Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лесоведение / денисов-лесоведение.pdf
Скачиваний:
780
Добавлен:
27.04.2015
Размер:
1.99 Mб
Скачать

Лекция 5.

ЛЕСОВОДСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВЛАГИ И ГИДРОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЛЕСОВ (продолжение)

3.Уравнение водного баланса.

4.Влияние леса на различные статьи водного баланса

Круговорот воды в природе имеет существенное значение. Фонд воды в атмосфере невелик, но нарушения водного режима суши могут оказывать существенное влияние на погоду и климат. На круговороте воды начинают сказываться глобальные последствия деятельности человека. Учет осадков и речного стока во всем мире хорошо налажен.

Осадки, выпадающие на материках и обеспечивающие жизнь наземных экосистем, включая агроценозы, приходят благодаря испарению с морей. Установлено, что во многих областях, например, в долине Миссисипи, 90% осадков приносится с моря (Одум, 1975).

В условиях России этот показатель составляет меньшую, но также весьма внушительную величину – 74%.

Увеличение стока в результате деятельности человека может уменьшить очень важный для круговорота фонд грунтовых вод. По общему признанию гидрологов и экологов, следует способствовать большему возвращению воды в водоносные слои (грунтовые воды), не пытаясь хранить еѐ в открытых водоемах, откуда она быстрее испаряется.

3. Уравнение водного баланса

Внутриматериковый влагооборот – элемент общего (большого)

круговорота воды на Земле, основными звеньями которого являются:

-выпадение над континентами атмосферных осадков за счет влаги, принесенной воздушными потоками с акватории океанов и морей;

-испарение некоторой части воды, выпавшей в форме атмосферных осадков;

-перемещение над континентами испарившейся с его поверхности влаги;

-последующие циклы выпадения атмосферных осадков и испарения воды в пределах рассматриваемой части континента.

Таким образом, в процессе внутриматерикового или малого влагооборота влага, принесенная с океанов и морей, делает 1,26 цикла в пределах материка, прежде чем попасть в реки и стечь в Мировой океан, т.е. завершить большой круговорот воды в природе.

33

Водный баланс – соотношение за какой-либо промежуток времени (год, месяц и т.д.) прихода, расхода и аккумуляции воды для речного бассейна или участка территории, для озера, болота или любого другого исследуемого объекта.

Со всей территории суши земного шара (в пределах среднего многолетнего годового водного баланса) испаряется количество воды, равное количеству выпадающих осадков минус речной сток.

Для отдельных объектов при составлении водных балансов возникает необходимость учета прихода-расхода влаги более детально, применительно к конкретным условиям поступления и расхода воды.

Современные взгляды на основную проблему лесной гидрологии – влияние леса на общее количество вод на занимаемой лесом и прилегающих к нему территориях – в разных странах противоположны. Так, в нашей стране признание получила точка зрения на лес как на водоохранный фактор, здесь считается необходимым для увеличения водных ресурсов сохранять и увеличивать площадь лесов. В Великобритании и США господствует противоположная точка зрения.

Техническим средством анализа водобалансовых соотношений является уравнение водного баланса. Лесогидрологические исследования не составляют исключения. Они сводятся к изучению влияния леса на основные составляющие водного баланса и их элементов:

приходную часть в виде осадков (в виде дождя, снега и других форм твердых осадков), с одной стороны;

испарения (задержание осадков растительностью и физическое их испарение как с растительности, так и с поверхности почвы; физиологическое испарение – транспирация растений) и стока поверхностного и подземного, с другой стороны.

Формула гидробаланса суши в общем виде выглядит следующим об-

разом:

X = Y + Z,

где X – осадки; Y – сток; Z – испарение.

Формулу гидробаланса суши для лесных территорий более развер-

нутую, с учетом влияния растительности на изменение стока дал Г. Н. Высоцкий:

N = A + F + V + T,

где N – осадки;

A расход на поверхностный сток; F расход на внутрипочвенный и грунтовый стоки; V расход на физическое испарение с поверхности; T расход на транспирацию древесных растений.

