Влияние вырубок и восстановления лесов на водность рек

О.И.Крестовский
Влияние вырубок
и восстановления лесов
на водность рек
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО Г И Д Р О М Е Т Е О Р О Л О Г И И
И КОНТРОЛЮ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й О Р Д Е Н А Т Р У Д О В О Г О КРАСНОГО
Г И Д Р О Л О Г И Ч Е С К И Й ИНСТИТУТ
ЗНАМЕНИ
О.И.Крестовский
Влияние вырубок
и восстановления лесов
на водность рек
Гидрометеоиздат
Ленинград
1986
"УДК 630:556.53
Рецензенты: канд. геогр. наук В. В. Куприянов (ГГИ),
канд. физ.-мат. наук Г. В. Менжулин (ГГИ)
Отв. ред. д-р геогр. наук, проф. А. А. Соколов
В монографии дается оценка влияния рубок и последующего восстановле­
ния леса на элементы водного баланса и сток рек лесной зоны Европейской
территории СССР. Рассматриваются по десятилетиям эволюция видового со­
става леса, испарения и стока в реки с зарастающих лесом участков. Предла­
гаются модели изменений суммарного годового испарения, а также годового,
весеннего и меженного стока под влиянием изменения структуры лесов. Анали­
зируются результаты расчета изменений водности рек ряда административных
областей ETC под влиянием сложившейся и прогнозируемой структуры лесов.
Предназначена для гидрологов и специалистов водного хозяйства, лесоводов
и географов.
О. I . Krestovsky's work "The impact of forest cutting and regeneration on
river water content" gives the estimation of the impact of cutting and subsequent
regeneration of forest on water budget components and river flow in forested zone
of the European USSR. Evolution of forest type, evaporation and inflow to rivers
from forested areas is considered according to decades. The models of change
of annual evapotranspiration, annual spring and low water flow under the in­
fluence of forest structure are proposed. The results of computation of water con­
tent change in some administrative areas of the European USSR under the in­
fluence of present and forecasted structure are analysed.
The publication will prove the value to hydrologists and to specialists in
geography and in water and forest management.
К
1903030200-015
069(02)-86
6
-
8 6 ( , )
© Г о с у д а р с т в е н н ы й гидрологический
институт ( Г Г И ) , 1986 г.
От редактора
О г и д р о л о г и ч е с к о й р о л и л е с а , в л и я н и и его в ы р у б к и на в о д о ­
носность р е к н а п и с а н о т а к много, что, по о б р а з н о м у в ы р а ж е н и ю
известного л е с о в о д а Г. Н . В ы с о ц к о г о , « . . .не х в а т и л о бы ж и з н и ,
чтобы прочесть все н а п и с а н н о е по э т о м у вопросу». Тем не менее
интерес к этой п р о б л е м е не о с л а б е в а е т , а н а о б о р о т , по м е р е оску­
дения л е с н ы х богатств все в о з р а с т а е т . О б ъ я с н я е т с я это ее б о л ь ­
шой п р а к т и ч е с к о й в а ж н о с т ь ю д л я в ы б о р а и о б о с н о в а н и я с т р а т е ­
гии и с п о л ь з о в а н и я л е с н о г о ф о н д а с с о б л ю д е н и е м при этом инте­
ресов водного х о з я й с т в а и о х р а н ы о к р у ж а ю щ е й с р е д ы .
В н а у ч н о м о т н о ш е н и и изучение гидрологической р о л и л е с а
п р е д с т а в л я е т б о л ь ш у ю с л о ж н о с т ь . П р и этом н е о б х о д и м о учиты­
в а т ь м н о г о о б р а з н ы е , н е о б ы ч а й н о з а п у т а н н ы е в з а и м о с в я з и в при­
роде, в которой лесу п р и н а д л е ж и т н е м а л о в а ж н а я р о л ь р е г у л я ­
тора в о д н о г о б а л а н с а : о с а д к о в , и с п а р е н и я , с т о к а и в о д о о б м е н а
между поверхностными и подземными водами.
И м е н н о и с к л ю ч и т е л ь н о й с л о ж н о с т ь ю и все е щ е н е д о с т а т о ч н о й
изученностью этих в з а и м о с в я з е й о б ъ я с н я е т с я тот н е п р и я т н ы й д л я
науки ф а к т , что, н е с м о т р я на м н о г о л е т н и е и с с л е д о в а н и я , в кото­
р ы х п р и н и м а л и у ч а с т и е м н о г и е в ы д а ю щ и е с я ученые, п р о б л е м а
гидрологической роли л е с а до сих пор не имеет о б о с н о в а н н о г о
р е ш е н и я и не м о ж е т с ч и т а т ь с я и с ч е р п а н н о й .
П р и изучении в л и я н и я л е с а на водоносность рек, к а к известно,
широкое распространение получил метод прямого сопоставления,
или с т а т и с т и ч е с к о й к о р р е л я ц и и стока р е к со степенью з а л е с е н ности их б а с с е й н о в . К а к н е о д н о к р а т н о о т м е ч а л о с ь , этот м е т о д
о б л а д а е т тем с у щ е с т в е н н ы м н е д о с т а т к о м , что исходит из пред­
с т а в л е н и я о т р у д н о д о к а з у е м о м р а в е н с т в е (или н е б о л ь ш о м р а з л и ­
чии) «прочих» условий стока ( к р о м е л е с а ) . Е щ е б о л е е к р у п н ы м
н е д о с т а т к о м этого м е т о д а я в л я е т с я и с п о л ь з о в а н и е при этом аб­
с т р а к т н о г о п о н я т и я «лес» без у к а з а н и я , о к а к о м и м е н н о л е с е
идет р е ч ь . Г и д р о л о г и ч е с к а я р о л ь л е с а , о д н а к о , з а в и с и т не т о л ь к о
от «степени з а л е с е н н о с т и » б а с с е й н а , но и от х а р а к т е р а л е с а . Вы­
воды, п о л у ч е н н ы е с п о м о щ ь ю м е т о д а с р а в н е н и й , поэтому в е с ь м а
п р о т и в о р е ч и в ы . П о д а н н ы м одних ученых, п о л ь з о в а в ш и х с я в своих
и с с л е д о в а н и я х этим методом (в р а з н ы х в а р и а н т а х ) , л е с у в е л и ­
ч и в а е т сток, по д а н н ы м д р у г и х — у м е н ь ш а е т или в л и я е т поразному в разных районах
(в одних у в е л и ч и в а е т , в д р у г и х
уменьшает).
И с с л е д о в а н и е О. И . К р е с т о в с к о г о , п о с в я т и в ш е г о много л е т
изучению водного баланса непосредственно в природе и предпри­
н я в ш е г о п о п ы т к у по-новому подойти к изучению г и д р о л о г и ч е с к о й
роли л е с а , несомненно, з а с л у ж и в а е т серьезного в н и м а н и я . Автор
о т к а з а л с я от п р я м о г о п р и м е н е н и я д л я этой ц е л и у ж е неодно­
к р а т н о и с п о л ь з о в а в ш и х с я д а н н ы х по стоку п а р н ы х б а с с е й н о в
с р а з н о й с т е п е н ь ю з а л е с е н н о с т и , в том числе и по стоку л о г о в
1*
3
и с т о к о в ы х п л о щ а д о к в о д н о б а л а н с о в ы х с т а н ц и й , на к о т о р ы е е щ е
н е д а в н о в о з л а г а л и с ь б о л ь ш и е н а д е ж д ы . Р е ш е н и е п р о б л е м ы он
видит в изучении, к а з а л о с ь бы, н а и б о л е е т р у д н о о п р е д е л и м о г о э л е ­
мента водного б а л а н с а л е с а — и с п а р е н и я , вернее, с у м м а р н о г о водопотребления леса. П о л а г а я количество атмосферных осадков
на л е с н ы х у ч а с т к а х в п р е д е л а х д е с я т и л е т н и х о т р е з к о в в р е м е н и
б о л е е или менее с т а б и л ь н ы м и , К р е с т о в с к и й о п р е д е л я е т в о д о о т д а ч у
с них по р а з н о с т и о с а д к о в и с у м м а р н о г о в о д о п о т р е б л е н и я л е с а .
П о д последним он п о н и м а е т и с п а р е н и е под пологом л е с а , т р а н с пирацию древостоем и испарение осадков, з а д е р ж а н н ы х кронами
д е р е в ь е в . Т а к о й п о д х о д п о з в о л и л ему п р о с л е д и т ь и з м е н е н и е «водо­
п о т р е б л е н и я » и « в о д о о т д а ч и » , т. е. с у м м а р н о г о с т о к а , д л я р а з н ы х
типов л е с н ы х н а с а ж д е н и й , после в ы р у б к и л е с а и по м е р е его есте­
ственного или искусственного в о з о б н о в л е н и я .
Важнейший вывод, к которому пришел автор, заключается
в том, что г и д р о л о г и ч е с к а я р о л ь л е с а п р о я в л я е т с я з н а ч и т е л ь н о
б о л е е с л о ж н о , чем это п р е д с т а в л я л о с ь до сих пор. О н а з а в и с и т
от в о з р а с т а л е с а , его видового с о с т а в а и п о л н о т ы . П р и этом а в т о р
не просто д е к л а р и р о в а л э т у в о б щ е м - т о и з в е с т н у ю м ы с л ь , но, и
это г л а в н о е , п о к а з а л к о н к р е т н о , к а к именно м е н я ю т с я соотноше­
ния « в о д о п о т р е б л е н и я » и « в о д о о т д а ч и » л е с а на р а з н ы х ф а з а х его
р а з в и т и я . Т а к , с р а з у п о с л е в ы р у б к и л е с а « в о д о п о т р е б л е н и е » с вы­
р у б л е н н ы х у ч а с т к о в р е з к о у м е н ь ш а е т с я , что п р и в о д и т к у в е л и ­
чению « в о д о о т д а ч и » . З а т е м , по м е р е в о с с т а н о в л е н и я л е с а , к 40—
60 г о д а м , в о д о п о т р е б л е н и е л е с а д о с т и г а е т своего м а к с и м у м а и
в о д о о т д а ч а с лесного у ч а с т к а с т а н о в и т с я н и ж е з о н а л ь н о й н о р м ы .
К своему з р е л о м у в о з р а с т у лес, к а к и в с я к и й ж и в о й о р г а н и з м ,
вновь у м е н ь ш а е т в о д о п о т р е б л е н и е и его в о д о о т д а ч а п р и б л и ж а е т с я
к п е р в о н а ч а л ь н о й (до в ы р у б к и ) з о н а л ь н о й н о р м е .
В целом т а к о й в ы в о д п р е д с т а в л я е т с я в п о л н е л о г и ч н ы м и обо­
с н о в а н н ы м . Он б л и з о к к в ы в о д а м известного л е с о в о д а А. А. М о л ­
ч а н о в а , к а с а ю щ и м с я и з м е н е н и я с у м м а р н о г о и с п а р е н и я по м е р е
увеличения возраста леса. Нельзя, однако, полностью согласиться
с а в т о р о м , когда в ы в о д ы о гидрологической роли л е с а , п о л у ч е н н ы е
д л я у с л о в н о п р и н я т о г о « к р у п н о г о » лесного у ч а с т к а , в п р е д е л а х
которого, по его мнению, имеет место з а м к н у т ы й в о д н ы й б а л а н с ,
он р а с п р о с т р а н я е т на речной б а с с е й н . П р е д с т а в л я е т с я , что в реч­
ном б а с с е й н е м е х а н и з м в л и я н и я л е с а на с у м м а р н ы й сток (а не
в о д о о т д а ч у ) н е с к о л ь к о иной: рост л е с а , в о з м о ж н о , в л и я е т на и з м е ­
нение условий д р е н и р о в а н и я и п о д з е м н о г о с т о к а . Этого п р е д л а г а е ­
м а я а в т о р о м схема не у ч и т ы в а е т в д о л ж н о й м е р е .
Н е с м о т р я на п р и в е д е н н ы е з а м е ч а н и я , р а б о т а О. И . К р е с т о в ­
ского я в л я е т с я с у щ е с т в е н н ы м в к л а д о м в р е ш е н и е п р о б л е м ы гид­
рологической роли л е с а и, н а д о п о л а г а т ь , б у д е т в е с ь м а п о л е з н о й
при оценке и з м е н е н и я водности р е к в связи с п р о в е д е н и е м л е с о х о з я й с т в е н н ы х м е р о п р и я т и й . О н а п о с л у ж и т т а к ж е новым стиму­
лом д л я расширения и углубления экспериментальных исследова­
ний в этой о б л а с т и .
А. А. С о к о л о в
4
Предисловие
В с в я з и с интенсивным п р е о б р а з о в а н и е м е с т е с т в е н н ы х п р и р о д ­
ных л а н д ш а ф т о в особенно остро стоит п р о б л е м а оценки измене­
ний водного р е ж и м а и с о с т о я н и я в о д н ы х ресурсов в н а с т о я щ е е
время и в будущем.
О д н и м из м а с с о в ы х видов х о з я й с т в е н н о й д е я т е л ь н о с т и , охва­
тывающей большие территории, является заготовка древесины,
т. е. в ы р у б к а л е с о в с п о с л е д у ю щ и м их в о с с т а н о в л е н и е м .
Вопросу оценки в л и я н и я последствий в ы р у б к и и в о с с т а н о в л е ­
ния л е с о в на в о д н ы й б а л а н с и сток, а т а к ж е учету этого в л и я н и я
в п р а к т и к е г и д р о л о г и ч е с к и х р а с ч е т о в и прогнозов п о с в я щ е н о ос­
новное с о д е р ж а н и е книги. П р и этом р а с с м а т р и в а ю т с я типы во­
з о б н о в л е н и я лесов и их с т р у к т у р н ы е и з м е н е н и я в р а з н ы х ф а з а х
р а з в и т и я л е с а , что о п р е д е л я е т и з м е н е н и я водного б а л а н с а в ы р у б ­
ленных участков.
Д о н е д а в н е г о времени в н а у ч н о й л и т е р а т у р е не о т в о д и л о с ь
д о л ж н о г о в н и м а н и я в л и я н и ю на годовой сток л е с а р а з л и ч н о г о
в о з р а с т а его п о л н о т ы и видового с о с т а в а . Н е д о у ч е т этого, а т а к ж е
х а р а к т е р а почво-грунтов, на к о т о р ы х п р о и з р а с т а е т лес, п о р о ж д а л
р я д п р о т и в о р е ч и в ы х выводов о в л и я н и и л е с а на годовой сток и
его в н у т р и г о д о в о е р а с п р е д е л е н и е . И з в е с т н о , о д н а к о , что в б о л ь ­
ш и н с т в е л е с н ы х р а й о н о в Е в р о п е й с к о й т е р р и т о р и и С С С Р совре­
менный л е с у ж е не тот, что был 100 и д а ж е 50 л е т н а з а д . Л е с ,
т а к с к а з а т ь , п о м о л о д е л и видовой состав его и з м е н и л с я , что побу­
д и л о а в т о р а вновь о б р а т и т ь с я к п р о б л е м е г и д р о л о г и ч е с к о й р о л и
л е с а д л я того, чтобы р а з о б р а т ь с я в с л о ж н о м м н о г о о б р а з и и в л и я ­
ния л е с о в , их в ы р у б к и и в о с с т а н о в л е н и я на в о д н ы й р е ж и м рек.
П р и этом а в т о р о м и с п о л ь з о в а н свой 30-летний опыт э к с п е р и м е н ­
т а л ь н ы х в о д н о б а л а н с о в ы х и с с л е д о в а н и й в л е с а х и п о л я х лесной
зоны Европейской территории С С С Р (ETC).
Автор
не
п р е т е н д у е т на полноту и з л о ж е н и я
затронутых
в книге вопросов, а т а к ж е на з а в е р ш е н н о с т ь п о л у ч е н н ы х р е ш е ­
ний, но считает, что сумел п о к а з а т ь н е о д н о з н а ч н о е в л и я н и е л е с о в
р а з н о г о в о з р а с т а на и з м е н е н и е стока, п о с т у п а ю щ е г о в речную
сеть, и с о з д а т ь о б щ е д о с т у п н у ю м е т о д и к у д л я о ц е н к и этого я в л е ­
ния на в о д о с б о р а х ю ж н о й и средней т а е ж н ы х подзон ETC. П р и
этом п р и н и м а л о с ь , что из всех в и д о в х о з я й с т в е н н о й д е я т е л ь н о ­
сти в б а с с е й н е , и з м е н я ю щ и х у с л о в и я стока т а л ы х и д о ж д е в ы х
вод, в л е с н ы х р а й о н а х в ы р у б к а и в о з о б н о в л е н и е . л е с о в о к а з ы в а ю т
н а и б о л е е с у щ е с т в е н н о е в л и я н и е на и з м е н е н и е водного б а л а н с а
и р е ж и м а стока.
Автор в ы р а ж а е т свою и с к р е н н ю ю б л а г о д а р н о с т ь д-ру геогр.
н а у к И . А. Ш и к л о м а н о в у и к а н д . геогр. н а у к В. В. К у п р и я н о в у
з а ц е н н ы е з а м е ч а н и я и п о ж е л а н и я , в ы с к а з а н н ы е в процессе р а ­
б о т ы н а д книгой, а т а к ж е А. Г. С е р г е е в о й и А. В. Б а т у е в о й —
своим б е с с м е н н ы м п о м о щ н и ц а м в х о ж д е н и и по л е с а м , о б о б щ е н и ю
р е з у л ь т а т о в и с с л е д о в а н и й и п о д г о т о в к е н а с т о я щ е й книги.
5
1. Введение
И з в е с т н о , что в с л е д с т в и е р у б о к л е с а и з м е н я е т с я в о з р а с т н о й
и в и д о в о й состав д р е в о с т о е в , их п р о д у к т и в н о с т ь , в и д и густота
н а п о ч в е н н о г о п о к р о в а , т. е. на п р о т я ж е н и и в е к о в о г о п е р и о д а роста
нового л е с а н е п р е р ы в н о м е н я е т с я весь к о м п л е к с л е с н ы х биогео­
ценозов. В р е з у л ь т а т е т а к ж е н е п р е р ы в н о и з м е н я е т с я и соотноше­
ние основных э л е м е н т о в водного б а л а н с а л е с н о г о у ч а с т к а —
с у м м а р н о е и с п а р е н и е и сток. Ч т о к а с а е т с я о с а д к о в , в ы п а д а ю щ и х
н а д л е с о м , то они, п о - в и д и м о м у , не п р е т е р п е в а ю т с к о л ь к о - н и б у д ь
значительных изменений.
В р а б о т е д а е т с я о ц е н к а в о з м о ж н о г о и з м е н е н и я годового, в е ­
сеннего и м е ж е н н о г о стока с к р у п н ы х л е с н ы х п л о щ а д е й п о д
влиянием вырубки и последующего восстановления лесов в южной
и средней т а е ж н о й п о д з о н а х р а в н и н н о й части Е в р о п е й с к о й терри­
тории С о в е т с к о г о С о ю з а ( E T C ) . О ц е н к а в ы п о л н е н а исходя из
средних м н о г о л е т н и х к л и м а т и ч е с к и х
условий р а с с м а т р и в а е м о й
т е р р и т о р и и и н е з н а ч и т е л ь н о й их изменчивости по д е с я т и л е т и я м .
Н а в о з м о ж н о с т ь н е о д н о з н а ч н о г о в л и я н и я л е с а на и с п а р е н и е
по м е р е его роста у к а з ы в а л о с ь в и с с л е д о в а н и я х А. А. М о л ч а н о в а ,
М. И . Л ь в о в и ч а , А. М . А л п а т ь е в а , Г. Ф. Х и л ь м и , С. Ф. Ф е д о р о в а .
В п о с л е д н е е в р е м я (1979—1983 гг.) среди р я д а советских у ч е н ы х
[8, 9, 15, 40—43, 48, 72, 77, 85, 86] д е л а е т с я п о п ы т к а количест­
венно о ц е н и т ь э т о в л и я н и е . О т м е ч а е т с я , что на о п р е д е л е н н о й ста­
дии р а з в и т и я л е с а в о з м о ж н о к а к с н и ж е н и е и с п а р е н и я на 5—10 %,
т а к и, н а о б о р о т , его у в е л и ч е н и е на 10—20 % по о т н о ш е н и ю к спе­
л о м у лесу. У м е н ь ш е н и е и с п а р е н и я д о л ж н о и м е т ь место н а в ы ­
рубленных участках и в перестойных (старых) лесах, а увеличе­
н и е — в молодняках и средневозрастных лесах. К такому ж е вы­
воду, в частности, п р и ш е л в свое в р е м я и А. А. М о л ч а н о в (1960—
1963 г г . ) . О д н а к о о ц е н к и в л и я н и я в о з р а с т н о й и в и д о в о й с т р у к ­
туры лесов на сток р е к и его в н у т р и г о д о в о е р а с п р е д е л е н и е им
не д а н о .
Н а с т о я щ а я р а б о т а о с н о в а н а н а о б о б щ е н и и и с с л е д о в а н и й со­
ветских ученых ( г и д р о л о г о в , ф и з и о л о г о в л е с а , л е с о в о д о в и л е с о ­
мелиораторов), а т а к ж е многолетних экспериментальных данных
Г о с у д а р с т в е н н о г о г и д р о л о г и ч е с к о г о института ( Г Г И ) по в о д н о м у
балансу различных водосборов и лесных комплексов. В частности,
п о д р у к о в о д с т в о м а в т о р а в 1973—1980 гг. п р о в о д и л и с ь д е т а л ь н ы е
в о д н о б а л а н с о в ы е и с с л е д о в а н и я в бассейне р . В я т к и на о т к р ы т ы х
и з а л е с е н н ы х в о д о с б о р а х и у ч а с т к а х л е с а р а з н о г о в о з р а с т а , пол­
ноты и в и д а н а с а ж д е н и й , а т а к ж е на в ы р у б к а х . Р е з у л ь т а т ы этих
исследований частично опубликованы
[36—43]. В н а с т о я щ е е
время такие исследования продолжаются в Вологодской области.
Вопрос о в л и я н и и л е с о в на в о д н о с т ь р е к особенно о с т р о в о з н и к
в Р о с с и и в 70-х годах п р о ш л о г о в е к а , когда п р о и с х о д и л а особенно
и н т е н с и в н а я их в ы р у б к а . Со в р е м е н и р а б о т ы э к с п е д и ц и и д л я
« И с с л е д о в а н и я источников г л а в н е й ш и х р е к Е в р о п е й с к о й Р о с с и и »
[27] н по н а с т о я щ е е в р е м я в ы п о л н е н ы м н о г о ч и с л е н н ы е исследо­
в а н и я д л я в ы я с н е н и я г и д р о л о г и ч е с к о й роли л е с а и оценки в л и я ­
ния в ы р у б о к на в о д н о с т ь рек. И с т о р и я этого в о п р о с а в е с ь м а
полно и з л о ж е н а в книге А. А. С о к о л о в а [ 7 7 ] .
К а к справедливо указывает Соколов, выводы, полученные
в р е з у л ь т а т е и с с л е д о в а н и й , часто носят п р о т и в о р е ч и в ы й х а р а к ­
т е р . П р и в н и м а т е л ь н о м а н а л и з е , о п и р а я с ь на с о в р е м е н н ы й уро­
вень з н а н и й , м о ж н о с д е л а т ь з а к л ю ч е н и е о том, что п р о т и в о р е ­
чивость в ы п о л н е н н ы х р а н е е и с с л е д о в а н и й в той или иной м е р е
о б ъ я с н я е т с я недоучетом р а з л и ч и й у в л а ж н е н н о с т и п е р и о д а , в те­
чение которого в ы п о л н я л и с ь и с с л е д о в а н и я , в о з р а с т а и видового
с о с т а в а л е с а , его п р о д у к т и в н о с т и , с о с т а в а почво-грунтов, глу­
бины з а л е г а н и я г р у н т о в ы х вод и д р . Особо с л е д у е т о т м е т и т ь от­
сутствие в г и д р о л о г и ч е с к и х и с с л е д о в а н и я х учета в п р о ш л о м р а з ­
л и ч и й в о д о п о т р е б л е н и я лесов р а з н о г о в о з р а с т а , а т а к ж е почвенног и д р о г е о л о г и ч е с к и х условий. П о э т о м у
при э к с п е р и м е н т а л ь н ы х
и с с л е д о в а н и я х и с т а т и с т и ч е с к и х о б о б щ е н и я х часто с о п о с т а в л я л и с ь
ф и з и ч е с к и н е о д н о р о д н ы е б а с с е й н ы , о т л и ч а ю щ и е с я по степени л е ­
систости.
С л о ж н о с т ь у с т а н о в л е н и я в л и я н и я л е с а на водность р е к усу­
губляется циклическими колебаниями климата,
хозяйственной
д е я т е л ь н о с т ь ю на в о д о с б о р а х и н е п р е р ы в н ы м с у щ е с т в е н н ы м изме­
нением п л о щ а д е й , з а н я т ы х л е с а м и и п о л я м и с 1880 г., когда на­
ч а л и с ь м а с с о в ы е н а б л ю д е н и я з а стоком г л а в н ы х рек, по н а с т о я ­
щ е е в р е м я . К р о м е того, в б а с с е й н а х р е к к а ч е с т в е н н о м е н я л а с ь
с т р у к т у р а л е с о в — у м е н ь ш а л с я в о з р а с т д р е в о с т о е в и увеличи­
в а л и с ь п л о щ а д и под л и с т в е н н ы м и и с м е ш а н н ы м и п о р о д а м и л е с а .
П о э т о м у а в т о р не счел в о з м о ж н ы м п р и м е н и т ь т р а д и ц и о н н ы е ме­
т о д ы с р а в н е н и я стока с р е ч н ы х в о д о с б о р о в р а з н о й з а л е с е н н о с т и
и л и ш ь частично и с п о л ь з о в а л р е з у л ь т а т ы э к с п е р и м е н т а л ь н ы х ис­
с л е д о в а н и й стока с н е б о л ь ш и х водосборов и п л о щ а д о к , где л е с
в ы р у б а л с я или н а с а ж д а л с я . С л е д у е т о т м е т и т ь , что э к с п е р и м е н ­
тальные исследования
(в о р г а н и з а ц и и
некоторых
принимал
у ч а с т и е и а в т о р ) и м е ю т р я д н е д о с т а т к о в . Г л а в н ы м и из них я в л я ­
ю т с я : н е п о л н о е д р е н и р о в а н и е п о д з е м н о г о стока, особенно рус­
л а м и л е с н ы х в о д о с б о р о в ; несоответствие о к р у ж а ю щ е г о ф о н а экс­
периментальным лесам и полям (лесонасаждения, как правило,
н а х о д я т с я с р е д и полей, а с о з д а н н о е п о л е - п о л я н а р а с п о л а г а е т с я
среди л е с а ) , в с л е д с т в и е чего имеет место д о п о л н и т е л ь н ы й п р и т о к
(адвекция) тепла и влаги; несоблюдение в ряде экспериментов
р а в е н с т в а п о ч в е н н о - г и д р о л о г и ч е с к и х условий и отсутствие л е с о т а к с о м е т р и ч е с к и х х а р а к т е р и с т и к ; отсутствие д л и т е л ь н ы х ( м н о г и е
десятки лет) рядов сравнительных наблюдений. В связи с ука­
з а н н ы м б о л ь ш и н с т в о э к с п е р и м е н т о в п о з в о л я е т судить л и ш ь об
и з м е н е н и я х поверхностной с о с т а в л я ю щ е й с у м м а р н о г о стока.
П р е д с т а в л я я всю т р у д н о с т ь о п р е д е л е н и я в л и я н и я л е с а , его
в ы р у б к и и в о з о б н о в л е н и я н а с т о к в р е к а х , а в т о р с т р е м и л с я по­
дойти к р е ш е н и ю этой з а д а ч и путем р а с с м о т р е н и я водного ба­
л а н с а разновозрастных лесов.
7
П р и м е н е н и е м е т о д а в о д н о г о б а л а н с а т р е б у е т и з м е р е н и я всех
его э л е м е н т о в или н а д е ж н о г о р а с ч е т а т р у д н о о п р е д е л я е м ы х его
с о с т а в л я ю щ и х . Д л я з а м к н у т о г о у ч а с т к а местности п р и м е н и т е л ь н о
к сезону или о т д е л ь н о м у году у р а в н е н и е в о д н о г о б а л а н с а и м е е т
вид
(1.1)
где х — о с а д к и ( и с п р а в л е н н ы е на все в и д ы н е д о у ч е т а
мерными приборами);
Е — суммарное испарение лесного комплекса
осадко-
(1.2)
в к л ю ч а ю щ е е т р а н с п и р а ц и ю в л а г и з е л е н о й массой ( ф и т о м а с с о й )
д р е в о с т о я £ р , и с п а р е н и е под пологом л е с а Е„ с почвы и н а п о ч ­
венной р а с т и т е л ь н о с т и с учетом п о д р о с т а д р е в о с т о я , и с п а р е н и е
о с а д к о в £ос, з а д е р ж а н н ы х к р о н а м и д е р е в ь е в ;
К — с у м м а р н ы й сток
Т
(1.3)
с л а г а ю щ и й с я из п о в е р х н о с т н о г о ( с к л о н о в о г о ) с т о к а К , п о д з е м ­
ного с т о к а К од всех в о д о н о с н ы х г о р и з о н т о в , в к л ю ч а я в е р х о в о д к у ,
Уф — ф и л ь т р а ц и о н н ы й отток в г л у б о к и е в о д о н о с н ы е г о р и з о н т ы ,
д р е н и р у е м ы е р у с л а м и к р у п н ы х рек; AW, AU
и AV — соответст­
венно и з м е н е н и е з а п а с о в в л а г и : в п о ч в о - г р у н т а х зоны а э р а ц и и ,
в п о д з е м н ы х ( г р у н т о в ы х ) и б о л о т н ы х в о д а х , на поверхности у ч а ­
стка ( в о д о с б о р а ) в в о д о е м а х и р у с л а х рек; AS—изменение
твер­
д ы х з а п а с о в в о д ы : в с н е ж н о м п о к р о в е , во л ь д у на почве и в на­
л е д я х з а р а с ч е т н ы й сезон; д л я п е р и о д а весеннего п о л о в о д ь я AS
переносится в левую часть уравнения.
И з м е н е н и е з а п а с о в в о д ы в ы ч и с л я е т с я к а к р а з н о с т ь м е ж д у их
з н а ч е н и я м и на конец и н а ч а л о с е з о н а , при этом з н а к п л ю с у к а ­
з ы в а е т на у в е л и ч е н и е , а минус — на у м е н ь ш е н и е з а п а с о в з а р а с ­
четный п е р и о д . Все э л е м е н т ы у р а в н е н и я п р и в о д я т с я в м и л л и м е т ­
р а х с л о я в о д ы о т н о с и т е л ь н о и з у ч а е м о й п л о щ а д и ( у ч а с т к а , водо­
сбора, территории).
Д л я м н о г о л е т н е г о п е р и о д а (10 л е т и б о л е е ) з н а ч е н и я э л е ­
м е н т о в , о б о з н а ч е н н ы е А, п р и б л и ж а ю т с я к н у л ю и у р а в н е н и е ба­
ланса влаги можно представить в виде
п о в
П
Tp
(1.4)
Вопросы организации наблюдений и методики расчетов эле­
ментов водного б а л а н с а подробно изложены в специальных изда­
н и я х [53, 54, 8 4 ] , а т а к ж е в р я д е р у к о в о д с т в и пособий [12, 19,
52, 74 и д р . ] и п о э т о м у з д е с ь не р а с с м а т р и в а ю т с я . О т м е т и м
т о л ь к о , что с у м м а р н ы й сток с н е б о л ь ш о г о з а м к н у т о г о у ч а с т к а ме­
стности ( в ы р у б к а , э т а л о н н ы й м а с с и в л е с а , в о д о с б о р л о г а или
небольшого ручья) непосредственно измерить трудно, в связи
с чем он в ы ч и с л я е т с я по п р и в е д е н н ы м в ы ш е у р а в н е н и я м в о д н о г о
баланса.
8
Значения Е
обычно о п р е д е л я ю т с я по в о д н о м у б а л а н с у экспе­
р и м е н т а л ь н ы х о б ъ е к т о в или р а с с ч и т ы в а ю т с я по у р а в н е н и я м теп­
л о в о г о б а л а н с а , по с в я з я м с и с п а р я е м о с т ь ю , а т а к ж е по д а н н ы м
о биологической п р о д у к т и в н о с т и д р е в о с т о я . З н а ч е н и я Е
изме­
ряются с помощью различных испарителей и лизиметров, а Е —
о с а д к о м е р н ы х п р и б о р о в . М е т о д и к а о п р е д е л е н и я £ р , £ п И Сое
п о д р о б н о и з л о ж е н а С. Ф. Ф е д о р о в ы м [ 8 4 ] .
П о данным экспериментальных воднобалансовых исследований
о п р е д е л я л и с ь р е г и о н а л ь н ы е з н а ч е н и я х, S, Y, Е, в к л ю ч а я £ , Е
и Е„с, а т а к ж е их с о о т н о ш е н и я д л я р а з л и ч н ы х э л е м е н т о в лес­
ного к о м п л е к с а и с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х угодий. П р и о б о б щ е н и и
материалов нами использовались отношения между частными зна­
ч е н и я м и и з м е р е н н ы х или в ы ч и с л е н н ы х э л е м е н т о в в о д н о г о б а л а н с а
(х, Е, Е , Е , Еос, У) и с с л е д у е м ы х р а з н о в и д н о с т е й (/V) л е с н ы х
к о м п л е к с о в к р е г и о н а л ь н ы м их з н а ч е н и я м , в ы ч и с л е н н ы м д л я л е с ­
ных м а с с и в о в и речных в о д о с б о р о в з а годы э к с п е р и м е н т а л ь н ы х
наблюдений. Такие соотношения величин, например:
тр
п
ос
Т
т р
тр
а
п
(1.5)
по с р а в н е н и ю со з н а ч е н и я м и э л е м е н т о в м е н я ю т с я з н а ч и т е л ь н о
м е н ь ш е от года к году, что п о з в о л я е т з а короткий р я д э к с п е р и ­
ментальных наблюдений вполне надежно определить средние зна­
чения к о э ф ф и ц и е н т о в K E , , K E , • • •, KY - О б о б щ е н и е п о д о б н ы х
S
X P N
N
к о э ф ф и ц и е н т о в , полученных по р а з н ы м р а й о н а м лесной зоны, поз­
в о л и л о у с т а н о в и т ь т е р р и т о р и а л ь н о о б щ и е с о о т н о ш е н и я или з а ­
висимости в о д о п о т р е б л е н и я и стока д л я л е с о в р а з н о г о в и д а и
в о з р а с т а , в к л ю ч а я и н а ч а л ь н у ю их ф а з у р а з в и т и я на в ы р у б к а х .
