3.1.1 Мелиоративная роль и особенности размещения на территории. Ветроломные полезащитные лесные полосы размещают в виде узких лент в приводораздельном фонде на наиболее удобных для сельскохозяйственного пользования землях. Рельеф здесь обычно равнинный или слабовыраженный с относительно незначительным уклоном до 1.5-3.0. Природные условия, характерные для земель приводораздельного фонда, обусловливают требования к основным функциональным особенностям мелиоративных лесных насаждений. В качестве наиболее неблагоприятных природных факторов здесь проявляются: ветровая эрозия (дефляция), суховейные, метелевые и холодные ветры. Все они в той или иной мере связаны с ветровым режимом местности. Из этого вытекает основная задача, стоящая перед ветроломными лесными полосами, - изменять ветровой режим местности [21]. В условиях эрозионного рельефа ветроломные полосы имеют также большое значение для предупреждения плоскостной эрозии в приводораздельном фонде. Их функциональная роль в этом случае весьма разнообразна: снижению величины поверхностного стока способствуют факторы влияния ветроломных полос на окружающие условия, равномерное снегораспределение, обеспечиваемое ветроломными полосами, предупреждает глубокое промерзание почвы, способствует равномерному снеготаянию и впитыванию талых вод почвой.
Таким образом, полезащитные лесные полосы выращивают для ликвидации или ослабления отрицательного воздействия на сельскохозяйственные культуры засухи, суховеев, холодных и метелевых ветров, дефляции и водной эрозии почв, для улучшения микроклимата с целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур. На водораздельных плато и склонах крутизной до 1.5-2° при отсутствии интенсивной водной эрозии создают основные (продольные) и вспомогательные (поперечные) лесные полосы. Размещение полезащитных лесных полос увязывают с границами полей севооборота. Продольные лесные полосы размещают по длинным границам полей перпендикулярно направлению наиболее вредоносных ветров. В тех случаях, когда при размещении продольных полос необходимо учесть направление других неблагоприятных ветров, границ полей севооборотов или особенности внутренней ситуации, допускается отклонение полос от перпендикулярного направления на угол до 30°. Поперечные полосы располагают перпендикулярно к продольным. При больших размерах полей полезащитные лесные полосы размещают и внутри поля.
Размещение полезащитных лесных полос увязывают с размещением других видов лесных полос или насаждений. Если на территории приводораздельного фонда имеются участки, на которых проявляется или потенциально возможна водная эрозия почв, проектируют стокорегулирующие лесные полосы. Стокорегулирующие лесные полосы, как правило, размещают на перегибе склона (при переходе малой крутизны к большей) и по границе между приводораздельным и присетевым фондами.
Наибольшая эффективность полезащитных лесных полос проявляется в том случае, когда расстояние между продольными полосами не превышает дальности их влияния на элементы микроклимата, т. е. 25-30 Н насаждения. В различных почвенно-климатических условиях полезащитные полосы достигают определенной высоты, которую и принимают в расчет при определении расстояния между полосами. По инструктивным указаниям [22] расстояние между лесными полосами не должно превышать: на серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных черноземах - 600 м; на типичных и обыкновенных черноземах - 500 м; на южных черноземах - 400 м; на темно-каштановых и каштановых почвах - 350 м; на светло-каштановых почвах - 200 м. На почвах, подверженных сильной дефляции, предельные расстояния между продольными полосами уменьшают на 100 м.
Расстояние между поперечными лесными полосами должно обеспечивать условия для эффективной работы сельскохозяйственных агрегатов. Необходимая эффективность и производительность современной техники могут проявляться только при достаточной длине гона, т. е. длинной стороне поля. В связи с этим расстояние между поперечными полосами должно быть по возможности большим. Однако для предотвращения слишком большого снижения их мелиоративного влияния оно устанавливается не более 2000 м, а на песчаных почвах до 1000 м. На стыках и при пересечении лесных полос для проезда сельскохозяйственных агрегатов оставляют разрывы шириной 20-30 м. В продольных полосах в отдельных случаях делают дополнительные разрывы шириной 6-10 м. При расчёте протяжённости и площади лесных полос разрывы должны быть исключены.
Если лесная полоса совпадает с направлением полевой дороги, то последнюю проектируют на водоразделе с наветренной стороны и на склоне вдоль верхней опушки полосы. Там, где граница между полями отнесена к железнодорожной линии или шоссейной дороге, а также к оврагам и балкам, полезащитные лесные полосы не проектируют.