34

В уравнении, предложенном В. Г. Нестеровым (рис. 6), учтены восемь факторов, на которые лес оказывает существенное влияние. Все они могут быть отнесены по своей сути к стоку или испарению.

Рис. 6. Формула гидробаланса суши на лесных территориях по В. Г. Нестерову

Здесь Ос - осадки (приходная часть водного баланса); И - испарение осадков, задержанных пологом древостоя; И` - испарение осадков, достигших поверхности почвы; C - поверхностный сток;

C` - перераспределение твердых осадков или перемещение снега; П - почвенная влага, впитываемая почвой; Г - грунтовый сток;

Р - влага, поглощаемая растениями для роста и транспирации;

Ю- ювенильные воды (артезианские воды, исключаемые или поступающие во влагооборот, сведения об их динамике скудны).

4. Влияние леса на различные статьи водного баланса.

Влияние леса на выпадение осадков (Ос)

Напомним, что все виды осадков разделяют по направлению их выпадения и физическому состоянию: вертикальные и горизонтальные, жидкие и твердые.

К вертикальным осадкам относятся: дождь, снег, град, а к горизон-

тальным (конденсационным) - роса, туман, ожеледь, иней.

35

В свою очередь, осадки могут быть жидкие (дождь, роса, туман) и твердые (снег, град, иней, ожеледь).

Как указывается в учебниках по лесоведению (Ткаченко, 1952; Мелехов, 1980, 1999), влияние леса на количество выпадающих вертикальных осадков остается до сих пор дискуссионным. Причиной тому являются применяемые методики «параллельных» исследований. До сих пор не решен вопрос о точности учета осадков.

Теория климатолога А.И.Воейкова объясняет увеличение осадков на лесных территориях следующим образом (рис. 7).

Рис. 7. Схема влияния опушки и шероховатости полога леса на подъем воздушных масс

Для воздушных масс лес представляет собой существенную шероховатость на поверхности земли. При столкновении воздушного потока со стеной леса, массы воздуха вынуждены изменять свое направление. По данным А.Р.Константинова (1954), шероховатость поверхности полога леса в 10…20 раз больше шероховатости безлесных пространств, что оказывает сильнейшее тормозящее действие на движение воздушных масс. Существование мощных подъемов воздуха над лесными массивами и лесными полосами подтверждается наблюдениями за дымами, воздушными шарами и полетами планеров. Образуются восходящие потоки, захватывающие лесной воздух, имеющий повышенную влажность. С подъемом вверх в этих потоках меняются температура (Т), влажность (W), давление (Р). Влага чаще конденсируется в облака, что значительно увеличивает вероятность выпадения осадков.

Полезащитные лесные полосы, создание которых планировалось согласно «Сталинскому плану …» 1948 года, должны были увеличить годовые суммы осадков в районах их размещения на 10-15%.

36

Значительные исследования по влиянию леса на выпадение вертикальных осадков проведены Л. П. Кузнецовой (1957), которая, руководствуясь гипотезой А. И. Воейкова, связывала суммы осадков с лесистостью в радиусе 30 км вокруг метеостанций. Как показывают результаты исследований, значительная связь прослеживается между годовыми суммами осадков в Татарской, Марийской и Мордовской республиках, Воронежской, Тамбовской и других областях. В Татарстане и Республике Марий Эл с увеличением лесистости с 18 до 100% количество осадков возрастает на 60 мм в год. В среднем при увеличении на каждые 10% лесистости территории количество осадков на этой же территории увеличивается на 2%.

Согласно данным Л. П. Кузнецовой, крупные лесные массивы существенно влияют на вертикальные осадки.

В. В. Рахмановым (1981) проведены аналогичные исследования для Московской (лесистость 54%), Кировской (50%) и Самарской (25%) областей.

Во всех тех районах прослеживается прямолинейная зависимость годовых сумм осадков и лесистости местности. Для Кировской области регрессионное уравнение имеет вид:

Y=1,20*b+480,

где Y – годовая сумма осадков, мм; b – лесистость территории, %.