П р и этом с д е л а н о д о п у щ е н и е о том, что н а й д е н н ы е с р е д н и е со­
о т н о ш е н и я м о ж н о и с п о л ь з о в а т ь д л я средних м н о г о л е т н и х к л и м а ­
тических условий подзон средней и ю ж н о й т а й г и ETC, т. е. ко­
э ф ф и ц и е н т ы K E , • • •, KY
могут с л у ж и т ь основой д л я о ц е н к и
N
N
в л и я н и я с т р у к т у р ы л е с о в на с т о к р е к этих подзон.
В настоящее время в лесах рассматриваемого района распро­
с т р а н е н ы с л е д у ю щ и е виды х о з я й с т в е н н о й д е я т е л ь н о с т и , в р а з ­
ной степени в л и я ю щ е й на э л е м е н т ы водного б а л а н с а :
1) з а г о т о в к а д р е в е с и н ы , т. е. р у б к а л е с а с п о с л е д у ю щ и м его
возобновлением, включая лесные посадки;
2) п о с а д к а л е с а на п у с т о ш а х , г а р я х и д р у г и х б е з л е с н ы х уча­
с т к а х ; с ю д а ж е м о ж н о отнести и е с т е с т в е н н о е з а р а с т а н и е л е с о м
малопродуктивных
и
мелкоконтурных
сельскохозяйственных
угодий;
3) рубки у х о д а з а лесом с и з м е н е н и е м в о з р а с т н о г о и видо­
в о г о с о с т а в а д р е в о с т о е в , в к л ю ч а я и п р и м е н е н и е х и м и ч е с к и х ве­
ществ;
4) о с у ш е н и е и з б ы т о ч н о - у в л а ж н е н н ы х л е с н ы х у ч а с т к о в ;
9
5) в ы р у б к а л е с а с п о с л е д у ю щ и м п р е в р а щ е н и е м л е с н ы х п л о ­
щадей в сельскохозяйственные угодья, промышленные и населен­
ные п у н к т ы ;
6) с о з д а н и е в о д о х р а н и л и щ и п р у д о в .
Н а и б о л е е к р у п н ы м (по своим м а с ш т а б а м ) в м е ш а т е л ь с т в о м че­
л о в е к а в исторически с л о ж и в ш е е с я р а в н о в е с н о е с о с т о я н и е естест­
венной с р е д ы в лесной зоне п р е д с т а в л я ю т в ы р у б к и и п о с л е д у ю ­
щее в о с с т а н о в л е н и е л е с о в . П р и этом происходит р е з к о е о м о л о ж е ­
ние л е с а , н а д о л г о и з м е н я е т с я в и д о в о й состав д р е в о с т о я и напоч­
венного п о к р о в а , р е з к о у м е н ь ш а е т с я , потом интенсивно н а р а ­
стает, а з а т е м постепенно с н и ж а е т с я годичный прирост д р е в е с и н ы
и с у м м а р н ы й о б ъ е м т р а н с п и р и р у ю щ е й зеленой м а с с ы л е с а .
А н а л о г и ч н ы е и з м е н е н и я п р е т е р п е в а ю т в течение многих де­
сятков л е т л е с н ы е у г о д ь я при п о с а д к е л е с а , р у б к а х у х о д а , осу­
шений. О д н а к о эти м е р о п р и я т и я п р о и з в о д я т с я пока что на не­
з н а ч и т е л ь н ы х п л о щ а д я х (по о т н о ш е н и ю к л е с н о м у ф о н д у ) и их
в л и я н и е на сток р е к в р я д л и сейчас п р е в ы ш а е т 1—2 % . П о э т о м у
в н а с т о я щ е й книге основное в н и м а н и е о б р а щ е н о на п о с л е д с т в и я
в ы р у б о к и в о с с т а н о в л е н и я л е с о в на водность средних и к р у п н ы х
рек лесной зоны ETC.
2. Изменение лесных биогеоценозов
при восстановлении лесов после вырубки
в подзонах южной и средней тайги ETC
Х о з я й с т в е н н ы е м е р о п р и я т и я в л е с а х в л и я ю т в р а з н о й степени
на и з м е н е н и е л е с н ы х б и о г е о ц е н о з о в и с в я з а н н о е с ним и з м е н е н и е
суммарного водопотребления лесных комплексов. При возобновле­
нии л е с а и з м е н е н и е биогеоценозов в первое д е с я т и л е т и е проис­
ходит очень интенсивно, н а б л ю д а е т с я т р е х - ч е т ы р е х к р а т н а я с м е н а
н а п о ч в е н н о й р а с т и т е л ь н о с т и . З а т е м процессы с м е н ы б и о г е о ц е н о з о в
з а м е д л я ю т с я и у ж е с 30-летнего в о з р а с т а нового л е с а з а м е т н ы е
изменения в растительном покрове происходят в масштабе деся­
тилетий. В ф а з е с т а р о г о л е с а п о к а з а т е л и биогеоценозов почти не
меняются.
З н а н и е з а к о н о м е р н о с т е й с м е н ы л е с н ы х б и о г е о ц е н о з о в позво­
л я е т подойти к о ц е н к е и з м е н е н и й в о в р е м е н и с т р у к т у р ы в о д н о г о
баланса лесных участков и территорий.
2.1. Изменение лесистости территории и возраста леса
И з м е н е н и е лесистости т е р р и т о р и и о з н а ч а е т не т о л ь к о количе­
ственное у м е н ь ш е н и е или у в е л и ч е н и е п л о щ а д и л е с о в , но и к а ч е 10
ственное и з м е н е н и е их с т р у к т у р ы . У м е н ь ш е н и е лесистости проис­
х о д и л о р а н е е в основном з а счет с в е д е н и я с т а р о г о л е с а , а уве­
л и ч е н и е — з а счет н а р а с т а н и я м о л о д о г о л е с а и к у с т а р н и к о в .
И н т е н с и в н о е у м е н ь ш е н и е л е с н ы х п л о щ а д е й на Е в р о п е й с к о й
т е р р и т о р и и С С С Р н а б л ю д а л о с ь в п е р и о д с 1870 по 1920 г., з а т е м
наступил период у в е л и ч е н и я лесистости т е р р и т о р и й , особенно
с 50-х годов, п р о д о л ж а ю щ и й с я и по н а с т о я щ е е в р е м я . В е с ь м а
п о л н ы е д а н н ы е по и з м е н е н и ю л е с и с т о с т и губерний Е в р о п е й с к о й
Р о с с и и с к о н ц а X V I I с т о л е т и я по 1914 г. п р и в о д я т с я М. А. Ц в е т ­
ковым [90]; в р а б о т а х [11, 29, 82, 91] о с в е щ е н а д и н а м и к а леси-
Рис. 2.1. Изменение лесистости ряда
областей лесной зоны ETC за 1800—
1980 гг.
Области: / — Вологодская, 2 — Кировская.
3 — Калининская, 4 — среднее
взвешенное
по с е м и о б л а с т я м
(Псковская,
Калинин­
ская. Ленинградская,
Карельская АССР
В о л о г о д с к а я , Кировская, П е р м с к а я ) .
стости речных в о д о с б о р о в с 1860 по 1960—1972 гг. Н а и б о л е е пол­
ные с в е д е н и я о лесистости в о д о с б о р о в м а л ы х и средних р е к
(с п л о щ а д я м и до 50 т ы с . к м ) по с о с т о я н и ю на 1960—1968 гг.
содержатся в справочнике [20].
О б о б щ а я п е р е ч и с л е н н ы е д а н н ы е и д о п о л н я я их с в е д е н и я м и ,
п о л у ч е н н ы м и по с о в р е м е н н ы м к а р т а м , м о ж н о п р е д с т а в и т ь изме­
нение лесистости р я д а о б л а с т е й E T C з а 1800—1980 гг. (рис. 2.1)
в в и д е т а б л . 2.1.
2
Таблица 2.1
Изменение лесистости областей (%) по десятилетиям
i s
Область
о
г з
С н
СИ
—
Псковская
55,3 35
Калининская
84,2 33
Ленинградская
85,9 46
Карельская АССР 172,4 80
Вологодская
145,7 90
Кировская
120,7 60
Пермская
160,7 75
Всего (средневзве­ 824,9 66
шенные значения)
О
СО
8
30
33
45
75
86
55
70
62
о>
О
5
О
О
О
СО
О
•"Г
О
ю
О
СО
CTi
О
о>
О
00
28
30
45
70
82
50
65
27
23
45
67
78
45
60
25
23
45
64
75
40
60
25
23
45
65
75
36
62
30
25
47
68
75
40
63
35
30
50
70
76
43
64
41
38
52
73
80
47
65
45
47
55
75
86
50
70
50
50
57
78
88
52
75
58
54
52
53
54
57
60
65
68
ст>
11
Д л я в о д о с б о р о в средних и особенно м а л ы х р е к п о л у ч и т ь д а н ­
ные о и з м е н е н и и лесистости з а п р о ш е д ш и й 100-летний п е р и о д
весьма сложно, поэтому к настоящему времени такие сведения
и м е ю т с я л и ш ь по о т д е л ь н ы м в о д о с б о р а м , ч а с т ь из к о т о р ы х пред­
с т а в л е н а в т а б л . 2.2.
Таблица 2.2
Лесистость водосборов некоторых рек лесной зоны E T C в XIX—XX веках
[11, 20, 29, 82, 91]
Река—пункт
Площадь
водосбо­
ра, к м
2
Вятка — Аркуль
Молога — Весьегонск
Волга — Калинин
Западная Двина — Витебск
Днепр — Речица
Березина — Бобруйск
Птичь — Лучицы
96 900
31500
24 900
27 300
58 200
20 200
8 770
h
О
X
Xi
57
43
35
60
41
50
48
S
U
*г
аз
40
—
—
—
—
40
42
35
36
38
ь
и
К
d
О
36
26
20
39
24
28
28
1
50
40
32
35
45
32
40
41
U
О
Г--
9
52
53
41
51
33
54
49
Р е з к о е с н и ж е н и е , а з а т е м н а р а с т а н и е лесистости п р о и с х о д и л о ,
к а к п р а в и л о , в х о р о ш о о б ж и т ы х р а й о н а х , в с е в е р н ы х и северо­
восточных р а й о н а х л е с и с т о с т ь и з м е н я л а с ь н е з н а ч и т е л ь н о . Умень­
шение лисистости б ы л о с в я з а н о с и н т е н с и в н ы м освоением л е с н ы х
п л о щ а д е й под с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы е угодья ( п а ш н я , с е н о к о с ы ,
в ы п а с ы ) в 1860—1910 гг., т. е. с р а з у п о с л е о т м е н ы к р е п о с т н о г о
п р а в а , а т а к ж е в п е р и о д р а с с е л е н и я на х у т о р а к р е с т ь я н в соот­
ветствии со с т о л ы п и н с к о й а г р а р н о й р е ф о р м о й . Л е с б е с п о щ а д н о
в ы р у б а л с я , с в а л и в а л с я в кучи и с ж и г а л с я . З а т е м з е м л я р а с п а ­
х и в а л а с ь и з а с е в а л а с ь . У ч а с т к и с « б е д н ы м и » п о ч в а м и (супеси,
пески, м о щ н ы е п о д з о л ы ) и с п о л ь з о в а л и с ь в д а л ь н е й ш е м под се­
нокосы и в ы п а с ы с к о т а , а с б о г а т ы м и п и т а т е л ь н ы м и в е щ е с т в а м и
п о ч в а м и (суглинки, м а л о м о щ н ы е с у п е с и ) — п р е в р а щ а л и с ь в п а ш н и .
Т а к и м путем п о я в л я л и с ь м н о г о ч и с л е н н ы е м а л е н ь к и е п о л я и п о ­
л я н ы среди л е с о в . П р и этом н е к о т о р ы е х у т о р а и с е н о к о с н ы е по­
л я н ы с с а р а я м и о т с т о я л и от д е р е в е н ь на 10—20 к м , что м о ж н о
е щ е в и д е т ь на с т а р ы х т о п о г р а ф и ч е с к и х к а р т а х .
Н а т е р р и т о р и и Н о в г о р о д с к о й губернии в 1800 г. л у г а и в ы ­
пасы з а н и м а л и 2 % , п а ш н и 11 %, л е с а 7 2 % и з а б о л о ч е н н ы е
з е м л и 1 5 % , а к 1904 г.— с о о т в е т с т в е н н о 22, 15, 48 и 1 5 % [ 2 6 ] .
Интенсивное сведение лесов под сельскохозяйственные угодья
с о в п а л о с н а ч а л о м интенсивной л е с о э к с п л у а т а ц и и . Н а п р и м е р , и з
Н о в г о р о д с к о й губернии в 90-е годы в С а н к т - П е т е р б у р г по В о л ­
хову е ж е г о д н о с п л а в л я л о с ь д о 1,5 м л н . бревен и с в ы ш е 335 т ы с .
сажен дров [26]. Такое количество лесоматериалов могло быть
получено, по н а ш и м р а с ч е т а м , при е ж е г о д н о й в ы р у б к е 1500 г а
строевого л е с а и о к о л о 8000 га в т о р и ч н ы х ( л и с т в е н н ы х и с м е 12
2
ш а н н ы х ) л е с о в , что в с у м м е с о с т а в л я е т 95 к м , или 0,2—0,3 %
п л о щ а д и лесов губернии (с учетом местного п о т р е б л е н и я л е с о п р о д у к т о в ) . К 1910 г. п о т р е б л е н и е л е с о м а т е р и а л о в п р и м е р н о у д в о и ­
лось [ 2 6 ] , т. е. е ж е г о д н о в ы р у б а л о с ь д о 0,5 % п л о щ а д и л е с н о г о
фонда.
В период к о л л е к т и в и з а ц и и сельского х о з я й с т в а (с 1930 г.) про­
исходило о б ъ е д и н е н и е х у т о р о в ; у д а л е н н ы е , м е л к о к о н т у р н ы е , ча­
сто н е п р о д у к т и в н ы е с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы е у г о д ь я з а б р а с ы в а л и с ь
и з а р а с т а л и л е с о м . В годы Отечественной войны на в р е м е н н о
оккупированной территории были уничтожены отдаленные де­
ревни и х у т о р а , а о к р у ж а в ш и е их поля з а р а с т а л и к у с т а р н и к а м и
и л е с о м . В период 1950—1970 гг. н а б л ю д а л с я процесс м и г р а ц и и
н а с е л е н и я из м е л к и х , у д а л е н н ы х д е р е в е н ь в к р у п н ы е п о с е л е н и я .
Все э т о п р и в е л о к в ы р а в н и в а н и ю к о н т у р о в л е с а и у в е л и ч е н и ю
лесистости т е р р и т о р и и д а ж е в тех р а й о н а х , где не б ы л о в о й н ы .
Н а п р и м е р , в К и р о в с к о й о б л а с т и , по д а н н ы м а в т о р а , л е с и с т о с т ь
о т д е л ь н ы х в о д о с б о р о в за период 1938—1975 гг. в о з р о с л а почти
в 2 р а з а : на в о д о с б о р е р . Ф и л и п п о в к и — с. Ф и л и п п о в о с 21 по
4 0 % , р. Я р а н и — д . Н а у м о в е с 15 д о 2 5 % , P- Вой — г. Н о л и н с к
с 15 д о 50 %, р . К и л ь м е з и — д. В и ч м а р ь с 34 до 6 5 % и т. д.
О б с л е д о в а н и е этих и д р у г и х в о д о с б о р о в с с а м о л е т а , а т а к ж е н а ­
з е м н ы м путем п о к а з а л о , что у в е л и ч е н и е лесистости п р о и з о ш л о з а
счет м о л о д о г о л е с а . О д н о в р е м е н н о с этим на с и л ь н о з а л е с е н н ы х
в о д о с б о р а х п л о щ а д и с е л ь х о з у г о д и й о с т а л и с ь почти б е з измене­
ний: р . В е л и к а я — с. В е л и к о р е ц к о е
облесенность
изменилась
с 74 д о 76 % , р . К о б р а — д. В е р х н и е Т ю р ю х а н ы — с 92 д о 90 % ,
р. В я т к а — с. К р а с н о г л и н ь е — с 91 д о 90 % , р. Л о з а — пгт И г р а —
с 74 д о 78 % и т. д.
В Н о в г о р о д с к о й о б л а с т и [56] к 1970 г. о к о л о трети всех с е л ь ­
с к о х о з я й с т в е н н ы х угодий п о к р ы л о с ь к у с т а р н и к а м и и м е л к о л е с ь е м :
з а р о с л я м и о л ь х и , осины, б е р е з ы . У б ы л ь угодий п р о и з о ш л а в ос­
новном з а счет с о к р а щ е н и я л у г о в и ч а с т и ч н о п а ш н и .
З а р а с т а н и е н е п е р с п е к т и в н ы х с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х угодий и
б ы в ш и х в ы р у б о к повсеместно о б у с л о в и л о к 1940—1950 гг. н а л и ­
чие б о л ь ш и х п л о щ а д е й , з а н я т ы х м о л о д ы м и с р е д н е в о з р а с т н ы м
л е с о м . И н т е н с и в н а я э к с п л у а т а ц и я лесов в п о с л е в о е н н ы й п е р и о д
(1945—1965 гг.) п о в л е к л а з а собой д а л ь н е й ш е е повсеместное уве­
личение площадей под молодыми древостоями и резкое снижение
леса среднего в о з р а с т а .
П о д а н н ы м [ 5 6 ] , в Ц е н т р а л ь н о м э к о н о м и ч е с к о м р а й о н е ETC
средний в о з р а с т л е с а в середине 70-х годов с о с т а в л я л 37 л е т ,
в В о л г о - В я т с к о м — 53 года, У р а л ь с к о м — 71 год и С е в е р о - З а п а д ­
ном ( В о л о г о д с к а я , А р х а н г е л ь с к а я о б л а с т и и ч а с т ь К о м и А С С Р ) —
113 л е т . П о и с с л е д о в а н и я м А. Г. Б у л а в к о [ 1 1 ] , средний в о з р а с т
лесов в Б е л о р у с с и и на 1965 г. с о с т а в л я л 37 л е т , а в Л и т в е 36 л е т ,
при этом на д о л ю с п е л ы х л е с о в п р и х о д и л о с ь всего 8 % , а м о л о д няков — 55 % всей покрытой лесом п л о щ а д и .
Д л я средне- и ю ж н о т а е ж н о й частей Н е ч е р н о з е м н о й зоны ETC
средний в о з р а с т л е с а в н а ч а л е 70-х годов с о с т а в л я л п р и м е р н о
13
55 л е т , а в н а с т о я щ е е в р е м я — о к о л о 62 л е т , при этом 5 0 % пло­
щ а д и лесов п р е д с т а в л е н ы 30-летними м о л о д н я к а м и , а о с т а л ь н ы е
50%—90-летними
древостоями
(средний в о з р а с т ) .
Порядка
40 % п л о щ а д и л е с о в з а н и м а ю т л и с т в е н н ы е породы ( б е р е з а ,
о с и н а ) , а о с т а л ь н у ю — - х в о й н ы е [ 5 6 ] . С р е д и хвойных пород гос­
п о д с т в у ю щ е е п о л о ж е н и е з а н и м а е т е л ь (60—70 % п л о щ а д и хвой­
ных).
Т а к а я с т р у к т у р а л е с а с л о ж и л а с ь в р е з у л ь т а т е того, что на
в ы р у б к а х 1920—1940 гг., з а н и м а ю щ и х о к о л о 10 % п л о щ а д и всех
лесов, сейчас п р о и з р а с т а ю т 50-летние с р е д н е в о з р а с т н ы е с м е ш а н ­
ные д р е в о с т о й ; на в ы р у б к а х 1945—1955 гг. и на б ы в ш и х с е л ь с к о ­
х о з я й с т в е н н ы х у г о д ь я х с у м м а р н о й п л о щ а д ь ю о к о л о 25 °/о средний
в о з р а с т п р е и м у щ е с т в е н н о л и с т в е н н о г о л е с а с о с т а в л я е т сейчас
30 л е т ; а на в ы р у б к а х 1956—1975 гг.— 15 л е т ( 1 5 % п л о щ а д и ) .
О с т а л ь н а я , п о к р ы т а я лесом п л о щ а д ь , з а н я т а с р е д н е в о з р а с т н ы м и
и приспевающими смешанными и хвойными видами древостоев
в в о з р а с т е 60—90 л е т (15 % ) , а т а к ж е п р е и м у щ е с т в е н н о хвойным
с п е л ы м (100—120 л е т ) и п е р е с т о й н ы м хвойным л е с о м ( б о л е е
120 л е т ) — на п л о щ а д и 35 %•
Р а с с м а т р и в а я п о д о б н ы е д а н н ы е з а д л и т е л ь н ы й р я д л е т и учи­
тывая принятые постановления о лесопользовании и охране лесов,
м о ж н о п р е д п о л а г а т ь , что в р е м я м а с с о в о г о с в е д е н и я л е с о в п р о ш л о .
С е й ч а с з а к а н ч и в а е т с я период в о с с т а н о в л е н и я лесов на б ы в ш и х
с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х у г о д ь я х ; п р о и з в о д я т с я все в б о л ь ш и х м а с ш ­
т а б а х л е с о в о с с т а н о в и т е л ь н ы е р а б о т ы на в ы р у б а е м ы х у ч а с т к а х ,
у б ы с т р я ю щ и е рост л е с а и у л у ч ш а ю щ и е его породный состав и
продуктивность; производятся рубки ухода и санитарные рубки
в л е с а х I и I I групп; у в е л и ч и в а ю т с я т е м п ы л е с о м е л и о р а ц и и н а
н и з к о п р о д у к т и в н ы х , п е р е у в л а ж н е н н ы х у ч а с т к а х . Все э т о способ­
ствует у в е л и ч е н и ю среднего в о з р а с т а и п р о д у к т и в н о с т и лесов
в хорошо обжитых районах с одновременным возрастанием объ­
е м а их ф и т о м а с с ы ( к р о н ) в с р е д н е в о з р а с т н о й ф а з е р а з в и т и я [3,
10, 40, 45, 56, 63, 65, 76, 88, 89, 92 и д р . ] .
По-видимому, стабилизировались и площади ежегодно вырубае­
мых л е с о в . Т а к , если в 1940 г. о б ъ е м з а г о т о в о к д р е в е с и н ы в С С С Р
с о с т а в л я л (в м л н . м ) о к о л о 250, в 1945 г.—170, 1946 г . — 2 1 0 ,
1959 г.— 390, то в период 1960—1970 гг. е ж е г о д н о з а г о т а в л и в а ­
лось но 400, в 1975 г . — 4 1 0 , а в 1980 г . — м е н ь ш е 400 [ 8 8 ] .
В лесной зоне ETC центр л е с о з а г о т о в и т е л ь н ы х р а б о т все
б о л ь ш е п е р е м е щ а е т с я в с е в е р о - в о с т о ч н ы е части С е в е р о - З а п а д н о г о ,
Ц е н т р а л ь н о г о и У р а л ь с к о г о э к о н о м и ч е с к и х р а й о н о в , где с е й ч а с
н а х о д и т с я о к о л о 80 % (9 м л р д . м ) всего з а п а с а спелой и пере­
стойной, в основном хвойной, д р е в е с и н ы [10, 56, 88 и д р . ] . С л е ­
д о в а т е л ь н о , в б л и ж а й ш е м б у д у щ е м п р е д с т о я т б о л ь ш и е рубки
л е с а в б а с с е й н а х с е в е р н ы х и с е в е р о - в о с т о ч н ы х рек, что п р и в е д е т
к резкому снижению возрастного состава леса в северных районах
Вологодской, Костромской, Кировской и Пермской
областей,
а т а к ж е в южных и средних частях Архангельской области и
К о м и А С С Р . П о э т о м у в у с л о в и я х п л а н и р у е м о й п е р е б р о с к и части
3
3
14
стока с е в е р н ы х рек в бассейн р. В о л г и о ц е н к а в л и я н и я п р е д с т о я ­
щих интенсивных в ы р у б о к л е с а на в о д н о с т ь р е к п р и о б р е т а е т осо­
бую а к т у а л ь н о с т ь .
2.2. Виды рубок и типы возобновления лесов
П о своему н а з н а ч е н и ю все л е с а в Советском С о ю з е р а з д е л е н ы
на три группы ( I — I I I ) , в п р е д е л а х к о т о р ы х р е г л а м е н т и р у ю т с я
правила лесопользования.
П е р в а я группа в к л ю ч а е т : з е л е н ы е зоны вокруг городов и
к р у п н ы х н а с е л е н н ы х п у н к т о в ; в о д о о х р а н н ы е зоны в виде о т д е л ь ­
ных л е с н ы х м а с с и в о в и ш и р о к и х л е с н ы х полос в д о л ь рек, в о к р у г
озер и водоемов; защитные полосы вдоль ж е л е з н ы х и шоссейных
дорог; п о л е з а щ и т н ы е , п о ч в о з а щ и т н ы е , к у р о р т н ы е , к л и м а т о о б р а з у ю щ и е и з а п о в е д н ы е л е с а . В л е с а х этой группы у с т а н о в л е н осо­
бый р е ж и м в е д е н и я лесного х о з я й с т в а , н а п р а в л е н н ы й на с о х р а ­
нение, п р е у м н о ж е н и е , у в е л и ч е н и е в о з р а с т а и к а ч е с т в а л е с а .
В т о р а я г р у п п а — это л е с а , р а с п о л о ж е н н ы е в г у с т о н а с е л е н н ы х
и п р о м ы ш л е н н ы х р а й о н а х , а т а к ж е в о д о о х р а н н ы е л е с а на водо­
с б о р а х рек, озер и в о д о е м о в . У с т а н о в л е н н ы й р е ж и м л е с о п о л ь з о ­
в а н и я н а п р а в л е н на с о х р а н е н и е т а к и х л е с о в и в о с с т а н о в л е н и е
ценных д р е в е с н ы х пород.
Т р е т ь я группа — это все о с т а л ь н ы е л е с а — о с н о в н а я с ы р ь е в а я
б а з а с т р а н ы . В них п р о и з в о д я т с я р у б к и л е с а г л а в н о г о п о л ь з о в а ­
ния и р а з р е ш а ю т с я все в и д ы р у б о к , но с с о б л ю д е н и е м соответ­
ствующих правил.
О т в и д а в ы р у б о к и с о с т а в а почво-грунтов во многом з а в и с и т
тип и и н т е н с и в н о с т ь в о з о б н о в л е н и я и роста л е с а .
В р а с с м а т р и в а е м ы х п о д з о н а х ETC н а и б о л ь ш е е р а с п р о с т р а н е ­
ние имеют с п л о ш н ы е р у б к и л е с а . Они п р и м е н я ю т с я в основном
в л е с а х I I I группы и з а к л ю ч а ю т с я в у д а л е н и и всего д р е в о с т о я
с л е с о с е к и за один прием (сезон, г о д ) . Этот в и д р у б о к п о д р а з д е ­
л я е т с я на с п л о ш н ы е к о н ц е н т р и р о в а н н ы е рубки, у с л о в н о - с п л о ш ­
ные р у б к и и с п л о ш н ы е л е с о с е ч н ы е р у б к и по п о л о с а м р а з н о й ши­
р и н ы . В л е с а х I и I I групп п р и м е н я ю т п о с т е п е н н ы е и в ы б о р о ч н ы е
р у б к и , а т а к ж е р у б к и ухода.
С п л о ш н ы е к о н ц е н т р и р о в а н н ы е р у б к и имеют н а и б о л ь ш е е р а с ­
п р о с т р а н е н и е при п р о м ы ш л е н н ы х з а г о т о в к а х д р е в е с и н ы . О н и поз­
воляют использовать с наивысшей отдачей технические средства
м е х а н и з а ц и и л е с о з а г о т о в и т е л ь н ы х и л е с о т р а н с п о р т н ы х р а б о т , чем
д о с т и г а е т с я н а и в ы с ш и й э к о н о м и ч е с к и й э ф ф е к т . Т а к и е р у б к и про­
и з в о д я т с я на к р у п н ы х л е с о с е к а х ш и р и н о й от 300 до 1000 м и д л и ­
ной до 2 к м , т. е. на п л о щ а д и до 200 га [3, 5 5 ] . М е ж д у лесосе­
к а м и д о л ж н ы о с т а в а т ь с я на н е с к о л ь к о л е т н е т р о н у т ы м и л е с н ы е
м а с с и в ы или у ч а с т к и л е с а с п р и м е р н о й п л о щ а д ь ю к а к и л е с о с е к а
концентрированной рубки.
Условно-сплошные
р у б к и — это те ж е
концентрированные
рубки, но на отведенной л е с о с е к е в ы р у б а ю т с я у ч а с т к и с н а и л у ч 15
шим л е с о м , с о с т а в л я ю щ и м 60—90 % всего з а п а с а д р е в е с и н ы л е ­
сосеки [3, 5 5 ] . П р и этом о с т а ю т с я на к о р н ю в виде н е д о р у б о в
у ч а с т к и л е с а с н и з к о с о р т н ы м и ( м е л к и м и ) х в о й н ы м и и листвен­
ными д р е в о с т о я м и , а т а к ж е о т д е л ь н ы е группы с е м е н н ы х де­
ревьев.
Н а п р а к т и к е при с п л о ш н ы х к о н ц е н т р и р о в а н н ы х и условносплошных рубках за ряд лет вырубаются подряд площади на де­
с я т к а х тысяч га и о г о л я ю т с я в о д о с б о р ы не т о л ь к о ручьев, но и
м а л ы х р е к с п л о щ а д я м и 100—500 к м . Н а п р и м е р , в е р х н и е части
водосборов рек Летки, Федоровки, Белой и Черной Холуниц в Ки­
ровской о б л . и д р . П л о щ а д и , п р о й д е н н ы е т а к и м и п р о м ы ш л е н ­
ными в ы р у б к а м и , п о х о ж и на л е с о т у н д р у с о т д е л ь н ы м и о с т р о в к а м и
л е с а н е д о р у б о в и семенных куртин, у ц е л е в ш и х от в е т р о в а л а . П о ­
д о б н ы е р у б к и з а м е д л я ю т на 10—20 л е т естественное лесовосс т а н о в л е н и е , я в л я ю т с я причиной в р е м е н н о г о , а т а к ж е н е о б р а т и ­
мого з а б о л а ч и в а н и я о т д е л ь н ы х у ч а с т к о в и смены хвойных пород
( е л ь , с о с н а ) д р е в о с т о я на м я г к о л и с т в е н н ы е (осина, б е р е з а , о л ь х а ) .
Н е о б р а т и м о е з а б о л а ч и в а н и е з а н и м а е т в среднем 5—15 % пло­
щади вырубок.
С п л о ш н ы е л е с о с е ч н ы е р у б к и п р е д у с м а т р и в а ю т х о р о ш и е усло­
вия естественного с е м е н н о г о в о з о б н о в л е н и я хвойного л е с а . Р у б к и
в ы п о л н я ю т с я обычно по п о л о с а м шириной 50—100 м с с о х р а ­
нением на н е с к о л ь к о л е т п о л о с ы нетронутого л е с а ш и р и н о й 100—
500 м. Р а з н о в и д н о с т ь ю т а к и х р у б о к я в л я ю т с я
чересполосные
рубки и рубки на небольших лесосеках любой формы площадью
д о 10—20 га [3, 55]. Ч е м у ж е п о л о с а л е с о с е к и , тем р а в н о м е р н е е
и г у щ е р а с п р о с т р а н я ю т с я семена хвойных д р е в о с т о е в и б о л ь ш е
о с т а е т с я н е п о в р е ж д е н н о г о п о д р о с т а . П о э т о м у на т а к и х в ы р у б к а х
х о р о ш е е в о з о б н о в л е н и е л е с а п е р в о н а ч а л ь н ы х в и д о в д р е в о с т о я воз­
можно и без проведения лесовосстановительных работ.
Н а и б о л ь ш и й объем з а г о т а в л и в а е м о й д р е в е с и н ы (до 70—85 % )
и н а и б о л ь ш и е п л о щ а д и в ы р у б о к (до 70—80 % от п л о щ а д и л е с о в )
д о с т и г а ю т с я путем п р о в е д е н и я с п л о ш н ы х в ы р у б о к л е с а . В Коми
А С С Р , например, сплошные концентрированные вырубки выпол­
н я ю т с я на 8 0 % , а у с л о в н о - с п л о ш н ы е на 2 0 % е ж е г о д н о в ы д е л я е ­
мой п л о щ а д и л е с о с е к [ 8 1 ] .
В р а з н о в о з р а с т н ы х л е с а х , а т а к ж е в л е с а х I и I I групп п р и м е ­
н я ю т с я постепенные и в ы б о р о ч н ы е р у б к и л е с а , при к о т о р ы х сни­
м а е т с я с п е л ы й и перестойный л е с на н е б о л ь ш и х л е с о с е к а х , пред­
с т а в л я ю щ и х м е л к и е п я т н а на ф о н е лесного м а с с и в а . П р и выбо­
рочных вырубках предусматривается т а к ж е снятие отдельных
н е б о л ь ш и х групп перестойных д е р е в ь е в с о с т а в л е н и е м хвойного
п о д р о с т а во втором и т р е т ь е м я р у с а х . Все это о б е с п е ч и в а е т быст­
рое в о с с т а н о в л е н и е л е с а ценных или н у ж н ы х пород д р е в о с т о я .
