ОЦІНКА ЗМІНИ СТОКУ ПІД ВПЛИВОМ ВИРУБОК І ВІДНОВЛЕННЯ ЛІСІВ.

Для оцінки зміни середніх річних величин стоку ЛК під впливом вирубок і відновлення лісів на водозборах середніх і великих річок в підзоні південної і середньої тайги європейської території Росії, а також в підзоні змішаних лісів необхідно знати вікову структуру лісів в частках (А) від площі лісів річкового басейну:

де К у, Ку 2 , ..., Ку - коефіцієнти впливу віку лісу на річний стік в частках від одиниці (знімаються з рис. 2.7); А ] 9 А 2 , ..., А п - частка площі лісів з віком 10,20, .. 140 років. Аналогічно можна визначити зміна сумарного випаровування за рік.

ВПЛИВ ЛІСУ НА СТІК.

Основна причина, породжує суперечливі висновки про вплив лісу на стік річок, - це відсутність обліку різноманітних умов зростання деревостану, типу лісу,

Вплив віку лісу на середні багаторічні величини сумарного випаровування Е за рік (1) і стоку В (в% норми) в підзоні південної і середньої тайги ЕТР

Мал. 2.7. Вплив віку лісу на середні багаторічні величини сумарного випаровування Е за рік (1) і стоку В (в% норми) в підзоні південної і середньої тайги ЕТР: 2 - річний стік; 3 - весняний стік (березень-травень); 4 - меженний стік (червень-лютий) [17]

його складу, продуктивності та віку не тільки на суходільних ділянках, але і на перезволожених грунтах, заліснених болотах, а також короткочасність проведення експериментальних і експедиційних досліджень.

З давніх-давен дослідження впливу лісу на річний стік проводяться шляхом:

  • • зіставлення стоку і інших елементів водного балансу для заліснених і безлісних стічних майданчиків і малих водозборів;
  • • проведення активних експериментів (вирубок лісу або відновлювальних робіт) на малих експериментальних водозборах;
  • • порівняння стоку і інших гідрометеорологічних характеристик для різних але ступеня залісеності річкових басейнів з площами від десятків до тисяч квадратних кілометрів;
  • • вивчення фізичних процесів формування стоку і змін елементів водного і теплового балансів для відкритої місцевості і для лісів різного виду і віку.

Вирубка лісів різко і на багато десятиліть змінює весь комплекс лісових біогеоценозів. На місці старого лісу виростає новий ліс. Протягом десятків років життя нового лісу в міру його зростання і зміни видового складу безперервно змінюються гідрологічні властивості і водний баланс лісових ділянок; змінюється сумарний стік з них в гідрографічну мережу.

З робіт О. І. Крестовского та інших дослідників слід, що для підзони південної і середньої тайги європейської території Росії вирубка стиглого (старого) ліси з подальшим відновленням деревостану кардинально змінює співвідношення водного і теплового балансів лісової ділянки. Відразу ж після вирубки лісу починається процес лісовідновлення, який відбувається в результаті лісопосадок або природним шляхом. У першому випадку старий хвойний ліс змінюється на молодий, ліс повністю відновлюється через 80-110 років. При природному відновленні лісу перші 20-60 років після вирубки переважають листяні породи. Хвойні породи десятиліттями перебувають у другому і третьому ярусах і тільки через 60-80 років, коли листяні породи (береза, осика) практично перестають рости, виходять в перший ярус (рис. 2.8).

Головна причина зміни стоку річок полягає в зміні сумарного випаровування в результаті вирубки або відновлення лісу. Сумарне випаровування з лісу змінюється в залежності від виду лісу і його віку, що і зумовлює зміну загального стоку з ділянки в гідрографічну мережу.

