РОСТ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС И ГЛУБИНА ЗАЛЕГАНИЯ ГРУНТОВЫХ ВОД

GROWTH OF FOREST SHELTER BELTS AND GROUNDWATER DEPTH

Е.Г. Парамонов¹, В.И. Заносова²

E.G. Paramonov¹, V.I. Zanosova² 

¹Институт водных и экологических проблем СО РАН,

(Россия, 656038, г. Барнаул, ул. Молодежная, 1)

²Алтайский государственный аграрный университет,

(Россия, 656049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98) 

¹Institute for Water and Environmental Problems SB RAS

(Russia, 656038, Barnaul, Molodezhnaya St., 1)

²Altai State Agrarian University

(Russia, 656049, Barnaul, Krasnoarmeisky Prosp., 98)

e-mail: peg@iwep.ru

Кулундинская степь в Алтайском крае, отличающаяся резко континентальным климатом, равнинным рельефом и различной глубиной залегания грунтовых вод. Составлена карта глубин залегания грунтовых вод с выделением участков с глубиной до 3 м, от 3 до 5, от 5 до 10 и свыше 10 м, что является основой для подбора древесных пород в полосы. Выявлена тенденция уменьшения средних высот полезащитных лесных полос, состоящих из тополя бальзамического или из березы повислой с понижением уровня грунтовых вод.

Kulunda steppe in Altai Krai is characterized by a severely continental climate, low relief and different groundwater depth. A map of groundwater depth including the sites of about 3 m depth, 3 – 5 m, 5 - 10 m, and more than 10 m, which is the basis for the selection of tree species for forest belts, is constructed. The tendency of decrease in the average height of forest shelter belts consisting of poplar or birch with the lowering of groundwater level is revealed. 

В Западной Сибири и Казахстане степные ландшафты распространены сплошной полосой между 52 и 48° с. ш. от подножия гор на Алтае до Уральских гор на западе. До массовой распашки это был самый крупный степной массив в мире, он  простирается с севера на юг на 600 км, а с востока на запад на 2000 км [6]. В последние сто лет российская часть этого региона почти полностью освоена и преобразована в полевые угодья с большими потенциальными возможностями для получения высоких урожаев.

Кулундинская степь принадлежит к степям суббореального климатического пояса, занимая юго-восточную часть Западно-Сибирской низменности на площади около 13 млн. га. С гидрологической точки зрения из геологических напластований низменности наибольший интерес представляют горные породы кайнозойской и мезозойской эр [5].

Грунтовые воды Кулунды представляют собой гидродинамический единый водоносный комплекс, на режим которого влияют климатические и гидрологические условия. В режиме уровня грунтовых вод отмечается весенний подъем и летнее-осенний спад, максимальный уровень достигается от середины мая до конца июня, а минимальный – в декабре-марте. Весной подъем начинается в конце марта, когда средняя суточная температура воздуха становится выше 5⁰С и начинается таяние снега. Просачивание талых вод происходит через мерзлые почвы, полное оттаивание которых происходит к середине мая.

Основную роль в питании грунтовых вод играют осадки, выпадающие в холодное время года и весной. Летние осадки существенного влияния не оказывают, так как они испаряются, не достигнув уровня грунтовых вод.

В пределах Кулундинской аллювиальной равнины водоносный горизонт современных отложений имеет ограниченное распространение, он объединяет подземные воды аллювиальных, озерных и эоловых осадков, в которых содержатся безнапорные воды, залегающие на глубинах до 5 м.

В решение прикладных эколого-гидрогеологических задач особое место занимает  картирование территории, а управление и рациональное использование водных ресурсов требует информационной картографической базы, доступной для широкого круга природопользователей.

Карта глубин залегания грунтовых вод равнинной части Алтайского края, является одной из карт необходимых для эколого-гидрогеологического районирования и защитного степного лесоразведения.

При составлении карты в М: 1:500000 использованы данные кадастра подземных вод Алтайского края (учетные карточки буровых скважин), регионально-типологическая ландшафтная карта [1-3], материалы гидрогеологического и топографических съемок. Всего было обработано более 500 буровых учетных карточек. Глубина залегания грунтовых вод на карте показана в интервале глубин: менее 3 м, от 3 до 5 м, от 5 до 10 м и более 10 м. и вычислены площади с различным уровнем залегания грунтовых вод по 19 административным районам Алтайского края, которые  входят по агролесомелиоративному районированию [4] в районы сухой степи и засушливой степи. Эти районы полностью входят в Кулундинскую степь, являясь ее южной окраиной (табл. 1). В результате получена планово-структурная основа глубин залегания первых от поверхности водоносных горизонтов, которая позволяет использовать ее для рационального планирования хозяйственной деятельности.

Таблица 1

Глубина залегания грунтовых вод, % площади

Оказалось, что по обоим агролесомелиоративным районам средняя глубина залегания грунтовых вод оказывается идентичной, несмотря на резкие колебания внутри районов. Так, в сухой степи в Бурлинском районе средняя глубина равна 3,1 м, а в Табунском – 7,0 м или в 2,3 раза более глубоко. В засушливой степи различия между максимальными и минимальными глубинами залегания грунтовых вод сглаживаются, и между Волчихинсским районом и Родинским она составляет 2,2 м или глубже в 1,7 раза. На уровень залегания грунтовых вод существенное влияние оказывает наличие поверхностных вод. Так, в районах Михайловском, Ключевском удельный вес поверхностных вод по площади составляет до 10% и глубиной 3,3-3,8 м, а в  Табунском и Немецком национальном удельный вес зеркала вод составляет около 4% и глубина грунтовых вод понижается до 5,5-7,0 м.