О д н а к о т а к о й в и д л е с о з а г о т о в о к не имеет п р о м ы ш л е н н о г о з н а ч е н и я
и обычно у д о в л е т в о р я е т м е с т н ы е потребности л и б о о б е с п е ч и в а е т
п р о м ы ш л е н н о с т ь л е с о м а т е р и а л а м и особо ценных п о р о д . Д л я вы­
п о л н е н и я постепенных и в ы б о р о ч н ы х р у б о к т р е б у е т с я р а з в е т в л е н ­
н а я сеть постоянно д е й с т в у ю щ и х л е с о в о з н ы х дорог.
2
16
Р у б к и у х о д а ( р а з н о в и д н о с т ь — с а н и т а р н ы е р у б к и ) могут в ы ­
п о л н я т ь с я во всех т р е х г р у п п а х л е с о в . Г л а в н о е их н а з н а ч е н и е —
о б е с п е ч и т ь х о р о ш и й рост м о л о д о г о л е с а з а д а н н ы х п о р о д д р е в о ­
с т о я . Р у б к и у х о д а обычно в ы п о л н я ю т с я 1—3 р а з а после п о с а д к и
л е с а , при этом п р о и з в о д и т с я и з р е ж и в а н и е л е с а и у д а л е н и е сорных
п о р о д д р е в о с т о е в и к у с т а р н и к о в , н а п р и м е р осины, ольхи, ивы,
б е р е з ы и д р . П р и с а н и т а р н ы х р у б к а х у б и р а ю т с я в основном з а б о ­
л е в ш и е и п о в р е ж д е н н ы е д р е в о с т о й , в том числе и в е т р о в а л ь н ы е
д е р е в ь я . П о л у ч е н н а я т а к и м путем д р е в е с и н а и с п о л ь з у е т с я к а к
местной п р о м ы ш л е н н о с т ь ю , т а к и в р а з н ы х о т р а с л я х н а р о д н о г о
х о з я й с т в а . О с о б е н н о ц е н и т с я т о н к о м е р х в о й н ы х пород.
К о т д е л ь н о м у виду р е г у л и р о в а н и я к а ч е с т в а м о л о д о г о л е с а
м о ж н о отнести а в и а х и м у х о д , при котором с п о м о щ ь ю х и м и к а т о в
у д а л я л и с ь м я г к о л и с т в е н н ы е породы д е р е в ь е в (а иногда и расти­
т е л ь н ы й покров и ж и в ы е о р г а н и з м ы ) . Т а к о й способ у п р а в л е н и я
к а ч е с т в о м и ростом л е с а , п о л у ч а в ш и й ш и р о к о е р а с п р о с т р а н е н и е
в 60-х годах, сейчас почти не п р и м е н я е т с я .
Л е с о в о с с т а н о в и т е л ь н ы е р а б о т ы на с п л о ш н ы х в ы р у б к а х состав­
л я ю т н е б о л ь ш у ю д о л ю ( 5 — 1 0 % ) от е ж е г о д н о й п л о щ а д и лесо­
сек. О д н а к о эти р а б о т ы в ы п о л н я ю т с я в к р у п н ы х м а с ш т а б а х при
всех о с т а л ь н ы х в и д а х в ы р у б о к л е с а .
Л е с о в о с с т а н о в л е н и е х в о й н ы м и п о р о д а м и д р е в о с т о е в , обеспечи­
в а ю щ е е с я на в ы р у б к а х естественным путем и п о с а д к а м и л е с а ,
в п о с л е д н и е т р и - ч е т ы р е д е с я т и л е т и я происходило, по мнению
а в т о р а , п р и м е р н о на 20—30 % всей п л о щ а д и л е с о с е к ю ж н ы х и
с р е д н е т а е ж н ы х лесов ETC. Н а о с т а л ь н о й п л о щ а д и л е с о с е к и м е л о
место в о з о б н о в л е н и е хвойного л е с а под пологом с а м о с е в а м я г к о л и с т в е н н ы х пород д е р е в ь е в . В р е з у л ь т а т е в новых м о л о д ы х и
средневозрастных лесах преобладают лиственные и смешанные
в и д ы д р е в о с т о е в . Н а п р и м е р , в В о л о г о д с к о й о б л . по с о с т о я н и ю
на 1966 г. елово-сосновые д р е в о с т о й з а н и м а ю т 6 0 % , а б е р е з о в о о с и н о в ы е 40 % п л о щ а д и л е с о в . П р и этом м о л о д н я к и и с р е д н е в о з ­
р а с т н ы е д р е в о с т о й хвойных пород п р о и з р а с т а ю т на 21 % , а мягк о л и с т в е н н ы х — на 33 % всей п л о щ а д и л е с о в . В К а л и н и н с к о й о б л .
х в о й н ы е д р е в о с т о й з а н и м а ю т 51 % , а м я г к о л и с т в е н н ы е 4 9 % всей
п л о щ а д и л е с о в , м о л о д н я к и и с р е д н е в о з р а с т н ы е древостой этих
п о р о д — с о о т в е т с т в е н н о 19 и 41 %•
У с п е ш н о с т ь в о з о б н о в л е н и я л е с а , п о м и м о р а з м е р о в лесосек, з а ­
висит е щ е от т и п а в ы р у б о к . П о д п о с л е д н и м п о н и м а е т с я тот гос­
п о д с т в у ю щ и й фон р а с т и т е л ь н ы х с о о б щ е с т в , которые п о с е л я ю т с я
на л е с о с е к е в течение первых 3—9 л е т после с н я т и я спелого
( с т а р о г о ) л е с а . Эти с о о б щ е с т в а р а с т е н и й о б у с л о в л и в а ю т с я соста­
вом почво-грунтов и их д р е н и р о в а н н о с т ь ю , о с т а в ш и м с я л е с н ы м ок­
р у ж е н и е м , в р е м е н е м года, когда с н и м а л с я л е с , м е т е о р о л о г и ч е ­
скими условиями б л и ж а й ш и х двух и последующих трех-четырех
лет, а т а к ж е способом р а з р а б о т к и л е с о с е к и , степенью п о в р е ж д е ­
ния п о д р о с т а и н а п о ч в е н н о г о п о к р о в а . М н о г о о б р а з и е ф а к т о р о в
п о р а ж д а е т т а к о е ж е м н о г о о б р а з и е типов в ы р у б о к и в о з о б н о в л е ­
ния л е с а , о чем п о д р о б н о и з л о ж е н о в с п е ц и а л ь н о й -литрря-турр
2
3
З а к а з № 322
[3, 55, 63, 65, 81, 92 и д р . ] . П о э т о м у з д е с ь о т м е т и м л и ш ь основ­
ные п о л о ж е н и я и перечислим с а м ы е р а с п р о с т р а н е н н ы е типы вы­
рубок и возобновления леса.
В п о д з о н а х ю ж н о й и с р е д н е й т а й г и ETC п о с л е с н я т и я с п е л ы х
е л ь н и к о в могут ф о р м и р о в а т ь с я [92] с л е д у ю щ и е основные типы
вырубок:
вейниково-кипрейно-паловый;
вейниковый,
кипрейноз л а к о в ы й ; р я б и н н и к о в ы й , к и п р е й н ы й , к р у п н о т р а в н ы й ; веннико-
Рис. 2.2. Однолетняя сплошная концентрированная вырубка размером
600X1000 м с линией снегомерных реек. (Вырубка № 3 экспедиции ГГИ
в Кировской области.)
вый, к и п р е й н ы й , м а л и н н и к о в ы й ; д о л г о м о ш н ы й ;
осоково-долгом о ш н ы й ; с ф а г н о в ы й ; о с о к о - с ф а г н о в ы й ; т р а в я н о - б о л о т н ы й ; круп­
нотравный, таволговый; крупнотравный; широкотравный.
Б о л ь ш о е р а з н о о б р а з и е типов в ы р у б о к н а б л ю д а е т с я после сня­
тия сосняков, а т а к ж е на месте с л о ж н ы х л е с о в , в к л ю ч а в ш и х
в р а з н ы х с о о т н о ш е н и я х сосну, ель, березу, осину, р я б и н у , к л е н ,
липу.
В первый год-два в ы р у б к и почти не з а с е л я ю т с я н а п о ч в е н н о й
р а с т и т е л ь н о с т ь ю (рис. 2.2), а те ее в и д ы , к о т о р ы е п р о и з р а с т а л и
под п о л о г о м спелого л е с а , н а ч и н а ю т ч а х н у т ь и в ы п а д а т ь и з - з а
о б и л и я света, т е п л а и в л а г и . Н о к концу второго — в н а ч а л е
третьего года в ы р у б к и н а ч и н а ю т интенсивно з а с е л я т ь с я перечис­
л е н н ы м и в ы ш е р а с т е н и я м и , п о я в л я ю т с я побеги ( с е м е н н ы е и веге­
т а т и в н ы е ) л и с т в е н н ы х д е р е в ь е в и еле з а м е т н ы е с а ж е н ц ы х в о й н ы х
18
пород. О с т а в ш и й с я хвойный подрост почти не р а с т е т , п р и с п о с а б ­
л и в а я с ь к новым у с л о в и я м . Н а 4—5-й год в ы р у б к а интенсивно з а ­
растает, появляются ягодниковые кустарнички, разные травы и
мхи. К концу 5 и 6-го года кипрей ( и в а н - ч а й ) , м а л и н а , вейник до­
с т и г а ю т эпогея в своем р а з в и т и и . П о д их пологом успешно по­
с е л я ю т с я л и с т в е н н ы е и х в о й н ы е д е р е в ц а и л у ч ш е себя чувствует
о с т а в ш и й с я после р у б к и хвойный подрост. Л и с т в е н н ы е п о р о д ы
н а ч и н а ю т интенсивно н а б и р а т ь рост, з а т е н я я всю о с т а л ь н у ю р а с -
Рис. 2.3. Смыкание крон лиственного подроста на условно-сплошной вы­
рубке 10-летней давности. На втором плане видны недорубы тонкомерных
деревьев. (Вырубка № 4 экспедиции ГТИ в Кировской области.)
т и т е л ь н о с т ь , к о т о р а я , к р о м е , хвойных д р е в о с т о е в , н а ч и н а е т чах­
нуть и о т м и р а т ь . К м о м е н т у с м ы к а н и я крон л и с т в е н н ы х д е р е в ь е в
(на 8—15-м году) н а п о ч в е н н а я р а с т и т е л ь н о с т ь , п о с е л и в ш а я с я на
в ы р у б к е , в основном п о г и б а е т и н а с т у п а е т ф а з а в о з о б н о в л е н и я
л е с а (рис. 2.3).
И л л ю с т р а ц и е й н а ч а л ь н о й с т а д и и т а к о г о естественного возоб­
н о в л е н и я лесов могут с л у ж и т ь д а н н ы е т а б л . 2.3 д л я д в у х типов
в ы р у б о к после с н я т и я с п е л ы х е л ь н и к о в в П е р м с к о й о б л . С л е д у е т
о т м е т и т ь , что количество м о л о д ы х д е р е в ь е в на в ы р у б к а х 10-лет­
него в о з р а с т а часто с о с т а в л я е т 20—50 т ы с . шт. на га, а в высокополнотном спелом хвойном л е с у обычно с о с т а в л я е т 700—1500 ш т .
на г а . П о э т о м у р а з в и т и е л ю б о г о л е с а после р у б о к с в я з а н о с много­
к р а т н ы м е с т е с т в е н н ы м его и з р е ж и в а н и е м и сменой видового со­
става древостоя.
j
2*
19
Таблица 2.3
Естественное возобновление леса на вырубках различной давности [63]
П о д р о с т и с а м о с е в , шт Ya
Давность
рубки,
лет
предварительного в о з о б ­
новления
п о с л е д у ю щ е г о возобновления
всего
ель
пихта
итого
ель
береза
осина
ИТОГО
На кипрейно-вейннковых вырубках
3
5
9
400
500
500
200
100
3
5
9
2000
900
1000
600
200
200
600
600
500
300
450
850
200
1600
900
9100
9600
7300
9 600
11650
9 050
10 200
12 250
9 550
3300
4700
3700
5300
7400
7200
7900
8500
8400
На малинниковых вырубках
2600
1100
1200
1200
1800
2300
800
900
1200
П р и м е ч а н и е . На этих вырубках имеются реальные возможности для
формирования к 70 годам смешанных елово-осиновых насаждений с примесью
березы, а к 120 годам — ельников 8—9 Е, 1—2 Ос, ед. Б.
2.3. Эволюция лесных комплексов при возобновлении
лесов
В о з о б н о в л е н и е л е с о в п о д р а з д е л я е т с я на типы. «Тип в о з о б н о в ­
л е н и я — э т о совокупность у ч а с т к о в , в о з о б н о в и в ш и х с я о д н о р о д н ы м и
древесными породами, объединенных общностью лесорастительных условий и о б щ и м н а п р а в л е н и е м л е с о в о с с т а н о в и т е л ь н о г о про­
цесса» [ 6 3 ] . Н о это е щ е не тип б у д у щ е г о спелого л е с а . Н а г л я д ­
ное п р е д с т а в л е н и е о в о з м о ж н ы х в а р и а ц и я х смены л е с о р а с т и т е л ь ных с о о б щ е с т в после р у б к и т о л ь к о одного в и д а спелого е л о в о г о
л е с а д а е т с х е м а , п р е д с т а в л е н н а я на р и с . 2.4.
С э в о л ю ц и е й л е с н ы х к о м п л е к с о в ( б и о г е о ц е н о з о в ) с в я з а н о из­
менение во в р е м е н и т е п л о в о г о и водного б а л а н с а л е с н о г о уча­
с т к а . П о с к о л ь к у в н а с т о я щ е й р а б о т е г л а в н ы м вопросом я в л я е т с я
р а с с м о т р е н и е и з м е н е н и й э л е м е н т о в водного б а л а н с а , то э в о л ю ц и я
л е с н ы х к о м п л е к с о в п р и в о д и т с я здесь в о б о б щ е н н о м , г е н е р а л и з о ­
ванном, виде.
К а ж д о й ф а з е р а з в и т и я л е с а соответствуют о п р е д е л е н н ы е т а к с о метрические характеристики — цифровые показатели, указываю­
щ и е на состояние д р е в о с т о е в . П о с к о л ь к у этими х а р а к т е р и с т и к а м и
мы п о л ь з у е м с я в д а л ь н е й ш е м д л я о п и с а н и я л е с о в , поясним их
з н а ч е н и я , тем б о л е е что они р а с к р ы в а ю т м н о г о в и д о в у ю с у щ н о с т ь
и разнообразие лесов.
20
К л а с с о м в о з р а с т а х а р а к т е р и з у ю т в о з р а с т л е с а по с т у п е н я м
его ж и з н и , а б у к в е н н ы м и л и т е р а м и — его видовой с о с т а в (по­
р о д у ) . Д л я хвойных д р е в о с т о е в ( е л ь — Е , сосна — С , пихта — П х )
и т в е р д о л и с т в е н н ы х (дуб — Д , клен — К л , ясень — Я и д р . ) один
к л а с с соответствует в о з р а с т н о й ступени в 20 л е т . Д л я м я г к о л и с т венных д р е в е с н ы х п о р о д ( б е р е з а — Б , осина — О с , о л ь х а — О л )
Рис. 2.4. Этапы
формирования леса после сплошной рубки (на примере ель­
ников-кисличников Пермской области [63]).
один к л а с с в о з р а с т а соответствует 10 г о д а м . Б ы с т р о р а с т у щ и м п о ­
р о д а м и к у с т а р н и к а м ( и в а , б е р е с к л е т , ч е р е м у х а и д р . ) к л а с с воз­
р а с т а у с т а н о в л е н в 5 л е т . Т а к и м о б р а з о м , по к л а с с у ( к л ) м о ж н о
судить о в о з р а с т е к а к всего л е с а , т а к и его с о с т а в л я ю щ и х д р е ­
востоев.
К м о л о д ы м л е с а м о т н о с я т с я м о л о д н я к и I кл. в о з р а с т а ( х в о й ­
ные породы — х в . д о 20 л е т , м я г к о л и с т в е н н ы е — м л с т . — д о 10 л е т
и к у с т а р н и к и — до 5 л е т ) и молодой л е с I I к л . в о з р а с т а — иногда
его н а з ы в а ю т ж е р д н я к о м (хв. от 21 д о 40 л е т , млст. от 11 д о
20 л е т , к у с т а р н и к и от 6 д о 10 л е т ) , рис. 2.5 и 2.6.
С р е д н е в о з р а с т н ы м л е с а м соответствует I I I и I V кл.: х в . — 4 1 —
80 л е т . млст.— 21-—40 лет. Это интенсивно р а с т у щ и й д р е в о с т о й
(рис. 2.7 и 2.8).
С т а д и ю м е ж д у средним в о з р а с т о м и в з р о с л ы м , с п е л ы м , лесом,,
в которой л е с а з а м е д л я ю т свой рост, н а з ы в а ю т п р и с п е в а ю щ е й .
Ее в о з р а с т соответствует V кл.: д л я х в . пород 81—100 л е т , д л я
млст. 41—50 л е т (рис. 2.9 и 2.10). С л е д у е т о т м е т и т ь , что с учетом
различий в лесорастительных условиях, а т а к ж е экономических
21
с о о б р а ж е н и й в о з р а с т этой ф а з ы м о ж е т у м е н ь ш а т ь с я на один к л а с с
особенно, если п р е о б л а д а ю т с м е ш а н н ы е породы д р е в о с т о е в .
С п е л ы е л е с а и м е ю т V I к л . в о з р а с т а (101—120 л е т д л я х в . и
51—60 л е т д л я млст. д р е в о с т о е в ) . И н о г д а к х в о й н ы м с п е л ы м л е -
Рис. 2.5. Посадки хвойного леса на вырубке 30-летней дав­
ности. (Метеорологический пост экспедиции ГГИ в Киров­
ской области.)
с а м о т н о с я т д р е в о с т о й V I — V I I к л . в о з р а с т а . В т а к и х л е с а х про­
д о л ж а е т у в е л и ч и в а т ь с я д и а м е т р с т в о л а (т. е. о б ъ е м д р е в е с и н ы )
до 140 л е т ж и з н и д р е в о с т о е в (рис. 2.11 и 2.12).
В с т а р ы х или перестойных л е с а х почти п р е к р а щ а е т с я п р и р о с т
по д и а м е т р у с т в о л а , древостой р а з р у ш а е т с я от с т а р о с т и и б о л е з ­
ней и о б ъ е м е ж е г о д н о о т м и р а ю щ е й д р е в е с и н ы р а в е н о б ъ е м у годо22
вого прироста б о л е е м о л о д ы х д е р е в ь е в . П е р е с т о й н ы е х в о й н ы е
л е с а и м е ю т V I I — V I I I , а иногда и I X к л а с с ы , т. е. в о з р а с т б о л е е
120 — 140 л е т . М я г к о л и с т в е н н ы е л е с а с ч и т а ю т с я
перестойными
в в о з р а с т е 61—80 л е т и б о л е е ( V I I — I X к л а с с ы ) . О д н а к о в т а к и х
Рис. 2.6. Молодой 20-летний березняк (10 Б) с елово-сосиовым подлеском. Осадкомер на поляне в окружении невы­
сокого лиственного леса. (Экспедиция ГГИ, Кировская
область.)
лесах в результате отмирания лиственных пород господствующее
положение начинают занимать хвойные древостой.
К л а с с в о з р а с т а , а т а к ж е видовой состав л е с а д а е т с я по пер­
вому, т. е. в е р х н е м у , я р у с у д р е в о с т о е в . П р и д о с т и ж е н и и I V к л а с с а
в о з р а с т а х а р а к т е р и с т и к и л е с а во многих с л у ч а я х д а ю т с я по хвой­
ным п о р о д а м . Б у д у щ и й видовой с о с т а в л е с а с т а н о в и т с я и з в е с т н ы м ,
23
н а ч и н а я с этого в о з р а с т а . П о д е р е в ь я м , д о с т и г ш и м V — V I к л а с ­
сов
возраста, дается
генетическое н а з в а н и е хвойного
леса,
н а п р и м е р е л ь н и к - к и с л и ч н и к (см. рис. 2.11), е л ь н и к - ч е р н и ч н и к све-
Рис. 2.7. Средневозрастный 35-летний березово-осиновый
лес (10 Б, Ос, ед. Е) с еловым подростом во втором и
третьем ярусах (Кировская область.)
ж и й , с о с н я к - б р у с н и ч н и к (см. рис. 2.12) и т. п. В и с к у с с т в е н н ы х
л е с а х ( п о с а д к и л е с а ) видовой состав л е с а у ж е известен п о с л е
в т о р о й , а и н о г д а и п е р в о й р у б к и ухода, т. е. во I I к л а с с е в о з р а ­
ста (см. рис. 2.5).
Видовой состав л е с н ы х н а с а ж д е н и й (или просто с о с т а в ) да­
ется в в и д е ф о р м у л ы л е с а , в которой ц и ф р ы у к а з ы в а ю т количе'24
ство д е р е в ь е в одного в и д а или п л о щ а д ь , з а н я т у ю этим видом д р е востоев. К а ж д а я е д и н и ц а р а в н а 10 % п л о щ а д и л е с а . Ч и с т ы й л е с ,
с о с т о я щ и й из одного в и д а д р е в о с т о я , н а п р и м е р сосны, х а р а к -
Рис. 2.8. Средневозрастный 50-летний елово-осиновый дре­
востой 6 Ос, 4 Е, ед. Б в Кировской области. (Воднобалансовый участок № 6 экспедиции ГГИ.)
т е р и з у е т с я к а к 10 С. Л е с , в котором е л ь з а н и м а е т 50 % , сосна
20 %, б е р е з а 30 % и в с т р е ч а е т с я п р и м е с ь осины ( е д и н и ч н ы е д е ­
р е в ь я с с у м м а р н о й п л о щ а д ь ю менее 5 % ) , х а р а к т е р и з у е т с я ф о р м у ­
лой 5 Е, 2 С, 3 Б , ед. О с .
Б о н и т е т н а с а ж д е н и й — это п о к а з а т е л ь д о б р о т н о с т и л е с а и п р о ­
и з в о д и т е л ь н о с т и почвы, а т а к ж е х а р а к т е р и с т и к а п р о д у к т и в н о ­
сти л е с а и з а п а с а его д р е в е с и н ы . П р и н я т о п я т ь к л а с с о в б о н и т е т а
25
I — V . При наилучших условиях произрастания и производитель­
ности л е с а ему п р и с в а и в а е т с я I к л а с с б о н и т е т а , а при н а и х у д ­
ш и х у с л о в и я х , когда л е с угнетен и не м о ж е т р а з в и в а т ь с я , —
Рис. 2.9. Приспевающий высокополнотный елово-сосновый
древостой 7 Е, 3 С, ед. Б, I I класса бонитета. (Эталонный
лес № 3 экспедиции ГГИ в Кировской области.)
V к л а с с ( н а п р и м е р , сосновый л е с на верховом б о л о т е ) . П р о д у к ­
тивность е л о в ы х спелых н а с а ж д е н и й м е н я е т с я от 400—500 м / г а
(I—1а к л . б о н и т е т а ) д о 50—80 м / г а ( V к л . ) . П р и м е р н о т а к а я ж е
п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь и у сосновых н а с а ж д е н и й , о д н а к о при бони­
тете 1а к л а с с а з а п а с д р е в е с и н ы м о ж е т д о с т и г а т ь 6 0 0 м / г а . У м я г к о л и с т в е н н ы х пород п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь с у щ е с т в е н н о н и ж е —
от 300 д о 50 м / г а ( I — V к л . ) .
3
3
3
3
•26
П о л н о т а л е с а — это степень плотности с т о я н и я д е р е в ь е в н а
единице площади. Полноту леса можно примерно характеризо­
в а т ь степенью сомкнутости крон д е р е в ь е в в д о л я х от е д и н и ц ы .
Рис. 2.10. Приспевающий еловый древостой 10 Е, ед. С,
1 класса бонитета; интенсивное отмирание сучьев в нижних
и средних частях стволов деревьев. (Водосбор лога Таеж­
ного Валдайского филиала ГГИ в Новгородской области.)
Густой л е с имеет полноту 0,7—1,0 (см. р и с . 2.9), средней г у с т о т ы
0,4—0,6 (см. р и с . 2.12), р е д к и й 0,1—0,3. Н а в е р х о в ы х б о л о т а х
п о л н о т а л е с а обычно с о с т а в л я е т 0,1—0,2. П р и п о л н о т е хвойного
л е с а 0,9—1,0 р а с т и т е л ь н о г о п о к р о в а почти нет и почва п о к р ы т а
о п а д о м хвои. То ж е часто н а б л ю д а е т с я и в м я г к о л и с т в е н н ы х л е ­
сах. Ч е м м е н ь ш е п о л н о т а с у х о д о л ь н о г о л е с а , тем с в е т л е е под е г о
27
п о л о г о м , тем г у щ е н а п о ч в е н н а я р а с т и т е л ь н о с т ь и х о р о ш о р а з в и ­
в а е т с я д р е в е с н ы й подрост третьего я р у с а .
Густота — это число д е р е в ь е в на единице п л о щ а д и лесного уча­
стка ( ш т у к на 1 г а ) .
Р о с т л е с а х а р а к т е р и з у е т с я у в е л и ч е н и е м высоты, д и а м е т р а
с т в о л а , о б ъ е м а стволовой д р е в е с и н ы и зеленой м а с с ы ( ф и т о м а с с ы )
крон д е р е в ь е в . Р а з л и ч а ю т годичный прирост у к а з а н н ы х х а р а к т е -
Рис. 2.1J. Спелый ельник-кисличник 10 Е, I класса бонитета, возраст
100 лет. (Воднобалансовая площадка № 3 Валдайского филиала ГГИ
в Новгородской области.)
ристик, т. е. з а один год, прирост з а н е с к о л ь к о л е т — т е к у щ и й
прирост, средний прирост — с р е д н е е у в е л и ч е н и е х а р а к т е р и с т и к
л е с а з а всю его ж и з н ь или з а д л и т е л ь н ы й период.
П р и р о с т по высоте и д и а м е т р у д а е т с я в с а н т и м е т р а х за год,
а по о б ъ е м у — в м / г о д . Эти х а р а к т е р и с т и к и обычно в ы в о д я т с я
к а к с р е д н и е на 1 га. П р и р о с т х а р а к т е р и з у е т п р о д у к т и в н о с т ь л е с а :
чем он в ы ш е , тем б о л е е интенсивно р а з в и в а е т с я л е с и б о л ь ш е
его п р о д у к т и в н о с т ь . Н а п р и м е р , средний прирост о б ъ е м а д р е ­
весины в К а р е л ь с к о й А С С Р с о с т а в л я е т 1,1 м / г а в год, К о м и
А С С Р — 0,9 м / г а , В о л о г о д с к о й обл. 1,9 м / г а , Л е н и н г р а д с к о й обл.
2,3 м / г а , К а л и н и н с к о й о б л . 2,8 м / г а , В л а д и м и р с к о й обл, 3 , 4 м / г а .
В м о л о д ы х и с р е д н е в о з р а с т н ы х л е с а х т е к у щ и й прирост о б ъ е м а
д р е в е с и н ы з н а ч и т е л ь н о в ы ш е , чем в с т а р ы х . Н а п р и м е р , в ю ж н ы х
р а й о н а х К о м и А С С Р этот прирост с о с т а в л я е т соответственно 1,2—
3
3
3
3
28
3
3
3
3
1,7 и 0,4—0,7 м / г а в год [ 9 ] . Н а и б о л е е интенсивный прирост
н а б л ю д а е т с я : по высоте в м о л о д о м в о з р а с т е д р е в о с т о я ( р и с . 2.13
и 2.14); по д и а м е т р у — в м о л о д ы х и с р е д н е в о з р а с т н ы х чистых
Рис. 2.12. Спелый сосняк-брусничник 9 С, I Е, ед. Б, I класса
бонитета, возраст 110 лет. (Воднобалансовый участок № 2
экспедиции ГГИ в Кировской области.)
л е с а х , а т а к ж е в с р е д н е в о з р а с т н ы х и п р и с п е в а ю щ и х л е с а х сме­
ш а н н ы х п о р о д д р е в о с т о е в ; по о б ъ е м у д р е в е с и н ы — в с р е д н е в о з ­
р а с т н ы х и п р и с п е в а ю щ и х л е с а х . О б ъ е м з е л е н о й м а с с ы крон де­
ревьев ( л и с т в ы , х в о и ) , е ж е г о д н ы й ее о п а д и в о з о б н о в л е н и е дости­
г а ю т н а и в ы с ш и х значений в м о л о д ы х и с р е д н е в о з р а с т н ы х л е с а х ,
т. е. во I I — I I I к л а с с а х в о з р а с т а с о о т в е т с т в у ю щ и х видов д р е в о ­
с т о е в (см. рис. 2.14).
29
О б щ и м д л я всех м а т е р и н с к и х л е с о в и новых с п е л ы х л е с о в я в ­
л я е т с я с в я з ь видового с о с т а в а д р е в о с т о е в с м е х а н и ч е с к и м соста­
вом почво-грунтов и у с л о в и я м и их д р е н и р о в а н н о с т и .
Н а п е с к а х , м о щ н ы х и легких супесях, п о д с т и л а е м ы х с г л у б и н ы
0,8—1,0 м с у г л и н к а м и , т. е. на б е д н ы х по п и т а т е л ь н ы м в е щ е с т в а м
п о ч в о - г р у н т а х , п о с е л я е т с я сос­
на. В с т а д и и м о л о д о г о и с р е д ­
н е в о з р а с т н о г о л е с а сосне со­
путствует б е р е з а . Т о л ь к о сосна
в у с л о в и я х б е д н ы х почв и ч а с ­
того их п е р е с ы х а н и я с п о с о б н а
к о н к у р и р о в а т ь со всеми ос­
тальными видами древостоев.
В лесах продуктивная влагоемкость
верхнего
метрового
с л о я песков с о с т а в л я е т 40—
Рис. 2.13. Характеристика роста чи­
стых ельников но диаметру (d) и вы­
соте (h) ствола на высокопродуктив­
ных почвах [92].
/ и 2 — диаметр максимальных и средних
д е р е в ь е в ; 3 и 4 — высота ствола м а к с и ­
мальных н средних деревьев.
70 м м , а супесей — 80—120 м м . В л е т н и е з а с у ш л и в ы е п е р и о д ы
эта в л а г а почти полностью р а с х о д у е т с я на и с п а р е н и е , что при­
водит к гибели п о д р о с т а в л а г о л ю б и в ы х в и д о в д е р е в ь е в и напоч­
венной р а с т и т е л ь н о с т и . Н е д о с т а т к о м в л а г и в п о ч в о - г р у н т а х о б ъ ­
ясняется т а к ж е меньшее испарение с песчаных участков в засуш­
л и в ы е годы по с р а в н е н и ю с с у г л и н к а м и на 15—20% [34, 3 5 ] .
В сосновых л е с а х р а с с м а т р и в а е м ы х подзон в ы д е л я ю т с я 10—
12 основных типов спелого л е с а и с т о л ь к о ж е г л а в н ы х типов е г о
естественного в о з о б н о в л е н и я на в ы р у б к а х [3, 45, 55, 65, 81 и д р . ] .
Н а с у г л и н к а х и супесях, п о д с т и л а е м ы х с г л у б и н ы 0,3—0,5 м
т я ж е л ы м и с у г л и н к а м и , основным м а т е р и н с к и м лесом я в л я ю т с я
е л ь н и к и с п р и м е с ь ю б е р е з ы и осины. Н а т я ж е л ы х с у г л и н к а х , ха­
р а к т е р и з у ю щ и х с я с л а б о п р о м ы в н ы м типом почв, в м е с т е с е л ь ю
п о с е л я е т с я пихта. П о с л е д н я я р а с п р о с т р а н е н а в восточных р а й о ­
н а х ETC, з а н и м а я 10—20 % п л о щ а д и е л о в о г о л е с а . С у г л и н и с т ы е
и т я ж е л о с у г л и н и с т ы е почво-грунты и м е ю т н а и б о л е е в ы с о к и е про­
д у к т и в н ы е з а п а с ы в л а г и (150—180 мм в верхнем м е т р о в о м с л о е )
и наибольшее содержание питательных веществ. Осина и береза,
с р а з у п о с е л я ю щ и е с я на в ы р у б к а х (см. т а б л . 2.3, см. р и с . 2.4),
обеспечивают восполнение и накопление питательных веществ
в почве. О с и н а на в ы р у б к а х постепенно в ы т е с н я е т с я б е р е з о й ,
а п о с л е д н я я — е л ь ю . П р и х о р о ш е й обеспеченности в л а г о й и пи30
т а т е л ь н ы м и в е щ е с т в а м и е л ь п о д а в л я е т все о с т а л ь н ы е виды д р е востоев. В т а к и х у с л о в и я х п р о и з р а с т а ю т в ы с о к о п р о д у к т и в н ы е
е л о в ы е л е с а I — I I I к л а с с о в б о н и т е т а (см. рис. 2.9, 2.11).
В соответствии с к р а т к о й х а р а к т е р и с т и к о й е л о в ы х лесов [92]
в п о д з о н а х средней и ю ж н о й т а й г и р а с п р о с т р а н е н о 11 о с н о в н ы х
типов спелого л е с а и с т о л ь к о ж е типов его в о з о б н о в л е н и я после
в ы р у б к и ( т а б л . 2.4).
