Михина Елена Александровна. Агроэкологическая роль полезащитных лесных полос в условиях Липецкой области

Короткий опис

Михина Елена Александровна. Агроэкологическая роль полезащитных лесных полос в условиях Липецкой области : диссертация ... кандидата сельскохозяйственных наук : 03.00.16 / Михина Елена Александровна; [Место защиты: Воронеж. гос. аграр. ун-т им. К.Д. Глинки].- Воронеж, 2009.- 141 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-6/629

На правах рукописи
с£с
МИХИНА ЕЛЕНА АЛЕКСАНДРОВНА
04200959631
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС В УСЛОВИЯХ ЛИПЕЦКОЙ ОБЛАСТИ
Специальнось 03.00.16. - Экология
Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук
Научный руководитель: доктор с.-х. наук, профессор Я.В. ПАНКОВ
Воронеж - 2009
ВВЕДЕНИЕ 4
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 8
1.1 Понятие о системе лесных полос 8
1.2 Мелиоративная роль полезащитных лесных полос и основные факторы формирования стока талых вод 11
1.3 Абиотические факторы 18
1.4 Урожайность и эффективность сельскохозяйственного
производства 25
2 ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ, ФАКТОРОВ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 34
2.1 Метеорологические условия 34 ;
2.2 Рельеф территории 40
2.3 Почвы и их агрохимические свойства 45
2.4 Экологическая ситуация 49
2.5 Методика исследований 50
3. ВЛИЯНИЕ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ НАСАЖДЕНИЙ НА АБИОТИЧЕСКИЕ '
ФАКТОРЫ ПРИЛЕГАЮЩЕЙ ТЕРРИТОРИИ 59
3.1 Скорость ветра 59
3.2 Влажность воздуха 64
3.3 Температуру воздуха 65
3.4 Температуру почвы 67
3.5 Распределение снежного покрова 69
4. ВЛИЯНИЕ ЛЕСНЫХ ПОЛОС РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА
БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ 80
4.1. Целлюлозоразрушающая активность почв под посевами озимой пшеницы 80
4.2 Микробная биомасса - показатель экологического состояния почвы.... 85
4.3. Ферментативная активность почв под озимой пшеницей 87
4.4 Нитрифицирующая активность почв 89
4.5. Количество и биомасса дождевых червей 92
5. ПОВЫШЕНИЕ ПОЛЕЗАЩИТНЫМИ НАСАЖДЕНИЯМИ УРОЖАЙНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР 95
5.1 Роль конструкции лесных полос 95
5.2 Значение облесенности пашни 103
6. АГРОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ
ЛЕСНЫХ ПОЛОС ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ... 108
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 110
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 114
ПРИЛОЖЕНИЕ 133
Актуальность темы. Одним из ведущих принципов сельскохозяйст-венного использования пахотных земель является научное обоснованное со-четание экологических и экономических интересов общества. Экологизация сельскохозяйственного производства предусматривает рациональное исполь¬зование земель с учетом законов природы, потенциальных возможностей природных ресурсов, необходимости воспроизводства почвенного плодоро¬дия и предотвращение необратимых последствий для окружающей среды и здоровья человека.
Защитные лесонасаждения являются одним из важнейших факторов экологической оптимизации агроландшафта. Они вносят изменения в эколо-гическое и биологическое равновесие территории путем создания своеоб-разного микроклимата на почвах прилегающих к лесным полосам, поглоще-ния части поверхностного стока, что в конечном итоге влияет на продуктив-ность и качество продукции прилегающих агроценозов.
В связи с чем до настоящего времени остаются неизученными вопросы связанные с влиянием защитных лесных насаждений на абиотические и био-тические факторы прилегающих к ним пахотных земель. Особое место в этой проблеме занимают изучение различных элементов на установление границ в агроценозах проявляющихся при этом. Решение данной проблемы предпола¬гает изучение экологических факторов, связанных с влиянием защитных ле¬сонасаждений на продуктивность, качество продукции и экономическую эф¬фективность агроценозов.
Тема является составной частью научных исследований Воронежской государственной лесотехнической академии по данной проблеме, входит в Программы: ФЦП «Интеграция» (теме № 2/97, 1997...2006 гг.), Грант РФФИ «Механизм взаимодействия лесных и черноземных массивов в лесостепной зоне» (2004 г.), ЕЗН «Теория и методы формирования системы биологиче¬ского мониторинга в агроландшафтах ЦЧР» (1999...2003 гг.), НТП «Научно-
организационное, методическое и техническое обеспечение организации и поддержки научно-образовательных центров...» ( тема № 02.438.11.7023,
2005.. .2006 гг.).
Цель и задачи исследований. Цель исследований - выявить влияние полезащитных лесных насаждений на продуктивность, агроценозов, произра¬стающих в непосредственной близости* к ним.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- изучить состояние существующей проблемы;
