Гидрологическая роль леса

Введение

Как влияет лес на влагу? Этот сложный вопрос изучается уже более 100 лет. В прошлом сто­летии и начале нынешнего века в России им интересовались известные ученые А.И.Воейков, Н.П.Адамов, П.А.Костычев, В.В.Докучаев, М.К.Турский, Г.Ф.Морозов, Н.С.Нестеров, П.В.Отоцкий и др., за рубе­жом (преимущественно в Германии, Австрии, Франции) - Г.Круч, Е.Эбермайер, А.Мюттрих, А.Бюлер, Гоппе, Риглер и др. В решение этой проблемы особенно много труда вложил Г.Н. Высоцкий, начавший разра­батывать ее еще до революции. Большое внимание ей уделяли А.А. Каминский, М.Е. Ткаченко, В.И.Рутковский, Н.А. Качинский, Г.Р. Эйтинген, Г.Ф. Басов, И.М. Лабунский и др. Широкие исследования за последние три десятилетия проводят ИЛ РАН (начатые ранее институтом леса АН СССР), ВНИАЛМИ, ВНИИЛМ, УкрНИИЛХА, Гидрометцентр России и другие научные учреждения.

Расширилось изучение гидрологической роли леса за рубежом, причем если раньше оно проводилось преимущественно в европейских странах, то в настоящее время проводится и на других конти­нентах. Значительные исследования осуществляются в США и Японии, усилилось внимание к гидрологии тропических лесов.

Влияние леса на влагу

Водный баланс складывается из прихода в виде осадков и рас­хода в различных видах испарения, а также стока воды, инфильтрации ее в глубинные горизонты почвы, аккумуляции влаги лесным фитоценозом и потребления ее почвенными микроорганизмами. Простая формула водного баланса была предложена Г.Н.Высоцким, включившим в приходную часть осадки, а в расходную сток, испарения, буфер (влажность почвы, грунто­вые воды). Эта формула несколько модифицирована в дальнейшем други­ми лесоводами. Большие исследования по изучению влияния леса на вод­ный баланс проводятся А.А.Молчановым, В.В.Рахмановым, И.Л.Раунером, С.Ф.Федоровым, за рубежом Г.Бургером, Л.Лейтоном, Г.Флеммингом, Д.Хьюлетом, А.Баумгартнером, П.Зинке и др.

Наша задача сводится к установлению роли леса в водном балансе, дальнейшему раскрытию взаимосвязей между лесом и влагой.

Влияние леса на осадки. Этот вопрос имеет две стороны: влияние ле­са на количество выпадающих осадков; влияние леса на распределение выпавших осадков. Влияние леса на количество выпадающих осадков (вертикальные осадки) - эта сторона представляется наиболее сложной и остается дискуссионной, особенно в отношении вертикальных осадков, то есть основного вида осадков. На VI мировом лесном конгрессе (1966 г.) комиссия по вопросам влияния леса на среду признала недоказанным дей­ствие леса на количество выпадающих осадков.

Первоначальные данные лесных метеонаблюдений в европейских странах, начатых в 60-х годах прошлого столетия, показывали значитель­ное превышение осадков, выпадающих в лесной местности по сравнению с осадками на соседней безлесной. Разница доходила до 50 - 100 мм в год, Г.Н. Высоцкий, проводивший наблюдения в течение 10 лет в Мариуполь­ском опытном лесничестве, получил данные: в степи 400 мм, в лесу 501 мм. Однако сам Г.Н. Высоцкий назвал эту разницу «фиктивной, не ис­тинной», хотя и не исключал некоторого увеличения летних осадков над лесом (1930, с. 41). Причина такой разницы заключалась в несовершенстве методики - не учитывался факт выдувания влаги ветром из дождемеров на открытых местах.

В результате этого дождемеры на таких участках уменьшали количе­ство выпавших осадков по сравнению с дождемерами в лесной местности с ослабленным действием ветра. В дальнейшем дождемеры начали оснащать защитой Ниферовой и различия заметно сгладились.

Одним из главных доводов пользы влияния леса на количество вы­падающих осадков является факт более высокого содержания влаги в воз­душных слоях над лесом вследствие большего испарения им по сравнению с испарением на лугу или тем более с обнаженной поверхности земли. Ес­ли бы насыщенность воздуха была единственным фактором возникновения дождя в данной местности, то можно было бы предположить вероятность более обильных осадков в районах, прилегающих к обширным водным пространствам. Однако такое предположение опровергается рядом фактов. Например, группы островов в Красном и Средиземном морях имеют нуле­вой или ничтожный бюджет осадков, и, наоборот, пустынные или полу­пустынные территории расположены в районе таких крупных внутриматериковых водных массивов, как оз. Чад в Африке или оз. Эйр в Австралии.

Г.Флеминг на основании исследований в Герма­нии и анализа обширной литературы также пришел к выводу, что над не­большими лесными массивами так же, как в холмистой местности и в го­рах, количество осадков, выпадающих над лесом и над полем равно.

Большинство исследователей приходят к выводу, что лес не оказы­вает существенного влияния на выпадение местных осадков. Что касается влияния лесов на осадки в более широком плане, то есть применительно к обширным территориям, то вопрос представляется пока мало изученным и заслуживает внимания. Он связан с необходимостью учета происхождения осадков и многостороннего анализа внутри материкового влаго