В с о в р е м е н н ы й п е р и о д е л о в ы е л е с а з а н и м а ю т 50—60 % п л о ­
щ а д и лесов, а в с и л ь н о освоенных ю ж н о т а е ж н ы х р а й о н а х — 30—
Рис. 2.14. Изменение высоты и состава древостоя (а), а также
объема фитомассы (б) при восстановлении леса после вырубки.
/ — ель; 2 — сосна; 3 — береза,
осина.
4 0 % , на с е в е р о - з а п а д е р а с с м а т р и в а е м ы х подзон — 25—35 % всей
лесопокрытой площади [92]. Остальные лесные площади заняты
сосной, березой и осиной, а т а к ж е с м е ш а н н ы м и л е с а м и , в кото­
р ы х п о с т о я н н о в ы р у б а ю т с я ценные х в о й н ы е д р е в о с т о й .
П о м н е н и ю многих у ч е н ы х [ 9 2 ] , господство е л и н а р а с с м а т ­
р и в а е м о й т е р р и т о р и и ETC п р о и з о ш л о после о т с т у п л е н и я л е д н и к о в
(10—12 т ы с . л е т н а з а д ) , а с о в р е м е н н ы е л е с а с господством е л и ,
сосны и б е р е з ы р а з в и л и с ь 500 л е т н а з а д .
В м а л о н а с е л е н н о й местности р а с с м а т р и в а е м ы х т а е ж н ы х под­
з о н с у г л и н и с т ы е почво-грунты р а с п р о с т р а н е н ы на 50—60 % пло­
щ а д и л е с о в , п е с ч а н ы е и с у п е с ч а н ы е — на 20—40 % " т о р ф я н и с т о г л е е в ы е — на 10—15%. Т а к и м о б р а з о м , т а м , где л е с е щ е не ру­
б и л и , с у щ е с т в у е т в е с ь м а строгое соответствие м е ж д у с о с т а в о м
п о ч в о - г р у н т о в и с о с т а в о м спелого и перестойного л е с а . В т о р и ч н ы е
л е с а , не д о с т и г ш и е п р и с п е в а ю щ е й ф а з ы , не я в л я ю т с я н а д е ж н ы м и
и н д и к а т о р а м и почво-грунтов. П о с а д к и л е с а , особенно п о с л е р у б о к
ухода, регулирующих ж е л а е м ы й породный состав древостоя,
т а к ж е часто не я в л я ю т с я и н д и к а т о р а м и почво-грунтов и степени
их д р е н и р о в а н н о е ™ .
В г у с т о н а с е л е н н ы х р а й о н а х Н е ч е р н о з е м н о й зоны ETC, по мне­
нию а в т о р а и н е к о т о р ы х д р у г и х и с с л е д о в а т е л е й ( н а п р и м е р , [ 7 8 ] ) ,
31
Таблица 2.4
Обобщенная характеристика основных типов еловых лесов до и после их
вырубки в подзонах средней и южной тайги E T C (по исходным данным [92])
Средняя таксационная характеристика спелого л е с а
Тип ельника
п р е о б л а д а ю щ и й состав
класс
бонитета
полнота
запас,
м '/га
П о р о д н ы й состав ф о р м и р у ю щ и х с я
молодняков в первом (1-й) и во
втором (2-й) ярусах
:
Брусничник
8—9 Е, 1—2 С, или 1—2 Б,
ед. Б, Ос
IV
IV—III
0,6—0,7
0,7—0,8
180—200
220—250
6—8 Б, Ос; 2—3 Е, 1 С
Кисличник
8 Е; 1 Ос, 1 Б, ед. С, Пх
III
III—II
0,7—0,8
0,8—0,9
250—350
300—350
1-й 9 Б, Ос; 1 Е; 2-й 10 Е
Черничник свежий
8—9 Е, 1 - 2 Б, ед. Ос, С, Пх
IV—III
III—II
0,6—0,7
0,7—0,8
200—250
240—280
1-й 10 Б, Ос; 2-й 10 Е
Черничник влажный
8 Е, 1—2 Б, ед. Ос, С
V
IV
0,6—0,7
0,6—0,8
150—200
200—250
1-й 8—9 Б, Ос; 1—2 Е;
2-й 10 Е
Долгомошник
8—9 Е, 1—2 Б, ед. С
V
V—IV
0,5—0,7
0,5—0,8
130—180
140—220
1-й 7—9 Б, Ос; 1—3 Е;
2-й 10 Е
Чернично-сфагновый
8—9 Е, 1—2 Б, ед. С, Ос
V
V—IV
0,5—0,7
0,6—0,8
140—180
120—180
7—8 Е, 2—3 Б, ед. С, Ос
С р е д н я я таксационная характеристика с п е л о г о леса
Тип ельника
п р е о б л а д а ю щ и й состав
8
класс
бонитета
полнота
запас,
м /га
Породный состан ф о р м и р у ю щ и х с я
м о л о д н я к о в в первом (1-й) и во
втором (2-й) я р у с а х
3
Травяно-сфагновый
7—9 Е, 1—3 Б, ед. С
V—IV
V—IV
0,5-0,8
0,5—0,7
140-200
130—180
5—6 Б, 4—5 Е
Осоко-сфагновый
8—9 Е, 1 Б, ед. — 1 С
V—Va
Va—IV
0,5—0,6
0,4—0,6
80—150
80—150
9 Е, 1 Б, ед. С
Сфагновый
8—9 Е, 1—2 Б, ед. С
V—Va
V—IV
0,5—0,6
0,5—0,6
90—110
100—130
8—9 Е, 1—2 Б, ед. С
Крупнотравный
7—8 Е, 1—2 Б, ед. - 1 С,
ед. Ос
IV—III
IV—III
0,6—0,8
0,6—0,7
200—280
200—240
1-й 10 Б, ед. Ос; 2-й 10 Е
Логово-приручейный
7—8 Е, 2—3 Б
IV
IV—III
0,5—0,7
0,6—0,7
150—210
200—240
7—8 Б, 2—3 Е; или 1-й 10 Б ,
2-й 10 Е
Сложный
8—9 Е, 1—2 Б, Ос, ед. Л , Кл,
Ол
—
—
—
Ill—II
0,7—0,9
320—360
1-й 10 Б, Ос; 2-й 10 Е, ед. Л ,
Кл, Ол
П р и м е ч а н и я : 1. В числителе приводятся данные для среднетаежных, а в знаменателе — южнотаежных ельников.
2. В работе [92] для каждого типа ельника указывается: приуроченность к рельефу и почво-грунтам, тип формирующейся
вырубки, состав и состояние подроста, состав подлеска и напочвенной растительности с распределением ее по площади вырубки.
Таблица 2.5
Число лет после iзырубки леса
Эволюция видового состава
П о с а д к и ели и
coctы, а т а к ж е е с т е с т в е н н о е
лес 1 хвойными древостонми
возобновление
Естественное
лиственные
восстанавливающегося после вырубки леса
Естественное восстановление леса с постоянными
рубками средневозрастных хвойных и частично
лиственных д р е в о с т о е в
восстановление хвойного леса ч е р е з
древостой
средний
возраст
леса, л е т
1-й
тип
3-й тип
2-й тип
4-й тип
5-й тип
6-й тип
7-й тип
8-Й ТИП
5
1
(«
I-
Е«в
со
s
10
9 Е, 1 Ос
20
7 Е, 3 Ос, ед. Б
30
7 Е, 3 Ос, ед. Б
35
40
45
6 Е, 3 Ос, 1 Б
То ж е
»
50
8 Е, 2 Ос, ед. Б
55
То ж е
60
И
65
70
М
9 С, 1 Б
7 С, 3
8 С, 2 Б, ед. Ос6 С, 3
ед. Ос
То ж е
6 С, 3
ед- Ос
6 С, 3
9 С, 1 Б
8 Ос, 2 Б, ед. Е
То ж е
Е, 1 Б,
Е, 1 Б
То же
То ж е
8 Ос, 1 Б, 1 Е
7 Ос, 2 Е, 1 Б
»
6 Ос, 3 Е, 1 Б
»
»
6 Ос, 4 Е, ед. Б
»
и
5 Е, 5 Ос, ед. Б
То же
75
8 Е, 2 Ос
80
9 Е, 1 Ос
10 С, ед. Б
90
9 Е, 1 Ос
То же
10 Е, ед. Ос
10 Е
10 Е
ю "с
10 С
100
120
140
Е, ед. Б
Е, 1 Б,
N
5 С, 5 Е, ед. Б
6 Е, 4 Ос, ед. Б
6 С, 4 Б
То ж е
7 Е, 3 Ос, ед. Б
6 С, 4 В
8 Е, 2 Ос
7 С, 3 Б
9 Е, 1 Ос
То ж е
и
8 С, 2 Б
9 С, 1 Б
9 С, 1 Б
4 С, 6 Е
То ж е
л е с а с о х р а н и л и с ь в основном на н е п р и г о д н ы х д л я с е л ь с к о г о хо­
з я й с т в а у ч а с т к а х местности, х а р а к т е р и з у ю щ и х с я н а л и ч и е м песков,
м о щ н ы х супесей и п о д з о л о в , о г л е е н н ы х и т о р ф я н ы х почв, з а б о л а ­
ч и в а н и е м , б л и з к и м з а л е г а н и е м г р у н т о в ы х в о д , очень б о л ь ш и м и
у к л о н а м и и пр. П о л я ж е р а с п о л а г а ю т с я , к а к п р а в и л о , на у ч а с т к а х
с с у г л и н и с т ы м и и с у п е с ч а н ы м и п о ч в а м и , п о д с т и л а е м ы м и суглин­
к а м и п р и г л у б и н е г р у н т о в ы х в о д в м е ж е н ь б о л е е 1 м. К р о м е того,
в б л и з и н а с е л е н н ы х пунктов из-за постоянной р у б к и д е р е в ь е в р а с ­
пространены мало- и средневозрастные леса с преобладанием ли­
ственных древостоев.
34
9 Б, 1 Ос, ед. С 7 Ос, 3 Б
8 Б, 1 Ос, 1 С 7 Ос, 3 Б, ед.
С
7 Б, 2 С, 1 Ос 6 Ос, 3 Б, 1
ед. Е
7 Б, 3 С, ед. Ос 5 Ос, 3 Б, 1
1 Е
6 Б, 4 С, ед. Ос 4 Ос, 3 Б, 2
1 Е
То же
4 Ос, 3 Б, 2
1 Е
»
3 Ос, 3 Б, 2
2 Е
5 С, 5 Б, ед. Ос 3 Ос, 3 Б, 2
2 С
5 С, 5 Б
3 Е, 2 С, 3
9 Г
То ж е
То ж е
9 Б, 1 Ос, ед. С
Е, 8 Б, 1 Ос, 1 С
С, 7 Б, 2
ед. Е
С, 7 Б, 3
С, 6 Б, 3
9 Ос, 1 Б, ед. Е 10
9 Ос, 1 Б , ед. Е
20
С, 1 Ос,
7 Ос, 2 Б , 1 Е
30
С, ед. Е, Ос 7 Ос, 2 Б, 1 Е
35
С, 1 Е
6 Ос, 3 Б, 1 Е 40
С, То ж е
10
20
30
35
40
6 Ос, 3 Б, 1 Б
45
45
6 Ос, 2 Е, 2 Б
50
50
Е, 8 Б, 2 С, ед. Е
7 Ос, 2 Е, 1 Б
48
52
Б, 8 Б, 2 С, ед. Е
То ж е
53
53
Ос, 2 Е, 2 Б
58
62
58
60
Ос, 1 Е, 3 Б
64
64
Ос, 1 Е, 2 Б
65
70
Ос, 2 Е, 1 Б
56
73
Ос, 2 Е, 2 Б
Ос, 1 Е, 2 Б
Ос, 2 Е, 2 Б
65
80
84
72
73
86
С,
„
8 Б, 2 С, ед. Е, Ос
8 Б, 1 С, 1 Ос,
6
ед. Е
3 Е, 3 С, 3 Б, 1 Ос8 Б, 1 С, 1 Е,
6
ед. Ос
4 Е, 3 С, 3 Б,
6 Б, 2 С, 1 Е, 1 Ос 7
ед. Ос
4 Е, 4 С, 2 Б,
6 Б, 1 С, 2 Е, 1 Ос 7
ед. Ос
5 Е, 4 С, 1 Б
6 Б, 1 С, 2 Е, 1 Ос 6
6 Е, 4 С, ед. Б
6 Б, 1 С, 1 Е, 2 Ос 7
6 Е, 4 С, ед. Б
6 Б, 1 С, 1 Е, 2 Ос 6
Р а с с м о т р е в к р а т к о о с н о в н ы е типы в ы р у б о к , в о з о б н о в л е н и я л е ­
сов и т а к с о м е т р и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и р а з н о в о з р а с т н ы х д р е в о ­
стоев, м ы к а к б ы п р е д с т а в и л и о б щ у ю к а р т и н у роста нового л е с а
и в о з м о ж н ы е в а р и а н т ы его р а з в и т и я . О д н а к о п р и всем к а ж у ­
щ е м с я б о л ь ш о м р а з н о о б р а з и и р а з в и т и я новых л е с о в , с у щ е с т в у ю т
о п р е д е л е н н ы е з а к о н о м е р н о с т и , п о з в о л я ю щ и е в ы д е л и т ь восемь н а и ­
б о л е е р а с п р о с т р а н е н н ы х ( и л и г л а в н ы х ) типов в о з о б н о в л е н и я и
роста нового л е с а . О н и п р е д с т а в л е н ы в т а б л . 2.5 и и с п о л ь з о в а н ы
нами в дальнейшем в качестве основы при расчетах водопотребл е н и я и водного б а л а н с а л е с н ы х к о м п л е к с о в . К а ж д ы й из у к а з а н н ы х
3*
35
типов я в л я е т с я о б о б щ е н н ы м по д в у м — ч е т ы р е м п о д т и п а м р а з ­
новидностей роста л е с а и э в о л ю ц и и с о п у т с т в у ю щ и х к о м п л е к с о в ,
число к о т о р ы х п е р в о н а ч а л ь н о с о с т а в л я л о б о л е е 20.
В ы д е л е н н ы е в о с е м ь типов в о з о б н о в л е н и я и роста л е с а состоят
из трех групп. В первой группе р а с с м а т р и в а е т с я в о с с т а н о в л е н и е
леса на с у г л и н к а х (1-й т и п ) , п е с к а х (2-й тип) и супесях (3-й т и п ) ,
п о д с т и л а е м ы х с у г л и н к а м и на глубине б о л е е 60 см. В эту группу
в к л ю ч е н ы л е с а , в о с с т а н о в л е н и е к о т о р ы х происходит х в о й н ы м и
материнскими породами древостоя. Такое восстановление леса
н а б л ю д а е т с я на с п л о ш н ы х полосных, п е р и о д и ч е с к и х п о л о с н ы х и
л е н т о ч н ы х л е с о с е к а х , на н е б о л ь ш и х по п л о щ а д и в ы р у б к а х , на
краевых участках концентрированных
в ы р у б о к , на у ч а с т к а х
сплошных вырубок с оставшимся хорошим подростом, а т а к ж е
на в ы р у б к а х и у ч а с т к а х , где п р о в о д и л о с ь л е с о в о с с т а н о в л е н и е —
п о с а д к и леса и р у б к и у х о д а (см. рис. 2.5 и 2.9). К а к у к а з ы в а л о с ь
в ы ш е , л е с о в о с с т а н о в л е н и е по 1—3-му т и п а м происходит п р и м е р н о
на 20—30 % с у м м а р н о й п л о щ а д и всех лесосек.
В т о р а я группа х а р а к т е р и з у е т естественное в о с с т а н о в л е н и е л е ­
сов через л и с т в е н н ы е ф о р м а ц и и д е р е в ь е в на с у г л и н к а х (4-й т и п ) ,
на п е с к а х (5-й т и п ) и на супесях, п о д с т и л а е м ы х с у г л и н к а м и на
г л у б и н е 50—80 см (6-й т и п ) . Т а к а я группа в о з о б н о в л е н и я л е с о в
типична д л я крупных в ы р у б о к и р а с п р о с т р а н е н а на 40—60 % сум­
м а р н о й п л о щ а д и всех лесосек. Н е с м о т р я на о с т а в ш и й с я п о д р о с т
хвойных деревьев (предварительное возобновление), самосев ли­
ственных п о р о д ( п о с л е д у ю щ е е в о з о б н о в л е н и е ) о п е р е ж а е т в росте
х в о й н ы е древостой и к 10—15 г о д а м после в ы р у б к и с м ы к а е т свой
полог. В этот и п о с л е д у ю щ и й (5—10 л е т ) периоды в ы р у б к а пред­
с т а в л я е т собой т р у д н о п р о х о д и м у ю ч а щ у из п о д р о с т а д е р е в ь е в
л и с т в е н н ы х пород высотой 2—10 м и хвойных высотой 0,5—2 м.
П о м е р е роста л и с т в е н н ы х пород к о л и ч е с т в о хвойных д е р е в ь е в
с о к р а щ а е т с я , о д н а к о они успешно р а з в и в а ю т с я и к 25—30 г о д а м
у в е р е н н о з а н и м а ю т второй и т р е т и й я р у с ы л и с т в е н н о г о л е с а .
К 40—60 г о д а м л и с т в е н н ы е п о р о д ы д о с т и г а ю т ф а з ы спелости и
многие х в о й н ы е д р е в о с т о й в ы х о д я т в первый ярус, о д н а к о наи­
б о л ь ш е е количество елей о с т а е т с я во втором и т р е т ь е м я р у с а х ,
п р е п я т с т в у я д а л ь н е й ш е м у р а з в и т и ю подроста л и с т в е н н ы х пород
(см. р и с . 2.8). Н а этом к о н к у р е н т н а я б о р ь б а пород д р е в о с т о е в
не з а к а н ч и в а е т с я : в з и м н е е в р е м я ветви осин и б е р е з о х л е с т ы ­
в а ю т в е р ш и н ы хвойных д е р е в ь е в , чем з а д е р ж и в а ю т на 10—15 л е т
д а л ь н е й ш и й их рост в высоту. О д н а к о л и с т в е н н ы е породы ста­
реют, в ы п а д а ю т и у с т у п а ю т свое место х в о й н ы м д е р е в ь я м . В пе­
р и о д с 40 д о 60 л е т с у м м а р н ы й з а п а с ф и т о м а с с ы в л е с а х с м е ш а н ­
ного с о с т а в а д р е в о с т о е в д о с т и г а е т своего н а и в ы с ш е г о з н а ч е н и я
(см. р и с . 2.14).
К 80 годам з н а ч и т е л ь н а я ч а с т ь л и с т в е н н ы х д е р е в ь е в о т м и р а е т
и в первом я р у с е п р е о б л а д а ю т хвойные д р е в о с т о й . Н а с т у п а е т при­
с п е в а ю щ а я ф а з а р а з в и т и я хвойного л е с а . Ветви в н и ж н и х и сред­
них ч а с т я х с т в о л о в о т м и р а ю т (см. р и с . 2.9 и 2.10). О с т а в ш а я с я
крона с м ы к а е т свой полог, п р е п я т с т в у я п р о н и к н о в е н и ю с о л н е ч н ы х
36
л у ч е й к почве. Л е с д е л а е т с я н а и б о л е е « т е м н ы м » . П о ч в е н н ы й по­
кров в нем п р е д с т а в л я е т в основном о п а д хвои с ж и д к и м р а з ­
нотравьем.
З а т е м в ф а з е спелости кроны д е р е в ь е в редеют, з а н и м а я ' / з —
'/б в е р х н и х частей стволов, л е с с в е т л е е т и на о п а д е хвои н а ч и н а е т
интенсивно р а з в и в а т ь с я н а п о ч в е н н а я р а с т и т е л ь н о с т ь (см. рис. 2.11
и 2.12).
В ф а з е с т а р о с т и л е с е щ е б о л е е с в е т л е е т з а счет д а л ь н е й ш е г о
о т м и р а н и я кроны и в ы п а д е н и я о т д е л ь н ы х д е р е в ь е в . Н а п о ч в е н ­
ная растительность получает возможность еще больше разви­
ваться.
В п о с л е д у ю щ и е д е с я т и л е т и я л е с н о й к о м п л е к с почти н е меня­
ется, т а к к а к на смену с т а р ы х у с ы х а ю щ и х и в ы п а д а ю щ и х д р е в о стоев в ы х о д я т в первый я р у с е л и и сосны из второго я р у с а . Све­
товой р е ж и м д л я напочвенной р а с т и т е л ь н о с т и не п р е т е р п е в а е т
б о л ь ш е и з м е н е н и й ; д е л а е т с я с т а б и л ь н ы м и водный б а л а н с т а к о г о
лесного у ч а с т к а . «Все в о з в р а щ а е т с я на крути своя» [ 7 7 ] , т. е.
к состоянию перед вырубкой старого леса.
В- т р е т ь ю группу в к л ю ч е н ы л е с а с естественным в о с с т а н о в л е ­
нием
через
лиственные
формации
древостоев
на
супесях
(7-й т и п ) и с у г л и н к а х (8-й т и п ) . О д н а к о естественное р а з в и т и е
этих лесов и с к а ж е н о п о с т о я н н ы м и р у б к а м и с р е д н е в о з р а с т н ы х
хвойных и частично л и с т в е н н ы х д р е в о с т о е в . Т а к и е л е с а р а с п р о ­
странены в обжитых районах, а т а к ж е вблизи небольших рек,
л е с о в о з н ы х и шоссейных дорог и с о с т а в л я ю т 10—30 % с у м м а р н о й
п л о щ а д и л е с о в , а в о т д е л ь н ы х р а й о н а х подзоны ю ж н о й т а й г и —
до 5 0 % . У к а з а н н ы е з а г о т о в к и л е с а по типу в ы б о р о ч н ы х в ы р у б о к
у д о в л е т в о р я ю т о б ы ч н о м е с т н ы е потребности, но п р о и з в о д я т с я
также специализированными лесозаготовителями.
В з р о с л ы е л е с а , и с к а ж е н н ы е т а к и м и р у б к а м и , имеют с р а в н и ­
т е л ь н о н е б о л ь ш о й в о з р а с т . Т а к , если з а п е р в ы е 50 л е т в о с с т а н о в ­
л е н и я л е с а средний в о з р а с т д л я 7—8-го типов р а в е н 50 г о д а м ,
то з а 70 л е т в о с с т а н о в л е н и я он р а в е н 61 году, з а 100 л е т — р а в е н
69 г о д а м , а з а 140 л е т — 85 г о д а м (см. т а б л . 2.5). З а то ж е в р е м я
(140 л е т ) средний в о з р а с т л е с о в , в о с с т а н а в л и в а ю щ и х с я по 1—
3-му типу, р а в е н 130 г о д а м , по 4 — 6 - м у — 120 г о д а м . Эти в о з р а ­
стные р а з л и ч и я т а к ж е учтены н а м и при оценке изменений э л е ­
ментов водного б а л а н с а л е с н ы х у ч а с т к о в .
В з а к л ю ч е н и е приведем в а ж н ы й в ы в о д о р а з л и ч и я х с т р у к т у р ы
лесов в густо- и м а л о н а с е л е н н ы х р а й о н а х , о с н о в а н н ы й на р а с ­
смотрении л е с н ы х биогеоценозов и их изменений под в л и я н и е м
х о з я й с т в е н н ы х м е р о п р и я т и й на т е р р и т о р и и 21 о б л а с т и и респуб­
л и к лесной з о н ы ETC:
— в густонаселенных районах с развитым земледелием
леса
д а в н о и постоянно э к с п л у а т и р о в а л и с ь ; в них п р е о б л а д а ю т моло­
дые и с р е д н е в о з р а с т н ы е древостой с б о л ь ш и м с о д е р ж а н и е м лист­
венных пород; лесистость т а к и х р а й о н о в и б о л ь ш и н с т в а р е ч н ы х
водосборов н е б о л ь ш а я — 10—35 % ;
37
- в менее н а с е л е н н ы х м е с т а х с л е с и с т о с т ь ю 40—65 % сред­
ний в о з р а с т лесов в ы ш е , чем в г у с т о н а с е л е н н ы х р а й о н а х , и з н а ­
чительно б о л ь ш е х в о й н ы х д е р е в ь е в ;
— в м а л о н а с е л е н н о й местности с л е с и с т о с т ь ю от 70 до 95 %
п р е о б л а д а ю т спелые и п е р е с т о й н ы е , в основном х в о й н ы е л е с а ,
м н о г и е у ч а с т к и к о т о р ы х е щ е не р у б и л и с ь .
Это, на первый в з г л я д , п р о с т о е п о л о ж е н и е о с л о ж и в ш е й с я
с т р у к т у р е с о в р е м е н н ы х л е с о в ( р и с . 2.15) не з а м е ч а л о с ь г и д р о л о ­
г а м и , с о п о с т а в л я в ш и м и сток с речных в о д о с б о р о в , о т л и ч а ю щ и х с я
процентом залесенности. Н е обращалось т а к ж е внимание, кроме
Рис. 2.15. Зависимость доли площади лесов от общей залесенности (у)
территорий в лесной зоне ETC (без подзоны северной тайги).
о — п л о щ а д ь л е с о в в в о з р а с т е 20— 80 л е т в д о л я х от всей п л о щ а д и
с т о я н и ю на 1972 г.; б — то ж е в в о з р а с т е 90—160 л е т .
леса
по с о ­
А. А. С о к о л о в а [ 7 7 ] , С. Ф. Ф е д о р о в а [ 8 4 ] , А. И . С у б б о т и н а [78]
и а в т о р а [34, 39, 4 1 ] , на р а з л и ч н ы й состав почво-грунтов, р е л ь е ф
местности и г и д р о г е о л о г и ч е с к и е у с л о в и я в л е с а х и п о л я х , в л и я ю ­
щ и е на э л е м е н т ы водного б а л а н с а и сток в реки.
3. Водопотребление лесными комплексами
в течение векового периода роста леса
3.1. Метеорологические условия и их изменчивость
В п. 2.3 у к а з ы в а л о с ь , что с о в р е м е н н ы е л е с а с ф о р м и р о в а л и с ь
п р и м е р н о 500 л е т н а з а д . З а это в р е м я п р о и з о ш л а с м е н а трех-четырех поколений хвойных и шести-восьми поколений мягколиственных д р е в о с т о е в . П о с к о л ь к у н а ш и в ы в о д ы р а с п р о с т р а н я ю т с я
на п е р и о д и м е ю щ и х с я д а н н ы х о стоке р е к (1880—1980 г г . ) , т. е.
•38
на одно п о к о л е н и е с о в р е м е н н ы х л е с о в , то н а с интересуют изме­
нения средних к л и м а т и ч е с к и х х а р а к т е р и с т и к з а этот период по
в о з р а с т н ы м ступеням роста л е с а . Д л я м я г к о л и с т в е н н ы х древо­
стоев они соответствуют 10, а д л я х в о й н ы х — 20 г о д а м .
З а норму т е м п е р а т у р ы в о з д у х а м ы у с л о в н о п р и н и м а е м д а н н ы е
з а 100-летний период н а б л ю д е н и й [ 6 9 ] , з а о с а д к а м и — 90-летний
(с 1891 г . ) . З а у к а з а н н ы й п е р и о д о с а д к и и з м е р я л и с ь и приводи­
лись к однородному в метеорологическом плане ряду с погреш­
ностью 10%- З а б о л е е р а н н и е годы д а н н ы е по о с а д к а м м а л о н а ­
д е ж н ы . Д л я с р а в н е н и я д а н н ы е по м е т е о с т а н ц и и Л е н и н г р а д сопо­
с т а в л я л и с ь с д а н н ы м и о т д е л ь н ы х с т а н ц и й , р а с п о л о ж е н н ы х на
ш и р о т е 58—60.
О с н о в н ы м э н е р г е т и ч е с к и м п о к а з а т е л е м роста л е с а я в л я е т с я
т е м п е р а т у р а в о з д у х а . В т а б л . 3.1 п р е д с т а в л е н а и з м е н ч и в о с т ь сред­
них з н а ч е н и й т е м п е р а т у р ы по 10 и 2 0 - л е т и я м : з а год, з а с а м ы й
теплый месяц (июль), за период активной вегетации древесной
растительности
(май—сентябрь), а т а к ж е за холодный период
года ( о к т я б р ь — а п р е л ь ) . И з м е н ч и в о с т ь средних годовых з н а ч е н и й
т е м п е р а т у р ы по 10-летиям н е с к о л ь к о б о л ь ш е ( а б с о л ю т н о е з н а ­
чение о т к л о н е н и й 0,3 ° С ) , чем з а 20-летия ( 0 , 2 5 ° С ) . М о ж н о счи­
т а т ь , что с р е д н и е годовые з н а ч е н и я т е м п е р а т у р ы з а п р о ш е д ш и е
10-летия о т л и ч а л и с ь от их н о р м ы в п р е д е л а х ± 0 , 5 — 0 , 7 ° С , а з а
2 0 - л е т и я — ± 0 , 4 °С. С р е д н и е з н а ч е н и я т е м п е р а т у р ы и ю л я з а
10-летия о т к л о н я л и с ь от н о р м ы в п р е д е л а х — 0 , 9 . . . + 1 , 4 ° С , а з а
2 0 - л е т и я — ± 0 , 7 ° С . П о ч т и в этих ж е п р е д е л а х н а х о д и л и с ь о т к л о ­
нения средних з н а ч е н и й т е м п е р а т у р ы з а п е р и о д в е г е т а ц и и . П о ­
э т о м у м о ж н о с д е л а т ь з а к л ю ч е н и е о т о м , что т е м п е р а т у р н ы й ф о н
п р о ш е д ш е г о с т о л е т и я не очень с у щ е с т в е н н о м е н я л с я по в о з р а с т ­
ным ступеням роста с о в р е м е н н о г о спелого л е с а . О д н а к о , если р а с ­
с м а т р и в а т ь 150-летний период, то в нем п р о с л е ж и в а е т с я тенден­
ция к общему потеплению: средняя годовая температура воздуха
з а 1831—1880 гг. с о с т а в л я л а 3,6 °С, з а 1881—1930 гг. 4,1 и з а
1931—1980 гг. 4,7 °С.
С р е д н я я т е м п е р а т у р а и ю л я з а у к а з а н н ы е 50-летия соответ­
ственно б ы л а 17,2; 17,6 и 18,0 °С. А н а л о г и ч н ы е д а н н ы е по всем
м е с я ц а м года п р и в о д я т с я в р а б о т е [ 6 9 ] .
П о с т а н ц и и К и р о в з а 1881—1980 гг. с р е д н я я г о д о в а я т е м п е р а ­
т у р а в о з д у х а р а в н а 1,6 °С; с р е д н и е т е м п е р а т у р ы з а 10-летия от­
к л о н я л и с ь от н о р м ы на ± 0 , 7 ° С , а и ю л я — до — 1 , 6 . . . + 1 , 0 ° С
( н о р м а 17,8 ° С ) , т. е. и з м е н ч и в о с т ь б ы л а т а к о й ж е , к а к и по
с т а н ц и и Л е н и н г р а д . С р е д н и е т е м п е р а т у р ы в о з д у х а з а 1881—•
1930 гг. и 1931—1980 гг. по с т а н ц и и К и р о в соответственно с о с т а в ­
л я л и д л я года 1,3 и 1,9 °С, и ю л я 17,7 и 17,8. П о д о б н ы е измене­
ния т е м п е р а т у р ы в о з д у х а н а б л ю д а л и с ь и по с т а н ц и и В о л о г д а .
Т а к и м о б р а з о м , в с е в е р о - з а п а д н о й и северо-восточной части
ETC изменчивость т е м п е р а т у р н о г о ф о н а б ы л а н е з н а ч и т е л ь н о й по
а б с о л ю т н о м у з н а ч е н и ю и п е р е м е н н о й по з н а к у з а р а з л и ч н ы е 10
и 20-летия векового п е р и о д а , но с н е к о т о р ы м п о т е п л е н и е м во
второй п о л о в и н е р а с с м а т р и в а е м о г о
столетия. На территории
39
Таблица 3.1
Средние значения температуры воздуха (°С) за 10 ( г ) и 20-летия (t ) и их отклонения от нормы (Дг, , Д7 о), вычисленной
за 1881 —1980 гг., по станции Ленинград
1 0
За год
10
0
П е р и о д активной вегетации
растений ( V - I X )
Июль
2
Холодный п е р и о д (X — I V )
Период
Ми
1881—1890
1881—1900
4,0
1891—1900
1891—1910
3,9
1901—10
1901—20
4,2
—0,2
1911—20
1911—30
4,2
-0,2
1921—30
1921—40
4,3
—0,1
1931—40
1931—50
5,1
0,7
1941—50
1941—60
4,3
—0,1
1951—60
1951—70
4,4
0,0
1961—70
1961—80
4,6
0,2
1971—80
5,0
0,6
Среднее
4,4
0,3
f 20
М„
—0,4
17,7
4.0
—0,4
4.1
-0,3
—0,5
17, 1
4.2
4,2
4,7
4,7
4,4
4,5
4,8
4,4
М„
17.6
—0,2
17,2
—0,6
16,9
-0,9
18,5
0,7
13,3
17.7
18,0
—0,2
17,5
—0,3
19,2
1,4
17,8
0,0
18,4
0,3
18,5
0,3
17,7
-0,1
17,1
—0,7
18,0
0,2
17,8
0,5
17,4
0,1
17,6
0,4
17,8
—0,4
13,4
—0,5
-0,6
13.6
13,8
—0,1
13,8
—0,1
14,8
0,9
13,8
0,2
14,3
0,6
14,4
0,7
14,0
13,9
0,0
14,1
0,2
—0,4
14,0
-0,2
14,2
14,3
0,4
13,9
0,3
13,9
—3,0 - 0 , 6
—3,0
—0,6
—2,2
0,2
—2,6
-0,2
—2,5
—0,1
—1,8
0,6
—2,7
—0,3
—2,4
0,0
—2,3
0,1
— 1,7
0,7
—2,4
0,3 —2,4
—2,6 —0,2
—2,4
0
—2,6 —0,2
—0,1
0,4
0,5
—2,2
0,2
—2,2
0,2
—2,6 —0,2
0,1
0,1
0,3
0,3
М„
—0,5
—0,3
0,1
0,0
0,3
13.5
—0,5
—0,1
14,0
17,8
0,0
—2,9
—0,3
Гц
х
ы
13,4
—0,4
М,
М
13,6
—0,1
-0,2
0,25
и*
<
-2,4
0
—2,0
0,4
0,22
подзон средней и ю ж н о й тайги ETC п р о с т р а н с т в е н н ы й д и а п а з о н
т е м п е р а т у р н ы х условий п р о и з р а с т а н и я с о в р е м е н н ы х лесов значи­
т е л ь н о ш и р е , чем о т м е ч е н н ы е в р е м е н н ы е его к о л е б а н и я по от­
дельным станциям. Средние многолетние значения температуры
в о з д у х а по т е р р и т о р и и и з м е н я ю т с я д л я года от 0,0 д о 4,5 °С и от
15 д о 18 °С д л я и ю л я ; с у м м а з н а ч е н и й т е м п е р а т у р ы в о з д у х а в ы ш е
5 ° С — от 1500 до 2200 °С, а п р о д о л ж и т е л ь н о с т ь п е р и о д а вегета­
ции л е с о в — от 110 д о 170 сут [15, 92].
