Гидрологическая роль лесных экосистем Южного Сихотэ-Алиня

Гидрологическая роль лесных экосистем Южного Сихотэ-Алиня

Горная система Сихотэ-Алинь - это уникальный природный комплекс, основу которого составляют кедрово-широколиственные, кедрово-еловые лесные  формации, не имеющие аналогов в России по богатству ресурсов и видовому разнообразию, набору редких и исчезающих растений и животных.
Эти леса выполняют важнейшие экологические функции на локальном, региональном и глобальном уровнях [7]. Горным темнохвойным лесам  Сихотэ-Алиня принадлежит особая роль в формировании, сохранении и поддержании водно-экологического потенциала территории Дальнего Востока [6]. В процессе трансформации осадков пологом древостоев и горными почвами реализуются основные гидрологические функции лесных экосистем - водорегулирующие и водоохранные. Важным фактором является также почвообразующая и почвозащитная роль леса, поскольку почва – один из ведущих  компонентов  в формировании  водного баланса и генезиса стока.
Известно, что в горных экосистемах влияние антропогенеза в наибольшей степени приводит к нарушениям растительного и почвенного покрова: лесные сооб­щества здесь интенсивно  разрушаются, а их восстановление идет крайне медленно, и возникают глубокие изменения окружающей среды и одной из наиболее актуальных функций – гидрологической. Качественные и количественные показатели гидролого-защитной роли лесов в значительной мере обусловлены размерами водосборов, их лесистостью, и пространственным размещением. Трансформация экологических функций лесного полога наиболее ярко проявляется в пределах  малых речных бассейнов. Малый бассейн, как правило, охватывает основное разнообразие экотопических условий, что позволяет выявить индикационную роль соответствующих им почвенно-растительных комплексов в формировании и регулировании стоковых характеристик [1, 4, 7].  
Наши исследования проводились на экспериментальных водосборах в репрезентативных для Среднего и Южного Сихотэ-Алиня лесах. Горные водотоки 1-го и 2-го порядка, расположены в бассейне верхнего течения р. Уссури. После проведения здесь экспериментальных рубок в 1965-66 годах, гидрологические характеристики изучались на участках с различной лесистостью и нарушенностью лесного покрова.Исследования на репрезентативных малых водосборах позволили количественно оценить водоохранную роль и водорегулирующее влияние хвойно-широколиственных лесов в различные сезоны и фазы гидрологического режима на разных стадиях  их восстановительных сукцессий [1-2; 4-5].
Положительный водоохранный эффект лесного покрова на рассматриваемой территории достигается за счет функционирования лесов, сформированных в результате длительного естественного лесообразовательного процесса. Для них характерны большая надземная биомасса, сбалансированная структура основных компонентов фитоценозов, что определяет стабильность выполняемых ими экологических функций в малых речных бассейнах и общем природном комплексе верховьев крупной реки. Благодаря хорошим фильтрационным способностям почв, значительная часть осадков расходуется здесь на почвенно-грунтовый отток: уменьшается поверхностный сток и улучшается качество воды, усиливается питание рек в меженный период.
 Минимальный расход воды в годы с различной влажности на водосборах

Рисунок 1. Минимальный расход воды в годы с различной влажности на водосборах! 1- с коренными лесообразователями; 2 - с вырубкой в верхней части склона; 3 - со сплошной вырубкой 

Даже в засушливые годы меженные расходы на водосборах с преобладанием коренных хвойных фитоценозов остаются выше (рис.1), а питание рек на водосборах с вторичными лесами осуществляется за счет поступления влаги с более влажных участков с пихтово-еловыми и кедрово-еловыми лесами. В этих лесах, за счет более  мощного слоя мерзлоты и позднего оттаивания, влажность почвы и в засушливые годы удерживается в пределах наименьшей влагоемкости, подпологовое испарение и транспирация здесь также меньше, чем в восстановившихся на вырубке молодых лесах [1, 2, 5].
Пространственная дискретность верхнего лесного полога коренных лесов способствует перераспределению осадков по площади бассейна. В сомкнутых древостоях на высотах 800-1200 м образуются конденсационные осадки. Дополнительное увлажнение, связанное с  их образованием, составляет 15-20% от количества осадков на открытом месте [2, 3, 8]. Прибавка осадков под пологом высокополнотных хвойно-широколиственных лесов на каждые 100 м высоты составляет 28-33 мм [5]. Во вторичных лиственных лесах случаи поступления под полог леса осадков больше, чем на открытом месте, фиксировались большей частью после обильных интенсивных дождей. Величина конденсационных осадков сопоставима с перехватом влаги пологом леса и учитывается в годовом водном балансе малого водосбора.
Процессы формирования речного стока обусловливаются комплексным воздействием климатических факторов и условиями подстилающей поверхности. Увлажненность периода исследования, характер и интенсивность дождей, теплообеспеченность характеризуют динамику поступления влаги на водосбор. По экотопическим  особенностям отдельных частей бассейна определяются состояние почвенного покрова и структура лесного полога, как диагностирующие признаки перераспределения осадков по бассейну. Как известно, общие потери паводочных вод на горных склонах определяются свободной емкостью почвенного задержания, величинами поверхностного впитывания и глубинной инфильтрации, задержанием осадков кронами древостоев. Эти показатели обусловливают водорегулирующий эффект всего лесного покрова  Сихотэ-Алиня. Высокопроницаемые почвы хвойно-широколиственных лесов, как правило, характеризуются отсутствием поверхностного и слабым внутрипочвенным стоками [2, 3]. Стокообразование осуществляется контактным стоком в слое рыхлых отложений на относительном водоупоре.
 Доля инфильтрации (1) и стока (2) от количества поступивших осадков

