Оценка влияния лесных ресурсов на формирование стока поверхностных вод Республики Саха

Следует особо подчеркнуть, что подземная пресная вода является важным, а часто основным и в ряде случаев единственным источником снабжения водой городов, других населенных пунктов, промышленных пред- приятий; часто она используется и для орошения сельскохозяйственных земель. Реки, водосборы которых имеют незначительный процент лесистости, в период весеннего половодья несут 60-70, а в степных районах до 90% общего годового количества воды. Такой резкий сброс воды уменьшает запас влаги в почве, что отрицательно сказывается на росте растительности, затрудняет судоходство и уменьшает запасы используемой человеком пресной, в том числе и подземной воды. Анализ многолетних данных большого количества гидрометеорологических станций, выполненный в последние годы для разных природно-географических районов нашей страны, показал, что в большинстве случаев с увеличением лесистости водосборных бассейнов суммарный годовой сток рек несколько возрастает. Получены также данные о положительном влиянии леса на регулирование стока рек по сезонам года и на улучшение качества воды. Установлено, что по объему половодья реки с большой лесистостью водосборов в сходных природно-географических условиях мало отличаются от рек, бассейны которых имеют меньшую лесистость. Вместе с тем доля стока половодье первых рек (с более высокой лесистостью) уменьшается и составляет одну треть годового, тогда как с малолесных бассейнов сток в период половодья составляет более двух третей годового стока. С ростом лесистости водосборных бассейнов замедляется подъем половодья и увеличивается его продолжительность, а также уменьшается максимальный модуль весеннего стока.

Особенно заметно водорегулирующая роль леса проявляется в летне-осенний и зимний периоды. Анализ многолетних данных гидрометеорологических станций показал, что модули минимального стока, характеризующие подземное питание рек, во всех районах, за исключением центральной части СССР, на реках с большим процентом лесистости выше, чем на малооблесенных водосборах. Увеличение лесистости способствует также снижению летних паводков. Исследования последних лет убедительно свидетельствуют о том, что в сходных условиях влияние леса на сток зависит не только от процента лесистости, но и от состава, возраста древостоев, а также от типологической структуры лесов. На водосборах с преобладанием лиственных лесов, особенно молодого возраста, увеличивается составляющая весеннего стока и уменьшается летне-осенняя, по сравнению с водосборами, покрытыми хвойными и хвойно-лиственными древостоями. В бассейнах рек с преобладанием лишайниковых, вересковых и брусничниковых типов леса вследствие более сильной инфильтрации воды и уменьшения внутрипочвенного стока, в сравнении с другими типами леса, возрастает продолжительность половодья и улучшается питание рек в летне-осенний период. В последние годы все большее признание находит не только водорегулирующая, но и водоохранная роль леса, которая проявляется в увеличении суммарного стока рек. Однако эту роль нельзя сводить только к количественной оценке, необходимо также учитывать те весьма важные водозащитные функции, которые выполняют леса. Установлено, что лес оказывает существенное влияние на качество воды, поступающей в реки и водоемы. Вода в реках с более облесенными водосборами и особенно на тех из них, где вдоль рек, оврагов, балок имеются лесные насаждения, отличается пониженной температурой, более благоприятными физическими, химическими и бактериологическими показателями, чем вода в реках с безлесными и малолесными водосборами. Следовательно, все леса, произрастающие вокруг водохранилищ, вдоль рек и других элементов гидрографической сети, выполняют весьма важные водозащитные функции. Лес имеет не только водоохранное, водорегулирующее, но и большое почвозащитное значение. Он предохраняет почву от ветровой и водной эрозии как на той территории, где произрастает, так и на значительном расстоянии.

Особенно велика почвозащитная роль леса в тех случаях, когда он произрастает на песчаных легкоразвеваемых почвах по берегам рек, водохранилищ, в овражно-балочных системах, в местах образования лавин и селей. Большую кольматирующую роль выполняют леса в поймах рек, вокруг карстовых воронок. Велика почвозащитная роль и всех горных лесов. Вследствие большого выпадения осадков и значительной крутизны склонов безлесные участки в горах имеют очень высокие коэффициенты стока и подвержены эрозионным процессам. Вместе с тем следует отметить, что отдельные пояса гор выполняют далеко неоднородную гидрологическую роль. Особенно велика роль лесов по границам с тундрово-гольцовыми комплексами, альпийскими и субальпийскими лугами. Все высокогорные леса выполняют значительно большую водоохранную роль, чем нижерасположенные. Поэтому приемы ведения лесного хозяйства в различных поясах должны существенно различаться. Водоохранные, водорегулирующие и почвозащитные функции лесов взаимосвязаны. Основной причиной водной эрозии почв является поверхностный сток. Леса, выполняющие одновременно водоохранные и защитные функции, называют водоохранно-защитными. Во всех природно-географических районах, за исключением многолесных таежных, водосборные бассейны облесены лишь частично. Поэтому возникает вопрос об установлении оптимальной лесистости, при которой леса наиболее полно и всесторонне выполняли бы водоохранную, почвозащитную, климаторегулирующую функции и способствовали повышению продуктивности сельского хозяйства. В настоящее время разработаны нормативы оптимальной лесистости, по которым она уже определена для ряда районов страны. Однако успешное выполнение лесами водоохранно-защитной роли во многом зависит также от рационального размещения лесов в границах каждого водосборного бассейна рек, а в пределах их - и на отдельных мелких элементарных водосборах, в которых формируются ключи, ручьи и временные водотоки. Наиболее ярко водоохранно-защитные свойства лесов проявляются в тех случаях, когда они сравнительно равномерно размещены по площади водосбора и в первую очередь - на склонах водоразделов, вдоль оврагов и балок, коренным и меженным берегам рек, а также вокруг озер и водохранилищ.

Под влиянием различных лесохозяйственных мероприятий (рубки главного и промежуточного пользования, механизированная трелевка леса, лесовосстановительные работы и т. д.) могут существенно изменяться водоохранно-защитные функции леса. Как было показано выше, эти изменения имеют не только локальное, но и общегидрологическое значение. Из всех способов рубок, применяемых для заготовки древесины, наибольшие изменения в водоохранно-защитную роль лесов вносят сплошные и в первую очередь концентрированные рубки. Отрицательное влияние этих рубок особенно сильно проявляется в горных лесах и в районах с холмистым рельефом. В ряде случаев сплошная рубка леса большими площадями может отрицательно сказаться и на гидрологическом режиме не только малых, но и более крупных рек (усиление паводков, уменьшение уровня воды в меженный период и т. д.). Для устранения таких отрицательных последствий необходимо, в первую очередь в горных лесах, переходить к ведению хозяйства с учетом границ элементарных водосборных бассейнов. При проведении рубок в многолесных горных районах не следует снижать лесопокрытую площадь менее 50-60% общей площади элементарных водосборов. На тех водосборах, где лесопокрытая площадь составляет менее 40-50%, целесообразно проводить только выборочные и постепенные рубки. Механизированные лесозаготовки, проводимые без учета лесоводственных требований, оказывают не менее существенное влияние на изменение водоохранно-защитных функций леса, чем способы рубок. В настоящее время разработаны лесоводственные требования к проведению механизированных лесозаготовок, практическое осуществление которых без существенного увеличения затрат труда и денежных средств на лесозаготовки уменьшает возможность усиления поверхностного стока, эрозии, снижения плодородия лесных почв и ухудшения качества воды.

При проведении лесозаготовок в горных лесах необходимо стремиться к уменьшению размера минерализованной поверхности почвы. Это достигается применением на трелевке воздушно-трелевочных установок и совершенствованием технологического процесса лесозаготовок при тракторной трелевке. Исследования показали, что при оценке новой лесозаготовительной техники нельзя исходить только из учета повышения производительности труда на лесосечных работах и снижения стоимости заготовленного кубометра древесины; в этом случае должен быть всесторонний подход. В первую очередь следует отдать предпочтение тем машинам и технологическим схемам организации лесосечных работ, при которых суммарные затраты труда и денежных средств на заготовку древесины и восстановление каждого гектара леса будут наименьшими, а лесорастительная среда будет лучше сохранена. Протекающая в настоящее время под влиянием сплошных рубок смена хвойных лесов на лиственные часто снижает водоохранно-защитные функции лесов. Лиственные древостой, особенно в молодом возрасте, значительно хуже выполняют водорегулирующую роль, чем смешанные хвойно-лиственные. Это обстоятельство следует учитывать при проведении основных лесохозяйственных мероприятий в лесу. Некоторые приемы лесовосстановления горных лесов, например посев и посадка в площади и полосы, подготовленные корчевателями и бульдозерами, не способствуют выполнению основной задачи горного лесоводства - сохранению водоохранно-защитной роли и повышению продуктивности лесов. При таких способах создания лесных культур водоохранно-защитные свойства лесов восстанавливаются обычно через 30-40 лет. Установлено, что все леса в той или иной мере выполняют водоохранно-защитную роль, но в пределах каждого лесного массива не все лесные участки выполняют ее в одинаковой мере. Трудно переоценить водорегулирующую, защитно-аккумулятивную роль лесов, произрастающих вдоль водотоков.