Протягом усього наступного 120-150-річного циклу зростання і старіння нового лісу знакозмінними змінюється стік з ділянок, де проводилися вирубки. На свіжих і заростають вирубках він більше в 1,5-2 рази, так як випаровування різко знижується: рослинність, що залишилася після вирубки стиглого лісу, не вимагає великої кількості вологи. Особливо зростає поверхневий стік, що може призвести до посилення ерозії ґрунтів і

Зміна висоти і складу деревостану (а) і обсягу фітомаси (б) при відновленні лісу після вирубки

Мал. 2.8. Зміна висоти і складу деревостану (а) і обсягу фітомаси (б) при відновленні лісу після вирубки: 1 - ялина; 2 - сосна; 3 - береза, осика [17]

збільшення стоку наносів. До 15-23-річного віку деревостану стік приблизно дорівнює величині, яка була до рубки лісу, далі він різко знижується і досягає свого мінімуму (69-70% норми) до 40-60 років для хвойних і 30-50 років для змішаних лісів. У цей період загальна кількість зеленої маси досягає максимуму, випаровування з лісу також стає найбільшим. Потім стік знову збільшується, досягає норми в стиглому віці і перевищує його на 5-10% при досягненні фази старості (див. Рис. 2.8).

Коли на лісосіці проводять штучну посадку хвойного лісу, відновлення і ліси, і стоку відбувається на 25-50 років швидше. Якщо ж на місці лісосіки створюють сільськогосподарські угіддя, то зміна величини стоку буде залежати від виду сільськогосподарських культур і від того, більше чи менше вони випаровують води в порівнянні з лісом. У багатьох випадках річний стік з сільгоспугідь приблизно такий же, як і з лісу.

В цілому за 100-річний період водні ресурси лісового масиву (середній річний стік) стають менше на 10% в порівнянні з водними ресурсами стиглого лісу і на 15% менше, ніж в старих лісах; весняний сумарний стік збільшується на 10%; стік за меженний період знижується на 30%. Найбільше зменшення меженний стоку (до 60-80% в порівнянні зі стоком в старому лісі) відбувається на ділянках з 30-60-річним древостоем. Цим і пояснюється обміління річок, пов'язане з рубками лісу. Таким чином, вирубка старих лісів з наступним відновленням зменшує водні ресурси і збільшує нерівномірність внутригодового розподілу стоку.

На свіжих вирубках через ущільнення грунту і пошкодження ґрунтового покриву різко зменшується харчування грунтових вод і зростають поверхневий стік і водна ерозія грунтів. У гірських умовах коефіцієнт поверхневого стоку збільшується в середньому на 0,3. Якщо в 1957 р площі лісів в басейні верхньої течії р. Янцзи (Китай) становили 22% території, то у 1996 р зведення лісів в цьому районі скоротило його облесенность до 10%. У верхній течії Янцзи активізувалися процеси ерозії ґрунтів, інтенсивне замулення русла було характерно для середньої та нижньої течії річки. У 1998 р на р. Янцзи сталося катастрофічна повінь, однією з причин якого було замулення і підняття русла. Його наслідки торкнулися в цілому 223 млн чоловік.

Посилення ерозії грунтів в басейні обумовлює різке збільшення виносів наносів в річки, особливо з ярів. Надходження такої великої кількості наносів в малі річки поряд з різким зменшенням меженний стоку може призводити до відмирання цих річок. За даними К. М. Берковича, внаслідок ерозії грунтів на водозборі верхньої Оки (при одночасному зниженні водності річки в межень) акумуляція наносів з кінця XIX в. до початку 50-х років XX ст. привела до підвищення рівнів води в річці на 30 см, що відповідає інтенсивності накопичення алювію в руслі 0,5 см / рік.

Виконані для ряду великих басейнів лісової зони європейської території Росії оцінки можливих змін стоку за 100-140 років під впливом лісотехнічні заходів показали, що ці зміни мають плавний характер і різну спрямованість протягом тривалих періодів. При невеликих змінах річного стоку (до ± 4-8%) істотно збільшується його нерівномірність - зменшується меженний стік (до 14-17%) і збільшується весняний (до 8-12%). За деякими прогнозними оцінками очікується, що річний стік невеликих і середніх річок північного сходу європейської території Росії в XXI ст. зменшиться на 10%; це пов'язано з омолодженням лісів в результаті рубок старих лісових масивів.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >