Воздействие освоения горно-таежных территорий на состояние малых водотоков Северного Сихотэ-Алиня

С. Д. Шлотгауэр,

Институт водных и экологических проблем Дальневосточного отделения РАН, Хабаровск, Россия 

Растительный покров оказывает огромное влия­ние на гидрологический режим водных объектов. Он трансформирует поверхностный сток во внутри­почвенный, а часть осадков задерживает в кронах и лесной подстилке. Большая часть осадков расходует­ся растениями на транспирацию, а остальная часть, проникая в грунтовые воды, стекает в водотоки. Рас­тительность оказывает влияние на перераспределе­ние осадков и гидрологический режим малых рек. Водный баланс в лесной зоне Приамурья в связи со спецификой природных условий характеризуется рез­ко выраженной неустойчивостью по сезонам года. По данным М. Р. Широковой [4], это определяется рядом факторов: неравномерным распределением муссон­ных осадков, наибольшее количество которых (до 85% годовой суммы) выпадает в вегетационный период – с апреля по октябрь; преобладанием горного рельефа, что способствует быстрому продвижению поверхност­ных вод и интенсифицирует уровень подъема воды после муссонных дождей; спецификой гидрографи­ческой сети, для которой характерно увеличение гу­стоты речной сети от 0,7–1,0 км/км² на равнинах; промерзанием малых и средних рек, низким стоком в период зимней межени; характером облесенности бассейнов малых рек и структурой лесной раститель­ности территории водосбора [3]. Влияние лесов на гидрологический режим малых рек определяется воз­растным составом древостоя, который зависит от сте­пени антропогенного воздействия, в частности рубок главного пользования.

Исследования влияния рубок на гидрологический режим, и прежде всего на условия формирования сто­ка малых рек, проводились на экспериментальных и эталонных водосборах бассейнов рек Анюй и Тумнин [3]. Многолетние исследования показали, что вырубка даже 20% лесной территории на площади водосбора приводит к заметным изменениям гидрологического режима. При этом прежде всего нарушается состоя­ние поверхности водосбора: происходит уплотнение верхнего слоя почвы, разрушение мохового покрова, уничтожение травяно-кустарничкового и кустарнико­вого ярусов. В результате изменяется тепловой режим почвогрунтов. Их оттаивание увеличивается на раз­личных участках от 1,5 до 2 раз, объемный вес поверх­ностного слоя возрастает в 3–4 раза, а коэффициент инфильтрации уменьшается на 20–30%.

Ослабление инфильтрационных свойств поверх­ностного слоя и развитие густой ручейковой сети при­водит к появлению поверхностного склонового стока, который поступает в основное русло малого водотока быстрее, чем в естественных условиях. При этом идет возрастание величин максимальных расходов дожде­вых осадков и, естественно, среднемесячных модулей стока за теплый период года, снижаются показатели минимального стока за этот период.

Двадцатилетний период наблюдения сибирскими учеными на полигонах БАМа показал, что наиболь­шие различия в стоке между эталонным и экспери­ментальным водотоками наблюдаются в «сухие» де­сятилетия, в многоводные десятилетия это различие нивелируется [1].

Изменение ярусности, уничтожение древесной растительности со средообразующей функцией при­водят к усилению воздействия прямой и отраженной радиации. На 40–80% нарастает поглощение лучи­стой энергии земной поверхностью. Эта разница в показаниях определяется экспозицией и близостью залегания коренных пород, которая свойственна гор­ному рельефу. В связи с уничтожением лесных кулис идет нарастание реконструкции гидротермического режима и физико-химических режимов деятельной поверхности почвогрунтов.

В летнее время, особенно в период муссонных дож­дей, осадки, ранее задерживавшиеся надземными ча­стями деревьев (17–58%), попадают непосредственно на деятельный слой [4]. Идет интенсивное развитие ручейковой эрозии, которая увеличивает густоту пер­вичной ручейковой сети в несколько раз по сравнению с естественной, что создает условия для более высоких и скоротечных паводков, разрушения горных почв, смыва почвенных частиц и увеличения содержания взвешенных частиц в более крупных водотоках.

