В комплексе мероприятий, направленных на защиту водоемов от заиления, наиболее важным являются лесные насаждения. Разносторонняя полезная роль лесной растительности проявляется в том, что она способна переводить поверхностный сток во внутрипочвенный, очищать поверхностные стоковые воды от мелкозема (кольматаж), болезнетворных микроорганизмов и вредных химических веществ, ослаблять скорость движения и гасить энергию набегающих на берег волн, скреплять почву корнями и тем самым предохранять берега от подмыва и размыва.
Пруды, у которых облесены берега и дно балок сразу выше их, практически не заиляются. Эти примеры говорят о высокой защитной функции лесных насаждений. Они являются и наиболее дешевым и экономически целесообразным приемом защиты водоемов.
Помимо выполнения защитных функций, лесные насаждения долговечны, дают древесину, ивовый прут, которые можно использовать в различных отраслях хозяйства.
Водохранилища и пруды огромное количество воды теряют на испарение. Лесные насаждения снижают скорость ветра и уменьшают испарение с водной поверхности. По данным В. В. Лебедева (1957г.), у облесенного пруда испарение на 214 мм меньше, чем у необлесенного (таблица 26).
Месяц |
Средняя скорость ветра над прудом, м/сек |
Испарения с водной поверхности пруда, мм |
||||
с лесными полосами |
без лесных полос |
окруженного лесными полосами |
без лесных полос |
|||
на поверхности воды |
на высоте 2м |
на поверхности воды |
на высоте 2м |
|||
Май |
3,6 |
5,8 |
7,6 |
13,1 |
115,5 |
116,7 |
Июнь |
3,2 |
4,9 |
5,1 |
11,9 |
119,3 |
148,4 |
Июль |
2,8 |
4,6 |
4,2 |
11,5 |
139,8 |
189,0 |
Август |
2,8 |
5,4 |
5,8 |
14,2 |
132,9 |
168,6 |
Сентябрь |
- |
69,1 |
118,2 |
|||
Октябрь |
- |
- |
- |
42,3 |
90,4 |
|
Ноябрь |
3,8 |
3,4 |
||||
Итого |
- |
- |
- |
- |
622,7 |
834,7 |
Л. Ф. Форш (1961г.), изучая испарение водных масс малых водоемов Курской области, установил, что испарение с поверхности облесенного Березового водоема было на 10-14% меньше, чем с поверхности необлесенного Борщенского водоема. Влияние облесенности сказывается на уменьшении скорости ветра и увеличении абсолютной влажности воздуха. Это приводит к уменьшению интенсивности испарения по сравнению с открытым водоемом. По наблюдениям Л. Ф. Форша, в летние месяцы средняя скорость ветра над поверхностью облесенного Березового водоема составляла от 30 до 50% скорости ветра над необлесенным Борщенским водоемом.
Водоемы и особенно крупные водохранилища оказывают существенное влияние на местный климат и агроклиматические условия прилегающих к ним территорий. С. Л. Вендров и др. (1968) отмечают, что в пределах 5-10 км зоны действия речных водохранилищ наблюдается изменение температуры воздуха не менее чем на 0,2°, а абсолютной влажности на 0,1 мб. Такое изменение температуры и влажности воздуха оказывает определенное влияние на практическую деятельность человека.
Количественные изменения во влажности воздуха под влиянием водохранилищ зависят от климатической зоны, в которой они расположены. Зависит в основном от более резкого контраста между поверхностями водохранилища и сухой степи, чем между поверхностями воды и таежного леса.
Заметное влияние водохранилища оказывают на изменение ветрового режима. Таким образом, водохранилища способствуют изменению климата прибрежных зон, которое в основном сказывается положительно на многих сельскохозяйственных культурах, произрастающих в прибрежных зонах, особенно в южных и юго-восточных районах.
Многообразные функции, выполняемые лесными насаждениями, выращиваемыми вокруг водоемов, вызывают необходимость создания различных видов лесных культур, объединяемых в единую взаимосвязанную систему. В систему такого защитного комплекса должны входить волногасящие, кольматирующие и ветрозащитные насаждения (пояса).
В зависимости от выполняемых функций каждый вид такого насаждения (пояса) должен размещаться в определенных местах, у водоема и выращиваться по определенным агротехническим правилам.
Нижние (волногасящие) насаждения размещаются около уреза воды в зоне проявления русловых и береговых эрозионных процессов, а также постоянного и временного затопления. Их задача - гасить разрушительную энергию волн и тем самым препятствовать проявлению абразии (разрушению) берегов; обеспечивать дренаж подтопляемой части берега, предохраняя его от заболачивания; скреплять грунт корневыми системами. В настоящее время этот вид насаждений является надежным и наиболее дешевым способом защиты берегов от разрушения волнобоем.