Рисунок 2. Доля инфильтрации (1) и стока (2) от количества поступивших осадков (3) в очень влажные (А) и средние по влажности (В) годы

Речной сток и инфильтрация взаимосвязаны между собой (рис.2). По данным экспериментальных  и экспедиционных исследований установлено, что инфильтрация воды через метровый слой горных лесных почв не бывает отрицательной, и составляет 3-70% от количества выпавших осадков. Максимум приходится на май, так как талые воды, поступая в почву, замерзают, и фильтруется в глубокие слои почвы по мере оттаивания. За летне-осенний период фильтруется до 36% осадков. После антропогенного воздействия верхний 30-см слой почвы уплотняется, что приводит к образованию здесь поверхностного стока и значительным колебаниям уровня воды в реках. Максимальная водоотдача для 1-метрового почвенного слоя в экспериментальном бассейне составила 150-380 мм. Через 30 лет после вырубки [5] сохраняется более плотное сложение и низкий гравитационный отток верхних почвенных горизонтов. На сильно нарушенных почвах (волока, дороги) водоотдача верхних горизонтов в 1,4-2,5 раза меньше, чем в тех же горизонтах ненарушенных лесных почв. Вероятность возникновения поверхностного стока и проявления эрозионных процессов на площади вырубок остается высокой и через 20-40 лет после лесовосстановления. Таким образом, при максимальных суточных осадках, достигающих для района исследования 160 мм, вся поступившая влага поглощается и фильтруется в глубокие почвенные слои. Эти процессы, а, следовательно, и гидрологические функции ландшафтов ухудшаются после вырубки на длительный временной промежуток.
Водно-экологический потенциал верхнего течения р. Уссури оценивался по сочетанию лесных ландшафтов в высотных природных комплексах с преобладанием лесных формаций: I– пихтово-еловых; II-   кедрово-еловых; III– широколиственно-кедровых (табл.2).
 
Таблица.  Биоклиматическая характеристика высотных поясов бассейна р. Уссури

Природный комплекс Высота,
абс. м
Площадь,
% от общей
Биомасса листового аппарата древостоев, т/га  Кгрс,
км/км2
Сток, мм Осадки,
 мм
МС ПСП
I 900-1600 45,4 3,5 5,7 0,89 329 700-1200
II 600-900 21,5 3,2 5,6 0,78 326 650-900
III 300-600 24,5 3,9 5,0 0,70 245 600-800

Кгрс - коэффициент густоты речной сети; МС и ПСП – молодые и средневозрастые,  приспевающие, спелые и перестойные древостои; Кс – коэффициент стока

Для анализа были использованы данные гидрометрических наблюдений, по-выдельная лесотаксационная характеристика района, индикационные методы расчета, картографический материал. Общая исследуемая площадь составила 5330 км2, 90% ее площади занимают хвойно-широколиственные леса, которые пройдены рубками и пожарами различной давности. Значительная трансформация лесного покрова наблюдается в среднем течении реки, где соотношение хвойных и лиственных составляет 30:70,  а молодые, средневозрастных и приспевающие леса занимают большую часть площади. Водопродуктивная способность данного геокомплекса составляет 6,3%, а водоносность малых рек обеспечивается за счет коренных хвойных фитоценозов, сохранившихся в верховьях. Максимальная водопродуктивность характерна для бассейнов Iи IIвысотных поясов, где преобладают старовозрастные леса. В средний по водности год с единицы их площади в р. Уссури стекает в 1,3-1,5 раза больше воды, чем с бассейнов, занятых преимущественно средневозрастными древостоями.
Зависимость  коэффициента стока от доли хвойных в составе древостоев

Рисунок 3. Зависимость  коэффициента стока от доли хвойных в составе древостоев

Как показано на графике (рис.3), многолетние характеристики речного стока и его равномерность прямо зависят от состава леса. Чем больше доля хвойных лесообразователей, тем выше естественная зарегулированность речного стока, лучше водоохранные и водорегулирующие функции ландшафтов. Интенсивность гидрологических процессов и водопродуктивность лесных экосистем в регионе будет зависеть от оптимального соотношения трансформированного и естественного лесного покрова.

