Лекція 10. Водна фітомеліорація

10.1. Система захисних насаджень річок і водойм

Природні та штучні насадження в межах річкових долин об’єд­нують в такі групи:

1. Нижні берегові насадження знаходяться у місцях підтоплення, тимчасового затоплення та мілководдя.

2. Середні берегові насадження розташовані на берегових круто­схилах, річкових терасах, улоговинах та ярах, вони запобігають ерозійним процесам і береговим зсувам, поліпшують санітарний стан та естетичний вигляд долинних ландшафтів.

3. Верхні берегові насадження розташовані вище бровки берегового схилу, виконують важливі санітарно-гігієнічні, естетичні та архітектурно-планувальні функції, часто їх використовують для рекреації.

Навколо водоймищ створюється система захисних насаджень, в яку входять:

- лісосмуги вздовж берега;

- хвилеломні насадження чагарників і напівводних рослин у при­бережній частині затоплення;

- насадження чагарників на мокрому та сухому укосах греблі.

Прируслові захисні лісові смуги створюють уздовж обох берегів річок. Ширина смуг залежить від довжини річки, інтенсивності алю­віального процесу й умов господарського використання заплавних угідь.

Для річок, на яких процеси розмиву та переносу алювію слабо розвинені або зовсім не спостерігаються, лісові смуги створюють зав­ширшки 9–15 м (при довжині річок до 200 км) і 15–20 м (на річках зав­довжки понад 200 км). На річках з інтенсивним алювіальним процесом ширину прируслових смуг збільшують при довжині ріки до 100 км – до20 м, при довжині до 200 км – до 30 м, при довжині більше 200 км – до 50 м.

10.2. Головні види і комплекси захисних культур

Хвилеломні насадження. Відомо, що густі напівзатоплені за­рості верб зменшують енергію хвиль у 15–25 разів, посилюють їх рефракцію (лат. refractio – заломлюю) і припиняють хвилеударне руйнування берегів в зоні своєї дії. Хвилеломні насадження створюють змішаними. У більшості випадків кращим їх складом є 60 % верби білої, 30 % верби мигдальної, 10 % аморфи.

Хвилегасні зарості напівводної рослинності. Висока напівводна рослинність – зарості очерету озерного і комишу звичайного – незрівнянно краще пристосована до зростання на відкритому плесі, ніж зарості верби. Хвилегасна можливість очерету і комишу дуже велика. Ширина хвилегасної смуги має бути не менше 20 м.

Намулорегулюючі заплавні насадження мають зменшувати швидкість і витрати води у повноводдя на заплавній частині живого перерізу потоку, посилюючи в потрібних місцях вилучення намулу з русла і тим самим поглиблюючи, спрямовуючи і стабілізуючи русло. Крім того намулорегулюючі насадження можуть бутивисокопродуктивними і мати велике естетичне і мисливське значення.

До намулорегулюючих належать такі види заплавних насаджень:

- насадження руслової обмілини (верба тритичинкова, червона шелюга, верба каспійська, верба біла);

- насадження заплавного яру (густі посадки чагарників);

- насадження прируслового валу (осокір, сосна, модрина);

- внутріплавні намулорегулюючі насадження (дуб, в’яз, осокір, верба, вільха чорна).

10.3. Насадження вздовж осушувальних каналів

На берегових схилах каналів, які мають коритоподібний або тра­пецієвидний профіль і наповнюються періодично, науковці рекомендують висаджувати дерева і чагарники, не турбуючись про погіршення їх пропускної спроможності. Умови розвитку рослин на берегових схилах сприятливі, а тому тут вони через декілька років утворюють густу поросль, що дає змогу відмовитись від поточних робіт з догляду за береговими схилами (скошування трав, усунення бур’янів). Крім того, ці насадження формують специфічні біотопи і урізноманітнюють ландшафт. Опадаюче з дерев і кущів листя, яке перегниває дуже швидко, не призводить до звуження каналу.

Для озеленення каналу рекомендують вільху клейку, саджанці якої розташовують на висоті не менше 0, 5 м від підошви каналу з обох або одного боку, відстань між саджанцями 1 м. Вище на схилі, витримуючи відстань між рядами1 м, висаджують рядами види, які відповідають даній місцевості.