Коэффициент регрессии 1,2 указывает, что с увеличением лесистости на 1% годовая сумма осадков увеличивается на 1,2 мм. При лесистости 100% количество осадков возрастает на 120 мм в год.

Кроме вертикальных осадков, следует учитывать и приход на территорию осадков горизонтальных, являющихся конденсационной влагой.

Охлаждающий эффект леса способствует осаждению содержащейся в атмосфере влаги в виде росы, инея, изморози, ожеледи и смешанных форм осадков на поверхности растений и почвы.

Количество этих осадков зависит от насыщенности поступающего в лес воздуха парами, состояния текущей и предшествующей погоды, характера поверхности почвы и общей поверхности лесного фитоценоза. Эти осадки чаще всего образуются при медленных горизонтальных движениях воздуха, приносящих все новые порции влаги.

Следует отметить, что горные и равнинные леса значительно различаются по количеству поступающих вертикальных и горизонтальных осадков. Вертикальные осадки составляют 94...95% от общего годично-

37

го поступления осадков в равнинных условиях, а в горных условиях преобладают горизонтальные, количество которых достигает 84%.

В целом годовая сумма осадков на равнинной территории России возрастает под влиянием лесов (как фактора шероховатости) на 10...12%. Конденсационные осадки дают еще 5%. Следовательно, общее количество осадков возрастает благодаря лесам на 14...17%.

Задерживание осадков лесным пологом (И)

Перехват осадков лесным пологом является довольно существенной величиной в водном балансе. Дожди слабой интенсивности полностью остаются на поверхности полога и испаряются обратно в атмосферу, не достигая поверхности почвы. В случае достаточно интенсивных дождей часть их проникает после смачивания крон деревьев под полог.

Зимние осадки также перехватываются насаждениями. Часть их проникает под полог, другая испаряется с крон, часто минуя жидкую фазу.

По данным А.А.Молчанова (1961), запасы воды в снеге к началу снеготаяния в Про-

кудином бору (Подмосковье) составили:

 

на прогалине

147,3 мм;

на ровном поле площадью 5 га –

120,3 мм;

в чистых сосняках

 

33 лет сомкнутостью 1,0 –

110,5 мм.

65 лет сомкнутостью 0,4 –

138,9 мм;

65 лет сомкнутостью 0,9 –

129,4 мм;

90 лет сомкнутостью 0,8 –

124,4 мм;

150 лет сомкнутостью 0,8 –

130,3 мм;

О. И. Крестовский (1969) указывает, что если принять максимальные снегозапасы в смешанных (5Хв5Лств) лесах за 100%, то запасы в чистых лиственных лесах составят 104…110%, в еловых 82…97%, в сосновых – 90…98%, в мелколесье – 98…102%, на полянах и вырубках

– 105…110%.

Таким образом, перехват осадков лесным пологом является отрицательным с точки зрения поступления воды на территорию.

Максимум задерживания кронами осадков, по данным А.А.Молчанова (1961), достигается в 30…40-летнем возрасте древостоев. В дальнейшем с повышением возраста наблюдается медленное увеличение доли проникающих осадков сквозь полог.

Доля проникающих осадков, кроме полноты и возраста древостоев, зависит и от их состава. Сосняки с примесью ели перехватывают больше осадков. В сосняках с густым вторым еловым ярусом эта доля составила 34,2%, а в чистых еловых – 36,1%.

На количество проникающих осадков оказывает большое влияние их интенсивность. При осадках 1,1…2,0 мм проникает под полог 58…86% осадков; при 5,1…10 мм 74…91% и при осадках величиной 25…30 мм

38

88…98%. В.В.Рахманов (1981) указывает, что хвойные насаждения Европы задерживают своим пологом в среднем до 30% выпадающих осадков.

На эту величину в значительной степени влияют: 1) свойства крон видов, слагающих насаждение; 2) возраст древостоя; 3) степень сомкнутости крон; 4) интенсивность выпадающих осадков; 5) сила ветра во время выпадения осадков; 6) морфология коры, по которой стекает вода.