Н.К. Кожевникова
Биолого-почвенный институт ДВО РАН, Владивосток
Тезисы доклада на VII Международную конференцию «Реки Сибири и Дальнего Востока»

 
Литература
 
1.       Жильцов А.С. Ильина Т.М., Кожевникова Н.К.  Оценка водоохранно-защитной роли леса в бассейнах водотоков различного порядка // Современное состояние и рациональное использование почв, лесных и водно-земельных ресурсов Дальнего Востока России. - Владивосток, 1997. - С. 100-102.
2.       Жильцов А.С. Гидрологическая роль горных хвойно-широколиственных лесов Южного Приморья - Владивосток: Дальнаука, 2008. - 331 с.
3.       Клинцов А.П. Микроклиматическая и гидрологическая роль лесов Сахалина. - Южно-Сахалинск, 1969. - 180 с.
4.       Кожевникова Н.К. Использование индикационных свойств лесного полога при определении элементов водного баланса // Леса российского Дальнего Востока: 150 лет изучения.  - Владивосток. 2009. -  С. 61-63.
5.       Кожевникова Н.К. Динамика гидрологических и защитных функций горных лесов южного Сихотэ-Алиня в процессе послерубочных восстановительных сукцессий / Автореф. диссерт. канд. биол. наук. – Владивосток. –2010. – 26 с.
6.       Кожевникова Н.К. Дюкарев В.Н.Эколого-защитные свойства лесного покрова верхнего пояса гор (Южный Сихотэ-Алинь) //Проблемы региональной экологии. - №4. С. 31-38.
7.             Морин В.А., Сапожников А.П. Экологическая роль лесов Хабаровского края  // Леса и лесн. хоз-во Хабаровского края – Хабаровск: Кн. изд-во, 2000. – С.385-390.
8.             Таранков В.И. Гидрологический режим хвойно-широколиственных лесов Южного Приморья. - Л., Наука, 1970.  - 120 с.
 

Комментарии материала:

