Содержание
Введение
Глава 1. Средообразующее действие полезащитных лесополос
1.1 Природно-климатические условия
1.2 Влияние лесополос на физические параметры среды
Глава 2. Техническая характеристика полезащитных лесополос
2.1 Техническая характеристика растений, составляющих лесополосы
2.2 Технико-биологическое описание рекомендуемых нами древесно-кустарниковых пород
Глава 3. Технология выращивания полезащитных лесополос
3.1 Технология выращивания посадочного материала
3.2 Подготовка семян к посеву
3.3 Обработка почвы
Глава 4. Технико-экономическое обоснование создания полезащитной лесополосы
4.1 Машины и орудия, применяемые для создания лесозащитных полос
4.2 Расчет ширины полос, количества посадочного материала и экономической эффективности
4.3 Общие требования техники безопасности при создании лесозащитных полос
Заключение
Список литературы
Введение
Благополучие человека в наши дни особенно зависит от биологического разнообразия планеты. Однако разные виды хозяйственной деятельности способствуют прямому или косвенному уничтожению разнообразных объектов биосферы. Поэтому в наши дни необходимость природоохранных мероприятий уже не вызывает сомнения. В частности, в сельскохозяйственных районах важнейшим объектом природообустройства территории выступает создание лесозащитных полос. Однако, несмотря на более чем полувековую историю, лесополосы до сих пор создаются без должного научного обоснования, в связи с чем нередко они неспособны выполнять возложенные на них функции или выполняют их не в полной мере. Поэтому целью нашей работы является разработка лесозащитной полосы для территории Рязанской области с учетом специфики местных абиотических и биотических условий, а также назначения объекта проектирования.
Задачи работы включали:
1. Характеристику природно-климатических условий территории проектирования.
2. Исследование влияния лесозащитных полос на различные параметры среды обитания.
3. Техническая характеристика лесозащитных полос.
4. Разработка технологии подготовки семян к посеву и последующего выращивания посадочного материала.
5. Сравнительный анализ методов обработки почвы.
8. Разработка механизации создания лесозащитных полос.
Научная новизна исследования состоит в том, что для территории Рязанской области проектирование лесозащитной полосы на основе комплексного подхода, включающего как условия местности, так и функцию объекта проектирования, производится впервые. Практическая значимость работы состоит в повышении эффективности функционирования лесозащитных полос.
Глава 1. Средообразующее действие полезащитных лесополос
1.1 Природно-климатические условия
лесополоса растение посадочный выращивание
Климат Рязанской области умеренно-континентальный.
Величина суммарной солнечной радиации, поступающей на поверхность земли в пределах области, составляет 90-95 ккал/см-год. Радиационный баланс составляет от 33 до 35 ккал/см-год. Зимой он отрицательный, так как потери тепла больше, чем поступление. Самый холодный месяц - январь, его среднемесячная температура составляет -10,5 °С - -12 °С, понижаясь в меридиональном направлении с запада на восток. Основной источник тепла - западный перенос воздушных масс с Атлантики.
Самый теплый месяц - июль, среднемесячная температура этого месяца на большей части области составляет +19,0 °С - +19,2 °С.
Среднегодовая температура воздуха положительная, в разных районах области она составляет от +3,9 °С в Елатьме до +4,6 °С в Ряжске. Безморозный период в среднем продолжается от 134 дней на севере области до 150 дней на юге. Местные отклонения от характерных средних величин могут быть весьма существенны.
Помимо западного переноса, в центр Русской равнины поступает и морской арктический воздух, с Баренцева моря, а также тропические воздушные массы со Средиземного моря и Средней Азии. В приземном слое атмосферы направление ветра может меняться в широких пределах, поскольку определяется динамикой областей с высоким и низким давлением и перемещением циклонов и антициклонов.
Зимой в Рязанской области преобладают ветры южных румбов (48 % от числа наблюдений без учета штилей). Характерны также западные и северо-западные ветры (24 %).
Летом в Рязанской области наибольшая повторяемость характерна для западных, северо-западных и северных ветров. Поступление последних способствует охлаждению поверхности. При сравнительно редком поступлении тропического воздуха в области происходит значительное повышение температуры до +30 °С и выше и понижение относительной влажности воздуха до 30 % и ниже.