Основой ж и з н е о б е с п е ч е н и я л е с н ы х биогеоценозов
являются
а т м о с ф е р н ы е о с а д к и . И х з н а ч е н и я и и з м е н ч и в о с т ь по 10 и 20-ле­
т и я м п р е д с т а в л е н ы в т а б л . 3.2, из которой видно, что к о л е б а н и я
у в л а ж н е н н о с т и т е р р и т о р и и по 10-летиям и особенно по 2 0 - л е т и я м
н а х о д и л и с ь в п р е д е л а х 10 % н о р м ы г о д о в ы х о с а д к о в , ч т о б л и з к о
к п о г р е ш н о с т я м их и з м е р е н и й . Н а и б о л ь ш е е к о л и ч е с т в о о с а д к о в
н а б л ю д а л о с ь в 1921 —1930 гг.; д л я годовой с у м м ы оно с о с т а в ­
л я л о 1 1 0 % , а д л я т е п л о г о п е р и о д а 119 % н о р м ы . В этот ж е пе­
риод н а б л ю д а л о с ь и с у щ е с т в е н н о е у в е л и ч е н и е водности р е к . Н а и ­
м е н ь ш е е количество о с а д к о в (92—95 % н о р м ы ) б ы л о в 1901—
1910, 1911—1920, 1941—1950 гг., а д л я л е т н и х о с а д к о в — е щ е
и в 1971—1980 гг. В среднем з а 1891—1930 гг. слой о с а д к о в з а
год с о с т а в и л 617 м м , з а п о с л е д у ю щ е е 50-летие — 622 м м , а д л я
п е р и о д а а к т и в н о й в е г е т а ц и и — с о о т в е т с т в е н н о 315 и 332 мм.
Д л я р а й о н а В о л о г д ы и К и р о в а о с а д к и по д е с я т и л е т и я м и з м е ­
н я л и с ь т а к ж е в п р е д е л а х 8—10 % . П о э т о м у м о ж н о с д е л а т ь в ы в о д
о н е з н а ч и т е л ь н о й изменчивости о с а д к о в по с т у п е н я м ж и з н и со­
в р е м е н н о г о спелого л е с а , хотя на р а з в и т и е д р е в е с н о г о подроста
о т д е л ь н ы е з а с у ш л и в ы е годы и п е р и о д ы могли о к а з а т ь существен­
ное в л и я н и е .
П р и в е д е н н ы е в т а б л . 3.2 д а н н ы е по о с а д к а м з а н и ж е н ы при­
мерно на 10—15 %, т а к к а к в них в в е д е н ы п о п р а в к и т о л ь к о н а
с м а ч и в а н и е о с а д к о м е р н о г о в е д р а и не в в е д е н ы п о п р а в к и на испа­
рение и ветровой недоучет [14, 21—23, 33, 53 и д р . ] . С у м м а р н ы й
п о п р а в о ч н ы й к о э ф ф и ц и е н т к годовым о с а д к а м , и з м е р е н н ы м о с а д комером Третьякова, составляет д л я рассматриваемой террито­
рии п р и м е р н о 1,25—1,35, в том числе д л я о с а д к о в х о л о д н о г о пе­
риода года 1,30—1,40 и теплого 1,12—1,18. Н а с м а ч и в а н и е в е д р а
р а с х о д у е т с я о к о л о 10 % в ы п а в ш и х о с а д к о в ( п о п р а в о ч н ы й к о э ф ­
ф и ц и е н т 1,10). С учетом всех п о п р а в о к н о р м а годового слоя
о с а д к о в и з м е н я е т с я на р а с с м а т р и в а е м о й т е р р и т о р и и от 700 д о
800 мм [14, 15]. П о с к о л ь к у п о п р а в о ч н ы е к о э ф ф и ц и е н т ы д л я пе­
риодов 10 л е т и б о л е е п р а к т и ч е с к и постоянны, то и з м е р е н н ы е
с у м м ы о с а д к о в п о л н о с т ь ю х а р а к т е р и з у ю т их и з м е н ч и в о с т ь по
в о з р а с т н ы м с т у п е н я м роста л е с а .
Т а к и м о б р а з о м , за п р о ш е д ш и й 100-летний период роста совре­
менных спелых лесов н а б л ю д а л и с ь н е з н а ч и т е л ь н ы е к о л е б а н и я
основных м е т е о р о л о г и ч е с к и х э л е м е н т о в по ф а з а м роста д р е в о ­
стоев. О т к л о н е н и я от норм средних по 10-летиям з н а ч е н и й тем­
п е р а т у р ы в о з д у х а и о с а д к о в были з н а ч и т е л ь н о м е н ь ш е прост­
р а н с т в е н н о г о д и а п а з о н а изменений норм м е т е о р о л о г и ч е с к и х условий
41
Таблица 3.2
Среднее количество осадков (мм) за 10 ( х , ) и 20-летия (х ) и их отклонения от нормы (Д*ц>, Ах о), вычисленной
за 1891 —1980 гг. по станции Ленинград
0
2й
За г о д
2
За п е р и о д активной вегетации
растений ( V — I X )
Июль
За X - I V
Период
Дх1„
1891—1900
1891—1910
611
1901—10
1901—20
578
—42
1911—20
1911—30
583
—37
1921—30
1921—40
696
76
1931—40
1931—50
626
6
1941—50
1941—60
587
—33
1951—60
1951—70
649
29
1961—70
1961—80
634
14
1971—80
613
—7
Средн.
620
28
Д*20
—9
68
594
580
640
661
606
618
642
624
620
Ах ,
2
339
64
61
—7
41
—27
64
—4
81
13
—40
20
52
41
72
— 14
69
57
— 11
80
12
80
12
—2
68
22
80
4
79
78
10
68
11
67
15
—3
324
309
51
Дхго
2
0
—26
21
Ах ,
Д*ю
— 15
—16
304
298
—26
386
62
331
7
—15
342
5
358
2
316
302
—22
325
1
326
2
1
314
13
326
12
8
312
298
—26
324
20
324
272
—24
269
—27
285
—11
310
14
295
—1
285
—11
324
28
308
12
315
19
296
16
0
—20
18
34
—8
— 10
2
— 12
13
270
—26
277
—19
298
2
302
6
290
—6
304
8
316
20
312
16
296
13
П р и м е ч а н и е . Осадки приведены к однородному ряду, т. е. к показанию осадкомера Третьякова, и введены поправки
только на смачивание ведра. С учетом всех видов поправок норма годового слоя осадков равна 700 мм [14, 15].
п р о и з р а с т а н и я л е с о в подзон средней и ю ж н о й тайги ETC. П о э т о м у
п о л у ч е н н ы е з а к о н о м е р н о с т и по в л а г о п о т р е б л е н и ю л е с о в р а з н о г о
в о з р а с т а и их в л и я н и ю на сток р е к б у д у т с п р а в е д л и в ы и д л я после­
д у ю щ е г о 50—70-летнего п е р и о д а , если существенно не и з м е н и т с я
климат.
Широко распространено
мнение о том, что л е с у в е л и ч и в а е т
о с а д к и з а счет его п о в ы ш е н н о й д и н а м и ч е с к о й ш е р о х о в а т о с т и . П о ­
с л е д н я я з а т р у д н я е т д в и ж е н и е в о з д у ш н ы х масс, поэтому в о з д у ш -
Рис. 3.1. Осадкомер в кустарнике. (Валдайский филиал ГГИ [23].)
ный поток н а д лесом р е з к о п о д н и м а е т с я , что способствует допол­
нительной к о н д е н с а ц и и в л а г и , у в е л и ч е н и ю о б л а ч н о с т и и о с а д к о в .
О д н а к о к о л и ч е с т в е н н а я сторона т а к о г о процесса у в е л и ч е н и я о с а д ­
ков е щ е не о п р е д е л е н а и о б ъ е к т и в н о не д о к а з а н а . П о э т о м у п р а в о ­
мерно
поднят в печати в о п р о с : « В л и я е т ли лес на
осадки?»
(А. И. С у б б о т и н [79] ). С б о л ь ш и м сомнением к с у ж д е н и ю о по­
л о ж и т е л ь н о м в л и я н и и л е с а на о с а д к и относится А. А. С о к о л о в
[77] и а в т о р н а с т о я щ е й книги. Д е л о в том, что п р и н и м а е м о е уве­
л и ч е н и е о с а д к о в л е с о м на 5—10 % м е н ь ш е погрешности в е т р о в о г о
недоучета о с а д к о в . Стоит т о л ь к о у с т р а н и т ь ветер, и с к а ж а ю щ и й
ветровое поле вокруг о с а д к о м е р а , к а к о с а д к и с р а з у
увеличива­
ются. В. С. Г о л у б е в [21—23 и д р . его р а б о т ы ] , п о с в я т и в ш и й мно­
гие годы и с с л е д о в а н и ю этого я в л е н и я , р е к о м е н д у е т д л я о т к р ы т о й
местности у с т а н а в л и в а т ь о с а д к о м е р ы в к у с т а р н и к а х (рис. 3.1) или
в двойной
заборной
ветровой
з а щ и т е (рис. 3.2). Д л я л е с а
С. Ф. Ф е д о р о в [84—86] и а в т о р [12] р е к о м е н д у ю т у с т а н а в л и в а т ь
43
Рис. 3.2. Осадкомер в двойной заборной защите. (Валдайский филиал ГГИ [24].)
о с а д к о м е р ы на н е б о л ь ш и х п о л я н а х в г л у б и н е л е с а среди и з р е ж е н ного или н е в ы с о к о г о л и с т в е н н о г о д р е в о с т о я (см. рис. 3.2). П р и
этом с л е д у е т и з б е г а т ь н е б о л ь ш и х п о л я н среди в ы с о к о с т в о л ь н о г о
хвойного л е с а ( т а м о с а д к и з а в ы ш а ю т с я на 5—20%, см. т а б л . 3.3),
а т а к ж е б о л ь ш и х п о л я н или в ы р у б о к ( б о л е е 200 X 2 0 0 м ) , где
из-за в л и я н и я в е т р а ч а с т ь о с а д к о в не п о п а д а е т в о с а д к о м е р н ы е
приборы. Нельзя устанавливать сравниваемые (лес—поле) осад­
к о м е р н ы е п р и б о р ы в п р и о п у ш е ч н о й зоне, т. е. в 500—800 м от к р а я
л е с а , где д е й с т в и т е л ь н о
могут
наблюдаться
дополнительные
осадки.
Если соблюдать указанные условия установки
осадкомеров
в поле и в лесу и в ы п о л н я т ь все т р е б о в а н и я по и з м е р е н и ю о с а д к о в
Таблица 3.3
Соотношение осадков, достигающих поверхности почвы и выпадающих
над лесом [12, 35, 37]
Соотношение о с а д к о в в п е р и о д
В и д леса
Средняя
полнота л е с а
X-IV
V-IX
год
0,75
0,80
0,75
0,80
0,80
0,90
0,80
0,90
Еловый
0,8
0,4
Сосновый
0,8
0,4
0,75
0,80
0,80
0,90
Елово-сосновый
0,8
0,4
0,75
0,85
0,75
0,85
0,75
0,85
Смешанный
0,8
0,4
0,92
0,97
0,80
0,85
0,85
0,90
Лиственный
0,8
0,4
1,00
1,00
0,85
0,90
0,90
0,93
Кустарник лиственный с подростом
хвойных пород
1,0
0,95
0,80
0,85
Лес на вырубках в возрасте 10—
15 лет
0,5
1,00
0,85
0,90
Редколесье (смешанный лес) и обле­
сенные болота с угнетенной формой
развития древостоя
0,1—0,3
1,00
0,95
0,97
1,1—1,2
1,00
1,05
1,00
1,00
1,00
1,00
0,97
0,98
Поляны и вырубки небольших разме­
ров (шириной 50—200 м) среди вы­
сокоствольного хвойного леса [12,
85, 86]
То же среди изреженного лиственно­
го леса
Крупные вырубки (шириной более
400 м) с несомкнувшимся древо­
стоем [85, 86]
—
45
[ 6 2 ] , то м о ж н о з а ф и к с и р о в а т ь почти п о л н о е р а в е н с т в о в ы п а д а ю ­
щ и х о с а д к о в н а д этими э л е м е н т а м и л а н д ш а ф т а . М ы неодно­
к р а т н о у б е ж д а л и с ь в этом на основании многолетних э к с п е р и м е н ­
т а л ь н ы х и с с л е д о в а н и й на В а л д а е в р а з н ы х л е с а х и в К и р о в с к о й
области. Наличие таких трудно опровержимых данных привело
к тому, что в п о с л е д н е е д е с я т и л е т и е н е к о т о р ы е ученые, в частности
С. Ф. Ф е д о р о в , с т а л и с к л о н я т ь с я к в ы в о д у о т о м , что л е с н е с к о л ь к о
увеличивает только крупнокапельные (ливневые) летние осадки
и почти не в л и я е т на к о л и ч е с т в о о с а д к о в о с т а л ь н ы х п е р и о д о в года.
Тем с а м ы м н а м е ч а е т с я о т х о д от г о с п о д с т в у ю щ е й гипотезы турбу­
лентного увеличения осадков над лесом, так как мелкокапельные
жидкие и твердые осадки должны выше подниматься воздушным
потоком н а д л е с о м и б о л е е э ф ф е к т и в н о с п о с о б с т в о в а т ь у п л о т н е н и ю
к а п е л ь н о в о з д у ш н о й среды и у в е л и ч е н и ю о с а д к о в .
В т а к о й п о с т а н о в к е вопроса о т д е л ь н ы е у ч а с т к и м е л к о л е с ь я ,
р а з н о в о з р а с т н ы х в ы р у б о к , п о л я н ы и поля среди л е с о в не могут
п о в л и я т ь на о с а д к и н а д л е с о м , если р а с с м а т р и в а т ь к р у п н ы й л е с ­
ной м а с с и в . П о э т о м у а в т о р считает что количество о с а д к о в , в ы п а ­
д а ю щ и х н а д л е с о м , не з а в и с и т от его видового с о с т а в а , в ы с о т ы
и в о з р а с т а , н а л и ч и я п о л я н и в ы р у б о к , а з а в и с и т от г е о г р а ф и ч е ­
ского п о л о ж е н и я и высоты местности и з у ч а е м о г о о б ъ е к т а .
Все с к а з а н н о е в ы ш е относится т о л ь к о к р а в н и н н ы м р а й о н а м
лесной зоны ETC с о б л е с е н н о с т ь ю местности б о л е е 40 % и не мо­
ж е т б ы т ь р а с п р о с т р а н е н о на р а й о н ы , где л е с а р а с п о л а г а ю т с я пят­
н а м и среди полей.
3.2. Испарение осадков, з а д е р ж а н н ы х
кронами деревьев
Я в л е н и е з а д е р ж а н и я , или п е р е х в а т а , о с а д к о в к р о н а м и д е р е в ь е в
в е с ь м а полно о с в е щ е н о в научной л и т е р а т у р е . В о б о б щ е н н о м виде
д а н н ы е по з а д е р ж а н и ю
осадков кронами леса имеются
в ряде
р а б о т А. А. М о л ч а н о в а , С. Ф. Ф е д о р о в а , А. Г. Б у л а в к о , Н . А. Воронкова и а в т о р а [11, 16, 32—35, 37, 57—61, 84].
В н а с т о я щ е е в р е м я о б щ е п р и з н а н о , что та ч а с т ь о с а д к о в , кото­
р а я з а д е р ж а л а с ь в к р о н а х д е р е в ь е в и не д о с т и г л а почвы, р а с х о ­
д у е т с я в основном на и с п а р е н и е . Это п о л о ж е н и е с п р а в е д л и в о , если
рассматривать явление за длительные интервалы времени: для
ж и д к и х о с а д к о в — за д е к а д у — месяц, д л я т в е р д ы х — з а весь з и м ­
ний период, т. е. от н а ч а л а в ы п а д е н и я первых т в е р д ы х о с а д к о в д о
н а ч а л а интенсивного весеннего с н е г о т а я н и я в л е с а х , к о г д а весь
снег на к р о н а х д е р е в ь е в исчезнет. Т а к и м у с л о в и я м с о о т в е т с т в у ю т
д а н н ы е т а б л . 3.3, п о л у ч е н н ы е в р е з у л ь т а т е о б о б щ е н и я
большого
материала
экспериментальных
наблюдений,
выполнявшихся
в 1900—1980 гг. на т е р р и т о р и и ETC и в о т д е л ь н ы х с т р а н а х З а ­
п а д н о й Е в р о п ы . Эти д а н н ы е п о к а з ы в а ю т х о р о ш у ю с х о д и м о с т ь ре­
з у л ь т а т о в н а б л ю д е н и й при б л и з к о й полноте о д н о р о д н ы х по со­
с т а в у л е с о в , р а с п о л о ж е н н ы х в р а з н ы х р а й о н а х . Н а п р и м е р , в обоб­
щ е н и я х Б у л а в к о д л я Б е л о р у с с и и [11] з а д е р ж а н и е о с а д к о в з а
46
май—сентябрь высокополнотным разновозрастным хвойным лесом
с о с т а в л я е т 103 мм, или 2 5 % , а в л и с т в е н н ы х л е с а х 55 м м , или
1 4 % с у м м ы в ы п а в ш и х о с а д к о в , т . е . эти д а н н ы е р а с х о д я т с я с н а ­
ш и м и всего на 1—2 %. З и м н е е з а д е р ж а н и е о с а д к о в л и с т в е н н ы м
лесом с о в п а д а е т с н а ш и м и д а н н ы м и в п р е д е л а х 2 % . В р а б о т е
[11] д а ю т с я т а к ж е сведения по з а д е р ж а н и ю о с а д к о в л е с а м и р а з н о г о
возраста и полноты.
В т а б л . 3.3 п р и в о д я т с я о т н о с и т е л ь н ы е з н а ч е н и я о с а д к о в , д о ­
с т и г а ю щ и х поверхности почвы, в р а з н ы х по в и д о в о м у с о с т а в у и
п о л н о т е (густоте)
л е с а х вне з а в и с и м о с т и от их в о з р а с т а и в ы ­
соты. Э т о п о з в о л я е т п р о и з в о д и т ь м а с с о в ы е р а с ч е т ы з а д е р ж а н и я
осадков кронами различных лесов. Относительное количество за­
д е р ж а н и я о с а д к о в о п р е д е л я е т с я по т а б л . 3.3 к а к д о п о л н е н и е д о
е д и н и ц ы . Н а п р и м е р , з а д е р ж а н и е о с а д к о в в густых л е с а х ( п о л н о т а
0,8) р а в н о : в е л ь н и к а х 0,25, с о с н я к а х 0,20, с м е ш а н н ы х д р е в о с т о я х
0,15 и в л и с т в е н н ы х 0,10 от годовой с у м м ы о с а д к о в ,
выпавших
над лесом.
Д л я лесного массива з а д е р ж а н и е осадков лесом определяется
к а к с р е д н е е в з в е ш е н н о е з н а ч е н и е , т . е . с учетом п л о щ а д и , з а н и м а е ­
мой д а н н ы м видом и полнотой д р е в о с т о е в . Н а п р и м е р , в л е с у 6 Е ,
4 Ос полнотой 0,8 з а д е р ж а н и е и и с п а р е н и е о с а д к о в к р о н а м и д р е ­
востоев за год р а в н о (0,25-0,6 Е ) + (0,1 -0,4 О с ) = 0,19.
С л е д у е т у ч и т ы в а т ь , что на у ч а с т к а х с очень густым
спелым
е л о в ы м л е с о м ( п о л н о т а 0,9—1,0), а т а к ж е в густых м о л о д ы х
е л ь н и к а х з а д е р ж а н и е о с а д к о в д о с т и г а е т с о о т в е т с т в е н н о 30 и 35 % ,
а в густых м о л о д ы х с о с н я к а х — 2 5 % в ы п а в ш и х н а д лесом о с а д ­
ков х о л о д н о г о и т е п л о г о периодов года [11, 16, 33, 84].
П о с к о л ь к у видовой с о с т а в и п о л н о т а л е с а не о с т а ю т с я посто­
я н н ы м и в течение векового п е р и о д а его р о с т а , то и з а д е р ж а н и е
(испарение) осадков кронами деревьев претерпевает значитель­
ные и з м е н е н и я . З н а я и з м е н е н и я видового с о с т а в а д р е в о с т о е в (см.
т а б л . 2.5) и п р и м е р н ы е з н а ч е н и я его п о л н о т ы по ф а з а м р а з в и т и я
в о с с т а н а в л и в а ю щ е г о с я л е с а , р а с с ч и т а н о восемь типов хода испа­
р е н и я о с а д к о в с п о с л е д у ю щ и м о с р е д н е н и е м их по т р е м о с н о в н ы м
г р у п п а м . Х о д этого
и с п а р е н и я (Е с)
п р е д с т а в л е н в т а б л . 3.4,
а т а к ж е на рис. 3.8. В п е р в ы е годы п о с л е в ы р у б к и хвойного л е с а
осадки задерживаются кронами несрубленных деревьев и остав­
шегося п о д р о с т а , а т а к ж е р а з в и в а ю щ и м с я р а с т и т е л ь н ы м покро­
вом. П о п р о ш е с т в и и 10—15 л е т на в ы р у б к а х , з а р а с т а ю щ и х лист­
венным
молодняком
и кустарниками,
задержание
осадков
н е с к о л ь к о у в е л и ч и в а е т с я и р а в н о с у м м а р н о м у количеству з а д е р ­
ж а н и я о с а д к о в к р о н а м и древесной и напочвенной р а с т и т е л ь н о с т и .
В д а л ь н е й ш е м , с у в е л и ч е н и е м о б ъ е м а з е л е н о й м а с с ы крон з а д е р ­
жание увеличивается до количества, соответствующего листвен­
ным л е с а м , з а т е м с м е ш а н н ы м и, н а к о н е ц , х в о й н ы м д р е в о с т о я м
в п р и с п е в а ю щ е й ф а з е их р а з в и т и я — н а с т у п а е т м а к с и м у м з а д е р ­
ж а н и я осадков (вторая группа типов естественного восстановле­
ния л е с о в ) . В третьей группе, к о г д а п о с т о я н н о
рубят хвойные
древостой, м а к с и м у м з а д е р ж а н и я о с а д к о в
п р и х о д и т с я на л е с а
0
47
50—60-летнего в о з р а с т а , т а к к а к после в ы р у б к и хвойных д р е в о ­
стоев господствующее положение з а н и м а ю т лиственные породы.
В первой группе в о з о б н о в л е н и я лесов — по х в о й н ы м т и п а м — м а к ­
симум з а д е р ж а н и я о с а д к о в с о о т в е т с т в у е т м а к с и м а л ь н о м у р а з в и ­
тию крон, т. е. к 40—50 г о д а м . В д а л ь н е й ш е м , по мере о т м и р а н и я
крон, з а д е р ж а н и е о с а д к о в у м е н ь ш а е т с я и, п о с к о л ь к у оно з а в и с и т
от о б ъ е м а крон д е р е в ь е в , к о т о р ы й х а р а к т е р и з у е т м а с с у з е л е н о й
хвои и л и с т в ы , д о л ж н ы с у щ е с т в о в а т ь с в я з и м е ж д у з а д е р ж а н и е м
Рис. 3.3. Связь осадков, задержан­
ных кронами деревьев (Е
в % го­
довой суммы осадков над лесом) и
фитомассой (v') в лесах, восстанав­
ливающихся через хвойные (I, 2) и
лиственные (3, 4) формации деревьев.
ос
В о з р а с т л е с а : / и 3 — о т 10 д о 60 л е т . 2 и
4 — о т 65 д о 140 л е т .
о с а д к о в и ф и т о м а с с о й д р е в о с т о е в ( р и с . 3.3). С в я з и получены по
д а н н ы м т а б л . 3.4 и рис. 2.14. П р и этом с р е д н е в з в е ш е н н а я ф и т о Таблнца 3.4
Характеристика
•Еос (мм) в подзо­
не южной тайги
при л: = 725 мм
Группа типа
восстановлен.
леса
Задержание осадков (£„,.) кронами деревьев совместно с растительным
покровом в период восстановления лесов и сравнение с нормой
годовых осадков ( л ) в подзонах южной и средней тайги E T C
Возраст леса, число л е т после вырубки
5
10
20
30
40
50
60
80
i
п
ш
40
40
40
50
40
40
100
40
40
150
50
50
200
70
70
225
90
85
190
115
90
165
130
75
i
6
6
6
7
6
6
14
6
6
20
7
7
28
10
10
30
12
12
27
16
12
23
18
10
п
ш
100
120
140 125
135 125
80 80
19
19
10
17
17
10
140
125
125
80
17
17
10
П р и м е ч а н и е . Группа I включает 1—3-й типы, группа I I — 4—6-й типы
и группа I I I —7—8-й типы восстановления лесов (см. табл. 2.5).
48
м а с с а в ы ч и с л я л а с ь в соответствии с и з м е н е н и е м видового с о с т а в а
л е с о в по ф а з а м их р а з в и т и я (см. т а б л . 2.5).
3.3. Испарение под пологом леса
Этот в и д в л а г о п о т р е б л е н и я л е с н ы м к о м п л е к с о м с л а г а е т с я из
и с п а р е н и я с почвы, л и ш е н н о й р а с т и т е л ь н о с т и ( л е с н а я п о д с т и л к а ,
о п а д хвои и л и с т в ы ) ; с поверхности р а з л и ч н ы х мхов, в к л ю ч а я л и ­
шайники; испарения и транспирации
растительным
покровом
( р а з л и ч н ы е т р а в ы , к у с т а р н и ч к и ) , д р е в е с н ы м подростом и к у с т а р ­
н и к а м и , з а н и м а ю щ и м и т р е т и й я р у с . С у м м а р н о е и с п а р е н и е под
пологом л е с а о п р е д е л я е т с я к а к с р е д н е е в з в е ш е н н о е з н а ч е н и е , т . е .
с учетом п л о щ а д е й , з а н и м а е м ы х к а ж д ы м видом и с п а р я ю щ е й и
т р а н с п и р и р у ю щ е й поверхности. П о с к о л ь к у световой р е ж и м под
пологом л е с а и количество о с а д к о в , д о с т и г а ю щ и х почвы, и з м е н я ­
ются с в о з р а с т о м л е с а , то м е н я ю т с я : р е ж и м в л а ж н о с т и
почв,
виды лесной подстилки и напочвенной р а с т и т е л ь н о с т и и их ко­
л и ч е с т в е н н ы е соотношения на п л о щ а д и лесного у ч а с т к а . П о э т о м у
и с п а р е н и е под пологом л е с а не о с т а е т с я п о с т о я н н ы м в течение
векового п е р и о д а роста л е с а . Т а к а я д и н а м и к а и с п а р е н и я д л я чи­
стых ( о д н о в и д о в ы х ) в ы с о к о п о л н о т н ы х л е с о в п о к а з а н а в р а б о т а х
А. А. М о л ч а н о в а , в частности при р а с с м о т р е н и и водных б а л а н с о в
р а з н о в о з р а с т н ы х л е с о в ETC [58—60].
К н а с т о я щ е м у времени н а к о п л е н ы весьма о б ш и р н ы е д а н н ы е
н а б л ю д е н и й за и с п а р е н и е м с почвы и р а с т и т е л ь н о г о п о к р о в а под
пологом л е с а . Н а и б о л е е п о л н ы е р е з у л ь т а т ы м н о г о л е т н и х н а б л ю ­
дений п р и в о д я т с я С. Ф. Ф е д о р о в ы м [84] ( т а б л . 3.5). И з этих д а н ­
ных видна б о л ь ш а я и з м е н ч и в о с т ь и с п а р е н и я р а з л и ч н ы м и р а с т и ­
т е л ь н ы м и с о о б щ е с т в а м и : от 55 д о 185 мм, или от 30 д о 100 %, по
сравнению с наиболее влагопотребляемыми видами (злаково-осок о в ы м и ) и от 14 до 46 % по с р а в н е н и ю с с у м м а р н ы м и с п а р е н и е м
всего л е с н о г о к о м п л е к с а , п р е д с т а в л е н н о г о 10 Е, ед. С, Б , Ос в пе­
р и о д его р а з в и т и я с 70 до 85 лет.
К а ж д о й ф а з е р а з в и т и я л е с а п р и с у щ и свои с о о т н о ш е н и я пло­
щ а д е й , з а н я т ы х напочвенной р а с т и т е л ь н о с т ь ю (см. п. 2.3). П о ­
э т о м у с р е д н е в з в е ш е н н о е и с п а р е н и е под пологом л е с а б у д е т ме­
няться с в о з р а с т о м д р е в о с т о я .
Д л я е л о в о г о л е с а л о г а Т а е ж н о г о в в о з р а с т е 80 лет оно с о с т а в ­
л я л о 126 мм, или 31 % с у м м а р н о г о и с п а р е н и я этого лесного ком­
плекса [ 8 4 ] . Д л я в о д н о б а л а н с о в о й п л о щ а д и № 4, п о к р ы т о й ело­
вым д р е в о с т о е м
35-летнего
в о з р а с т а , полнотой
0,9, и с п а р е н и е
с почвы
( л е с н а я п о д с т и л к а , п р е д с т а в л е н н а я о п а д о м хвои, ред­
кое р а з н о т р а в ь е ) не п р е в ы ш а л о 80 мм и с о с т а в л я л о о к о л о 20 %
суммарного испарения с площадки за май—сентябрь.
С о о т н о ш е н и е м е ж д у и с п а р е н и е м под пологом всего е л о в о г о
л е с а л о г а Т а е ж н о г о и с л у г а не о с т а в а л о с ь п о с т о я н н ы м в течение
20-летнего периода н а б л ю д е н и й (1955—1974 г г . ) . Оно у в е л и ч и в а ­
л о с ь по м е р е в з р о с л е н и я л е с а и у м е н ь ш е н и я о б ъ е м а его кроны и
4
З а к а з № 322
49
Таблица 3,5
Средние многолетние значения испарения под пологом елового леса
на водосборе лога Таежного Валдайского филиала ГГИ, 1955—1967 гг. [84]
Испарение за май—сентябрь
Растительный покров
Злаково-осоковые
Папоротник
Малина
Брусника
Мох-сфагнум на болоте под лесом
IV кл. бонитета
Черника
Кислица на опаде хвои
Разные виды лесной подстилки без
растительности
Разнотравье на суходольном лугу
Среднее взвешенное с учетом площа­
ди водосбора, занятой каждым ви­
дом растительности
Водосбор с еловым лесом 80 лет, пол­
нотой 0,7, I кл. бонитета
в % к сум­
марному и с ­
парению с
водосбора
в % к
злаковоосоковым
в % к луго­
вой расти­
тельности
185
177
162
117
112
100
96
88
63
60
52
50
46
33
32
46
44
40
29
28
90
75
55
49
41
30
25
21
16
22
18
14
355
126
192
68
100
35
88
31
406
220
114
100
мм
с о с т а в л я л о : 33 % при среднем в о з р а с т е д р е в о с т о я 70 л е т , 38 % —
75 л е т , 42 % — 80 л е т и 43 % — 85 л е т . В н а с т о я щ е е
время
(1983 г.) средний в о з р а с т д р е в о с т о я в о д о с б о р а с о о т в е т с т в у е т при­
мерно 95—100 г о д а м
и под его с и л ь н о
изреженным пологом
( к р о н а д е р е в ь е в о с т а л а с ь в верхней третьи части с т в о л о в ) п р е о б ­
ладает высокая напочвенная растительность (папоротники, зла­
ково-осоковые, зонтичные, малина) и появился подрост листвен­
ных д е р е в ь е в и к у с т а р н и к о в . В соответствии с т а б л . 3.5 эти в и д ы
напочвенной
р а с т и т е л ь н о с т и по с р а в н е н и ю с л у г о м и с п а р я ю т
50 % в л а г и , а с учетом всех в и д о в р а с т и т е л ь н о с т и , в к л ю ч а я б о ­
л о т н ы е , и с п а р е н и е под пологом л е с а в о д о с б о р а с о с т а в л я е т о к о л о
47 % и с п а р е н и я с л у г а .