3.1.2 Конструкции и схемы лесных полос. В лесостепных районах с холодной зимой и устойчивым снежным покровом с целью равномерного снегораспределения рекомендуют полезащитные лесные полосы продуваемой конструкции. В районах с резко выраженными пыльными бурями и неустойчивым снежным покровом более эффективны полосы ажурной конструкции. Ажурно-продуваемые лесные полосы рекомендуют для районов с сильными метелями и большими снегопадами. В Алтайском крае, Казахстане, Западной Сибири, в районах, где проявляются в сильной степени ветровая эрозия и метели, ажурно-продуваемые полосы создают при почвозащитной системе земледелия и ажурные - при отвальной. Применяют чередование полос различных конструкций для более эффективного их воздействия [23].
Е.Е. Сокальскии и М.И. Половинкина [24], анализируя опыт защитного лесоразведения, делают вывод, что полезащитные лесные полосы в условиях степной зоны Западной Сибири следует создавать умеренно ажурной или ажурной конструкции. В то же время авторы указывают, что проведенные исследования в ряде районов Новосибирской области показали, что наиболее эффективно действуют полосы продуваемой и ажурно-продуваемой конструкции.
Выбор конструкций лесных полос является ответственным мероприятием. Конструкция лесных полос определяет мелиоративную роль и особенности размещения лесных полос, их агрономическую и экономическую эффективность. При этом необходимо учитывать почвенно-климатические и лесорастительные условия, назначение лесных полос, местный опыт их выращивания и другие факторы.
Инструктивными указаниями [22] ширина полезащитных лесных полос установлена в пределах 7.5-15 м. При выборе и обосновании данного параметра лесных полос необходимо иметь в виду, что они, с одной стороны, должны быть по возможности более узкими, с другой стороны, должны обладать высокой биологической устойчивостью. В основном закладывают полезащитные полосы 3-4-рядными, но не более, чем из пяти рядов и шириной во всех случаях не более 15 м (с учетом закраек). Ширина закраек с каждой стороны лесной полосы равняется половине ширины междурядий. При формировании полос продуваемой или ажурно-продуваемой конструкции наиболее целесообразно применять древесно-теневой или древесный тип смешения, ажурной конструкции - древесно-тенево-кустарниковый (комбинированный) тип смешения.
Полезащитные лесные полосы создают чистыми и смешанными в зависимости от того, какой древесный вид проектируется в качестве главного. Из способов смешения деревьев и кустарников в полезащитном лесоразведении наиболее часто применяют порядное смешение (смешение чистыми рядами). Реже используют подеревное и звеньевое смешение.
В лесостепных районах при использовании в качестве главных видов дуба черешчатого, берёзы повислой, тополей, лиственницы сибирской лесные полосы, особенно 3-рядные, целесообразно формировать из чистых насаждений. В лесных полосах, состоящих из 4 и 5 рядов, в опушечных рядах размещают сопутствующие виды, а в центральных - главные. В степных условиях при проявлении ветровой эрозии применяют следующие схемы лесных полос ажурной конструкции: а) опушечные ряды 4-рядных полос формируют из сопутствующего древесного вида в чередовании с кустарником, а два центральных ряда - из главного вида, 5-рядные полосы создают аналогичным образом или третий (центральный), ряд формируют также из чередующихся сопутствующего или главного вида с кустарником [25].
В районах, где допускается применение лесных полос ажурно-продуваемой или продуваемой конструкции, возможно введение одного ряда быстрорастущего авангардного вида. Наиболее целесообразно использование авангардных древесных растений совместно с относительно медленно растущими, но долговечными главными видами, для ускорения защитного действия лесной полосы.
Для Западной Сибири рекомендуются лесные полосы продуваемой и ажурно-продуваемой конструкции, которые в данных условиях являются наиболее эффективными. В то же время считается целесообразным в степных районах с наветренной стороны вводить один ряд низкорослых кустарников, которые необходимы в первые годы для снегозадержания с целью обеспечения древесных растений влагой. В степных районах при отвальной обработке почвы легкого механического состава более целесообразно выращивать ажурные лесные полосы [26]. Для создания необходимых конструкций подбирают соответствующие типы и способы смешения древесных и кустарниковых пород в лесной полосе.
Тип смешения характеризует участие в насаждении отдельных групп пород - главных, сопутствующих и кустарников. Различают древесный и кустарниковый тип посадки; древесно-теневой тип смешения — в насаждении участвуют главные и сопутствующие виды; древесно-кустарниковый - смешение древесных видов и кустарников; комбинированный - насаждение состоит из главных сопутствующих и кустарниковых видов (древесно-тенево-кустарниковый тип смешения).