Анализ многолетних рядов стандартных данных о стоке малых рек (площадью 2,0–2,5 тыс. км²) Гобил­ли, Куптурку, Аты на Северном Сихотэ-Алине показал снижение водорегулирующей способности этих бас­сейнов при проведении рубок главного пользования. Эти наблюдения подтверждают исследования, про­веденные ранее в южной части Сихотэ-Алиня, кото­рые показали, что сокращение лесистости бассейнов малых горных рек с площадью водосбора до 30 км² и особенно до 10 км² ,приводят к значительному возрас­танию максимального летнего и зимнего стоков [2].

В настоящее время актуальность проблемы влия­ния вырубки лесов на гидрологический режим в При­амурье приобретает особенное значение. Ежегодно исчезают сотни тысяч гектаров леса. Рубки в горах по­вышают интенсивность эрозионных процессов. При этом общий многолетний сток может не изменяться, в то же время наблюдается перераспределение стока во времени и пространстве, фиксируется исчезновение сотен малых водотоков, иссякает водность нерестовых притоков Тумнина, Анюя, Амгуни, Хора и других во­дных артерий.

Вероятность эрозии почвогрунтов Северного Сихотэ-Алиня очень велика. Этому способствуют три основных фактора. Первый – значительная крутизна склонов, обусловленная большой густотой расчлене­ния рельефа. Густота речной сети рек Хуту, Аты, Шум­ная (бассейн р. Тумнин) составляет 1,4–1,0 км при средней крутизне 15–200 [3].

Вторым фактором является высокая глинистость грунтов вследствие интенсивного проявления процес­сов химического выветривания. Доля суглинистого материала верхних горизонтов склоновых отложе­ний достигает 20%, поэтому при продолжительных июльских дождях или ливневом характере осадков он не способен дренировать в короткий срок всю по­ступающую на поверхность влагу, что приводит к уве­личению поверхностного стока. В качестве третьего фактора выступает большое количество атмосферных осадков. Их годовой объем составляет 700–900 мм, при этом более 80% выпадает в теплое время года.

На восточном макросклоне, обращенном к морю, осадков выпадает на 30–40% больше, чем на склонах противоположной ориентации.

В естественном состоянии экосистем эрозионные процессы развиваются незначительно в связи с вы­соким проективным покрытием древостоя, а при его уничтожении за несколько лет возникают овраги глу­биной до 2–2,5 метров.

Влияние пожаров на гидрологический режим природных комплексов проявляется особенно значи­тельно, если при оценке брать не отдельные годы или участки тайги, а длительный период формирования и функционирования растительности в пределах ланд­шафта. Эти оценки свидетельствуют, что вследствие рубок и последовавших за ними катастрофических пожаров 1998–2001 годов в бассейнах крупных при­токов Амура произошла смена экологически высоко­эффективных хвойных лесов на вторичные произво­дные мелколиственные леса, кустарники и пустоши, экологическая роль которых характеризуется низким потенциалом [5]. Длительное постепенное накопле­ние в экосистеме Сихотэ-Алиня площадей гарей и не­облесившихся участков обусловило ухудшение гидро­логического режима крупных водотоков.

Литература

1. Доброумов Б. М., Соколов Б. А., Журавкин С. А. и др. Влияние хозяйственной деятельности на водный режим, водные ресурсы и качество природных вод // Рациональное использование природных ресурсов и проблемы охраны среды в зоне БАМ. Новосибирск, 1984. С. 66-68.

2. Опритова Р. В. Водоохранная роль лесов южного Сихотэ-Алиня. М., 1978. 95 с.

3. Шамов В. В. Изменение водного баланса бассейнов малых рек муссонной области под влиянием хозяй­ственной деятельности: Отчет фонду К. и Дж. Макар­тур (грант № 95-110.9AFSU)/ Хабаровск, 1977. 36 с.

1                     Широкова М. Р. Влияние физико-географических факторов и облесенности на водный баланс рек Хабаровского края // Использование и воспроиз­водство лесных ресурсов Дальнего Востока: тези­сы доклада Всесоюзн. конф. Хабаровск, 1972. Сб. 2. С. 67-69.

2                     Шлотгауэр С. Д. Экологическая роль растительного покрова в Приамурье // Факторы формирования ка­чества воды на Нижнем Амуре. Владивосток, 2008. С. 35-80.