П о данным многолетних наблюдений Подмосковной воднобал а н с о в о й с т а н ц и и [ 8 0 ] , и с п а р е н и е с р а з н о т р а в ь я под пологом бе­
р е з о в о г о л е с а ( п р и м е р н ы й состав 9 Б , 1 Е, ед. О с , С с р е д к и м
еловым
подростом) за
май—сентябрь
составляло в среднем
135 м м , или 4 6 % и с п а р е н и я с р а з н о т р а в ь я с у х о д о л ь н о г о л у г а
( т а б л . 3.6). Э т о с о о т н о ш е н и е в течение трех п я т и л е т и й не о с т а в а ­
л о с ь п о с т о я н н ы м , ч т о м о г л о о б у с л о в л и в а т ь с я р а з л и ч н о й световой
з а т е н е н н о с т ь ю почвы и н е о д и н а к о в ы м к о л и ч е с т в о м в ней в л а г и ,
доступной д л я роста т р а в я н о г о п о к р о в а . П о х о ж е , что в 4 5 - л е т н е м
лесу появились наиболее благоприятные условия д л я произраста­
ния напочвенной р а с т и т е л ь н о с т и и д р е в е с н о г о п о д р о с т а . Эти д а н ­
ные к а к бы п о д т в е р ж д а ю т н а ш и м н о г о л е т н и е н а б л ю д е н и я з а со­
стоянием
растительности
под пологом л е с о в и п р е д п о л о ж е н и е
50
Таблица 3.6
Средние многолетние значения испарения за май—сентябрь с суходольного луга
и под пологом березового леса в разные фазы его развития
(Подмосковная воднобалансовая станция [80])
П е р и о д , годы
1959—63
1964—68
1968—73
1974—80
1964—80
Примерный возраст и пол­
нота л е с а
35
40
45
51
45
лет; 0,9
лет; 0,8
лет; 0,7
год; 0,7
лет; 0,7
Испарение с
лугового
разнотравья,
мм
310
300
265
325
295
И с п а р е н и е с лесного р а з ­
нотравья
мм
в % к лугу
130
145
133
135
43
55
41
46
о т о м , что р а з в и т и е н а п о ч в е н н о г о покрова в л е с а х м о ж е т иметь
несколько наиболее благоприятных периодов — апогеев.
П о с р а в н е н и ю с е л о в ы м л е с о м той ж е п о л н о т ы и к л а с с а воз­
р а с т а ( с м . т а б л . 3.5) с о о т н о ш е н и е и с п а р е н и я под пологом л е с а и
с л у г а б о л ь ш е в б е р е з о в о м лесу (46 % ), чем в еловом (35 % )• П о
сравнению с лугом испарение с разнотравья в березовом лесу
к о н к у р и р у е т с м а л и н о й и п а п о р о т н и к о м , п о с е л я ю щ и м и с я в ело­
вых л е с а х на п р о г а л и н а х и на у ч а с т к а х л е с а полнотой менее 0,6,
т . е . на более о с в е щ е н н ы х у ч а с т к а х .
П о о т н о ш е н и ю к с р е д н е м у м н о г о л е т н е м у с л о ю о с а д к о в , выпа­
д а ю щ и х в м а е — с е н т я б р е н а д л е с о м , и с п а р е н и е под пологом 45л е т н е г о б е р е з о в о г о л е с а с о с т а в л я л о 3 4 % , под пологом е л о в о г о
80-летнего д р е в о с т о я — 2 7 % и 3 5 - л е т н е г о — 1 7 % ( о с а д к и в бе­
р е з о в о м и е л о в о м л е с а х б ы л и с о о т в е т с т в е н н о р а в н ы 400 и 460 м м ) .
Это т а к ж е у к а з ы в а е т на п о т е н ц и а л ь н о е п р е в ы ш е н и е и с п а р е н и я
с почвы и напочвенной р а с т и т е л ь н о с т и в л и с т в е н н ы х л е с а х по
сравнению с еловыми.
П о н а б л ю д е н и я м А. А. М о л ч а н о в а в М о с к о в с к о й о б л а с т и , сум­
м а р н о е и с п а р е н и е с почвы и напочвенной р а с т и т е л ь н о с т и под по­
логом л е с а з а м а й — с е н т я б р ь с о с т а в л я л о : со с п л о ш н о г о покрова
из в е й н и к а 205 мм ( п р и н и м а е м ы м за 1 0 0 % ) , п е р л о в н и к а 143 мм
( 7 0 % ) , к и с л и ц ы 151 мм ( 7 4 % ) , б р у с н и к и 129 м м ( 6 3 % ) и чер­
ники 116 мм ( 5 7 % ) , т . е . в д а н н о м л е с у с о о т н о ш е н и я и с п а р е н и я
с р а з н ы х поверхностей з а н е с к о л ь к о л е т н а б л ю д е н и й б ы л и б л и з к и
к у к а з а н н ы м в т а б л . 3.5.
А н а л о г и ч н ы е с о о т н о ш е н и я м е ж д у и с п а р е н и е м с о т д е л ь н ы х ви­
д о в н а п о ч в е н н о г о п о к р о в а п о д пологом л е с а , а т а к ж е с л у г а р а с ­
с м а т р и в а л и с ь р я д о м д р у г и х и с с л е д о в а т е л е й з а к о н к р е т н ы е годы,
но во многих с л у ч а я х при этом не известен в о з р а с т и п о л н о т а
л е с а . К а к п о к а з а н о в [ 8 4 ] , с у м м а р н о е и с п а р е н и е под пологом
е л о в о г о л е с а при с р е д н е м м н о г о л е т н е м з н а ч е н и и 125 м м и з м е н я ­
ется в о т д е л ь н ы е годы от 100 д о 150 мм и з а в и с и т от с о ч е т а н и я
т е п л а и в л а г и , т . е . р а д и а ц и о н н о г о индекса сухости. В б е р е з о в о м
4*
51
лесу [80] и с п а р е н и е под пологом леса
изменялось
от 90 д о
180 мм, а его соотношение с и с п а р е н и е м л у г о в о г о р а з н о т р а в ь я —
от 0,3 д о 0,6. П о э т о м у при н а л и ч и и д а н н ы х по о т д е л ь н ы м г о д а м
д л я о п р е д е л е н и я средних м н о г о л е т н и х соотношений м е ж д у испа­
рением к а к и х - л и б о в и д о в н а п о ч в е н н о й р а с т и т е л ь н о с т и и испа­
рением со всего л е с а или луга или с и с п а р я е м о с т ь ю п р и х о д и т с я
о т ы с к и в а т ь годы с м е т е о р о л о г и ч е с к и м и
условиями,
близкими
к средним значениям осадков, температуры воздуха и испаряе­
мости.
В позднеосенние м е с я ц ы года ( о к т я б р ь — н о я б р ь ) и с п а р е н и е
с почвы и снега в л е с у п р и м е р н о р а в н о п о л о в и н е и с п а р е н и я в поле.
П о с л е д н е е очень б л и з к о к и с п а р я е м о с т и [84] и в с р е д н е м р а в н о
10 мм в р а й о н а х средней и 15—20 мм ю ж н о й т а е ж н ы х подзон
ETC.
З а д е к а б р ь — м а р т и с п а р е н и е в поле с о с т а в л я е т о к о л о 30 м м ,
а под пологом
л е с а 5—10 мм, чем в основном и о б ъ я с н я е т с я
п р е в ы ш е н и е с н е г о з а п а с о в к концу з и м ы в л е с а х (на 20 м м ) по
с р а в н е н и ю с полем [ 3 9 ] . П р и э т о м и с п а р е н и е со снега на в ы р у б ­
ках и в л и с т в е н н ы х л е с а х с о с т а в л я е т п р и м е р н о 10 мм, а в хвой­
н ы х — 5 м м . О д н а к о с у м м а р н о е и с п а р е н и е в хвойных л е с а х (с по­
верхности с н е ж н о г о покрова и о с а д к о в , з а д е р ж а н н ы х
кронами
д е р е в ь е в ) д о с т и г а е т 30—40 мм и, по мнению Ф е д о р о в а [84], превы­
ш а е т и с п а р е н и е с поверхности снега в поле на 25 %•
В р а н н и й весенний период ( а п р е л ь — н а ч а л о м а я ) и с п а р е н и е
под пологом леса почти не з а в и с и т от вида л е с н о й п о д с т и л к и и
р а с т и т е л ь н о г о п о к р о в а и б л и з к о к и с п а р я е м о с т и . П о д а н н ы м экс­
педиционных и с с л е д о в а н и й в б а с с е й н е р. В я т к и , за этот п е р и о д
года у с т а н о в л е н ы с о о т н о ш е н и я м е ж д у и с п а р е н и е м в р а з л и ч н ы х
лесах, дефицитом влажности воздуха, а т а к ж е
о с а д к а м и [36]
и п о л у ч е н о с р е д н е е м н о г о л е т н е е и с п а р е н и е с р а з л и ч н ы х поверх­
ностей ( т а б л . 3.7). В соответствии с этими д а н н ы м и и с п а р е н и е
Таблица 3.7
Средние значения составляющих суммарного испарения (мм) с поля и леса
в ранний весенний период (апрель) в бассейне р. Вятки за 1951 — 1977 гг.
Испарение
Угодье
Поле
Лес полнотой 0,7:
лиственный
смешанный
хвойный
смешанный с преобла­
данием хвойных пород
Вырубки свежие размером более 300 м
52
Транспирация
Наполнение
стволов д е ­
ревьев в о д о й
Сумма
со
снега
С
ПОЧВЫ
осадков с
крон д е ­
ревьев
8
22
0
0
0
30
5
6
6
6
10
8
6
6
0
4
7
6
0
5
9
8
3
4
5
4
18
27
33
30
8
12
0
0
0
20
[38]
с поверхности т а ю щ е г о снега в р а з л и ч н ы х л е с а х п р и м е р н о одина­
ково (5—6 м м ) . И с п а р е н и е с почвы, о с в о б о д и в ш е й с я от снега,
н а и б о л ь ш е е в л и с т в е н н о м л е с у (10 м м ) и н а и м е н ь ш е е в х в о й н о м
(6 м м ) . П о о т н о ш е н и ю к полю ( о з и м ь , з я б л е в а я п а х о т а и л у г
в р а в н ы х с о о т н о ш е н и я х ) и с п а р е н и е со снега и с почвы в р а з л и ч ­
ных л е с а х с о с т а в л я е т от 40 д о 5 0 % , а с к р у п н ы х в ы р у б о к и по­
л я н — 6 5 % - П о о т н о ш е н и ю к с у м м а р н о м у и с п а р е н и ю со всего
леса и с п а р е н и е под его п о л о г о м со снега и с почвы с о с т а в л я е т
5 0 % ; в лиственном лесу 8 0 % , в
смешанном 5 0 % , в хвойном
3 6 % , а на в ы р у б к а х 60—70 % . С у м м а р н о е и с п а р е н и е со с м е ш а н ­
ного л е с а р а в н о и с п а р е н и ю с поля [36, 3 9 ] .
Приведенные выше соотношения д л я
весеннего
испарения
в р а з л и ч н ы х л е с а х б ы л и и с п о л ь з о в а н ы а в т о р о м при оценке со­
ставляющих влагопотребления лесных комплексов и в расчетах
их водного б а л а н с а . С л е д у е т у к а з а т ь , что в а п р е л е с у м м а р н о е
и с п а р е н и е с леса в р а з л и ч н ы х
п у н к т а х лесной
зоны ETC со­
с т а в л я е т 7—9 % годовой с у м м ы и с п а р е н и я , т. е. от 30 д о 45 мм
[15, 8 4 ] .
Н а в ы р у б к а х и с п а р е н и е за т е п л ы й период ( м а й — с е н т я б р ь ) не
о с т а е т с я п о с т о я н н ы м от года к году и з а в и с и т от интенсивности
з а р а с т а н и я в ы р у б л е н н ы х у ч а с т к о в р а с т и т е л ь н ы м покровом и дре­
весными п о р о д а м и .
В первый год с поверхности в ы р у б к и и с п а р я е т с я
примерно
50 % с у м м а р н о г о и с п а р е н и я б ы в ш е г о и о к р у ж а ю щ е г о в ы р у б к у
л е с а . П р и э т о м б ы в ш и е в л е с у в и д ы напочвенной р а с т и т е л ь н о с т и
у г н е т а ю т с я на в ы р у б к а х о б и л и е м света и т е п л а и б о л ь ш а я их
часть в ы п а д а е т . Д а ж е е л о в ы й подрост п е р е ж и в а е т с т а д и ю угне­
тения и п л о х о р а з в и в а е т с я .
Н а второй год в ы р у б к а з а с е л я е т с я свето- и в л а г о л ю б и в ы м и
растениями, а также лиственными породами деревьев. Испарение
н а ч и н а е т в о з р а с т а т ь с о с т а в л я я 55—60 % с у м м а р н о г о и с п а р е н и я
бывшего леса.
Н а т р е т и й — ш е с т о й год р а с т и т е л ь н ы й покров е щ е б о л ь ш е р а з ­
р а с т а е т с я . О б ъ е м его зеленой м а с с ы к п я т о м у - ш е с т о м у году д о с т и ­
гает а п о г е я , и и с п а р е н и е у в е л и ч и в а е т с я д о 70—80 % с у м м а р н о г о
и с п а р е н и я б ы в ш е г о л е с а . В д а л ь н е й ш е м р а с т и т е л ь н ы й покров
начинает
угнетаться подрастающей древесной растительностью
и и с п а р е н и е на в ы р у б к а х 7—10-летней д а в н о с т и не м е н я е т с я и
о с т а е т с я на достигнутом р а н е е з н а ч е н и и (70—80 % ).
Н а в ы р у б к а х 10—12-летней д а в н о с т и с у м м а р н о е
испарение
с л е д у е т п о д р а з д е л я т ь на с о с т а в л я ю щ и е : и с п а р е н и е с почвы и н а ­
почвенной р а с т и т е л ь н о с т и , и с п а р е н и е о с а д к о в с крон д е р е в ь е в и
транспирацию древесной растительности. Первый вид испарения
н а ч и н а е т у м е н ь ш а т ь с я , а о с т а л ь н ы е д в а вида — у в е л и ч и в а т ь с я ,
особенно т р а н с п и р а ц и я .
О п и с а н н ы й х о д и з м е н е н и я и с п а р е н и я с почвы и р а с т и т е л ь н о г о
п о к р о в а о б щ е п р и з н а н в научной л и т е р а т у р е и не в ы з ы в а е т со­
мнений, тем более что в п о с л е д н и е годы б ы л и с у щ е с т в е н н о у т о ч ­
нены з н а ч е н и я и погодичный х о д и с п а р е н и я с в ы р у б о к .
53
Приведем несколько примеров. П о данным экспериментальных
и с с л е д о в а н и й С. Ф. Ф е д о р о в а [85, 8 6 ] , и с п а р е н и е на в ы р у б к а х
з а в и с и т п р е ж д е всего от их д а в н о с т и , р а з м е р а и с о о т н о ш е н и я
т е п л а и в л а г и т е к у щ е г о года. Д л я р а з н ы х по м е т е о р о л о г и ч е с к и м
у с л о в и я м л е т (1973—1978 гг.) и с п а р е н и е с в ы р у б о к £ ы по с р а в ­
н е н и ю с с у м м а р н ы м и с п а р е н и е м с п е л ы х е л о в ы х и сосновых л е с о в
Е с о с т а в л я л о за т е п л ы й п е р и о д года от 50—55 % на 1—2-летних
в ы р у б к а х д о 77—80 % на 6—9-летних ( т а б л . 3.8). П р и о д и н а к о в ы х
В
Р
Таблица 3.8
Соотношение испарения (%) с вырубок разной давности £ ы и суммарного
испарения спелого леса Е в районе Валдая [86]
В
Р
Окружающий вырубку спелый л е с
Год
Давность
вырубки,
число
лет
ельниккисличник
£
вь,р/
1973
1974
1976
1
2
4
50
58
73
1977
1978
1978
5
6
9
75
80
—
£
сосняк-брусничник
Среднее
£
£
вь,р/
52
63
69
74
80
£
вь,р/
Е
поверхность вырубки
Лесная подстилка
Лесная подстилка и вейник
Вейннк
Вейник с подростом
сосны и березы
50
55
68
72
77
80
м е т е о р о л о г и ч е с к и х у с л о в и я х 1973 и 1974 гг. с р е д н е е с о о т н о ш е н и е
Евыр/Ё по р я д у 1—2-летних в ы р у б о к р а з н ы х р а з м е р о в соответст­
в о в а л о 5 6 % , а 6—7-летних — 7 0 % [ 8 6 ] . О с а д к и в лесу и на вы­
рубках принимались одинаковыми.
Р е з к о е с н и ж е н и е и с п а р е н и я на в ы р у б к а х (в 1,5—2,0 р а з а ) по
с р а в н е н и ю с с у м м а р н ы м и с п а р е н и е м спелого л е с а о б у с л о в л и в а е т
е ж е г о д н ы й « н е д о р а с х о д » в л а г и л е т о м в с у г л и н и с т ы х почво-грун­
т а х от 20 д о 60 мм и в п е с ч а н ы х от 20 д о 40 м м . О д н о в р е м е н н о
у р о в н и г р у н т о в ы х в о д на в ы р у б к а х стоят в ы ш е на 20—50 см, чем
на контрольных участках в лесах [86]. Аналогичный режим наб­
л ю д а л с я н а м и в 1977—1979 гг. на в ы р у б к а х и в л е с а х К и р о в с к о й
области.
Я в л е н и е у в е л и ч е н и я з а п а с о в в л а г и в почве после р у б к и л е с а
и меры борьбы с заболачиванием вырубленных площадей описаны
м н о г и м и и с с л е д о в а т е л я м и [5, 46, 58, 59, 63 и д р . ] . В частности,
А. А. М о л ч а н о в ы м [59] о п и с ы в а ю т с я типичные процессы з а р а с т а ­
ния р а з л и ч н ы х в ы р у б о к , смены в и д о в о г о н а п о ч в е н н о г о п о к р о в а , и
д а ю т с я р е к о м е н д а ц и и по б и о л о г и ч е с к и м м е т о д а м р а з б о л а ч и в а н и я
лесосек.
О т интенсивности з а р а с т а н и я в ы р у б о к з а в и с и т и н т е н с и в н о с т ь
н а р а с т а н и я и с п а р е н и я и его п р и б л и ж е н и е к с у м м а р н о м у и с п а р е 54
нию спелого л е с а . А. В . Л е б е д е в [ 4 8 ] , в ы п о л н я в ш и й э к с п е р и м е н ­
т а л ь н ы е в о д н о б а л а н с о в ы е и с с л е д о в а н и я на з а п а д н ы х
склонах
С а я н , у к а з ы в а е т : « . . . при в ы р у б к а х л е с а р е з к о и з м е н я ю т с я к а к
с т р у к т у р а водного б а л а н с а , т а к и п р о т и в о э р о з и о н н ы е с в о й с т в а
лесных к о м п л е к с о в . Н а э к с п е р и м е н т а л ь н о м водосборе снегозапасы у в е л и ч и в а л и с ь на 20—35 м м , с у м м а р н о е и с п а р е н и е в п е р в ы й
год м е н ь ш е , чем в лесу, на 40 % , на третий год — т о л ь к о на 22 %•
В ы р а в н и в а н и е и с п а р е н и я на в ы р у б к а х и в л е с у п р о и с х о д и т в ос­
новном за счет з а р а с т а н и я в ы р у б к и м о щ н ы м т р а в я н ы м п о к р о в о м »
( т а б л . 3.9).
Таблица З.Э
Изменение суммарного испарения на вырубках 1974 г. и в лесу
по экспериментальным исследованиям в Западном Саяне [48]
Испарение, мм
Год
Вырубка, л е с
за весну
(IV-V)
за летне-осенний п е ­
риод ( V I - X )
за г о д
1975
Вырубка
Лес
Вырубка/лес
30
65
0,46
325
510
0,64
360
595
0,60
1976
Вырубка
Лес
Вырубка/лес
30
70
0,43
360
480
0,75
395
575
0,68
1977
Вырубка
Лес
Вырубка/лес
30
70
0,43
450
530
0,85
485
620
0,78
П р и м е ч а н и е . Состав леса 6К, 4Пх + Б, возраст кедра — 150—200 лет,
пихты 120 лет; класс бонитета I I , запас древесины 300 м /га.
3
П о д а н н ы м 10-летних в о д н о б а л а н с о в ы х и с с л е д о в а н и й в д у б р а ­
в а х л е с о с т е п н о й зоны ETC [ 6 0 ] , с у м м а р н о е годовое и с п а р е н и е н а
вырубках также быстро приблизилось к суммарному испарению
100-летнего л е с а (440 м м ) , но з а т е м с н и з и л о с ь з а счет з а т е н е н и я
травяного покрова древесным подростом. Эксперименты проводи­
л и с ь на четырех в ы р у б к а х ш и р и н о й от 100 до 300 м. П о о т н о ш е ­
нию к с п е л о м у лесу и с п а р е н и е с в ы р у б о к с о с т а в и л о : в п е р в ы е 1 —
2 года 0,70, в п о с л е д у ю щ и е 3—4 г о д а — 0,91, 5—6 л е т — 0,91, 7—
8 л е т — 0,84 и в целом з а 8 л е т — 0,84. Н а в ы р у б к а х м а л ы х р а з ­
меров и с п а р е н и е б ы л о б о л ь ш е на 20 %•
Таким образом, резкое снижение испарения с вырубленных
у ч а с т к о в по с р а в н е н и ю с с у м м а р н ы м и с п а р е н и е м с п е л ы х л е с о в от­
м е ч а е т с я во всех к л и м а т и ч е с к и х з о н а х , в к л ю ч а я г о р н ы е р а й о н ы .
О д н а к о интенсивность з а р а с т а н и я в ы р у б о к и у в е л и ч е н и я и с п а р е ­
ния с них р а з л и ч н а и в с е в е р н ы х р а й о н а х м е н ь ш е , чем в ю ж н ы х .
55
П о с р а в н е н и ю с и с п а р е н и е м под пологом с п е л о г о л е с а и с п а р е ­
ние на в ы р у б к а х з н а ч и т е л ь н о б о л ь ш е : в 1,2—1,5 р а з а на в ы р у б ­
к а х 1—2-летней д а в н о с т и и в 1,5—2 р а з а на в ы р у б к а х 5—7 лет.
Н и ж н и й предел у в е л и ч е н и я и с п а р е н и я относится к л и с т в е н ы м и
с м е ш а н ы м л е с а м , а верхний — к в ы с о к о п о л н о т н ы м хвойным ле­
сам подзон средней и ю ж н о й т а й г и ETC.
В соответствии с р а с с м о т р е н н ы м и в ы ш е з а к о н о м е р н о с т я м и из­
менений с у м м а р н о г о и с п а р е н и я с в ы р у б о к и под пологом р а з в и ­
вающегося леса автором приняты дифференцированные значения
этого вида и с п а р е н и я д л я всех ф а з роста нового л е с а ( т а б л . 3.10).
Таблица 3.10
Изменение испарения с почвы и напочвенной растительности (Е„), включая
кустарники и третий ярус древостоя, и соотношений к испарению под пологом
100-летнего, преимущественно хвойного леса (E /£nioo) по I — I I I группам
типов восстановления таежных лесов ETC
n
Е
п
Возраст леса,
число л е т
п о с л е вы­
рубки
1
2
4
7
10
15
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
140
(мм) в п о д з о н е южной тайги
^n/i?nioo в подзонах южной и с р е д н е й тайги
при х = 7 2 5 мм и £ " = 4 7 5 мм
I
п
ш
I
п
ш
средн.
170
190
210
220
205
190
160
135
ПО
105
105
115
130
140
145
150
155
170
190
210
220
210
200
180
160
180
200
210
185
160
150
145
150
155
170
190
210
220
210
200
180
160
180
200
220
230
220
210
205
210
210
1,20
1,40
1,45
1,55
1,40
1,30
1,10
0,95
0,75
0,70
0,70
0,80
0,90
0,97
1,00
1,05
1,07
1,20
1,40
1,45
1,55
1,45
1,40
1,25
1,10
1,25
1,40
1,45
1,25
1,10
1,05
1,00
1,05
1,07
1,20
1,40
1,45
1,55
1,45
1,40
1,25
1,10
1,25
1,40
1,50
1,60
1,50
1,45
1,40
1,45
1,45
1,20
1,40
1,45
1,55
1,43
1,37
1,20
1,05
1,08
1,16
1,22
1,22
1,16
1,16
1,13
1,18
1,20
Ход и с п а р е н и я р а з л и ч е н д л я к а ж д о й группы в о с с т а н о в л е н и я л е с о в
(см. рис. 3.8). Он н а и б о л е е к о н т р а с т е н при п о с а д к а х л е с а и л е с о в о с с т а н о в л е н и и через хвойные д р е в о с т о й ( I г р у п п а ) . Н а б л ю д а е т с я
один м а к с и м у м и с п а р е н и я на в ы р у б к а х и один м и н и м у м — в 40—
60-летних
густых хвойных
древостоях. В последующие
годы
с у м е н ь ш е н и е м о б ъ е м а м а с с ы и п л о щ а д и крон д е р е в ь е в и с п а р е н и е
возрастает.
П р и в о з о б н о в л е н и и хвойных д р е в о с т о е в через л и с т в е н н ы е ф о р ­
м а ц и и ( I I г р у п п а ) в ходе и с п а р е н и я с почвы и напочвенной р а с т и ­
тельности и м е ю т место д в а м а к с и м у м а и д в а м и н и м у м а . П е р в ы й
м а к с и м у м — на в ы р у б к а х . З а т е м по м е р е р а з в и т и я крон листвен­
ных д е р е в ь е в н а п о ч в е н н а я р а с т и т е л ь н о с т ь у г н е т а е т с я , в ы п а д а е т и
в и д о и з м е н я е т с я , и и с п а р е н и е с н и ж а е т с я (к 30—35 г о д а м ) д о з н а 56
чений, с о о т в е т с т в у ю щ и х с т а р ы м л е с а м . Н о л и с т в е н н ы е д р е в о с т о й ,
к о н к у р и р у я м е ж д у собой, р а з р е ж а ю т с я , их крона редеет, и к мо­
менту в ы х о д а хвойных д е р е в ь е в в п е р в ы й я р у с (50—60 л е т ) л и с т ­
венные д е р е в ь я д о с т и г а ю т ф а з ы з р е л о с т и , и их к р о н а
занимает
в основном верхние части с т в о л о в . Л е с « п р о с в е т л я е т с я » , и испа­
рение под пологом леса снова д о с т и г а е т м а к с и м у м а . П о м е р е р а з ­
в и т и я х в о й н ы х д е р е в ь е в и о т м и р а н и я л и с т в е н н ы х полог л е с а с н о в а
с м ы к а е т с я и испарение у м е н ь ш а е т с я . Второй м и н и м у м и с п а р е н и я
н а с т у п а е т в л е с а х 100-летнего в о з р а с т а , после чего н а ч и н а е т с я
увеличение
испарения,
так как лес стареет и
о б ъ е м его кроны м е д л е н ­
но у м е н ь ш а е т с я .
В третьей группе вос­
с т а н о в л е н и я л е с о в ход ис­
п а р е н и я до 50—60 л е т
полностью совпадает схо­
дом второй группы. Н о
с н а ч а л о м р у б к и хвойных
древостоев
и
частично
с п е л ы х л и с т в е н н ы х испа-
Рис. 3.4. Связь суммарного ис­
парения с почвы и напочвенной
растительности с объемом фитомассы v' крон деревьев, вос­
станавливающихся через хвой­
ные древостой в подзоне юж­
ной тайги ETC.
У точек у к а з а н в о з р а с т
леса.
рение п р о д о л ж а е т у в е л и ч и в а т ь с я д о н а ч а л а с т а р е н и я и в ы п а д е н и я
л и с т в е н н ы х д р е в о с т о е в (60—70 л е т ) . П о с л е этого оно н е с к о л ь к о
с н и ж а е т с я за счет з а т е н е н и я интенсивно р а з в и в а ю щ и м и с я моло­
д ы м и л и с т в е н н ы м и и хвойными д е р е в ь я м и . В т а к о м л е с у из-за по­
стоянной р у б к и хвойных пород все в р е м я п р е о б л а д а ю т л и с т в е н н ы е
древостой и н а б л ю д а е т с я много п р о г а л и н на месте с р у б л е н н ы х де­
р е в ь е в . Т а к и е леса типичны д л я р я д а р а й о н о в ю ж н о й т а й г и , в ча­
стности П о д м о с к о в ь я .
П р и в е д е н н ы е в т а б л . 3.10 з н а ч е н и я р а с с ч и т а н ы с учетом и з л о ­
ж е н н о г о в ы ш е р а з в и т и я д р е в о с т о е в , их ф и т о м а с с ы и смены в и д о в
напочвенной р а с т и т е л ь н о с т и . И с х о д н ы м и с л у ж и л и д а н н ы е т а б л . 2.5
и м а т е р и а л ы н а б л ю д е н и й з а и с п а р е н и е м под пологом р а з л и ч н ы х
л е с о в , т . е . р а з л и ч н о г о н а п о ч в е н н о г о п о к р о в а , мха и л е с н о й под­
с т и л к и . В соответствии с ф а з а м и р а з в и т и я лесов (см. т а б л . 2.5)
виды н а п о ч в е н н о й р а с т и т е л ь н о с т и к о м п а н о в а л и с ь в р а з л и ч н ы х со­
ч е т а н и я х по п л о щ а д и лесных у ч а с т к о в и в ы ч и с л я л о с ь с р е д н е в з в е ­
ш е н н о е з н а ч е н и е и с п а р е н и я п о д пологом л е с о в . М е т о д и к а т а к о г о
57
в ы ч и с л е н и я и с п а р е н и я и з л о ж е н а С. Ф. Ф е д о р о в ы м [84] при опре­
д е л е н и и с у м м а р н о г о и с п а р е н и я под пологом л е с а со всего водо­
сбора лога Таежного.
П о с к о л ь к у о б ъ е м крон ( ф и т о м а с с ы ) во многом о п р е д е л я е т сте­
пень з а т е н е н н о с т и почвы, а п о с л е д н я я в л и я е т на р а з в и т и е напоч­
венной р а с т и т е л ь н о с т и , то д о л ж н ы иметь место з а в и с и м о с т и м е ж д у
о б ъ е м о м ф и т о м а с с ы и с у м м а р н ы м и с п а р е н и е м с почвы и напоч­
венной р а с т и т е л ь н о с т и . П р и м е р н ы й вид т а к о й з а в и с и м о с т и д л я вос­
станавливающихся
лесов через
хвойные древостой ( I группа)
п р е д с т а в л е н на рис. 3.4, при этом и с п о л ь з о в а л и с ь д а н н ы е т а б л . 3.10
и рис. 2.14. Д л я других групп в о с с т а н о в л е н и я л е с о в с в я з и р а с п а ­
даются
на д в е ветви, с о о т в е т с т в у ю щ и е л и с т в е н н ы м
(от 10 д о
40 л е т ) и х в о й н ы м (от 80 д о 140 л е т ) ф о р м а ц и я м р а з в и т и я д р е в о ­
стоев. Э т о , п о - в и д и м о м у , о б у с л о в л и в а е т с я р а з н о й степенью з а т е ­
нения почв л и с т в е н н ы м и и х в о й н ы м и д р е в о с т о я м и , а т а к ж е п о я в л е ­
н и е м п р о г а л и н на месте у с о х ш и х и в ы п а в ш и х от с т а р о с т и л и с т в е н ­
ных д р е в о с т о е в в п е р е х о д н ы й п е р и о д р а з в и т и я л е с о в (45—75 л е т ) .
3.4. Транспирация зеленой массой древостоя
Наиболее существенной составляющей суммарного испарения
является транспирация кронами деревьев. В спелых древостоях
она с о с т а в л я е т о к о л о 50 % в а л о в о г о р а с х о д а в л а г и з а г о д и в а р ь ­
ирует от 30 д о 60 % в з а в и с и м о с т и от вида л е с а и его г е о г р а ф и ч е ­
ского положения.
П о д а н н ы м Ф е д о р о в а [84, 8 7 ] , в с п е л ы х е л о в ы х д р е в о с т о я х
полнотой 0,7 р а с х о д в о д ы на т р а н с п и р а ц и ю з а м а й — с е н т я б р ь со­
с т а в л я е т в с р е д н е м 43 %, а з а год 38 % с у м м а р н о г о и с п а р е н и я .
П о и с с л е д о в а н и я м М о л ч а н о в а , д л я р а з л и ч н ы х по в и д о в о м у со­
ставу высокополнотных спелых древостоев значение транспирации
в с р е д н е м р а в н о 57 % с у м м а р н о г о и с п а р е н и я л е с а з а год, в том
числе е л ь н и к о в 48 % [ 5 8 ] ; в т а е ж н о й
подзоне ETC д л я средн е п о л н о т н ы х х в о й н ы х л е с о в с п р и м е с ь ю л и с т в е н н ы х п о р о д это со­
о т н о ш е н и е с о с т а в л я е т 44 % , в том числе в е л ь н и к а х 3 2 % , в под­
зоне х в о й н о - ш и р о к о л и с т в е н н ы х л е с о в 4 8 % , а в л е с о с т е п н о й зоне
40—60 % [ 6 0 ] .
В к е д р о в о - п и х т о в ы х с п е л ы х л е с а х З а п а д н о г о С а я н а [48] р а с ­
ход воды на т р а н с п и р а ц и ю в с р е д н е м з а т р и года с о с т а в и л 60 %
с у м м а р н о г о и с п а р е н и я з а и ю н ь — о к т я б р ь и 51 % з а год.
