерно-технически средства. Най-често това се налага в поройни водосбори, когато се прилагат разнообразни корекции на речното легло (водното течение) за защита на бреговете от подриване.
В зависимост от местоположението и предназначението си, крайбрежните пояси биват няколко вида - крайбрегови, корекционни, брегозащитни и колматажни.
Крайбрегови защитни горски пояси. Представляват залесени участъци от двете страни на суходолията и реките. Създават се за предпазване на стръмните брегове от ерозия и за предотвратяване образуването на почвени наноси в речните корита, изнесени от съседните земеделски площи. Тези пояси запазват от вредното влияние на водната ерозия едни от най-плодородните почви в нашата страна, като едновременно с това укрепяват и бреговете на леглата (суходолията).
Брегозащитни пояси. Създават се предимно в завоите на поройните водни течения, където бреговете най-силно се подравят от водата. Предназначението им е да се отклони течението от подриващите се брегови участъци и те да се заздравят. За тази цел до самия бряг, по протежение на целия завой, се създава пояс от горско-дървесна или храстова растителност. За защита на засадените фиданки до успешното им вкореняване се правят в един или два реда клейонажи или т.нар. “шпори” от лесновкореняващ се растителен материал (върби и тополи).
Корекционни пояси. Тяхното предназначение е да стабилизират леглата на водните обекти като коригират направлението на водното течение, без да допускат изместването му, и да пазят бреговете от подриване. Корекционните пояси се създават по протежение на водните легла, едновременно с технико-укрепителни съоръжения, с които се намалява наклонът и се коригира направлението му. Тези съоръжения служат за фиксиране на новото трасе на водотека, за стабилизиране на терена и за колматиране на максимално количество наноси. Основният компонент на корекционните пояси е върбовата растителност, която е много устойчива и еластична.
Колматажни (утаечни) пояси. За пълно предотвратяване на изнасянето на наносните материали надолу по течението, където може да се затлачат ценни обекти или площи, перпендикулярно или успоредно на корекционните и брегозащитните пояси, през определени разстояния се изграждат т. нар. колматажни (утаечни) пояси или клетки. Те се създават в разливищата на поройните реки или около изкуствените водоеми. В първия случай заедно с корекционните и брегозащитните пояси те оформят една обща система, която при правилно поддържане може да действа много ефикасно. Колматажните пояси, които се създават край язовири, представляват система от дървесно-храстови пояси и тревни ивици. Създават се в разливищата на реките, непосредствено преди вливането им във водоемите, или преди застрашените от засипване ценни обекти. Задачата им е да задържат влачените от пороите наноси, за да не затлачват водоемите.
Колматажните пояси се създават надлъжно или напречно на течението. Надлъжните колматажни пояси обикновено включват по два реда върба, елша, тополи и други. Напречните колматажни пояси обикновено са широки 20-30 m и дълги съобразно дължината на разливището. Залагат се под ъгъл 800 спрямо посоката на течението, за да изпълняват ролята на отбивала.
Как се създават?
За предпазване на водоемите от наноси, които идват от повърхностно отмиване на съседните склонове, около тях се създават защитни горски пояси от дървесни или дървесни, храстови и тревни видове. Когато водата на водоема не е предназначена за питейни цели, се използват дървесни и храстови видове (иглолистни и широколистни) за предпазване от затлачване. Ширината на тези пояси е 60-300 m. Когато водоемът е за питейна вода, се създават пояси, широки 100-200 m, в които се редуват няколко ивици от дървесни, храстови и тревни видове. Редуването започва откъм водния обект със засяване на тревна ивица, над нея се залага храстовата, а най-отгоре - дървесната. С това се цели водоемът да се предпази не само от затлачване, но и от попадане във водата на клонки, листа и други. Първата дървесна ивица се създава само от иглолистни видове поради по-малкия опад при тях.
При създаването на корекционни и брегозащитни горски пояси в поройните реки у нас отдавна се прилага ефикасен биотехничен метод, съчетаващ използването на леки технически съоръжения и внесена по определен начин растителност. Той гарантира ограничаване на ерозионната дейност в поройните легла и възстановяване на храстовата и дървесната растителност. Оригиналната идея на този метод се изразява в обхващането и овладяването с растителност на цялото поройно разливище, като се фиксират и формират трайно бреговете на новия водотек.
След стабилизирането на наносите те имат потенциал за развитие не само на дървесна растителност, но могат да се използват и за създаване на пасища, дивечови ниви, за добив на фураж, а след време и за традиционно селскостопанско производство.
Защитни горски пояси се създават и с цел отводняване на мочурища и блата. След изграждане на дренажните мелиоративни съоръжения (канали), на по-ниските места се залесява с дървесна растителност за по-бързо дрениране на месторастенията при следващите заливания. Дървесните растения са мощни помпи, които чрез физиологичното изпарение (транспирацията) променят водния режим на почвата от непромивен в промивен тип, с което се намалява опасността от засоляване на повърхностните слоеве. В първите години от създаването тревните пространства между поясите се използват за паша на домашни животни или за сено. Този тип пояси се съставят само от видове, които понасят заблатени и засолени почви като обикновен (летен) дъб, черна и бяла топола, ракита, бряст, лонгозен ясен и други. Устойчивост на засоляване показват и видовете гинко, гледичия, софора, жълта акация, храстовиден бадем, тамарикс, явор, миризлива върба и други.