Важливим завданням є забезпечення основного функціонального призначення цих насаджень – затіняти канал, внаслідок чого сповільнюється випаровування. Це забезпечується посадкою чагарників на верхньому краї відкосу і систематичним обрізуванням та рубкою вільхи.

10.4. Фітомеліорація водотоків

У попередніх розділах ми розглянули шляхи створення захисних насаджень у долинах річок. Проте до ландшафту водостоків належать не лише деревна, але й уся прибережно-водна рослинність.

Роботи, що здійснюються на водоймах і в долинах річок, слід розглядати як ландшафтоформування, оскільки річні та долинні ландшафти здавна використовували як місця відпочинку. Зберегти цю функцію ландшафту можна при здійснені заходів з формування просторової струк­тури території, що виходить за межі чисто технічних потреб. Матеріалом для формування річкового і долинного ландшафту є дерева і чагарники.

Висадка рослин по берегах водостоків і в долинних ландшафтах належить до спеціальної галузі інженерної біології. Правильний підбір рослин для захисту берегів і закріплення схилів або ж розчленування долинного простору вимагає особливого досвіду і знань.

У природі водотоки створюють умови для життя рослин і тварин. Попередні методи господарювання зумовлювали різке обмеження розмаїтості життєвих форм. Багато водних і земноводних видів перебувають під загрозою зникнення, а деякі зовсім зникли. Тому слід ефективно підтримувати мету природоохоронної діяльності, направлену на збереження і відновлення різноманіття життєвих форм як у воді, так і на берегах водойм і в долинах.

10.5. Класифікація ділянок русла і типи водойм

Під час створення рослинного покриву на берегах водотоків, слід брати до уваги природні умови (орографію, клімат, ґрунти, рослинний і тваринний світ), а також особливості самого водотоку (швидкість течії, коливання рівня води, рух долинних наносів тощо).

Русла водотоків поділяють на чотири ділянки, які характеризуються природними умовами, а тому вимагають використання різних гідротехнічних та ландшафтно-формувальних методів.

Водозбірний басейн. У цій місцевості з невеликих струмків фор­мується русло річки, звідси мають розпочинатися всі заходи, спрямовані на санування водойм. Роботи, які тут проводяться, мають загально-меліора­тивний характер: охорона лісу, попередження ерозії, догляд за ґрунтом.

Верхня течія. На торфовій ділянці русло все більше поглиблюється при відносно високій швидкості течії та великому схилі долини, пересуваючи породу аж до кам’яних брил. Русло має продовгувату форму. У розрізаних на значну глибину долинах рослинний покрив є лише на вузькій береговій смужці. Рослини постійно знаходяться під впливом коливань рівня води. Беручи до уваги значну енергію води на цій ділянці русла, використовують комбіновані гідротехнічні методи, тобто поєднання мінеральних і рослинних будівельних матеріалів.

Середня течія. На цій ділянці існує рівновага між змивом і виносом породи. Відбувається типова ерозія берегів ріки: перші вигини русла виникають внаслідок відкладів донних наносів – гравію і гальки. Поряд із закріпленням донних наносів заходи з облаштування вклю­чають захист берегів і зменшення стоку біологічними засобами.

Нижня течія. В цій зоні енергія слабшає настільки, що виникають відкладення піску, суглинку і навіть глини. Ріка тече до моря довгими вигинами і з невеликим нахилом. Рослинність дуже широких зон заплавних терас визначається коливаннями рівня води, які, як правило, досить значні (заплавний ліс). Гідротехнічні заходи у нижній течії зосереджуються на проблемах стоку води.

Сповільнення стоку зумовлює небезпеку повені та затрудняє відвід води із сусідніх сільськогосподарських угідь.

10.6. Зона рослинності вздовж ріки

Беручи до уваги водну поверхню та зону періодичного затоплення, виділяють такі зони рослинного покриву:

- зона рдесту (Potamogeton L.). Розташована нижче мінімального рівня води, тобто постійно затоплена. Інженерно-біологічна (фітомеліоративна) роль цієї рослинності незначна, оскільки вона не в стані захистити підводні схили від пошкоджень. Біологічна ж роль їх надзвичайно велика: виробляючи кисень, підводні рослини сприяють самоочищенню водойм і слугують кормом для риб. На річках зі швидкою течією або інтенсивним судноплавством зона рдесту відсутня;