Установлено, что, если волногасящая полоса из кустарниковых ив имеет ширину не менее длины волны, берег практически не разрушается. По наблюдениям (1962, 1963гг), при трансформации волн насаждениями особенно изменяется их высота.
Так, густые заросли ивы белой шириной 20-30м уменьшали высоту волны в 2,5-4,5 раза, а их энергию в 6-20 раз. Такое значительное гашение энергии волн практически исключало разрушение берега.
Особенно сильно изменилась энергия волн, в результате этого давление их на берег уменьшилось до 15 раз по сравнению с открытым берегом.
На Горьковском водохранилище культуры ивы ломкой, посаженной Дарвинским госзаповедником, полностью приостановили разрушение берегов. Защищая берега от разрушения, нижние насаждения одновременно задерживают и способствуют оседанию в них взмученных частиц, увлекаемых водой во время ветровых течений.
За 1966-1969 гг. в культурах Нижне-Чирского мехлесхоза, созданных по берегам Цимлянского водохранилища, отложились наносы мощностью 56 см, а в отдельных местах до 1м. Аналогичные явления отмечены и в волногасящих культурах Каховского водохранилища, в которых при 3625 ив на 1 га за полгода образовались песчаные валы высотой до 80 см. Отложившиеся в насаждениях наносы не размываются водой, так как хорошо скрепляются корнями, особенно в верхних горизонтах.
Касаясь вопросов размещения нижних насаждений, их породного состава и ширины, необходимо учитывать размеры водоемов. От площади водоема зависит разгон волны, а следовательно, энергия обрушения ее на берег. Поэтому на крупных водохранилищах, где волны достигают высоты 3м и обладают большой энергией обрушения на берег, насаждения по своей структуре будут отличаться от нижних насаждений, создаваемых на небольших по площади прудах.
При создании волногасящих культур нужно стремиться к тому, чтобы они как можно быстрее приобрели плотную конструкцию. Поэтому Ю. П. Бяллович (1953, 1963) рекомендует черенки ив высаживать в ряду через 20 см и не реже чем через 35 см, при ширине междурядий 1м. Общая ширина волногасящих насаждений должна быть на водохранилищах 20-50 м. Первые мористые ряды необходимо создавать из ив, высаживая здесь 10-20 рядов, в зависимости от общей ширины насаждения, а последующие, на более сухих местоположениях - из тополя.
На небольших по площади прудах волногасящие насаждения достаточно создавать шириной 7-10м. Размер высаживаемых черенков должен быть не менее 0,5м. Высаживают их под меч Колесова или лом в подготовленные плужные борозды. Лучшее время посадки - ранняя осень, когда уровень воды в прудах и водохранилищах наименьший.
При создании нижних береговых насаждений предпочтение следует отдавать иве белой, которая по сравнению с другими видами значительно лучше приспособляется к различным условиям произрастания. Ива белая может хорошо расти даже при постоянном затоплении, так как она способна образовывать водные корни. Миндальную иву в такие насаждения можно вводить как примесь.
На подтопляемых берегах рекомендуют создавать волногасящие насаждения из быстрорастущих пород с высокой транспирационной способностью (тополь черный и серебристый, ива ломкая и белая), а крайние к воде ряды - из кустарниковых ив (русская, пепельно-серая, сибирская, заиндевелая). Хорошая приживаемость и рост черенков в условиях Горьковской области показали русская и трехтычинковые ивы (1965г.), а в условиях Куйбышевской области - шелюга красная, тополь китайский (1958г.). В условиях Среднего Дона (1964) рекомендуют использовать ивы русскую и трехтычинковую. Кроме того, в этих условиях можно высаживать аморфу, которая хорошо переносит длительное затопление.
Средние насаждения создаются по береговым склонам прудов и водохранилищ между нижними (волногасящими) и верхними насаждениями. Основное их назначение - предупредить развитие эрозионных процессов на берегах, ослабив поверхностный сток и скрепив грунт корнями.
Средние береговые насаждения должны создаваться из древесных пород, не требовательных к почвенным условиям (так как на таких местоположениях встречаются почвы разной степени смытости), с глубокими корневыми системами, способными давать корневые отпрыски. Средние береговые насаждения в своем составе должны иметь кустарники, которые будут создавать корневую ярусность и, кроме того, хорошо гасить сток, поступающий с вышерасположенных участков.