Листопадные породы пропускают за год под полог осадков больше за счет накопления снега (березняки - 24%; дубняки - 22%). Из хвойных древостоев менее всего пропускают осадки пихтачи и ельники: 37...46% (они наиболее теневыносливые и имеют плотные кроны), сосняки - 24...27%.

Исследование влияния рубок леса на задержание осадков пологом показало следующее. В сосняках, пройденных добровольновыборочными рубками, количество проникающих под полог осадков возрастает на 2…3%. При постепенных рубках с доведением полноты до 0,3 количество задержанных осадков в елово-пихтовых лесах умень-

шается с 41...45% до 18…21%, а в сосняках – до 15,7%.

Количество осадков в окнах группово-выборочных рубок почти такое, как и на сплошных вырубках, а иногда на 2…3% больше.

Таким образом, группово-постепенные рубки более всего способствуют увлажнению почв, поддержанию и усилению водоохранных свойств леса.

Зависимость задержания осадков пологом имеет сравнительно простое математическое выражение в виде линейных уравнений прямой или парабол второго порядка, а также логарифмических и экспоненциальных кривых. В большинство их обязательно включается число отдельных дождей или сумм их за определенный период, измеряемых на открытых участках и под пологом леса.

Согласно данным зависимостям, количество осадков с нарастанием возраста древостоя от 10 до 60 лет постепенно снижается в связи с формированием более протяженной кроны. Приведенные уравнения предложены для оценки перехвата осадков насаждениями за длительные периоды – от недель до года.

Малые осадки полностью или почти полностью задерживаются пологом. С увеличением силы осадков доля их проникновения под полог возрастает. При предельном насыщении емкости полога последующие осадки проходят сквозь него полностью. Следовательно, кривая проникновения осадков под полог может быть представлена экспоненциальной кривой. Однако эти модели применимы только к конкретным насаждениям.

39

В. В. Протопопов (1973) для лесов Сибири нашел тесную корреляцию между перехватом осадков пологом и его биомассой.

В.И.Рутковский, проводя эксперименты по искусственному дождеванию, показал, что при осадках даже в 5…7 мм в траве и мху задерживается до 3 мм осадков (около 45%). Имеются данные, что травостои и сельскохозяйственные культуры способны перехватывать до 27% осадков. Примерное равенство количества осадков, перехватываемое лесными насаждениями и травостоями, признается многими гидрологами.

Больше влаги доходит до почв, свободных от какой бы то ни было растительности. Однако оголенные почвы, особенно темноцветные, нагреваются очень быстро. Поэтому испарение выпавших и проникших в почву осадков величиной до 2 мм здесь происходит быстрее, чем со смоченной поверхности листвы растительности.

Таким образом, на европейской территории России перехватывается различными фитоценозами в среднем 30…35% осадков, или около трети их годовой нормы.

Отсюда следует, что при подсчете водного баланса различных участков, занятых лесной или травянистой растительностью, а также почв, не имеющих еѐ, общий расход влаги на физическое испарение с поверхности полога древостоя, травостоя и оголенной почвы можно принимать одинаковым, если участки находятся в близких климатических, гидрологических и почвенно-орографических условиях.

Испарение с нижних ярусов растительности и поверхности почвы (И`)

Признано, что леса способствуют стабилизации температуры почвы и воздуха. В период вегетации дневные температуры воздуха оказываются ниже полевых. Аналогично меняется и температура почвы. В жаркие дни под пологом температура воздуха и почвы может быть ниже, чем на открытом месте, на 10 и более градусов. Под пологом леса, по сравнению с полем, абсолютная влажность воздуха почти всегда оказывается несколько выше (на 4…6%), достигая иногда 20…25%, что обеспечивает снижение дефицита влажности воздуха.

Под пологом пониженная температура и повышенная влажность воздуха предупреждают повышенное испарение, в том числе снижают и транспирацию.