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Другие материалы

Бассейн реки Амур относится к числу крупнейших регионов мира. В его пределах располагаются территории четырёх государств: Российской Федерации, Китайской Народной Республики, Монгольской Народной Республики, Корейской Народно-Демократической Республики. Российская часть бассейна представлена Забайкальским, Приморским, Хабаровским краями,...
РЕГИОНАЛЬНЫЙ МОНИТОРИНГ ЖИВОТНОГО НАСЕЛЕНИЯ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ В ЗОНЕ ГИДРОСТРОИТЕ
В настоящее время на Дальнем Востоке используется лишь около 3% гидроэнергетического потенциала, что служит объективной предпосылкой его дальнейшего освоения. Разработаны перспективные схемы использования более 130-ти больших и средних рек в регионе. В настоящее время функционируют Зейская и Бурейская ГЭС, в едином комплексе с последней...
Современные климатические изменения в южных районах Нижнего Приамурья
Обсуждаем тезисы докладов VII Международной конференции «Реки Сибири и Дальнего Востока», посвящённая делу сохранения сибирских и дальневосточных рек и рек других регионов мира. Конференция пройдет 30–31 мая 2012 года в Хабаровске. В последние десятилетия происходят значительные изменения климата как в глобальном, так и в...
В сборник вошли доклады по актуальным экологическим проблемам бассейнов рек Сиби­ри, Дальнего Востока и других регионов России, а также Монголии, Китая, Узбекистана. Предназначен для ученых, специалистов, государственных служащих, общественных дея­телей, студентов, а также всех интересующихся вопросами сохранения рекББК 20.1 Изданы при...
Строительство крупных гидросооруже­ний стало одной из основных форм антро­погенного воздействия на природу Дальнего Востока России. В настоящей работе проана­лизированы данные комплексных зоологи­ческих наблюдений Зейского заповедника с 1974 по 2009 гг. [1; 2], а также данные зооло­гического мониторинга зоны влияния Бурей-...
Анатолий Лебедев ОО БРОК
22 ноября в Санкт-Петербурге в рамках Международного форума по проблемам сохранения тигра прошла российско-германская межправительственная встреча, посвященная новым подходам в сохранении амурского тигра. Министерство окружающей среды, охраны природы и ядерной безопасности Германии (BMU), Министерство природных ресурсов и экологии Российской...
Тема борьбы с нелегальной древесиной давно уже стала не местной и не российской – это проблема мировая. Она заботит всех – и серьезный бизнес, и государственные органы – лесохозяйственные, силовые, надзорные и контрольные. Волнует она и местное население таежных регионов, и, конечно, общественные природоохранные организации. С...
Экологическое строительство сегодня — один из актуальных мировых трендов и относится к строительству всех типов зданий. Этот тип строительства возник в 60-х годах прошлого столетия на примере строительства индивидуального жилья и был незаметным до конца 20-го века. В России развитие экологического домостроения началось в начале 80-тых годов в Новосибирском Академгородке. В 1987 году было введено понятие и термин «экодом», которые сейчас широко используются.  Экодом –...
 Леса появились на Земле около 400 миллионов лет назад, и все это время они процветали. Но в течение последних 150 миллионов лет они начали проявлять признаки бедствия, реагируя на снижение концентрации CO2 в атмосфере и на конкуренцию с пастбищами. Когда Земля изменится, смогут ли леса справиться с изменениями и выжить? Это крайне медленный тренд, но нельзя исключать, что леса закончат свой цикл и исчезнут в геологически короткие сроки. Этот текст представляет собой поп...
В Новосибирском Академгородке завершился недельный пикет, который проходил 24-29 июля у ДК «Академия». Всего за эти дни в пикете приняли участие примерно 45-50  человек, среди них – 5 докторов и несколько кандидатов наук, а также участники Общественного движения «В защиту лесов», члены Общественного Совета Академгородка, активисты движения «Против транзита через Нижнюю Ельцовку». К пикету присоединялись жители Академгородка и г. Новосибирс...
Огромные мраморные произведения искусства, сброшенные по инициативе рыбака Паоло Фанчиулли в Средиземное море в рамках радикального плана по искоренению незаконного рыболовства, наконец-то позволяют восстановить поврежденные экосистемы.   Глубоко в море у побережья Таламоне в Тоскане лежат статуи, вырезанные из гладкого каррарского мрамора. Вместе они образуют странный, сказочный подводный музей. Еще эти безмолвные стражи, защищают море от банд, незаконно занимающихся тралени...
Завершилась экспедиция по освобождению тюленей от пластикового мусора на Командорских островах. Волонтеры спасли от пластиковых удавок 22 морских котика. Участников экспедиции впечатлила  природа Камчатского края, но эта красота требует защиты и сохранения. Экспедиция была организована сахалинскими некоммерческими организациями Клуб «Бумеранг» и «Друзья Океана» совместно с национальным парком «Командорские острова» и Камчатским филиалом Тихоокеанского инс...

Другие материалы

23.05. | Гость | Статью
06.05. | Гость | Статью
27.03. | Гость | Статью
27.03. | Гость | Статью
  •  
  • Страница 1 из 46
  • ››
В группе: 2,001 участников
Материалов: 735

Объединение гражданского общества в деле сохранения рек Сибири и Дальнего Востока, обсуждение социально-экологических проблем бассейнов рек.

В группе "Реки Сибири и Дальнего Востока" обсуждаются актуальные вопросы, связанные с сохранением экосистем речных бассейнов, антропогенным воздействием на реки Сибири и других регионов мира, развитием движения в защиту рек.. Приводятся данные о состоянии рек, результаты оценки воздействия на реки проектов хозяйственной деятельности, предлагаются подходы...

Фотогалерея

Активность на сайте

сортировать по иконкам
43 недели 2 часа назад
YВMIV YВMIV
YВMIV YВMIV аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 243,777 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

45 недель 1 день назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 243,777 |

Thank you, your site is very useful!

45 недель 2 дня назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 243,777 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

1 год 21 неделя назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 243,777 |

Возможно вас заинтересует информация на этом сайте https://chelyabinsk.trud1.ru/

45 недель 2 дня назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 3,227 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

размешен 01.10.22 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 01.10.22 | Тип: Новость

Вести сообщества Хранителей Природных Территорий

...
размешен 30.09.22 | Тип: Статью

Авария на четвертом реакторе Чернобыльской АЭС в 1986 году привела к крупнейшему выбросу радиоактивных материалов в окружающую среду в истории человечества. Последствия острого облучени...

размешен 30.09.22 | Тип: Новость

Главные экологические новости на текущий день в новом выпуске Обзора Международного Социально - экологическо...

размешен 30.09.22 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал