Смекни!
smekni.com

Гидрологическая роль леса (стр. 3 из 3)

Исключать влияние характера леса на величину расхода влаги на транспирацию и в пределах одного климатического района, по-видимому, нельзя, поскольку физиологией растений доказана зависимость транспира­ции от света, тепла и влажности почвы, а эти факторы варьируют в зави­симости от характера леса. В сухой период у древесных пород с глубокой корневой системой транспирационная деятельность меньше нарушается (или даже совсем не нарушается), чем у пород с поверхностной корневой системой, и они легче переносят засуху. Примерами могут служить дуб (с глубокой корневой системой), способный переносить сухие периоды, и ель поверхностной корневой системой)- обитатель влажного климата и влажных почв, погибающая в крайне засушливые годы или сразу после даже в таежных районах.

Насколько далеко продвинулось изучение транспирации отдельных растений, настолько еще пока недостаточно разработана методика учета транспирации древостоя и насаждения в целом. На разрешение данной очень трудной задачи должны быть направлены объединенные усилия фи­зиологов, лесоводов, климатологов, почвоведов. Из всех слагаемых суммарного испарения лесом основное место занимает величина расхода вла­сти в виде физического испарения с поверхности, растительных ком­понентов (прежде всего с крон деревьев) и на транспирацию. Величины этих видов расхода влаги очень близки. Потери воды на физическое испа­рение с поверхности крон в густых хвойных лесах обычно больше транспирационного расхода, в лиственных же выше расход на транспирацию. Намного ниже этих двух величин расход на испарение с поверхности поч­вы под пологом леса.

Итак, основной компонент леса - древостой испаряет влаги больше, чем соседнее поле, луг или другой вид открытой поверхности земли, не считая случаев применения интенсивной поливной культуры земледелия. Но это не означает, что лес «неэкономен» в расходовании воды и не явля­ется ее хранителем.

Лес и сток воды

Различают поверхностный и внутренний (внутрипочвенный, грунто­вый) стоки. Первый может вызывать эрозию почвы, разливы и другие не­благоприятные последствия, второй питает более постоянный сток меже­ни. Большое значение имеет сокращение величины поверхностного стока и перевод части его во внутренний. Роль леса здесь, как подчеркивал еще Г.Н. Высоцкий, неоспорима. Эту неоспоримость подтвердили многочис­ленные исследования как в нашей стране, так и за рубежом, позволившие осветить многие особенности влияния лесана водный сток в различных климатических и почвенных условиях.

Лес уменьшает поверхностный сток вод. Это уменьшение выражает­ся в разных величинах: в одних условиях - в 2-3 раза, в других даже в 30-40 раз по сравнению с уменьшением стока полем, или лугом. Поверхностный сток в лесу уменьшается по мере перемещения с севера на юг в связи с большим поглощением лесной почвой талых вод. В Ленинградской об­ласти в лесу на суглинистой почве вода стекает в 2,5 раза меньше, чем с поверхности залежи, в Московской области талых вод стекает соответст­венно в 3 раза, в Воронежской - в 25-30 раз меньше, чем с открытых мест (Рутковский, 1949). Эти интересные данные иллюстрируют определенную географическую тенденцию. Но они не отражают всего многообразия яв­лений: во-первых, и в лесах Севера, как и в других районах, могут быть большие различия. Надо отдельно учитывать также горные районы. В вы­соко полнотных каштановых лесах Верхней Имеретин (Грузия), например, потери на поверхностный сток по сравнению с потерями на открытых уча­стках сокращаются в 5-6 раз, по сравнению с другими насаждениями - в 1,5-2,5 раза (Двалишвили, 1971). Отдельные показатели из разных районов не всегда позволяют точно представить общую картину. С другой стороны, оценка влияния, леса на сток вод в определенной местности зависит и от лесистости, общей площади лесов, их территориального размещения, в том числе расположения по отношению к речным системам.

Применительно к большим территориям, охватывающим лесные и безлесные участки, целые водосборы, многое еще остается невыясненным, дискуссионным. Более определенно, хотя и не полностью, выяснена при­рода стока воды и факторы, влияющие на нее непосредственно в лесу. По­верхностный сток воды в лесу уменьшается вследствие: неравномерности поверхности-почвы, выраженности микрорельефа (наличие кочек, пней, колод, небольших западинок и т. д.); слабого промерзания почвы; образо­вания в почве макропустот (на месте сгнивших корней, ходов землеройных животных и др.); влияния подстилки, играющей роль фильтра при прохо­ждении влаги сверху вниз и препятствующей ее передвижению в наклон­ном направлении. Все это способствует быстрому просачиванию воды в почву, т. е. переводу поверхностного стока во внутренний. Причиной уменьшения стока в лесу является также замедленная интенсивность сне­готаяния.