Эти леса обеспечивают также защиту от заиления многочисленных родников - естественных мест выхода подземных вод на дневную поверхность. Велика почвозащитная и водорегулирующая роль степных колок, овражно-балочных лесов, которые занимают малопригодные для сельского хозяйства площади. Их благотворное воздействие проявляется в улучшении микроклимата, равномерном распределении снежного покрова на полях, снижении опасности ветровой эрозии, регулировании стока. Этим они способствуют повышению урожая сельскохозяйственных культур. Овражно-балочные леса приостанавливают также рост оврагов и балок. В то же время леса многолесных районов тайги на ровных и пологих участках имеют сравнительно небольшое почвозащитное значение. Но и в таких лесах встречаются участки, обладающие высокими водоохранно-защитными свойствами. Поэтому при проведении всех лесохозяйственных мероприятий и, в первую очередь рубок необходимо знать, какую водоохранно-защитную роль выполняет тот или иной участок, в котором осуществляется то или иное лесохозяйственное мероприятие. Для этой цели целесообразно пользоваться классификациями лесов по их водоохранно-защитному значению, а также указаниями, изложенными в «Основных положениях по проведению рубок главного пользования в лесах СССР» (1967) и региональных Правил рубок главного пользования. Согласно этим документам при отводе лесосек в рубку должны выделяться особо защитные участки, в которых разрешаются выборочные и иногда группово-выборочные и постепенные рубки (с интенсивностью при каждом приеме не более 20-25% запаса). Рубки сплошными узкими лесосеками здесь допустимы только по лесоводственным соображениям. Лесосечные работы в особо защитных участках должны проводиться преимущественно в зимний период. В некоторых особо защитных участках, например в лесах, произрастающих по склонам оврагов, балок, у истоков рек и ручьев, вокруг карстовых образований, по берегам рек, каналов, озер и других водоемов, а также на легко размываемых и выветриваемых грунтах, допускается только уборка деревьев, требующих рубки по состоянию. В целях сохранения и улучшения качества воды, а также увеличения дебита минеральных источников в лесах первого и второго пояса зон санитарной охраны источников водоснабжения, в первой и второй зонах округов санитарной охраны курортов допускаются только рубки ухода за лесом и санитарные рубки.

Близкий режим ведения хозяйства предусмотрен в запретных полосах лесов, защищающих нерестилища ценных промысловых рыб, где наряду с рубками ухода и санитарными лишь в отдельных случаях допускаются выборочные рубки. Однако в ряде случаев рубками ухода и санитарными рубками невозможно обеспечить сохранение, а тем более усиление тех многогранных средообразующих функций, которые выполняют перечисленные категории лесов. Поэтому перед лесоводами стоит задача: разработать систему лесоводственных мероприятий в лесах с ограниченным режимом пользования древесины. В таких лесах удельный вес санитарных рубок должен составлять незначительную долю, так как все сухостойные, ветровальные и усыхающие деревья подлежат удалению в процессе рубок ухода. Если же санитарные рубки проводят одновременно на большой площади и со значительным удалением деревьев, водоохранно-защитная роль леса может снизиться. По-видимому, значительная часть древостоев вышеперечисленной категории лесов лесоводственными приемами должна быть постепенно переведена в разновозрастные и в ряде случаев в разнопородные.Установлено, что разновозрастные леса по сравнению с одновозрастными меньше подвержены ветровалам, повреждениям вредными насекомыми и грибными болезнями, отличаются лучшей устойчивостью к рекреационным нагрузкам.Итак, выполненные в последние годы в различных природно-географических условиях нашей страны многочисленные исследования позволили не только выявить ряд важных зональных и внутризональных особенностей средообразующей роли лесов различного состава и строения, но и установить влияние лесохозяйственных мероприятий на изменение их водоохранно-защитной роли. В результате этих исследований разработан ряд предложений, практическое осуществление которых будет способствовать сохранению и усилению тех полезных функций, которые выполняют все леса нашей страны.