Въпросът за ефективно използване на земите, разположени между дигата и водното течение, е особено важен за дунавския бряг. Това е ивица, която нормално заема първата речна тераса и достига обикновено до 100-200 m, рядко до 500 m ширина. В нея се наблюдават неблагоприятни тенденции, насочени към разрушаване на брега, подмиване на изградените диги, продължителни заливания и изменение в състоянието на почвите. Тези земи са подходящи за създаване на продуктивни тополови и върбови култури. Целта и начинът за създаване на културите се определят в зависимост от ширината на зоната бряг-дига. При ширина до 100 m основната задача е да се създадат насаждения предимно със защитен ефект, които се състоят от два върбови защитни пояса и междинен (тясна ивица) тополов пояс с дървопроизводствена насоченост. На местата с ширина, по-голяма от 100 m, дървопроизводствената функция преобладава, поради което тополовият пояс е значително по-широк. Земите от поречието на река Дунав са особено подходящи за създаване на високоинтензивни тополови култури за добив предимно на едроразмерна висококачествена дървесина.
В съчетание с хидротехнически съоръжения, крайбрежните пояси могат да се създават и за овладяване на свлачища и сипеи, предизвикани от абразивното действие на морските вълни. В тези случаи те се използват за задържане на движението на повърхностните земни пластове след като е спряно движението в дълбочина. Когато свлачищното (сипейното) тяло е по-малко, се залесява плътно, а когато е по-голямо, ивиците от дървета и храсти се редуват с тревни ивици. Подходящи за целта са видове с дълбоко проникваща и еластична коренова система като див рожков, айлант, миризлива върба, люляк, птиче грозде, а от тревите - житни видове, люцерна и други.
Растениевъдното земеделско производство е един от основните източници на биогенни елементи, постъпващи във водните обекти. В зависимост от релефа на местността, количеството на атмосферните валежи, интензивността на ерозионните процеси, наличието и характера на растителността, почвения тип, технологиите за внасяне на торовете и пестицидите и начините за използване на водосборните райони, във водоемите постъпват около 10-15% от внесените на земеделските площи азотни торове, 25% от фосфорните и до 30% от калиевите. Крайбрежните буферни пояси са прекрасна възможност за усвояване на тези химични елементи и използването им за създаване на органична маса, като в същото време се намалява замърсяването на водните басейни. Безусловно най-подходящите растителни видове за тази цел са тополите и върбите, за които крайбрежните местообитания са естествени месторастения. Тополите, и особено върбите, са идеални биологични сюнгери, които абсорбират седиментите, минералните елементи и агрохимикалите от земеделския отток.
Блоково засаждане на хибридни тополи, някои от които се отличават с висока толерантност към тежки метали и други замърсяващи вещества, може да се приложи и за задържане на местния отток на градските канални води. Най-често те се комбинират с житни треви или с люцерна. Обикновено тополите се отглеждат в продължение на 7-10 години, като метаболизират различните замърсяващи вещества, превръщайки ги в ценна биологична маса. Други видове подходящи за рекултивация на терени, замърсени с тежки метали, са полски клен, обикновен ясен, миризлива върба и бряст (при замърсяване с никел); люляк, липа и бряст (при замърсяване с хром); каталпа, айлант, тополата P. simonii и бряст (при замърсяване с телий); липа, бряст (при замърсяване с олово).
За реализация на филтриращия ефект на крайбрежните защитни пояси особено съществено значение има и отделената горска постилка. Тя защитава почвата от изнасяне и измиване и притежава способност да агрегатира почвените частици. Обемът на погълнатия чрез постилката отток зависи от нейната влагоемкост и от водопроницаемостта на почвата под нея. Тези параметри се определят от условията на средата и от видовия състав на дървесната растителност. Увеличаващият се с възрастта на насаждението запас от разлагащи се фракции в горската постилка способства за увеличаване скоростта на детоксикация на екзогенните химични елементи. Проникването на водата става най-лесно в местата, където постилката е прекъсната. Ето защо чрез изкуствено разкъсване на мъртвата горска постилка може да се увеличи значително количеството на поетата от почвата вода. Заиляването на постилката ограничава нейната водозащитна способност поради намаляване на влагоемкостта й.
Въпреки големите предимства на растително-рекултивационните технологии за детоксикацията на разнообразни химични компоненти, тяхното приложение се ограничава от много фактори. Най-същественият е, че те могат да се прилагат само на месторастения, подходящи за развитието на избраните растителни видове. Това означава, че концентрацията на замърсителите не бива да бъде токсична за растенията, а замърсяването не трябва да прониква дълбоко в почвата и в подпочвените води, където корените на растенията-рекултиватори не биха го достигнали.
Какви са техните предимства?
Ефективността на крайбрежните защитни пояси зависи от правилното определяне на най-подходящия растителен тип и вид, от агротехниката при която се отглеждат и от минималната ширина на крайбрежния пояс, който от своя страна се определя от неговите функции (стабилизиране на ерозирани брегове и защита от наводнения при малки рекички, потоци и езерца, филтър на седименти, изнесени с оттока от земеделските земи, филтър на разтворими минерални елементи, пестициди и други замърсители, предоставяне на сянка, подслон и храна за водните организми, предоставяне на местообитания за дивеча) и от насоката на поставените цели (за консервация на природните ресурси или за производствено направление).
Многобройните ползи от крайбрежните защитни пояси могат да се постигнат, когато се определи тяхната приоритетна задача и се осигури разнообразие на използваните растителни видове, съответстваща ширина на поясите и подходящ начин за поддържането им. Те се нуждаят от най-големи грижи през първите години след тяхното създаване, до укрепването им. След това основната задача е да се охраняват и предпазват от повреди.