Т р а н с п и р а ц и я — это « п о л е з н о е » д л я л е с а и с п а р е н и е , обеспечи­
в а ю щ е е рост и п о д д е р ж а н и е ж и з н и д е р е в ь е в . П о э т о м у с у щ е с т в у ю т
о п р е д е л е н н ы е з а в и с и м о с т и м е ж д у х а р а к т е р и с т и к а м и п р и р о с т а дре­
востоев, о б ъ е м о м их крон и р а с х о д о м воды на т р а н с п и р а ц и ю . Т а ­
кие х а р а к т е р и с т и к и л е с а , к а к у к а з ы в а л о с ь в ы ш е , и з м е н я ю т с я по
ф а з а м роста д р е в о с т о е в , не о с т а е т с я п о с т о я н н ы м и р а с х о д в о д ы
на т р а н с п и р а ц и ю . Н е п о с р е д с т в е н н о и з м е р и т ь его в л е с а х очень
трудно. Поэтому прибегают к различным косвенным методам рас­
чета л и б о о п р е д е л я ю т т р а н с п и р а ц и ю д р е в о с т о е в м е т о д а м и вод58
ного и т е п л о в о г о б а л а н с о в [ 8 4 ] . П о с л е д н и е методы п о з в о л я ю т
п о л у ч а т ь с у м м а р н о е и с п а р е н и е в целом со всего лесного у ч а с т к а
( в о д о с б о р а ) , а т р а н с п и р а ц и я о п р е д е л я е т с я по р а з н о с т и м е ж д у
с у м м а р н ы м и и з м е р е н н ы м и с п а р е н и е м п о д пологом л е с а , с л о ж е н ­
ным с и с п а р е н и е м о с а д к о в , з а д е р ж а н н ы х к р о н а м и д е р е в ь е в . П р и
этих р а с ч е т а х с р е д н я я к в а д р а т и ч е с к а я погрешность с у м м а р н о г о
и с п а р е н и я и т р а н с п и р а ц и я з а сезонные и годовые и н т е р в а л ы вре­
мени с о с т а в л я е т п р и м е р н о 30 и 45 мм [ 3 4 ] . П о э т о м у д а н н ы е , по­
л у ч а е м ы е з а о т д е л ь н ы е годы, не в п о л н е н а д е ж н ы . О д н а к о д о с т о ­
верность р а с ч е т о в с у щ е с т в е н н о п о в ы ш а е т с я с у в е л и ч е н и е м п р о ­
д о л ж и т е л ь н о с т и н а б л ю д е н и й д о 5—10 л е т — п о г р е ш н о с т ь с н и ж а ­
ется д о 10—20 м м .
Д л я о п р е д е л е н и я з а в и с и м о с т и т р а н с п и р а ц и и от в о з р а с т а л е с а
надо располагать большим набором воднобалансовых участков
с разновозрастными и разновидовыми лесами. Например, Вятской
э к с п е д и ц и е й Г Г И изучение водного б а л а н с а весеннего п о л о в о д ь я
и осенне-зимних п е р и о д о в п р о и з в о д и л о с ь в 1974—1980 гг. на 22
у ч а с т к а х и н е б о л ь ш и х в о д о с б о р а х , в к л ю ч а ю щ и х все о с н о в н ы е р а з ­
л и ч и я л е с о в , полей и почво-грунтов б а с с е й н а р . В я т к и . М е т о д о л о ­
гическая часть подобных исследований изложена в работах
[12, 4 1 ] .
Приведенные выше немногочисленные данные о транспирации
д р е в о с т о е в получены в основном м е т о д а м и водного и т е п л о в о г о б а ­
л а н с о в с к о р р е к т и р о в к о й к о с в е н н ы м и м е т о д а м и . П о с л е д н и е осно­
в а н ы на с в я з я х м е ж д у т р а н с п и р а ц и е й д р е в о с т о е в с п о к а з а т е л я м и
их р а з в и т и я : годичными п р и р о с т а м и по высоте и д и а м е т р у с т в о л а ,
объему стволовой древесины, а т а к ж е средними значениями вы­
соты и д и а м е т р а с т в о л о в д е р е в ь е в , т е к у щ и м приростом о б ъ е м а
д р е в е с и н ы , о б ъ е м а ф о т о м а с с ы и п о л н о т ы л е с а . Н а и б о л е е опреде­
л е н н ы с в я з и , и с п о л ь з у е м ы е д л я оценки т р а н с п и р а ц и и л е с а , м е ж д у
о т н о ш е н и е м т р а н с п и р а ц и и к и с п а р я е м о с т и Е /Е
и перечислен­
ными п о к а з а т е л я м и м о л о д о г о и с р е д н е в о з р а с т н о г о л е с а [57, 72,
84, 89, 92 и д р . ] , н а п р и м е р на р и с . 3.5. В спелом и п е р е с т о й н о м
л е с а х з н а ч е н и я высоты, д и а м е т р а , о б ъ е м а д р е в е с и н ы м а л о м е н я ­
ются с в о з р а с т о м и у к а з а н н ы е з а в и с и м о с т и н а р у ш а ю т с я . О д н а к о
ф и з и о л о г и ч е с к о е в о д о п о т р е б л е н и е на п о д д е р ж а н и е ж и з н и д е р е в ь е в
п р о д о л ж а е т с я [ 8 9 ] , т а к к а к о с т а е т с я к р о н а , о б ъ е м которой соот­
ветствует д а н н о м у виду и в о з р а с т у д р е в о с т о я .
Наиболее универсальным показателем
т р а н с п и р а ц и и во всех
ф а з а х ж и з н и л е с а с ч и т а е т с я [70—72, 84, 87, 89] о б ъ е м ф и т о м а с с ы
V' крон д е р е в ь е в . З н а ч е н и я V' н е о д и н а к о в ы д л я р а з л и ч н ы х п о р о д
д р е в о с т о я и очень с у щ е с т в е н н о м е н я ю т с я с его в о з р а с т о м . Н а
рис. 2.14 и в т а б л . 3.11 в о б о б щ е н н о м виде п р е д с т а в л е н о измене­
ние о б ъ е м а ф и т о м а с с ы в процессе р а з в и т и я еловых, сосновых и
л и с т в е н н ы х ( б е р е з а , о с и н а ) д р е в о с т о е в по д а н ы м р я д а и с с л е д о ­
вателей и таксометрических замеров лесоводов.
Ф и т о м а с с а д е р е в ь е в о б л а д а е т з а м е ч а т е л ь н ы м с в о й с т в о м : испа­
р я т ь одно и то ж е к о л и ч е с т в о в о д ы на одну единицу з е л е н о й м а с с ы
вне з а в и с и м о с т и от в о з р а с т а д р е в о с т о я , р а с п о л о ж е н и я веток по
тр
0
59
высоте с т в о л а и г е о г р а ф и ч е с к о г о м е с т о п о л о ж е н и я л е с а [70—72,
84, 87, 8 9 ] . В к а ч е с т в е п р и м е р а на рис. 3.6 [72] п р е д с т а в л е н а с в я з ь
м е ж д у массой хвои сосны о б ы к н о в е н н о й и т р а н с п и р а ц и е й р а з н о -
0 , 6
Г
0,5-
'
т р
0,4-^^"^
лJ
'
I
12
Рис. 3.5. Связь транспирации £
за
май—сентябрь с диаметром ствола d
березы в возрасте 18—24 года, с го­
дичным приростом по длине ствола
Д/ и текущим годичным приростом
запаса древесины Ду' в еловом лесу
возраста 70—80 лет [84].
I
L_
18
I
1
1
20л1см
£о — и с п а р я е м о с т ь .
Рис. 3.6. Связь транспирации £
за
вегетационный период с массой хвои
сосны по данным ряда исследовате­
лей [72].
т р
3
/) Л ' =217 и»/т, 2) / С =205 м / т .
т
т
в о з р а с т н ы х д р е в о с т о е в , п о л у ч е н н а я путем о б о б щ е н и я р я д а иссле­
д о в а н и й , в ы п о л н я в ш и х с я в 1950—1970 гг. в П о д м о с к о в ь е , П о в о л ­
ж ь е , Б е л о р у с с и и , лесостепной и лесной з о н а х ETC и в З а п а д н о й
Сибири. П р и этом у к а з ы в а е т с я [72] на н е с у щ е с т в е н н о е в л и я н и е по­
годных условий о т д е л ь н ы х л е т на соотношение м е ж д у т р а н с п и р а ­
цией и массой хвои сосны.
Р а с х о д воды в м в год на 1 т ф и т о м а с с ы п р и н я т о н а з ы в а т ь
к о э ф ф и ц и е н т о м т р а н с п и р а ц и о н н о й а к т и в н о с т и / С . Д л я основных
видов д р е в о с т о я , с л а г а ю щ и х т а е ж н ы е л е с а ETC, а в т о р о м прини3
тр
60
Таблица 3.11
Изменение фитомассы <v') в восстанавливающихся лесах; транспирации древостоев i-го возраста ( £ , ) и ее отношении
к транспирации древостоев 100-летнего возраста ( £ , / £ о о ) и территориальным нормам суммарного
испарения ( £ , 7 Е ) лесов в подзонах южной и средней тайги E T C
р <
т р
т р 1
ТР
Возраст л е с а , число лет после вырубки
Характеристика
v' ( т / г а ) в под­
зоне
южной
тайги
£ p i (мм) в под­
зоне
южной
тайги
T
Вид древостоев
и группа типа
восстановления
леса
5
10
20
30
40
50
60
80
100
120
Ельники
3,0
5,0
10
15
20
25
28
27
22
20
Сосняки
2,7
5,0
10
15
17
15
14
12
11
10
Лиственные
(Б, Ос)
1,2
2,0
I
55
75
II
55
III
Средн.
140
18
9,0
6,5
6,5
6,5
6,0
5,0
3,7
3,2
2,8
165
235
275
265
260
230
200
180
160
100
225
305
300
290
270
230
200
185
165
55
100
225
300
300
295
280
220
185
160
140
55
92
205
280
292
284
270
227
192
175
155
5,0
I
0,25
0,40
0,85
1,20
1,40
1,35
1,30
1,15
1,00
0,90
0,80
£тр£
£ т р 100
II
0,25
0,50
1,15
1,50
1,50
1,45
1,35
1,15
1,00
0,92
0,82
III
0,30
0,55
1,20
1,60
1,60
1,60
1,50
1,20
1,00
0,85
0,75
Средн.
0,27
0,48
1,07
1,43
1,47
1,43
1,37
1,17
1,00
0,89
0,79
Среди. I — I I I
0,12
0,19
0,43
0,59
0,61
0,60
0,56
0,48
0,40
0,37
0,33
Етрг
Е
м а ю т с я с л е д у ю щ и е о с р е д н е н н ы е з н а ч е н и я Кт д л я н а с а ж д е н и й :
е л о в ы х 85, сосновых 190, б е р е з о в ы х 500 и о с и н о в ы х 450 м в о д ы
в год на 1 т ф и т о м а с с ы [42, 57, 70, 72, 84, 87, 8 9 ] . Р а с х о д воды на
т р а н с п и р а ц и ю ( м в год с 1 г а ) о п р е д е л я е т с я по р а в е н с т в у
Р
3
3
E
TV
= V'K p,
(3.1)
T
3
где V—масса
хвои ( л и с т в ы ) на 1 га, т / г а ; Лтр в м / т . Д л я вычис­
л е н и я т р а н с п и р а ц и и в м и л л и м е т р а х с л о я в о д ы , полученной по
(3.1) р е з у л ь т а т у м н о ж а е т с я на 0,1.
К о э ф ф и ц и е н т Kt
отражает
расход
воды на т р а н с п и р а ц и ю
в с р е д н е п о л н о т н ы х н а с а ж д е н и я х I I — I I I к л а с с о в б о н и т е т а с хо­
р о ш о р а з в и т ы м в т о р ы м я р у с о м и с н е б о л ь ш о й п р и м е с ь ю сопутст­
в у ю щ и х видов д р е в о с т о е в : л и с т в е н н ы х в хвойных л е с а х и х в о й н ы х
в м о л о д ы х л и с т в е н н ы х . П о э т о м у п р и н я т и е з н а ч е н и я Кт н е с к о л ь к о
о т л и ч а ю т с я от у к а з а н н ы х в л и т е р а т у р н ы х и с т о ч н и к а х , о с о б е н н о
д л я сосны ( п р и н я т о 190, в и с т о ч н и к а х — от 180 д о 235, но в б о л ь ­
ш и н с т в е с л у ч а е в — о к о л о 200 д л я чистых в ы с о к о п о л н о т н ы х сосня­
ков). П о принятым /( р определялась транспирация древостоев
э к с п е р и м е н т а л ь н ы х в о д н о б а л а н с о в ы х у ч а с т к о в и с у м м а р н о е испа­
рение у в я з ы в а л о с ь с д р у г и м и , н а д е ж н о и з м е р е н н ы м и э л е м е н т а м и
в о д н о г о б а л а н с а . В ы ч и с л е н н ы е по р а в е н с т в у (3.1) з н а ч е н и я £
х о р о ш о с о г л а с у ю т с я т а к ж е с р е з у л ь т а т а м и р а с ч е т а по с в я з я м ,
п р е д с т а в л е н н ы м на р и с . 3.5 [84] д л я м о л о д ы х и с р е д н е в о з р а с т н ы х
древостоев.
Т р а н с п и р а ц и я р а с с ч и т ы в а л а с ь а в т о р о м д л я восьми типов вос­
с т а н о в л е н и я лесов с учетом их в о з р а с т а , с о о т н о ш е н и й в и д о в о г о
с о с т а в а ( п о д а н н ы м т а б л . 2.5) и о б ъ е м а ф и т о м а с с ы т / г а ( р и с . 2.14
и т а б л . 3.11). О б ъ е м ы в о д ы , р а с х о д у е м ы е на т р а н с п и р а ц и ю , вы­
ч и с л я л и с ь по (3.1) р а з д е л ь н о д л я е л о в ы х , сосновых, б е р е з о в ы х и
осиновых д р е в о с т о е в , а з а т е м о п р е д е л я л а с ь их с у м м а . Н а п р и м е р ,
60-летний л е с , в о с с т а н а в л и в а ю щ и й с я по т р е т ь е м у типу, имеет со­
став 4 Е 5 С 1 Б, с объемом фитомассы
11,2 т / г а в е л ь н и к а х ,
7,0 т/га в с о с н я к а х и 0,6 т / г а в к р о н а х б е р е з о в ы х д р е в о с т о е в . Э т а
ф и т о м а с с а и с п а р я е т с о о т в е т с т в е н н о 11,2-85 = 953 м в о д ы , 7 Х
X 190 = 1330 м и 0,6-500 = 300 м ; всего
2583 м / г а , и л и
258,3 м м .
Р е з у л ь т а т ы р а с ч е т а т р а н с п и р а ц и и д л я восьми типов в о с с т а н о в ­
л е н и я л е с о в ю ж н о й п о д з о н ы т а й г и п р е д с т а в л е н ы на р и с . 3.7. А н а ­
л и з этих д а н н ы х п о з в о л и л о с р е д н и т ь х о д т р а н с п и р а ц и и и п р е д с т а ­
вить ее д л я трех основных групп в о с с т а н о в л е н и я л е с о в ( т а б л . 3.11,
рис. 3.8).
В с в я з и с н е б о л ь ш и м и р а з л и ч и я м и з н а ч е н и й и хода т р а н с п и р а ­
ции в трех г р у п п а х в о с с т а н а в л и в а ю щ и х с я л е с о в , а т а к ж е учиты­
в а я присутствие в к р у п н о м л е с н о м м а с с и в е о д н о в р е м е н н о всех ти­
пов л е с о в о с с т а н о в л е н и я , б ы л а п о л у ч е н а ( т а б л . 3.11) е д и н а я о с р е д н е н н а я к р и в а я хода т р а н с п и р а ц и и в а б с о л ю т н ы х ( д л я п о д з о н ы
ю ж н о й т а й г и ) и в о т н о с и т е л ь н ы х е д и н и ц а х д л я подзон с р е д н е й и
ю ж н о й тайги ETC.
P
Р
Т
т р
3
3
62
3
3
Д л я о ц е н к и полученных р е з у л ь т а т о в в ы п о л н е н о с о п о с т а в л е н и е
с д а н н ы м и л и т е р а т у р н ы х источников, б о л ь ш и н с т в о из к о т о р ы х ос-
Рис. 3.7. Ход соотношений годовых значений транспирации и максимальных ее
значений для данного вида леса (а) и территориальной нормы суммарного испа­
рения, равной 475 мм (б), для различных типов восстановления леса в подзоне
южной тайги ETC.
1—8 — типы в о с с т а н о в л е н и я леса по т а б л . 2.5; 9 — по д а н н ы м А. А. М о л ч а н о в а д л я высокополнотных с о с н о в о - е л о в ы х д р е в о с т о е в .
н о в а н ы на и с п о л ь з о в а н и и у р а в н е н и й водного и т е п л о в о г о б а л а н ­
сов. Поскольку абсолютные значения транспирации, измеренной
в р а з н ы х г е о г р а ф и ч е с к и х у с л о в и я х , с о п о с т а в л я т ь очень т р у д н о , то
63
Таблица 3.12
О1 norm с. и.мыс значения транспирации леса по данным разных исследований
(за 1,0 приняты значения транспирации древостоев 100-летнего возраста)
Возраст леса , число л е т
Вид леса
Автор, год
10
20
30
40
50
60
80
100
120
140
Еловый
0,13
0,75
1,10
1,60
1,90
1,60
1,12
1,00
—
—
Сосновый
1,14
1,47
1,56
1,52
1,38
1,30
1,10
1,00
0,92
0,87
В. Е. Рудаков, 1977
Еловый
—
0,93
1,15
1,33
1,35
1,38
1,27
1,00
0,88
0,84
А. А. Молчанов, 1963
Сосново-еловый
—
1,15
1,29
1,40
1,36
1,28
1,16
1,00
0,90
0,85
То
Смешанный
—
1,26
1,36
1,48
1,41
1,32
1,13
1,00
—
—
„
Лиственный — Д, Б, Яс
—
—
1,36
1,44
1,55
1,46
1,35
1,12
1,00
—
„
1,30
1,41
1,61
1,53
1,45
1,08
1,00
—
—
—
Смешанный, среднее по разным
подзонам
0,80
1,20
1,33
1,43
1,42
1,35
1,18
1,00
0,92
0,86
Среднее
0,69
1,18
1,33
1,54
1,48
1,38
1,14
1,00
0,90
0,85
Смешанный, среднее по груп­
пам I — I I I
0,48
1,07
1,43
1,47
1,43
1,37
1,17
1,00
0,89
0,79
Березовый
С Ф. Федоров, 1977,
1981
же
„
А. А. Молчанов, 1970
—
О. И. Крестовский, 1981
в т а б л . 3.12 п р е д с т а в л е н ход т р а н с п и р а ц и и по о т н о ш е н и ю к ее з н а ­
чениям в спелых ( с т о л е т н и х ) д р е в о с т о я х . А н а л и з этих д а н н ы х по­
з в о л я е т с д е л а т ь три с у щ е с т в е н н ы х в ы в о д а :
— о т н о с и т е л ь н ы й ход т р а н с п и р а ц и и
различных
древостоев,
п р о и з р а с т а ю щ и х в п о д з о н а х средней и ю ж н о й т а й г и , ш и р о к о л и с т ­
венных лесов и в лесостепной зоне,
имеет о д и н а к о в ы й ход; м и н и м а л ь ­
ные з н а ч е н и я соответствуют
10—
20-летним и 140-летним д р е в о с т о я м ,
а
максимальные—30—50-летним;
— ход т р а н с п и р а ц и и почти пол­
ностью соответствует
возрастным
и з м е н е н и я м з е л е н о й м а с с ы крон де­
ревьев, поэтому рассчитанные нами
значения для разновидовых лесов
совпадают с экспериментальными
данными,
— из всех с о с т а в л я ю щ и х сум­
марного испарения леса
расход
Рис. 3.8. Ход составляющих годового сум­
марного
испарения
при восстановлении
лесов после вырубки в подзоне южной
тайги ETC при £ = 475 мм, х=.725 мм.
£ — суммарное
испарение,
£
— транспирация,
£ — и с п а р е н и е с почвы и напочвенной раститель­
ностью, Е
— испарение осадков, задержанных
кронами деревьев.
/ — в о с с т а н о в л е н и е л е с а ч е р е з хвойные
древос т о н — с р е д н е е по г р у п п е I ; 2 — е с т е с т в е н н о е вос­
с т а н о в л е н и е леса ч е р е з л и с т в е н н ы е д р е в о с т о й —
с р е д н е е по группе П ; 3 — при естественном вос­
с т а н о в л е н и и и п о с т о я н н ы х р у б к а х хвойных п о р о д
д р е в о с т о е в — с р е д н е е по г р у п п е I I I .
т
р
п
ос
воды на т р а н с п и р а ц и ю имеет н а и б о л е е к о н т р а с т н ы й ход, что в ос­
новном и о б у с л о в л и в а е т и з м е н е н и е с у м м а р н о г о и с п а р е н и я л е с а по
ф а з а м его р а з в и т и я (рис. 3.8).
3.5. Суммарное испарение лесными комплексами
Д л я р а з н ы х типов в о з о б н о в л е н и я и в о с с т а н о в л е н и я л е с о в после
их в ы р у б к и и с п а р е н и е о п р е д е л я е т с я путем с у м м и р о в а н и я его со­
с т а в л я ю щ и х £ „ + Е + £ т р , т . е . по д а н н ы м т а б л . 3.4, 3.10 и 3.11.
Д а н н ы е т а б л . 3.13 и рис. 3.8 с в и д е т е л ь с т в у ю т о н е з н а ч и т е л ь н ы х
р а з л и ч и я х в с у м м а р н о м испарении р а з н ы х групп в о с с т а н о в л е н и я
лесов. И м е е т с я л и ш ь с д в и ж к а на 10—20 л е т во в р е м е н и наступ­
л е н и я м а к с и м у м а . В л е с а х , в о с с т а н а в л и в а ю щ и х с я через х в о й н ы е
с
5
З а к а з № 322
а
65
2
5
10
20
30
40
50
60
Е[
(мм) в п о д з о н е южной
тайги при ё = 475 мм и
л;=725 мм
0 Ч
« a
ct О,
1 *
&
wTil
I
п
in
ТО Щ
п
о с
4
средн.
средн.
— с
285
310
330
425
520
585
595
555
285
310
350
445
515
550
580
595
285
310
350
445
510
550
• 580
590
" | (мм) в п о д з о н е южной
тайги при Е — 475 мм и
х = 725 мм
Е^Е в подзонах
южной и сред­
ней тайги
«
т леса, число лет
вырубки
Возраст леса, число лет
после вырубки
Таблица 3.13
Суммарное испарение (£,•) для различных групп типов (I—IНевозобновления
леса и отношение к территориальным нормам испарения ( £ , / £ ) в подзонах
южной и средней части E T C
285
310
345
440
515
560
585
580
0,60
0,65
0,73
0,93
1,08
1,18
1,23
1,22
70
80
90
100
120
140
160
1
п
Ш
средн.
540
525
505
485
465
440
560
520
500
480
460
445
580
515
490
470
445
430
560
520
500
478
455
440
430
средн.
1,18
1,10
1,05
1,00
0,96
0,93
0,90
древостой (группа I ) , максимум испарения наступает в возрасте
40—50 л е т . В л е с а х , в о з о б н о в л е н и е к о т о р ы х п р о и с х о д и т через л и ­
с т в е н н ы е ф о р м а ц и и , м а к с и м у м и с п а р е н и я с о о т в е т с т в у е т 50—60л е т н е м у в о з р а с т у , а при в ы р у б к е с р е д н е в о з р а с т н ы х х в о й н ы х и
части с п е л ы х
лиственных древостоев — 50—70-летнему возрасту
нового л е с а (группа I I I ) .
Б л и з о с т ь з н а ч е н и й с у м м а р н о г о и с п а р е н и я в трех г р у п п а х возоб­
новления лесов позволила определить среднее значение испарения
и его хода по ф а з а м р а з в и т и я л е с а . П о л у ч е н н ы й х о д с у м м а р н о г о
испарения отражает как физиологическое водопотребление древо­
стоев, т а к и и с п а р е н и е под е г о п о л о г о м с поверхности почвы и на­
почвенной р а с т и т е л ь н о с т и , з а в и с я щ и х от степени р а з в и т и я
крон
д е р е в ь е в . С п о с л е д н и м и с в я з а н и р а с х о д воды на и с п а р е н и е
осадков,
задерживаемых
зеленой
массой
древостоев
(см.
рис. 3.3—3.6).
Таким образом, составляющие суммарного испарения подчиня­
ются ф и з и о л о г и ч е с к и м ф а з а м р а з в и т и я лесов. П о э т о м у з а к о н о м е р ­
ности в о д о п о т р е б л е н и я в о с с т а н а в л и в а ю щ и м и с я л е с а м и п о д з о н ы
ю ж н о й т а й г и будут с п р а в е д л и в ы и д л я соседних подзон. Н а и б о л е е
о п р а в д а н н ы м я в л я е т с я о т о ж д е с т в л е н и е по п о д з о н а м о т н о с и т е л ь ­
ных з н а ч е н и й с у м м а р н о г о и с п а р е н и я , т . е . его о т н о ш е н и й к т е р р и ­
т о р и а л ь н ы м н о р м а м и с п а р е н и я , полученных м е т о д о м водного б а ­
л а н с а . В т а б л . 3.13 п р е д с т а в л е н х о д т а к и х о т н о с и т е л ь н ы х з н а ч е н и й
с у м м а р н о г о и с п а р е н и я . Он м о ж е т и с п о л ь з о в а т ь с я д л я р а с ч е т а во­
д о п о т р е б л е н и я л е с а м и р а з н о г о в о з р а с т а в п о д з о н а х ю ж н о й и сред­
ней т а й г и ETC.. Н а п о м н и м , что этот х о д в о д о п о т р е б л е н и я у ч и т ы 66
в а е т не т о л ь к о в о з р а с т л е с а , но и видовой его с о с т а в , а т а к ж е пол­
ноту л е с а и весь с о п у т с т в у ю щ и й к о м п л е к с л е с н ы х б и о г е о ц е н о з о в .
Д л я оценки в о д о п о т р е б л е н и я л е с а м и р а з н о г о . в о з р а с т а и с п о л ь ­
зуются п р и в е д е н н ы е в т а б л . 3.13 о т н о с и т е л ь н ы е з н а ч е н и я с у м м а р ­
ного в о д о п о т р е б л е н и я ( н а з о в е м их в о з р а с т н ы м и к о э ф ф и ц и е н т а м и
в о д о п о т р е б л е н и я KEI) и р а й о н н ы е н о р м ы и с п а р е н и я Е. П о с л е д н и е
о п р е д е л я ю т с я по и з в е с т н ы м л и т е р а т у р н ы м и с т о ч н и к а м , н а п р и м е р
[14, 15, 28, 68 и д р . ] . И с к о м о е _ и с п а р е н и е с л е с а д а н н о г о /-го воз­
р а с т а н а х о д и т с я к а к E = KFAE. Р е з у л ь т а т ы р а с ч е т о в п р а в о м е р н ы
только д л я крупных лесных массивов, в которых можно о ж и д а т ь
все типы л е с о в о з о б н о в л е н и я . О т м е т и м , ч т о и с п а р е н и е с л е с а 100л е т н е г о в о з р а с т а очень б л и з к о к и с п а р е н и ю с п о л я и т е р р и т о р и ­
альным нормам испарения, снимаемым с карты [68].
П о с к о л ь к у д а н н ы е т а б л . 3.13 р е к о м е н д у ю т с я " н а м и д л я ш и р о ­
кого и с п о л ь з о в а н и я , то естественно в о з н и к а е т в о п р о с о степени с о ­
ответствия этих данных результатам р а з л и ч н ы х , эксперименталь­
ных и с с л е д о в а н и й . Т а к о е с о п о с т а в л е н и е п р и в о д и т с я в т а б л . 3.14,
содержащей относительные значения суммарного испарения ле­
сов р а з н о г о в о з р а с т а . А н а л и з этих д а н н ы х п о з в о л я е т с д е л а т ь з а ­
к л ю ч е н и е о т о м , что в о д о п о т р е б л е н и е л е с о в р а з н о г о в о з р а с т а и
географического
местоположения
весьма близко к полученным
нами з н а ч е н и я м . Этот в ы в о д р а с ш и р я е т г р а н и ц ы п р и м е н я е м о с т и
предлагаемых коэффициентов водопотребления, представленных
в т а б л . 3.13.
С о п о с т а в и в все с о с т а в л я ю щ и е с у м м а р н о г о
водопотребления
р а з н о в и д о в ы х и р а з н о в о з р а с т н ы х л е с о в (см. т а б л . 3.4, 3.10, 3.11
и 3.13), н е т р у д н о п р е д с т а в и т ь с т р у к т у р у и с п а р е н и я в р а з н ы х л е с а х
и на в ы р у б к а х д л я годового периода с р е д н е м н о г о л е т н и х у с л о в и й
( т а б л . 3.15), а т а к ж е по с е з о н а м ( т а б л . 3.16). З н а н и е с т р у к т у р ы
испарения в лесах необходимо для проектирования водоохранных
мероприятий, а т а к ж е д л я познания гидрологической роли леса.
З д е с ь мы о г р а н и ч и в а е м с я л и ш ь к р а т к и м р а с с м о т р е н и е м с т р у к т у р ы
и с п а р е н и я в с п е л ы х л е с а х и на в ы р у б к а х .
О т о м , что на в ы р у б к а х и с п а р е н и е на 20—40 % (100—200 м м )
м е н ь ш е , чем в с п е л ы х л е с а х , известно д а в н о . П о э т о м у многие в ы ­
рубки с з а м е д л е н н ы м о т т о к о м н е и з р а с х о д о в а н н о й воды переув­
л а ж н я ю т с я и з а б о л а ч и в а ю т с я . А вот о т о м , что «лес л е с у р о з н ь » ,
д а ж е если он и с п е л ы й , многие и с с л е д о в а т е л и з а б ы в а ю т . Э т о и
п о р о ж д а л о ч а с т о п р о т и в о р е ч и в ы е в ы в о д ы о в л и я н и и л е с а на вод­
ные р е с у р с ы . В т а б л . 3.15 и 3.16 п р е д с т а в л е н а с т р у к т у р а и с п а р е ­
ния в с п е л ы х х в о й н ы х , с м е ш а н н ы х и л и с т в е н н ы х л е с а х о д и н а к о ­
вого к л а с с а бонитета и к л а с с а в о з р а с т а . П р и этом в о з р а с т спе­
л ы х х в о й н ы х и с м е ш а н н ы х л е с о в с о с т а в л я е т 100—120 л е т и р а з л и ­
чия в их и с п а р е н и и не очень с у щ е с т в е н н ы — в п р е д е л а х 40 м м ,
а в о з р а с т с п е л ы х л и с т в е н н ы х лесов ( б е р е з а , о с и н а ) р а в е н 50—
60 г о д а м и и с п а р е н и е в них б о л ь ш е на 100—135 мм по с р а в н е н и ю
с х в о й н ы м и и с м е ш а н н ы м и л е с а м и . В т е п л ы й период года и с п а р е ­
ние в с п е л ы х л и с т в е н н ы х л е с а х б о л ь ш е , ч е м в х в о й н ы х , на 150 м м ,
т. е. п р а к т и ч е с к и все в ы п а д а ю щ и е с м а я — по о к т я б р ь о с а д к и
T
5*
67
Относительные значения суммарного испарения в период возобновления лесов по данным разных
За 1,0 приняты значения испарения с лесов 100-летнего возраста
Таблица 3.14
исследований
Возраст л е с а , число л е т после вырубки
Источ ник
Вид леса
2
Еловый
Елопо-сосновый
Еловый
Елово-сосновый
Березовый
Лиственный — Б
и Ос
Дубово-ясеневый
Смешанный
и
Кедрово-пихтовый
Смешанный, пере­
ходящий в хвой­
ный
0,52
0,62
20
30
40
50
0,82
0,71
1,02
1,14
1,20
1,20
1,12
1,14
1,18
1,43
1,38
1,35
1,18
1,14
1,25
1,20
1,24
1,29
1,17
1,27
1,18
1,22
1,21
1,13
—
—
—
,—
—
0,70
0,64
Среднее
0,62
Смешанный (сред­ 0,60
нее по группам
I—III)
1
0,67
0,67
10
—
— —
— —
— —
— 0,73
0,67
0,65
0,75
0,73
0,92
1,00
0,93
1,10
1,25
1,10
1,05
0,98
1,20
1,08
1,01
0,93
—
;
1,19
G0
70
80
90
100
1,18
1,13
1,09
1,05
1,00
1,10
1,13
1,08
1,03
1,04
1,08
1,07
1,07
1,15
1,28
1,28
1,20
1,16
1,08
1,26
1,18
1,24
1,23
1,19
1,22
1,10
_
1,14
1,12
1 12
I ] 18
120
140
160
0,90
0^ 90
1,02
1,00
0,94
1 !оо 0^94
1 ^ 00
1,00
—
—
—
Г861'
L J
l°° 1
f| 04812
°1
[5Я1
IJOJ
l1 581
J
[58]
1,00
1,00
1,00
0,92
0,94
1,04
1,04
I581
I J
1,04
ou
0,94
0,97
0 87
086
2
,JO
2
2
2
2
3
1581
I «01
1 l
0,93
u u
481
4
1,12
—
1,00
0,97
—
0,89
[9]
1 08
Г, 10
1,04
l|05
1,00
1 *00
0 95
о!эб
0 91
о! 93
0,90
[41—43]
5
6
Экспериментальные исследования С Ф. Федорова 1981 г. [86] на Валдае.
Обобщение разных исследований А. А. Молчановым 1963 г. [58] в подзонах средней и южной тайги, широколиственных
лесов и лесостепной зоны ETC.
По данным А. А. Молчанова, 1970 г. [60] о водном балансе лесов в различных подзонах ETC — в обобщении О. И. Кре­
стовского.
< Исследования А. В. Лебедева в Западном Саяне, 1982 г. [48].
По данным С. А. Братцева для разновозрастных лесов КомиАССР, 1982 г. [9] в обработке О. И. Крестовского.
Данные О. И. Крестовского, 1981 г. для подзон средней и южной тайги
ETC (табл. 3.13).