Основная часть поступающей в Рязанскую область влаги - адвективная, в основном она поступает с Атлантики, результат испарения с поверхности составляет всего около 10%. Осадки в основном выпадают в теплый период - с апреля по октябрь. В среднем это до 70% годовой суммы осадков, составляющей 500-600 мм.
Зимой по всей Рязанской области существует устойчивый снежный покров. За это время выпадает от 120 до 160 мм осадков, что обеспечивает за 136-145 суток накопление 0,3 - 0,5 м снега.
В отдельные годы количество осадков может быть больше или меньше. Осадки являются основным фактором увлажнения поверхности. Однако суммарная степень увлажнения определяется в первую очередь соотношением суммы осадков и испаряемости. Север Рязанской области, территориально это левобережье Оки и правобережье Мокши, отличается избыточным увлажнением. Южнее Рязани (примерно южнее 54°30? с.ш.) увлажнение становится недостаточным.
В Рязанской области, как и везде в умеренном поясе, вегетация растительности, в том числе древесной, наиболее активно происходит при суточных температурах выше +10 °С. Продолжительность этого периода в области возрастает в южном направлении от 134 до 145-147 дней. На севере начало вегетационного периода весной происходит к концу первой декады мая, а окончание к концу второй декады сентября, в южной части соответственно 2-5 мая и 25 28 сентября. Сумма «активных» температур таким образом также возрастает в направлении с севера на юг области от 2155 °С (Тума) до 2355 °С (Ряжск).
Минимальные за всю историю метеорологических наблюдений в Рязанской области температуры в разные месяцы наблюдались в период с 1930 по 1999 г, среднее арифметическое составляет 1962±23,08 год, что отражает не столько действительное распределение частот, сколько сроки начала метеорологических наблюдений. По этим данным можно также увидеть, что зимние экстремальные температуры повышались быстрее летних. Так, за холодный период года среднее арифметическое всех лет с минимальными температурами какого-либо месяца составило 1951±16,41, а за бесснежный период - 1970±24,66 год.
Распределение максимальных экстремальных температур обнаруживает обратную закономерность. Максимальные за всю историю метеорологических наблюдений в Рязанской области температуры в разные месяцы наблюдались в период с 1927 по 2013 г, среднее арифметическое составляет 1991±30,18 год. Как и по минимальным экстремальным температурам, по этим цифрам можно также увидеть, что зимние экстремальные температуры повышались быстрее летних. Так, за холодный период года среднее арифметическое всех лет с максимальными температурами какого-либо месяца составило 2003±14,47, а за бесснежный период - 1984±35,95 год.
Микроклиматические показатели в пределах области могут весьма существенно различаться. Особенно значительные различия в поступлении прямой солнечной радиации на слоновые поверхности наблюдаются весной и осенью в умеренных широтах: количество прямой солнечной радиации, поступающее за сутки на единицу поверхности склонов южной экспозиции в 1,5 - 2 раза больше, чем на аналогичных северных склонах. На южных склонах даже при крутизне всего 3 - 5 ° весной снег сходит быстрее, а почва прогревается и поспевает на 7 - 10 дней раньше, чем на северных.
1.2 Влияние лесополос на физические параметры среды, биотические взаимодействия в лесополосах
Лесозащитные полосы - это искусственные, целенаправленно созданные человеком экосистемы.
Древесные породы, образующие лесополосы, зависят от температурных условий, влажности, освещенности и других факторов среды. Однако и сами они, образуя непрерывный растительный покров, влияют на окружающую среду и формируют в ней местообитания для других растений, животных, грибов, микроорганизмов. Такие растения называют доминантными или эдификаторными организмами, они определяют структуру и облик биогеоценоза, а также внутренний климат, видовой состав, обилие и размещение животных, грибов и микроорганизмов.