По результатам исследований А. А. Молчанова (1961), испарение с покрова достигает максимальных значений на этапе формирования молодняка. Наибольшее испарение с покрова наблюдается в молодых дубовых древостоях от 4 до 10 лет. В 15…20-летних древостоях испарение с покрова уменьшается почти в три раза. Наименьшее испарение с покрова отмечено в 22…28-летних дубравах, когда наблюдаются максимальная

40

сомкнутость полога и наименьшая температура воздуха и почвы. С возрастом происходит изреживание полога и расход влаги начинает увеличиваться, достигая 105 мм в 110…140-летнем древостое.

В лесах скорость испарения, по данным В.В.Рахманова, составляет 30…40% от испарения на безлесных участках. Среднее многолетнее испарение с водной поверхности на открытой местности равно 350…400 мм, а в еловом лесу в возрасте 70…75 лет с полнотой 0,7…0,8 не превышает 150 мм. Для условий Беларуси испарение в корнеобитаемом слое почвы в древостоях с полнотой 0,7 в 2…5 раз больше, чем в высокополнотных (полнота 0,9..1,0). Отсюда, всякое снижение сомкнутости и полноты насаждения приводит к увеличению потерь влаги на физическое испарение с поверхности почв.

Препятствует относительно сильному испарению наличие подстилки. Испарение в лесу с почвы, лишенной подстилки, в 2...3 раза интенсивнее, чем с подстилкой. По сравнению с открытой местностью, в лесу испарение влаги с поверхности почвы происходит в 3...4 раза меньше, а в жаркие летние дни в 6...8 раз меньше.

Испарение влаги со снежного покрова происходит в течение всей зимы. Значительное испарение наблюдается в Сибири, где воздух более сухой. Мощность снежного покрова существенно уменьшается и при отрицательных температурах при длительном отсутствии осадков. Тем не менее, и здесь под защитой лесного полога снег испаряется медленнее, чем в поле. За зимний период в Забайкалье на нелесных площадях испаряется от 20 до 60% максимальных снегозапасов. Этим отчасти объясняется меньший, почти на треть, запас снега в поле по сравнению с лесом.

Поверхностный сток жидких осадков (С) и перемещение снежного покрова (С`)

Лес резко снижает поверхностный сток воды, переводя его во внутрипочвенный сток. На безлесных территориях весенний поверхностный сток может превышать сток в лесу в 33 раза.

Величину поверхностного стока характеризуют коэффициентом стока ( ). Он определяется отношением величины поверхностного стока к величине выпавших на площадь водосбора осадков, обусловивших возникновение этой порции стока. Данный коэффициент зависит от многих факторов: 1) крутизны склонов; 2) экспозиции склонов; 3) структуры и гранулометрического состава почв; 4) продолжительности снеготаяния;

5)состава древостоев и наличия других растительных компонентов;

6)интенсивности осадков; 7) лесорастительной зоны (табл.2). Интенсивность дождей в лесной зоне обычно меньше скорости

фильтрации влаги в лесную почву, структура которой не нарушена вы-

41

пасом скота и другими причинами. По А.А.Молчанову (1961), лесные почвы отличаются высокой скважностью, превышающей этот показатель безлесных территорий в 2…3 раза.

Итак, поверхностный сток характеризуется коэффициентом стока ( )

– отношением величины стока к величине выпавших на площадь водосбора осадков, обусловивших возникновение этой порции стока:

Категория площадей

Коэффициент стока

Сосняки на подзолистых суглинках

0,20…0,35

Сосняки на песчаных почвах

0,03…0,06

Вырубки с суглинистыми почвами

0,78…0,81

Вырубки, поля с песчаными почвами

0,10…0,11

При интенсивной пастьбе скота или интенсивной рекреации, увеличении интенсивности рубок леса величина коэффициента стока значительно увеличивается. Так, при выборке 20% запаса древесины коэффициент стока на суглинках возрастает вчетверо, а при сплошной рубке показатель достигает величины 0,46.

Значительно влияют полезащитные полосы на коэффициент стока. Так, в Каменной степи этот показатель тесно связан с характером водосбора. Уже при 18% облесения сток составляет величину лишь 13,5% от выпадающих осадков.