- установить характеристику объектов, их условия и экологическую си-туацию;
- выявить роль влияния системы защитных лесных полос на абиотиче-ские свойства прилегающих зон сельскохозяйственных угодий;
- изучить роль лесных полос различных конструкций на биотические- свойства почв,, на агроэкологическое состояние почвенного покрова;
- определить урожайность озимой пшеницы в зоне влияния полезащитных насаждений;
- дать технико-экономическое обоснование эффективности* полезащитных лесных полос в агроценозах озимой пшеницы; '
- разработать предложения по лесомелиоративному обустройству агротер¬риторий.
Защищаемые положения:
1. Защитные насаждения'оказывают существенное положительное влияние на абиотические и биотические факторы прилегающих к ним агроланшафтов;
2. Повышение продуктивности агроценозов озимой пшеницы определяется мелиоративным влиянием полезащитных лесных полос;
3.Защитные насаждения значительно повышают экономическую эффектив-ность агроценозов.
Научная новизна. В результате комплексных исследований впервые для условий Липецкой области получены, данные, характеризующие эколо-гические условия произрастания агроценозов в зоне воздействия полезащит-
X ных насаждений. Определена эколого-экономическая эффективность влия-
J ния системы лесных полос в период достижения ими проектной высоты, сте-
г
j пень влияния на продуктивность и качество сельскохозяйственной продук-
I
ции (7,7...21,6%).
Практическая значимость. Полученные результаты исследований могут быть использованы проектными и производственными организациями при оптимизации агротеррритор ий созданием новых лесных полос в Липец-кой области и интерпретацией для других областей Центрально-Черно-земного региона.
Создание защитных насаждений повышает урожайность зерновых культур в зоне влияния на 3,1.. .6,0 ц/га.
, Материалы исследований используются в ГОУ ВПО «ВГЛТА», Воро¬
нежском ГАУ при чтении курсов «Агроэкология», «Охрана окружающей сре¬ды и рациональное использование природных ресурсов», «Лесомелиорация ландшафтов» и проектах Росгипролесхоза,
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно-практических конференциях различных уровней: ежегодных внут- ривузовских ( Воронеж, 2004...2009 гг.); Региональных - «Лесное образова-ние и лесная наука в*ХХ1 веке», «Природопользование, ресурсы, техническое обеспечение»* (Воронеж, 2004), «Состояние и перспективы развития земледе¬лия, агролесомелиорации и экономики земледелия АПК ЦЧЗ» (Каменная Степь, 2004); Всероссийских - «Эколого-географические исследования реч¬ных бассейнов», «Интеграция науки, образования для развития лесного хо¬зяйства и лесопромышленного комплекса», «Оптимизация ландшафтов зо¬нальных и нарушенных земель» (Воронеж, 2004, 2005), «Вузовская наука - региону» (Вологда, 2006), «Современные проблемы экологии» (Тула, 2006); Международных - «Социально-экологические проблемы лесного комплекса» (Екатеринбург, 2005), «Ландшафтная архитектура и садово-парковое строи¬тельство: современные проблемы» (Воронеж, 2009).
Обоснованность и достоверность результатов подтверждается боль-шим объемом экспериментального материала, полученного при проведении полевых и камеральных работ, обработанного современными методами ма-тематической статистики с использованием персональных компьютеров и специальных программ STAT, KOREL, REGPES, Excel.
I
f
Личный вклад автора. Автором разработана программа и определены методы исследований. В период 2000...2008 гг. проведен сбор полевых мате-риалов, обработка экспериментальных данных, подготовка и опубликование результатов. Дополнена концепция повышения агроэкологического состоя-ния лесоаграрных ландшафтов. Во всех этих работах над диссертацией автор лично принимал участие.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 15 научных работ, общий объем которых равен более 3,0 п.л., в т.ч. 2 в изда-ниях перечня ВАК РФ, и 1 учебное пособие (4,8 п.л.), где общее личное уча-стие автора составляет 5,85 п.л. (75 %).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 141 странице, включает введение, шесть глав, выводы и предложения производству, 19 рисунков и 22 таблицы. Список использованных литера-турных источников состоит из 190 наименований, в т.ч. 8 - на иностранных языках. Семь приложений содержат дополнительный табличный материал.
Автор выражает глубокую признательность за большую помощь в ра-боте научному руководителю доктору с.-х. наук, профессору Я.В. Панкову, сотрудникам кафедры лесомелиорации, почвоведения и озеленения и студен-там ВГЛТА, принимавшим участие в полевых исследованиях.