Уменьшение поверхностного стока воды означает и уменьшение вы­носа почвы из леса. В этом проявляется почвозащитная роль леса и роль его как очистителя воды, попадающей в реки в виде внутреннего стока. Особенно значительна защитная роль леса в горах при ливневых осадках, таянии снегов, снежных обвалах. Своеобразие отложения и режима таяния снегового покрова в лесу, превращение поверхностного стока во внутрен­ний способствуют более равномерному поступлению воды в реки, ослаблению опасности наводнений и обмелений. В этом проявляется водорегулирующая роль леса.

В отдельных районах с высоким потреблением и острым дефицитом воды могут проявляться и некоторые отрицательные явления в связи с вы­сокой влагопоглотительной способностью леса, в том числе вследствие перевода поверхностного стока во внутренний. В некоторых странах рас­сматривают связанные с этим явления неблагоприятного водного баланса и разрабатывают мероприятия по его улучшению, в том числе путем со­ответствующих способов рубок, ограничения посадок деревьев в непо­средственной близости водоемов. Планы облесения составляются с учетом водного баланса. Для районов полезащитного лесоразведения, в том числе и в нашей стране, большое научное и практическое значение имеет разра­ботка оптимальных параметров защитных лесных полос (их размеров, кон­струкции, размещения).

Лес и уровень грунтовых вод

В лесоводстве к 30-м годам утвердилось положение, что лес иссуша­ет почву в зоне проникновения корней и понижает уровень грунтовых вод. Специальные исследования, по изучению грунтовых вод были проведены П.В. Огоцким (1905) в экспедиции В. В. Докучаева, установившим, что уровень их в лесу всегда ниже, чем за пределами леса. На основе этих и личных исследований Г.Н. Высоцкий пришел к заключению, что усилен­ная десукция (отсасывание) почвенно-грунтовой влаги лесом значительно понижает под ним уровень грунтовых вод на равнинах. В отношении же гор им сделан вывод об увлажняющей роли леса. В результате Г.Н.Высоцким был сформулирован тезис: «Лес сушит равнины и увлаж­няет горы» (1932), ставший широко известным в лесоводстве, гидрологии, почвоведении и других смежных областях.

Этот тезис в дальнейшем стал подвергаться пересмотру. Вторая его часть и сегодня не утратила своего значения, первая же половина тезиса начала оспариваться еще в 30-х годах этого столетия.

Появились разноречивые материалы. М.Е. Ткаченко (1939, 1952) высказал по­ложение, что в различных географических районах, а в пределах района на разных поч­вах, в разных типах леса, в разное время года и т. д влияние леса на влажность почвы, на уровень грунтовых вод неодинаково. Лес может не только понижать, но и повышать уровень грунтовых вод, или разница в уровнях в лесу и вне леса в ряде случаев может быть незначительной. Это было экспериментально подтверждено последующими ис­следованиями (Басов, 1948; Молчанов, 1961; Рутковский, 1949; Воронков, 1970). В.И. Рутковский пришел к выводу, что высокопроизводительные леса, произрастающие на суглинках, расходуют влаги примерно на 40% больше безлесных (залежных) пространств, а леса малопроизводительные, молодняки, сосновые насажде­ния на песках, расходуют столько же или меньше, чем залежи. А.А. Молчанов (1953) установил, что в сосновом бруснично-чернинном типе леса Прокудина бора (Московская обл.) уровень грунтовой воды и летом в лесу стоял выше, чем вне леса. В своих последующих исследованиях он показал различия во влиянии леса на уровень грунтовых вод в более широком географическом диапазоне.

Влияние леса на грунтовые воды зависит от глубины их залегания. При корнедоступных грунтовых водах под лесом обычно отмечается их понижение (вследствие десукции), но при глубоких более вероятно повышение в результате как показал Н.Л. Воронков, хороших фильтрационных свойств почв.

В.В. Рахманов (1971) пришел к выводу, что главная причина разнообразного со­четания уровней грунтовых вод в лесах заключается в особенностях динамики грунто­вых вод, определяемых большей, чем в безлесной местности, проницаемостью лесных почв.

Заключение

При изучении всех элементов водного баланса, разработке мероприятий по воздействию на них, необходимо учитывать не только пространство, но и фактор времени, изменение самого пространства во времени, современные и возможные будущие изменения гидротермических режимов в связи с индустриализацией и урбанизацией и влияние леса при этих меняющихся условиях.