Продолжительность снеготаяния составляет в лесах из ели - 35...40 дней; сосны - 14...28 дней; лиственных - 25...38 дней; на поляне - 13...18 дней; в поле - 12 дней

Причинами, резко уменьшающими поверхностный сток в лесу, являются: 1) снижение скорости снеготаяния за счет перехвата солнечной радиации пологом насаждений; 2) своеобразный температурный режим почв (оттаивание происходит до схода снега); 3) наличие подстилки, способствующей уменьшению поверхностного стока до 40 раз; 4) наличие механических препятствий, способствующих снижению скорости течения воды.

На перемещение снега лес оказывает положительное значение в смысле накопления влаги. Лес способен перераспределять твердые осадки (табл. 2).

Таблица 2. Влияние леса на накопление снега и снеговой воды в равнинных условиях

Место наблюдения

Высота снегового покрова, %

Запас снеговой влаги, %

 

 

 

Лесная поляна

100

100

Поле

80

82

Березняк

97

92

Сосняк

87

76

Ельник

67

60

 

42

 

Горные леса играют существенную роль в профилактике снежных лавин. Леса на крутых заснеженных склонах Кавказа, Карпат, Урала являются существенной частью противолавинной защиты. Противолавинные леса выделяют в отдельную хозяйственную часть. Все эти леса низкобонитетные, причем при увеличении лавинного воздействия бонитет снижается. Лучшую противолавинную роль выполняют смешанные разновозрастные леса. По мнению В.П.Власова и др. (1980), перестойные насаждения потенциально опасны в лавинном отношении. Здесь требуется постоянное омоложение древостоев и введение лиственных пород.

Просачивание воды в почву (П) и грунтовые воды (Г)

Просачивание воды в почву находится в обратном отношении к поверхностному стоку. Поэтому чем интенсивнее поверхностный сток, тем меньше влаги проникает в почву, и тем меньше пополняются грунтовые воды. Лес, оказывая мощное влияние на поверхностный сток, переводит его в почвенный и грунтовый, тем самым защищает почвы от размыва (водной эрозии).

Весной, до начала вегетации, одинаковые по физическим свойствам почвы одинаково влажны как под лесом, так и в поле. С началом вегетации растений начинают проявляться и различия в содержании влаги в почве. К осени наиболее сильно иссушается верхний (0,5-метровый) слой почвы под травяной целиной и меньше под лесом. Наиболее влажные почвы наблюдаются под черным паром.

По данным М.М.Михайлова (1962), почвы под пологом перестойных (старше 250 лет) дубрав в Чувашии и средневозрастными дубовыми насаждениями имеют достаточно близкую водопроницаемость. Этот показатель существенно ниже в молодняках (22 года) и на сплошных вырубках, где почва либо еще не приобрела характерной для лесных насаждений структуры, либо уплотнена тяжелой техникой при лесозаготовках.

По вопросу влияния леса на уровень грунтовых вод у исследователей долгое время не было единого мнения. П. В. Отоцкий, Г. Н. Высоцкий, Г. Ф. Морозов в начале прошлого века пришли к выводу, что уровень грунтовых вод под лесом ниже, чем в степи или поле. При длительных (многолетних) массовых наблюдениях, с использованием картографических, метеорологических, геологических и гидрологических данных были сделаны более обоснованные выводы.

Леса способны как поднимать, так и снижать уровень грунтовых вод в зависимости от их географического расположения.

43

Втаежной зоне с влажным климатом вырубка леса приводит часто к заболачиванию вырубок, а появление молодняка на этих площадях ведет (за счет интенсивной транспирации) к разболачиванию.

Взоне лесостепи, при климате с дефицитом влаги, уровень грунтовых вод может быть поднят лесом за счет пополнения их вследствие повышенной аккумуляции влаги в зимний период, интенсивного перевода поверхностного стока во внутрипочвенный. В этих же условиях в отдельные годы со значительным недобором осадков лес способен понизить уровень грунтовых вод.