Список літератури

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Для улучшение экологического состояния агротерриторий, повышения их продуктивности в условиях Центральной лесостепи необходимо довести облесенность пашни полезащитными насаждениями до 3,2 %, что потребует дополнительного создания 25,0 тыс.га полезащитных лесных полос.
2. Основные полезащитные насаждения следует создавать продуваемой конструкции на расстоянии не более 450...550 м, вспомогательные - не бо¬лее 2000 м продуваемой или ажурно-продуваемой конструкции. С учетом многоукладности сельского хозяйства, землепользователей и землевладель¬цев возможно уменьшение межполосных клеток до 50.. .60 га.
3. В существующих полезащитных лесных полосах на площади 18,8 тыс.га необходимо систематически проводить рубки ухода и санитарные рубки, что позволит улучшить их экологическое состояние и мелиоративные свойства.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Агроклиматические ресурсы Орловской-и Липецкой областей [Текст] - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1972. - 118 с.
2. Агроклиматический справочник по Липецкой области [Текст] - Ленин-град: Гидрометеорологическое издательство, 1960. — 95 с.
3. Агролесомелиорация [Текст] : моногр. / под ред. А. Л. Иванова и К. Н. Кулика. - Волгоград : ВНИАЛМИ, 2006. - 746 с.
4. Агролесомелиорация и плодородие почв [Текст] - М.: Агропромиздат, 1991.-288 с. •
5. Адерихин, П. Г. Почвенно-климатические районы ЦЧО [Текст] /П. Г. Адерихин // Почвенное районирование СССР. - М., 1960. - Вып. 1. — С.
6...48.
6. Алексеев, Г.И. Влияние защитных насаждений из однородных лесных полос на снегораспределение [Текст] / Г.И; Алексеев // Вестник сель-скохозяйственной науки Казахстана. -1989. - № 9. - С.84.. .88. .
7. Алехин, Bi В. Центрально-Черноземные степи [Текст] / В. В. Алехин — Воронеж, 1934. - 33 с.
8. Альбенский, А.В. Сельское хозяйство и защитное лесоразведение [Текст] / А.В. Альбенский - М.: Колос, 1971. - 279 с.
9. Ангельев, Д.Д. Влияние системы лесных полос на урожай [Текст] / Д.Д. Ангельев // Лесн. хоз-во.-1986. - № 6, - С. 39 ... 42.
10. Аниканов, А.Т. Защитное лесоразведение и урожайность сельскохо-зяйственных культур в Ростовской области [Текст] / А.Т. Аниканов, В.А. Мураев // Лесн. хоз -во. -1982. -N 8. - С. 33.. .35.
11. Антонов, Е. В. Влияние лесных полос на снегоотложение [Текст] / Е. В. Антонов // Лесн. хоз-во. - 1977. - № 2. - С. - 57.. .66.
12. Аристовская, Т.В. Микробиология процессов почвообразования [Текст] / Т.В. Аристовская. - Л: - 1980. - С.41.. .45.
13. Ахтырцев, Б. П. Характеристика почвообразующих пород ЦЧО [Текст]
/ Б. П. Ахтырцев // Почвы Европейской части СССР и пути их рацио-нального использования. - Воронеж. 1972. - С. 14.. .21.
14. Ахтырцев, Б. П. Почвенный покров Липецкой области [Текст] / Б. П. Ахтырцев, В. Д. Сушков — Воронеж : ВГУ , 1983 . - С.48...49.
15. Барабанов, A.F. Взаимодействие антропогенных факторов, их влияние на эрозионно-гидрологические процессы и урожай при контурной ор-ганизации территории [Текст] / А.Г. Барабанов; А.И. Петелько, В .И. Антонов// Лесомелиорация при контурном земледелии. - Волгоград, 1988.-Вып. 1.- С. 19...29.