Литература

Горчаковский П. Л. Водоохранное и почвозащитное значение высокогорных лесов Урала / П. Л. Горчаковский // Лесное хозяйство. - 1952. - № 4.

Лалл Г. У. Возможности увеличения полного стока посредством лесохозяйст- венных мероприятий / Г. У. Лалл // Доклады иностранных ученых на международном симпозиуме по влиянию леса на внешнюю среду. - М., 1970.

Лебедев А. В. Гидрологическая роль горных лесов в бассейне озера Байкал / А. В. Лебедев, Л. М. Усков // Тезисы докладов Всесоюзного совещания по водоохранно- защитной роли горных лесов. - Красноярск, 1975.

Мельчанов В. А. Влияние хвойных и лиственных молодняков на поверхност- ный и внутрипочвенный сток / В. А. Мельчанов // Состояние возобновления и пути формирования молодняков. - Архангельск, 1971.

Михович А. И. Оптимальная водоохранная лесистость речных водосборов рав- нинной части УССР / А. И. Михович // Лес и его роль в охране окружающей среды. - Таллин, 1976.

Молчанов А. А. Гидрографическая роль лесов в различных природных зонах СССР / А. А. Молчанов // Гидрографические исследования в лесу. - М., 1970.

Опритова Р. В. О влиянии лесистости на сток некоторых рек Сейфуно- Ханкайской равнины Приморского края / Р. В. Опритова // Изд. Сиб. отд. АН СССР. - 1966, вып. 2. - № 8.

Опритова Р. В. Влияние состава лесов на водный режим рек Супутинки и Раковки / Р. В. Опритова // Лесоводственные исследования на Дальнем Востоке. - Влади- восток, 1970.

Побединский, А. В. Водоохранная и почвозащитная роль лесов: изд. 2- е / А. В. Побединский. - Пушкино : ВНИИЛМ, 2013. - 208 с.

Рахманов В. В. Водоохранная роль лесов / В. В. Рахманов. - М., 1962.

Рахманов В. В. Влияние лесов на водность рек в бассейне верхней Волги / В. В. Рахманов. - Л., 1971.

Рахманов В. В. Водорегулирующая роль лесов / В. В. Рахманов. - Л., 1975

Таранков В. И. Гидрологический режим хвойно-широколиственных лесов южного Приморья / В. И. Таранков. - Л., 1970.

Таррант Р. Ф. Изменение качества воды с лесных водосборов, обусловленных деятельностью человека / Р. Ф. Таррант // Доклады иностранных ученых на международном симпозиуме по влиянию леса на внешнюю среду. - М., 1970

Ткаченко М. Е. Общее лесоводство / М. Е. Ткаченко. - М.-Л., 1939. Ткаченко М. Е. Общее лесоводство / М. Е. Ткаченко. - М-Л., 1952.

Тюрин И. В. Опыт классификации лесных площадей водоохраной зоны по их водоохранно-защитной роли / И. В. Тюрин // Исследования по лесному хозяйству. - М., 1949.

Урываев П. А. Сток по талой и мерзлой почве в период весеннего снеготаяния / П. А. Урываев // Метеорология и гидрология. - 1953. - № 5.

Уткин А. И. О роли вечной мерзлоты в лесах Центральной Якутии / А. И. Уткин // Новые лесоводственные исследования. - М., 1960.

Шпак И. С. Влияние леса на водный баланс водосборов / И. С. Шпак. - Киев, 1968.

Николаев А.Н. Влияние температуры почвы на радиальный прирост стволов лиственницы и сосны в Центральной Якутии // Наука и образование. Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2004. № 2 (34). С. 15-19.

Николаев А.Н., Федоров П.П. Влияние климатических факторов и термического режима мерзлотных почв Центральной Якутии на радиальный прирост лиственницы и сосны (на примере стационара «Спасская Падь») // Лесоведение. 2004. № 6. С.51-55.

Николаев А.Н. Дендроклиматический мониторинг лесных экосистем Южной Якутии // Вестник Якутского государственного университета им. М.К. Аммосова. Якутск: Изд-во ЯГУ, 2005. Т.2, № 2. С. 86-94.

Размещено на Allbest.ru