Древостой и другая высшая растительность все время находятся в зависимости от почвы, атмосферы, животного мира и микроорганизмов. Химический состав почвы, ее влага и физические свойства влияют на рост, развитие древесных пород, на их плодоношение. Вся растительность в свою очередь в сильной степени воздействует на почву, определяя главным образом качество и количество вещества в почве, влияя на физические и химические ее особенности. Между почвой и растительностью все время происходит перекачивание минеральных веществ - из различных горизонтов почвы в надземные части растений, а затем возвращение их в почву в виде растительного опада. Таким образом происходит перераспределение минеральных веществ почвы по горизонтам. Этот процесс обычно называют биологическим круговоротом веществ.
Говоря в данном случае о круговороте веществ, надо иметь в виду в некоторой степени неточность этого выражения. Полного круговорота всех веществ в пределах биогеоценоза обычно не происходит. Некоторая часть всегда уходит не только из данного биогеоценоза, но и вообще из фитогеосферы, а часть других веществ поступает в биогеоценоз со стороны. Очень важной стороной биологического круговорота вещества является то, что он неразрывно сопровождается процессом передачи и превращения энергии, баланс которой при этом крайне важно учитывать.
Поэтому насущной очередной задачей лесной биогеоценологии является разработка методики изучения энергетической стороны биологического круговорота вещества. В этом процессе играют особую роль опад и так называемая лесная подстилка, т.е. накапливающийся на поверхности собственно почвы слой из остатков листьев, ветвей, коры, плодов и других частей растений. В лесной подстилке происходит разрушение и минерализация этих растительных остатков.
Огромную роль играет растительность также в водном режиме почвы, поглощая влагу из определенных горизонтов ее и отдавая затем в атмосферу путем транспирации, влияя на испарение воды с поверхности почвы, воздействуя на поверхностный сток воды и на подземное ее перемещение.
Не менее сложные взаимодействия наблюдаются между растительностью и атмосферой. Если рост и развитие растительности зависит от температуры, влажности воздуха, его движения и состава, то в свою очередь состав, высота, ярусность и густота растительности влияют на эти свойства атмосферы.
Каждый биогеоценоз имеет свой климат, микроклимат, называемый иногда фитоклиматом, под которым понимаются те свойства атмосферы, которые изменены самой растительностью.
Не менее тесна взаимосвязь растительности с животным миром, населяющим данный биогеоценоз. Животные в процессе своей жизнедеятельности многосторонне влияют на растительность как непосредственно, питаясь ею, вытаптывая ее, строя в ней или при помощи ее свои жилища, убежища, содействуя опылению цветков и распространению семян или плодов, так и косвенно, изменяя почву, удобряя ее, разрыхляя, вообще меняя ее химические и физические свойства, а в некоторой степени влияя и на атмосферу.
Исключительно важны взаимодействия между растительностью и микроорганизмами. Микроорганизмы (бактерии, грибы, вирусы и др.) часто являются паразитами высших растений и играют большую роль в жизни почвы. Не считая даже клубеньковых бактерий, живущих на корнях бобовых и некоторых других растений, которые усваивают свободный азот, используемый затем высшими растениями, различные другие микроорганизмы своими выделениями в почву, своим участием в разложении органических веществ, в поглощении некоторых газообразных веществ атмосферы и в превращении веществ в почве вообще оказывают то положительное, то отрицательное влияние на рост и развитие высших растений. С другой стороны, корневые выделения высших растений столь влияют на микробное население почвы, что в ризосферах высших растений в зависимости от вида растений, состав этого населения очень варьирует.
Вместе с тем микроорганизмы прямо или косвенно находятся во взаимодействии с животными, как позвоночными, так и беспозвоночными.
Взаимоотношения между растениями (у цветковых и высших споровых растений) осуществляется либо через непосредственное влияние одних на другие (паразитизм, например омелы на сосне, липе и др.), через срастание корней, которое позволяет использовать питательные вещества одного растения другим, через охлестывание и повреждение ветвей одного дерева другим, например, ели березой, непосредственным давлением корневых систем и т. п., либо через другие организмы (микроорганизмы, животные), либо через выделение веществ (жидких, газообразных и твердых) надземными и подземными частями, действующими положительно или отрицательно на другие растения, либо через конкуренцию корневых систем из - за воды и минеральных веществ.