- очеретяна зона. Це так звана земноводна зона, яка простягається від низького до середнього рівня води і характеризується частими змінами рівня води. Тривалість затоплення рослин становить не менше 150 днів у рік. Очерет своїм корінням зміцнює берегові схили, захищаючи їх від руйнування. Цінність цієї зони полягає також у самоочищенні водойми і рибальстві. В очеретяній зоні, крім очерету, росте багато інших видів, які мають не лише берегоукріплювальні, але й естетичні якості;

- зона деревно-чагарникової рослинності з м’якою деревиною. Ця зона лише деколи підтоплюється. На природних водоймах береги, як правило, облямовані заростями верболозу, вище якого на берегових схилахрозташовується вербовий заплавний ліс. Дерево-чагарникова рослинність цієї зони забезпечує захист високих берегових схилів від пошкоджень. Там, де вона відсутня, формується злаковий дерновий покрив, який не має такої потужної фітомеліоративної сили, як деревно-чагарникові зарості;

- зона деревно-чагарникової рослинності з твердою деревиною. Ці насадження розташовані вище середнього рівня паводка, затоплюються лише зрідка і не регулярно.

Функціональна цінність заплавних фітомеліоративних насаджень, якщо вони мають вигляд вузьких облямовуючих смуг, полягає у захисті прилеглих територій від пошкоджень під час льодоходу, а також в екологічному облаштуванні ландшафту.

10.7. Посадка рослин у заплавах річок

Посадка очерету. Поряд із достатньою кількістю води та обмеженим коливанням її рівня для висадки очерету необхідні такі умови:

- наявність берегового ґрунту;

- пологий береговий насип;

- повноцінне сонячне освітлення;

- захист молодого очерету від сильної течії;

- захист очерету від пошкоджень (худобою, рибалками, човнами).

Всі види очерету можна розсаджувати за допомогою кореневищ з невеликою грудкою землі. Матеріал для посадки беруть у заростях очерету або осоки. Для висаджування кореневищ або пагонів підготовляють ями у ґрунті на висоті середнього літнього рівня води. Можна висаджувати очерет у вигляді снопів, в які складають стебла очерету з корінням, кладучи їх у спеціально підготовлені траншеї.

Очерет звичайний можна висаджувати стебловими пагонами, які скошують з початку травня до середини червня (довжина стебел близько 100 см з трьома-п’ятьма листочками, що розкрилися). Стебла по 3–5 шт. встромляють в землю дещо нижче лінії середнього літнього рівня води на віддалі 30–50 см один від одного. На водоймах з сильним хвилями стебла встромляють під кутом з нахилом до берега. Очерет можна також розмножувати насінням.

З метою регулювання процесу заростання очерет періодично ско­шують.

Посадка верби. Верби захищають берегові схили над лінією середнього рівня води від пошкоджень, скріплюючи ґрунт своїм густим корінням і виявляючи опір водним потокам своїми гнучкими вітами.

Посадку верб на берегах проводять, як правило, вегетативними частинами рослин – черешками, гілками, хворостинами або лозою.

Посадковий матеріал верби найкраще заготовляти в період зимового спокою, тобто з жовтня по березень, а також до закінчення цвітіння. Можна заготівлю посадкового матеріалу проводити починаючи із середини літа.Черешки зрізують переважно з молодих пагонів верби. Товщина черешків – від діаметра олівця до діаметра 2–3 см. Довжина черешків залежить від характеру берегового ґрунту. Для тяжких і вологих ґрунтів – близько 20 см, на сухих галечникових ґрунтах, а тим більше на кам’янистих слід забезпечувати максимально можливу довжину. Че­решки, довжина яких перевищує 50 см, зручні для посадки лише при значній товщині.

Черешки найкраще встромляти під невеликим кутом, з нахилом до схилу. Їх розташовують по 25 шт. на 1 м2, тобто при віддалі між ними 20 см в довжину і ширину. Це забезпечує добру густоту насадження. Якщо вимагається менше затримання стоку води, черешки розташовують рядами в напрямку течії на віддалі до 75 см один від одного, тобто близько 7 черешків на 1 м2.

Вербу можна висаджувати кілками, тобто дуже великими черешками довжиною від 150 до 250 см відповідної товщини.

Посадка лозою, яка являє собою мало гіллясті пагони верби у віці одного-двох років (довжина до 3 см), здійснюється для зміцнення схилів, верхнього шару ґрунту або берегової лінії.