Таблица 2

Средняя высота тополя и березы в полосах различной ширины, м

Методика обследования защитных лесных насаждений проводилась в следующем порядке. В каждом административном районе в трех сельскохозяйственных предприятиях в наиболее сохранившихся и жизнеспособных тополевых и березовых лесополосах закладывались пробные площади в количестве 3 размером по ширине полосы и такой длины, чтобы было на ней не менее 200 деревьев. Если полоса 3-рядная, то по длине пробная площадь была не менее 70 м, при 7-рядной – свыше 30 м.

На пробной площади по каждому ряду подсчитывалось число живых деревьев и число погибших по пропуску между живыми с получением показателя сохранности. У деревьев замерялись общая высота, диаметр на 1,3 м., а после сплошного перечета определялась сохранность деревьев.

Таким образом, по каждому району были получены экспериментальные данные по 25 пробным площадям в тополевых полосах и по 19-21 пробам – в березовых в возрасте 26-30 лет (табл. 2).

К 30-летнему возрасту лесополосы в сухой степи и засушливой степи практически достигают максимальной высоты, что является их основным показателем по дальности влияния на микроклимат в межполосных полях.

Оказалось, что в данных условиях наиболее высокорослыми являются тополевые лесополосы, состоящие из 3 рядов при ширине междурядий 3 м, их высота на 7,5% превышает высоту в 2-рядной полосе и на 31,2% – в 8-рядной. Это связано с тем, что в многорядных полосах средние ряды тополя постоянно испытывают конкурентное давление со стороны соседних рядов. Это давление отсутствует в полосах, состоящих из 2 или 3 рядов, что сказывается на повышенной высоте деревьев в них.

В отношении березовых лесополос подобного вывода сделать нет возможности. В сухой степи разница в высотах максимально составляет 18,3%, что не подтверждается наименьшей существенной разностью. В засушливой степи разница снижается до 8,1%, что также математически не подтверждается.

В то же время высота тополевых деревьев в засушливой степи в среднем равна 19,1 м что на 52,8% выше аналогичного показателя в сухой степи, а средняя высота березы соответственно равна 15,5 м и 66,7%, т.е. улучшение лесорастительных условий более существенно сказывается на интенсивности роста в высоту березы повислой.

Улучшение лесорастительных условий в агролесомелиоративном районе 1 б, в сравнении с районом сухой степи, сказывается на увеличении средней высоты тополя и березы. В районе 1б тополь имеет среднюю высоту равную 17,8 м, а береза – 14,9 м, что выше средних высот этих древесных пород в районе 1а соответственно на 71,1 и 58,5%. В обеих районах средняя высота березы повислой оказывается меньшей в сравнении со средней высотой тополя бальзамического на 10,6% в районе 1а и на 19,5% в районе 1б.

Усредненные данные в табл. 3 по высоте тополя и березы имеют большой разброс по отношению к глубине залегания грунтовых вод, и это связано, по нашему мнению, с различным удельным весом  площадей с различной глубиной залегания грунтовых вод.

Таблица 3

Соотношение средней высоты тополя и березы с глубиной залегания грунтовых вод

Примечание: ГГВ – глубина грунтовых вод 

В пределах одного агролесомелиоративного района средняя высота древесных пород оказывается не равнозначной, что связано с глубиной залегания грунтовых вод. Имеет место общая тенденция снижения средней высоты деревьев с увеличением глубины залегания грунтовых вод. Эта связь носит прямолинейный характер. Так, в районе сухая степь связь между глубиной залегания грунтовых вод и средней высотой тополя выражается как умеренная, обратная (r=-0,34±0,08), а по отношению к березе, как значительная обратная (r=-0,62±0,09). В районе засушливая степь умеренная обратная связь характеризуется коэффициентом корреляции r=-0,39± 0,11. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Винокуров Ю.И. Опыт применения ландшафтно-индикационных исследований при крупномасштабных изысканиях в Алтайском крае // Материалы III Всесоюз. совещ. по прикладной географии. Иркутск, 1975. С. 268-271.
2. Винокуров Ю.И. Ландшафтные индикаторы инженерно-гидрогеологических условий предалтайских равнин. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1980. 192 с.
3. Винокуров: Ю.И.. Ландшафтно-индикационный подход к мелиоративной оценке земель в Алтайском крае // Изв. СО АН СССР. 1986. Вып. 2. С. 106-109.
4. Кукис С.И., Горин В.И. История защитного лесоразведения в Алтайском крае // Опыт полезащитного лесоразведения на Алтае. Барнаул: Алт. кн. изд-во, 1973. С. 13-71.
5. Кулундинская степь и вопросы ее мелиорации. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1972. 508 с.
6. Мордкович В.Г. и др. Судьба степей / В.Г. Мордкович, А.М. Гиляров, А.А. Тишков, С.А. Баландин. Новосибирск: Наука, 1997. 208 с.