Вцелом следует учитывать, что «лес – явление географическое» и

вразных лесорастительных зонах он оказывает различное воздействие на уровень грунтовых вод.

Существует тезис П.С.Погребняка, который наиболее полно характеризует влияние леса на уровень грунтовых вод: "Лес сушит болота и увлажняет климат и почву".

Транспирационный расход влаги (Р) и общее влияние леса на гидробаланс суши

Транспирация – физиологическое испарение влаги через устьица листового аппарата растений. Этот процесс обеспечивает водный режим растений и поэтому является чрезвычайно важным в их жизни. Транспирация создает энергетический градиент, который является причиной передвижения воды по растению. В связи с этим она определяет скорость поглощения воды из почвы и скорость подъема ксилемного сока.

Трнспирационный расход влаги является продуктивным процессом, обеспечивающим растения не только влагой, но и минеральным питанием из почвенных растворов, поступающих через корневую систему.

По данным американских физиологов (Крамер, Козловский, 1983), одно отдельно стоящее дерево может испарять 200…400 л воды в сутки, а лиственный лес во влажных Южных Аппалачах теряет 420…550 мм воды в год. На один килограмм произведенной сухой фитомассы растения расходуют несколько сот литров воды. Около 95% еѐ просто проходит через растения и теряется при транспирации. Таким образом, растения используют влагу в качестве транспортного средства для передвижения по своим проводящим тканям минеральных и органических веществ.

Объемы расхода влаги на транспирацию древесных пород значительны. По А.А.Молчанову: для сосняков - 119...217 мм; для ельников - 225...300 мм. Для сосняков Бузулукского бора А.И.Ахромейко показывает величину в 80...356 мм.

44

Для тропических лесов бассейна Амазонки и Конго определена транспирация в 800…1200 мм. Большая часть осадков (1500…2500 мм) расходуется на формирование речного стока.

На величину транспирации оказывает влияние множество факторов: порода, возраст древостоя, густота, сомкнутость полога, влагообеспеченность почв и др. Все это системно отражает диаграмма влияния типа леса на транспирацию древостоя (см. рис. 6).

Из общего расхода воды на суммарное испарение большая часть падает на транспирацию древостоев. А.А.Молчанов (1961) указывает, что с повышением уровня грунтовых вод и увеличением влажности почвы транспирация возрастает.

Расход влаги на транспирацию древостоями в пределах определенного района зависит от листовой массы. Масса листвы количественно изменяется в зависимости от возраста, сомкнутости и условий роста древостоя. В пределах одного возраста, сомкнутости полога, одинаковых типов леса, масса листвы меняется в зависимости от климатических условий в регионе.

Вцелом транспирация древесных пород составляет порядка 100...200

мм(1000...2000 тонн воды с 1 га за вегетацию).

А.А.Молчанов (1961) на основании многолетних наблюдений пришел к заключению, что чем выше продуктивность древостоя и чем лучше условия произрастания, тем больше расходы влаги на транспирацию.

С улучшением почвенных условий и повышением продуктивности лесов расход влаги на суммарное испарение увеличивается, а на поверхностный сток снижается. В целом считается, что общее испарение влаги на лесных территориях меньше, чем на безлесных площадях.

Исследователи в США не разделяют эту точку зрения. Они считают, что потеря воды лугами составляет около 80% или более от потери воды лесами (Крамер, Козловский, 1983).

В таежной зоне во влажном климате испарение с площадей вырубок оказывается незначительным и на тяжелых почвах происходит заболачивание. Формирование насаждений на таких площадях приводит к разболачиванию за счет транспирации растениями фитоценоза.

Гидрологическую роль леса можно оценить следующим образом:

Ос = И + И` + С + С` + П + Р + Г± Ю

+ - + + + + + + +

От поверхностного стока зависит режим рек и увлажнения почвогрунтов. Лес переводит поверхностный сток во внутрипочвенный и далее в грунтовый. Лес снижает весенние паводки, наводнения, а летом реки оказываются более полноводными. Таким образом, леса способны

45

Соседние файлы в папке Лесоведение