2
3
5
6
Таблица 3.15
Структура испарения за год в спелых лесах подзоны южной тайги E T C
(Норма элементов водного баланса * = 7 0 0 - н 7 5 0 мм, £ = 4 5 0 - ь 5 0 0 мм,
7 « 2 5 0 мм)
Л е с И — I I I к л . бонитета, полнотой 0,7, V — V I классов
в о з р а с т а д л я хвойных и лиственных д р е в о с т о е в
старые 10—15 J
ние
V
свежие 1 — 5 л
ние
•
5 С, 5 Б
лиственный
5 Б, 5 Ос
хвойный 5Е,
5 С, ед. Б
сосновый
10 С, ед. Б
|84|
еловый
9 Е, 1 Ос
В и д испарения
5 Е, 5 Ос
Смешанный
Чистый л е с
Вырубки
480
220
160
100
460
210
160
90
305
45
215
45
380
140
195
45
Испарение, мм
Е в том числе:
Е
Еос
п
490
190
150
150
450
200
135
115
470
200
140
130
585
290
210
85
По отношению к суммарному испарению своего вида леса
Е в том числе:
^тр
Е
п
1,00
0,40
0,30
0,30
1,00
0,45
0,30
0,25
1,00
0,42
0,30
0,28
1,00
0,50
0,36
0,14
1,00
0,46
0,33
0,21
1,00
0,46
0,35
0,19
1,00
0,15
0,70
0,15
1,00
0,37
0,51
0,12
По отношению к территориальной норме суммарного испарения 475 мм
Е в том числе:
р
*-тр
Еп
Е
0:
1,03
0,40
0,32
0,31
0,95
0,42
0,28
0,25
0,99
0,42
0,30
0,27
1,22
0,60
0,44
0,18
1,01
0,46
0,34
0,21
0,97
0,44
0,34
0,19
0,64
0,09
0,45
0,10
0,80
0,29
0,41
0,10
поглощаются спелыми лиственными лесами и расходуется еще
очень з н а ч и т е л ь н а я часть п о ч в е н н о - г р у н т о в ы х вод.
Этот к а к будто н е о ж и д а н н ы й в ы в о д о б у с л о в л и в а е т с я н е п р и н я ­
тием многими г и д р о л о г а м и т е р м и н а «спелый лес», к о т о р ы й т а и т
в себе б о л ь ш и е в о з р а с т н ы е р а з л и ч и я д л я хвойных, м я г к о л и с т в е н ных и т в е р д о л и с т в е н н ы х пород. М е ж д у тем о т д е л ь н ы е ученые
весьма у б е д и т е л ь н о п о к а з ы в а л и , что л и с т в е н н ы е л е с а и с п а р я ю т
з н а ч и т е л ь н о б о л ь ш е д р у г и х л е с о в и с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х полей
[66, 6 7 ] .
Если рассматривать структуру испарения одновозрастных ле­
сов, то р а з л и ч и я м е ж д у х в о й н ы м и и л и с т в е н н ы м и л е с а м и б у д у т не­
с у щ е с т в е н н ы м и : в 50-летних х в о й н ы х и л и с т в е н н ы х л е с а х и с п а р е ­
ние р а з л и ч а е т с я на 15 мм, в 30-летних — на 5 мм и в 80-летних —
на 10 мм (см. т а б л . 3.13).
69
Таблица 3.16
Структура сезонного испарения в спелых лесах подзоны южной тайги ETC
Зимний п е р и о д
(XI-
Ранняя весна ( Ш - I V )
вырубки
Е
Е
Еос
тр
п
свежие
старые
хвойный [8
лиственны?
вырубки
Испарение, мм
10
35
20
25
0
16
4
0
10
12
16
25
0
7
0
0
25
0
25
0
410
184
123
103
560
290
190
80
лиственны*
10
0
10
0
вырубки
хвойный
5
0
5
0
старые
25
0
5
20
Теплый п е р и о д ( V — X )
ГЦ
Н
i
и
старые
Е в том числе:
свежие
Ей
Бос
лиственны
Е в том числе:
хвойный
Вид испарения
1
270
45
180
45
345
140
160
45
По отношению к суммарному испарению своего леса
1,0 1,0 1,0 1,0 1,00 1,0
1,0
1,0 1,00 1,00
0
0
0
0 0,46 0,2
0
0 0,45 0,52
0,2 1,0 1,0 1,0 0,34 0,8
1,0
1,0 0,30 0,34
0,8
0
0
0 0,20
0
0
0 0,25 0,14
1,00
0,17
0,67
0,16
1,00
0,41
0,46
0,13
ЕВ
По отношению к территориальной нор.\-е суммарного испарения 475 мм
1 0,05 |0,01|0,02|0,02|
Е
1
0,07 0,04 0,05 0,05 0,86
1,12 0,56
0,73
Нормы элементов водного баланса и характеристики леса даны в табл. 3.15.
Основные различия составляющих суммарного водопотребления
обусловлены различием испарения осадков, смачивающих кроны
д е р е в ь е в (в хвойных оно с а м о е б о л ь ш о е ) , и с п а р е н и я с почвы и
напочвенной р а с т и т е л ь н о с т и ( н а и б о л ь ш е е в л и с т в е н н ы х л е с а х ) и
транспирации
д р е в о с т о я м и (в л и с т в е н н ы х л е с а х оно н е с к о л ь к о
б о л ь ш е , чем в х в о й н ы х ) .
Н е с м о т р я на б л и з к и е годовые з н а ч е н и я и с п а р е н и я в хвойных
и л и с т в е н н ы х л е с а х , и м е ю т с я с у щ е с т в е н н ы е р а з л и ч и я по с е з о н а м
года. В т е п л ы й период ( м а й — о к т я б р ь ) л и с т в е н н ы е л е с а и с п а р я ю т
на 150 мм б о л ь ш е , чем хвойные, а в х о л о д н ы й п е р и о д ( н о я б р ь —
а п р е л ь ) — м е н ь ш е на 30—40 м м . П о э т о м у в т е п л ы й п е р и о д года
л и с т в е н н ы е л е с а б о л е е интенсивно с н и ж а ю т сток в г и д р о г р а ф и ­
ческую сеть по с р а в н е н и ю с х в о й н ы м и , а в весенний п е р и о д — у в е ­
личивают.
С о с н о в ы е л е с а на п е с ч а н ы х почвах и с п а р я ю т м е н ь ш е е л о в ы х
и л и с т в е н н ы х п р и м е р н о на 10 %, о чем г о в о р и л о с ь в ы ш е . Н о п о с л е
в ы р у б к и сосновых л е с о в д о л г о е в р е м я (50—70 л е т ) п р е о б л а д а ю т
л и с т в е н н ы е п о р о д ы . П о мнению а в т о р а , сосновые л е с а на супесча­
ных и с у г л и н и с т ы х почвах и с п а р я ю т почти с т о л ь к о ж е в л а г и , к а к
и е л о в ы е , т а к к а к р а з л и ч и я в испарении о б у с л о в л и в а ю т с я не ф и ­
зиологическими особенностями древостоев, а влагоемкостью пес70
чаных и с у г л и н и с т ы х грунтов. Ф и з и ч е с к о е о б о с н о в а н и е т а к о г о я в ­
ления дано в работе [34].
В р а й о н а х ю ж н о й т а е ж н о й подзоны ETC л е с в в о з р а с т е 40—
70 л е т и с п а р я е т в год 540—595 мм, что з н а ч и т е л ь н о б о л ь ш е в л а г о п о т р е б л е н и я с т а р о г о л е с а и и с п а р е н и я с о т к р ы т о й местности. П о ­
э т о м у м о ж е т в о з н и к н у т ь в о п р о с : чем о б е с п е ч и в а е т с я и с п а р е н и е мо­
л о д ы х л е с о в и не п р е в ы ш а е т л и оно в о д н ы е и э н е р г е т и ч е с к и е ре­
сурсы?
В т е п л ы й период года ( м а й — о к т я б р ь ) м о л о д ы е и с р е д н е в о з ­
р а с т н ы е л е с а и с п а р я ю т 470—560 мм в л а г и . Р е с у р с ы в л а г и , д о ­
ступные д л я и с п а р е н и я л е с а , в этот п е р и о д с л а г а ю т с я из о с а д к о в
(450—500 м м ) , п р о д у к т и в н ы х з а п а с о в в л а г и в м е т р о в о м слое су­
песчаных и с у г л и н и с т ы х почво-грунтов (120—170 м м ) и п о с т у п л е ­
ния в л а г и из грунтов в о д в зону а э р а ц и и (30 м м ) , т . е . в с у м м е
600—700 м м . Д л я песчаных грунтов при глубине з а л е г а н и я грун­
товых в о д б о л е е 3 м в о д н ы е ресурсы с о с т а в л я ю т 500—550 м м . Т а ­
ким о б р а з о м , д л я р а с с м а т р и в а е м ы х средних к л и м а т и ч е с к и х у с л о ­
вий м о л о д ы е и с р е д н е в о з р а с т н ы е л е с а обеспечены в л а г о й , и ее из­
л и ш к и п о с т у п а ю т в г р у н т о в ы е воды и д а л е е в г и д р о г р а ф и ч е с к у ю
сеть. Т о л ь к о в о т д е л ь н ы е з а с у ш л и в ы е годы, когда з а т е п л ы й пе­
р и о д в ы п а д а е т о с а д к о в м е н ь ш е на 150—200 мм, в о д н ы е р е с у р с ы
у м е н ь ш а ю т с я д о 400—500 мм на у ч а с т к а х с с у п е с ч а н ы м и и сугли­
нистыми п о ч в о - г р у н т а м и , а с п е с ч а н ы м и — д о 400 м м . В т а к и е
годы н а с т у п а е т л е т н я я п е р е с у ш к а почв, ф а з а а к т и в н о й в е г е т а ц и и
д е р е в ь е в с д в и г а е т с я на осень и н а б л ю д а е т с я ч а с т и ч н а я гибель на­
почвенного п о к р о в а и д р е в е с н о й р а с т и т е л ь н о с т и т р е т ь е г о и в т о р о г о
я р у с о в , т. е. происходит естественное р а з р е ж е н и е л е с а (см. р а з ­
дел 2 ) .
Р а д и а ц и о н н ы й б а л а н с л е с а б о л ь ш е , чем о т к р ы т о й местности,
в основном за счет м е н ь ш е г о а л ь б е д о . И з - з а р а з в и т о й к о р н е в о й
системы б о л ь ш е в л е с у и доступной д л я и с п а р е н и я в л а г и . П о э т о м у
в л е с а х в о з м о ж е н с у щ е с т в е н н о б о л ь ш и й р а с х о д тепла на и с п а р е ­
ние по с р а в н е н и ю с о т к р ы т о й местностью, в частности с л у г о в о й
поверхности, п р и н и м а е м о й обычно за меру с р а в н е н и я [66, 67, 8 4 ] .
В с в я з и с у к а з а н н ы м к а р т а изолиний средних м н о г о л е т н и х годо­
вых з н а ч е н и й и с п а р е н и я д л я л е с н ы х п л о щ а д е й [15, 67, 68] д а е т
б о л ь ш и е величины по с р а в н е н и ю с к а р т о й и с п а р е н и я д л я сме­
ш а н н ы х поверхностей (поле, л е с , б о л о т о ) , полученной на основе
водного б а л а н с а речных в о д о с б о р о в [ 6 8 ] , а т а к ж е к а р т о й , постро­
енной п р е и м у щ е с т в е н н о по д а н н ы м о т е п л о в о м б а л а н с е и з а п а с а х
в л а г и в почво-грунтах с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х угодий ( к о м п л е к с ­
ный метод [ 2 8 ] ) . Д л я построения д в у х последних к а р т и с п о л ь з о ­
в а л и с ь о с а д к и , и з м е р я е м ы е в основном на о т к р ы т ы х
площадках
метеорологических станций.
В р а й о н а х подзоны ю ж н о й тайги п р е в ы ш е н и е и с п а р е н и я с л е с а
(карта Ю. Л . Раунера)
н а д и с п а р е н и е м с речных в о д о с б о р о в ,
а т а к ж е с с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х угодий с о с т а в л я е т в с р е д н е м 50
и 80 мм с о о т в е т с т в е н н о , т . е . 12—18 % . Э т о м о ж н о о б ъ я с н и т ь т е м ,
что на о т к р ы т ы х у ч а с т к а х д е я т е л ь н а я поверхность п р о г р е в а е т с я
71
с и л ь н е е и н а б л ю д а е т с я а д в е к т и в н ы й вынос т е п л а с них в б л и ж а й ­
ш и е л е с а [67, 8 4 ] . А э т о д о л ж н о о б у с л о в л и в а т ь п о в ы ш е н н о е испа­
рение с л е с н ы х у ч а с т к о в , о т с т о я щ и х на р а с с т о я н и и д о 10—15 км
от к р а я б о л ь ш и х полей. Т а к о е я в л е н и е н а з в а н о [68] к р а е в ы м э ф ­
ф е к т о м у в е л и ч е н и я и с п а р е н и я . Д л я его учета п р е д л а г а е т с я [15,
67, 68] у в е л и ч и в а т ь и с п а р е н и е , с н я т о е с к а р т ы Р а у н е р а , на 1,16;
1,07; 1,02 и 1,00 с о о т в е т с т в е н н о д л я п л о щ а д е й л е с н ы х м а с с и в о в 10;
100; 1000 и 10 000 к м . К р о м е того, п р е д л а г а е т с я у ч и т ы в а т ь преоб­
л а д а ю щ и й с о с т а в д р е в о с т о е в : д л я л и с т в е н н ы х пород и с п а р е н и е ,
с н я т о е с к а р т ы , у м н о ж а е т с я на 1,1, д л я е л о в ы х — на 1,0 и сосно­
вых — 0,9.
Н а п р и м е р , при р а й о н н о й н о р м е и с п а р е н и я с поля 450 м м в год
и с л е с а 500 м м л и с т в е н н ы й л е с б у д е т и с п а р я т ь 500-1,1 = 550 мм,
а если он р а с п о л о ж е н в б л и з и полей, то и с п а р е н и е е щ е у в е л и ч и т с я
на 1,16 и достигнет 640 мм в год. Е л о в ы й л е с в этих ж е у с л о в и я х
будет и с п а р я т ь 580 м м , а сосновый на п е с к а х — 450 м м . С л е д о ­
в а т е л ь н о внутри н е б о л ь ш и х л е с н ы х м а с с и в о в (до 10 к м ) р а з л и ­
чия в н о р м е и с п а р е н и я с о т д е л ь н ы х у ч а с т к о в р а з н о в и д н о г о л е с а
могут д о с т и г а т ь почти 200 мм в год.
К р у п н ы й л е с н о й м а с с и в по в и д о в о м у и в о з р а с т н о м у
составу
д р е в о с т о е в и напочвенной р а с т и т е л ь н о с т и п р е д с т а в л я е т пеструю
картину. Участки, характеризующиеся пониженным испарением и
потреблением тепла (старые леса, свежие вырубки, молодняки до
20-летнего в о з р а с т а , к у с т а р н и к и , п о л у з а б о л о ч е н н ы е низины с угне­
т е н н ы м м е л к о л е с ь е м , в е р х о в ы е б о л о т а , р е д и н ы , п р о г а л и н ы , по­
л я н ы ) непрерывно чередуются с участками молодого и средневоз­
растного разновидового леса,
поглощающего больше влаги и
т е п л а . С л е д о в а т е л ь н о , внутри л е с н ы х м а с с и в о в т а к ж е д о л ж е н про­
исходить перенос н е и з р а с х о д о в а н н о г о т е п л а с одних у ч а с т к о в на
д р у г и е , «более т е п л о л ю б и в ы е » . Э т и м и о б ъ я с н я ю т с я п о т е н ц и а л ь ­
ные в о з м о ж н о с т и д л я п о в ы ш е н н о г о и с п а р е н и я лесов 40—70-лет­
него в о з р а с т а по с р а в н е н и ю с и с п а р е н и е м со всего лесного к о м ­
плекса.
Изменение структуры лесов, связанное с вырубкой старых и
с п е л ы х х в о й н ы х д р е в о с т о е в , д о л ж н о с н и ж а т ь м е ж е н н ы й сток р е к
и у в е л и ч и в а т ь весенний. М о л о д ы е и с р е д н е в о з р а с т н ы е л е с а (с 30
д о 80 л е т ) п о т р е б л я ю т в о д ы на 17% б о л ь ш е с п е л ы х и на 2 5 %
с т а р ы х л е с о в . С р е д н е е годовое в о д о п о т р е б л е н и е нового л е с а з а
весь 100-летний период его роста б о л ь ш е , чем спелого (100—110л е т н е г о ) л е с а , на 7 % и на 15% б о л ь ш е с т а р о г о , перестойного.
Это я в л е н и е о т м е ч а л о с ь в и с с л е д о в а н и я х А. А. М о л ч а н о в а (1960—
1963 г г ) и С. А. Б р а т ц е в а (1979—1982 г г . ) .
Т а к и м о б р а з о м , в ы р у б к а с т а р ы х , спелых, лесов и н а с а ж д е н и е
новых, м о л о д ы х у в е л и ч и в а е т в о д о п о т р е б л е н и е , что д о л ж н о сни­
ж а т ь водные ресурсы л е с н ы х р е к .
В заключение кратко рассмотрим возможные
соотношения
м е ж д у и с п а р е н и е м с л е с н ы х к о м п л е к с о в и о т к р ы т о й местности.
Последняя включает сельскохозяйственные поля, луга, выпасы,
п о л у з а б о л о ч е н н ы е п о н и ж е н н ы е у ч а с т к и и д л я простоты и з л о ж е н и я
2
2
72
н а з ы в а е т с я нами п о л е м . О т м е т и м , что средние м н о г о л е т н и е з н а ч е ­
ния и с п а р е н и я ( н о р м ы ) в силу с п е ц и ф и к и м е т о д и к и их п о л у ч е н и я ,
о т р а ж а ю т в основном и с п а р е н и е с поля ( к а р т ы изолиний и с п а р е ­
ния [28, 68] ) .
А н а л и з и р у я х о д в о д о п о т р е б л е н и я л е с о в за весь период их
ж и з н и и с о п о с т а в л я я с н о р м а м и и с п а р е н и я по н а з в а н н ы м к а р т а м
и н е п о с р е д с т в е н н ы м н а б л ю д е н и я м , в п о л я х м о ж н о с д е л а т ь следу­
ющие предварительные выводы.
1. С у м м а р н о е и с п а р е н и е с л е с а и п о л я н е о д и н а к о в о в р а з л и ч ­
ные ф а з ы р а з в и т и я л е с о в .
В о б щ е м с л у ч а е и с п а р е н и е с л е с а м е н ь ш е по с р а в н е н и ю
с полем т о л ь к о в п е р и о д ы р а з в и т и я д р е в е с н о й р а с т и т е л ь н о с т и от
5 д о 20 л е т и с 110 д о 160 л е т , но б о л ь ш е при в о з р а с т е л е с а
30—90 л е т . В м о л о д ы х и с р е д н е в о з р а с т н ы х л е с а х (35—70 л е т )
и с п а р е н и е б о л ь ш е , чем в п о л я х , п р и м е р н о на 20 % , а в с т а р ы х л е ­
с а х (130—160 л е т ) — м е н ь ш е на 7 — 1 0 % .
И с п а р е н и е в с м е ш а н н ы х и е л о в ы х л е с а х 100—110-летнего в о з ­
р а с т а п р и м е р н о р а в н о и с п а р е н и ю с п о л я . В сосновых л е с а х на пе­
счаных почво-грунтах это р а в е н с т в о и с п а р е н и я н а с т у п а е т в 70—
80-летних с о с н я к а х и, н а ч и н а я с 90-летнего в о з р а с т а , с о с н о в ы е
леса и с п а р я ю т м е н ь ш е п о л я .
2. В с о в р е м е н н ы й п е р и о д в м а л о л е с н ы х р а й о н а х л е с н о й з о н ы
ETC, где р а с п р о с т р а н е н ы п р е и м у щ е с т в е н н о м о л о д ы е и с р е д н е в о з ­
р а с т н ы е древостой (см. р а з д е л 2.3, рис. 2.15), и с п а р е н и е с л е с н ы х
п л о щ а д е й д о л ж н о быть б о л ь ш е , чем с п о л я , а годовой сток —
м е н ь ш е . В м н о г о л е с н ы х р а й о н а х , где п р е о б л а д а ю т с п е л ы е и с т а ­
р ы е д р е в о с т о й , и с п а р е н и е д о л ж н о б ы т ь м е н ь ш е , чем с о т к р ы т о й
местности, а годовой сток — б о л ь ш е .
3. В д а л е к о й п е р с п е к т и в е почти во всех р а й о н а х лесной зоны
ETC не будет с т а р ы х л е с о в , к р о м е « з а п р е т н ы х » ( з а п о в е д н ы х ) , в о ­
доохранных, курортных и других участков, отнесенных к лесам
I группы л е с о п о л ь з о в а н и я . Л е с будет с н и м а т ь с я по д о с т и ж е н и ю
ф а з ы спелости: х в о й н ы е породы в в о з р а с т е 90—110 л е т , а м я г к о ­
л и с т в е н н ы е — 50—60 л е т . П о э т о м у с л е д у е т о ж и д а т ь , что с у м м а р н о е
и с п а р е н и е в л е с а х второй п о л о в и н ы X X I в. почти п о в с е м е с т н о м о ­
ж е т п р е в ы ш а т ь и с п а р е н и е с о т к р ы т о й местности, т а к к а к с у м м а р ­
н а я п л о щ а д ь в ы р у б о к и м о л о д н я к о в ( в о з р а с т д о 20 л е т ) , а т а к ж е
с т а р ы х « з а п р е т н ы х » л е с о в с п о н и ж е н н ы м и с п а р е н и е м будет при­
м е р н о в 4 р а з а м е н ь ш е всей п л о щ а д и л е с о в .
4. Суммарный сток
с участков разновозрастного леса
4.1. Структура суммарного стока с лесного массива
С у м м а р н ы й сток, п о с т у п а ю щ и й из л е с а в г и д р о г р а ф и ч е с к у ю
с е т ь речных в о д о с б о р о в , с л а г а е т с я и з : поверхностного стока и
стока внутрипочвенной в е р х о в о д к и У в', стока п о д з е м н ы х вод
Уподз
водоносных г о р и з о н т о в , д р е н и р у е м ы х г л а в н ы м и р у с л а м и
средних р е к (с п л о щ а д я м и в о д о с б о р о в 5—40 т ы с . к м ) ; ф и л ь т р а ­
ционного п и т а н и я г л у б о к и х водоносных горизонтов Уф, участву­
ющих в питании средних и крупных рек.
Н а и б о л ь ш и й о б ъ е м воды (40—60 % ) поступает из л е с а в реки
за счет Упов- П р и этом собственно поверхностный, или с к л о н о в ы й ,
сток почти н е в о з м о ж н о о т д е л и т ь от с т о к а в е р х о в о д к и в г и д р о г р а ф е
лесной реки. Н а многих у ч а с т к а х л е с а мы не видим скоростей те­
чения в с л о е в о д ы , н а х о д я щ е й с я на почве. П о н а ш и м многолетним
и с с л е д о в а н и я м , с у м м а р н а я п л о щ а д ь о т к р ы т о й водной поверхности
в р а з н ы х л е с а х с о с т а в л я е т в весенний п е р и о д от 10 д о 60 % при
средней т о л щ и н е ( г л у б и н е ) этого с л о я 3—5 см. Д в и ж е н и е воды по
поверхности почвы н а б л ю д а е т с я т о л ь к о на н е к о т о р ы х в ы р у б к а х ,
в нижних частях лесных склонов, в полузаболоченных лесах,
в т а л ь в е г а х л о г о в и в к о л е я х л е с н ы х дорог. П о э т о м у основной
сток в г и д р о г р а ф и ч е с к у ю сеть поступает из верхних 30—60 см
г о р и з о н т о в почв А и В.
П о ч т и весь о с т а л ь н о й о б ъ е м годового стока (37—53 % ) посту­
п а е т в реки п о д з е м н ы м путем, в том числе 35—40 % з а счет грун­
тового стока из первого водоносного горизонта.
П о н а ш и м 30-летним в о д н о б а л а н с о в ы м и с с л е д о в а н и я м , о б ъ е м
поверхностного и в е р х о в о д н о г о с т о к а У в в м н о г о в о д н ы е весны со­
с т а в л я е т 70—80 % , а в м а л о в о д н ы е , а т а к ж е з а т я ж н ы е п о л о в о д ь я —
т о л ь к о 20—40 % всего о б ъ е м а стока весеннего периода [ с м . 34, 35
и другие работы а в т о р а ] .
В осенние периоды т а к ж е иногда н а б л ю д а е т с я поверхностный
сток, с о с т а в л я я 10—20% о б ъ е м а годового стока. Н о в с р е д н е м з а
многолетний период о б ъ е м У
в осенний период не п р е в ы ш а е т
5 % стока за год.
На лесных участках, сложенных песками, составляющая У
н а и м е н ь ш а я (5—10 % ) и почти весь о б ъ е м годового стока ф о р м и ­
руется з а счет грунтового стока (60—70 % ) и б о л е е г л у б о к и х во­
д о н о с н ы х п л а с т о в (15—25 % ).
В е л и ч и н а Уф н е з н а ч и т е л ь н а я . О н а д а е т р а в н о м е р н о е п и т а н и е
с р е д н и м и к р у п н ы м р е к а м и п р и б л и ж е н н о о ц е н и в а е т с я 8—18 мм
в г о д ( 3 — 7 % с л о я годового с т о к а ) . Н е п о с р е д с т в е н о и з м е р и т ь этот
с т о к в реки ч р е з в ы ч а й н о т р у д н о , т а к к а к д а ж е в с а м ы е з а с у ш л и ­
в ы е л е т н и е периоды верхний водоносный горизонт не и с с я к а е т и
ПО
в
с
е
х
2
ПО
П 1 ) В
п о в
74
п и т а е т реки ( к о л о д ц ы б ы т о в о г о в о д о п о л ь з о в а н и я в н а с е л е н н ы х
п у н к т а х не п е р е с ы х а ю т ) .
Н а ш и п р е д с т а в л е н и я о с т р у к т у р е стока с л е с н ы х в о д о с б о р о в
р е к не п р о т и в о р е ч а т с у щ е с т в у ю щ и м в о з з р е н и я м на процессы ф о р ­
м и р о в а н и я с т о к а [4, 15, 18, 30, 78, 84 и д р . ] . М о г у т б ы т ь л и ш ь
р а з л и ч и я в количественной о ц е н к е о т д е л ь н ы х с о с т а в л я ю щ и х сум­
м а р н о г о стока по о т д е л ь н ы м р е г и о н а м лесной зоны ETC.
4.2. Годовой сток с лесных участков и его изменения
под влиянием роста леса
В н а с т о я щ е й р а б о т е р а с с м а т р и в а е т с я с у м м а р н ы й средний с т о к
з а 10-летние п е р и о д ы . З а т а к о й с р а в н и т е л ь н о н е п р о д о л ж и т е л ь н ы й
период в у р а в н е н и и водного б а л а н с а речного б а с с е й н а д о л ж е н по­
я в л я т ь с я д о п о л н и т е л ь н ы й к о м п о н е н т АСбасс и у р а в н е н и е (1.4),
р е ш а е м о е о т н о с и т е л ь н о с т о к а , п р и н и м а е т вид
Y = x-E
+ Ас/
б а с с
,
(4.1)
где AU acc п р е д с т а в л я е т п е р е х о д я щ и е (не с к о м п е н с и р о в а н н ы е ) з а ­
п а с ы в л а г и в почвенно-грунтовой т о л щ е речного б а с с е й н а [4, 3 4 ] .
М н о г о л е т н и е э к с п е р и м е н т а л ь н ы е и с с л е д о в а н и я водного б а л а н с а
в лесной зоне ETC с в и д е т е л ь с т в у ю т о том, что Д(/басс з а периоды
10—15 л е т о б ы ч н о не п р е в ы ш а е т ± 5 м м [34, 3 5 ] , о д н а к о з а от­
д е л ь н ы е м н о г о в о д н ы е и м а л о в о д н ы е годы м о ж е т д о с т и г а т ь ± (60—
140) мм.
В ы ч и с л я я по у р а в н е н и ю водного б а л а н с а поступление с у м м а р ­
ного годового стока с з а л е с е н н ы х у ч а с т к о в в речную сеть средних
по п л о щ а д и речных в о д о с б о р о в , мы п р е н е б р е г а е м п е р е х о д н ы м и
з н а ч е н и я м и а к к у м у л я ц и о н н ы х з а п а с о в ДС/басс и с п о л ь з у е м у р а в ­
нение
5
F, = * - £ , ,
(4.2)
где х — р а й о н н о е с р е д н е е многолетнее к о л и ч е с т в о ( н о р м а ) о с а д к о в
с учетом всех видов п о п р а в о к [14, 15]; Е\ — р а с с ч и т а н н о е с у м м а р ­
ное в о д о п о т р е б л е н и е л е с а по 10-летним ступеням его роста (по д а н ­
ным т а б л . 3.13).
П о д л е с н ы м у ч а с т к о м мы п о д р а з у м е в а е м з д е с ь с о в о к у п н о с т ь
множества участков одновозрастных лесов с суммарной площадью
п о р я д к а 100 000 га, р а с п о л о ж е н н ы х в крупном л е с н о м м а с с и в е или
в л е с а х речного б а с с е й н а . П р и т а к о м условии м о ж н о о ж и д а т ь на­
л и ч и я р а з н о о б р а з н ы х типов в о з о б н о в л е н и я и роста л е с о в , а т а к ж е
п р а в о м е р н о с т и и с п о л ь з о в а н и я у р а в н е н и я водного б а л а н с а ( 4 . 2 ) , п о
которому выполняются расчеты суммарного стока, поступающего
из л е с а в реки.
Р е з у л ь т а т ы р а с ч е т а годового стока с в ы р у б о к и у ч а с т к о в вос­
с т а н а в л и в а ю щ е г о с я л е с а п р е д с т а в л е н ы в т а б л . 4.1 и на рис. 4.1.
Эти д а н н ы е х а р а к т е р и з у ю т и з м е н е н и е с р е д н и х з н а ч е н и й стока по
75
Таблица 4-1
Суммарный сток (У;) с участков в период возобновления, роста и старения
леса и отношение к территориальным нормам (У) в подзонах южной и средней
тайги E T C
Y ^ (мм) в п о д з о н е южной тайги
Возраст леса,
число л е т после
вырубки
5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
ПО
120
140
160
Н е покрытые
лесом участ­
ки
год
К = 2 5 0 мм
415
395
285
210
155
140
145
165
205
225
245
255
270
285
290
(250)
весна
(III—V)
Р = 1 1 5 мм
160
165
160
140
125
115
105
100
90
105
ПО
115
115
115
120
(115)
межень
(VI — I I )
К = 135 мм
255
230
125
70
30
25
40
65
105
120
135
140
155
160
170
(135)
год
1,65
1,58
1,10
0,85
0,62
0,55
0,58
0,65
0,80
0,90
0,98
1,03
1,06
1,10
1,12
1,00
весна
1,40
1,45
1,40
1,20
1,10
1,00
0,92
0,85
0,80
0,90
0,96
0,99
1,00
1,00
1,05
1,00
межень
1,90
1,70
0,90
0,50
0,20
0,18
0,30
0,50
0,75
0,90
1,00
1,05
1,10
1,15
1,20
1,00
10-летиям в с в я з и с ростом нового л е с а . Д л я многих р а й о н о в под­
зоны ю ж н о й т а й г и п р и в о д я т с я з н а ч е н и я стока в мм с л о я , а в ц е л о м
д л я подзон ю ж н о й и с р е д н е й т а й г и — в д о л я х от е д и н и ц ы , т. е. по
о т н о ш е н и ю к т е р р и т о р и а л ь н ы м н о р м а м стока. П р и этом з н а ч е н и е
стока с у ч а с т к о в 100-летнего л е с а о к а з а л о с ь б л и з к и м к р а й о н н о й
н о р м е с т о к а , о п р е д е л я е м о й по к а р т а м [15, 73].
Д л я не п о к р ы т ы х л е с о м у ч а с т к о в , в х о д я щ и х в п л о щ а д и л е с н о г о
фонда, значение стока условно принято за норму, т а к к а к условия
его ф о р м и р о в а н и я не м е н я ю т с я в м н о г о л е т н е м р а з р е з е . К т а к и м
у ч а с т к а м о т н о с я т с я м о х о в ы е б о л о т а , п о л я н ы , в ы п а с ы , пески, не
з а р о с ш и е л е с о м г а р и , к а р ь е р ы , дороги и пр.
О т н о с и т е л ь н ы м и з н а ч е н и я м и с т о к а ( т а б л . 4.1 и рис. 4.1) б у д е м
п о л ь з о в а т ь с я в д а л ь н е й ш е м при о ц е н к е в л и я н и я на сток измене­
ний в о з р а с т н о й и видовой с т р у к т у р ы лесов. Эти о т н о с и т е л ь н ы е
з н а ч е н и я стока м о ж н о н а з в а т ь к о э ф ф и ц и е н т о м и з м е н е н и я с р е д н е ­
годового с т о к а Ку
под в л и я н и е м в ы р у б к и и в о с с т а н о в л е н и я л е ­
сов. Они п р е д с т а в л я ю т ц и ф р о в у ю м о д е л ь р е а к ц и и на сток всех
многофакторных изменений, происходящих в лесах.
В соответствии с этой м о д е л ь ю после в ы р у б к и спелого или
перестойного л е с а в п е р в ы е 1—2 года из-за р е з к о г о с н и ж е н и я ис-
п а р е н и я происходит з а п о л н е н и е почвенно-грунтовых е м к о с т е й : уве­
л и ч и в а е т с я в л а ж н о с т ь верхнего 0—50 см с л о я почвы и п о д н и м а ­
ются у р о в н и г р у н т о в ы х в о д на 0,5—1,5 м. Н а э т о р а с х о д у е т с я от
50 д о 100 мм н е и с п а р и в ш е й с я в л а г и , о д н о в р е м е н н о р е з к о у в е л и ч и ­
в а е т с я с у м м а р н ы й сток с в ы р у б л е н н о г о у ч а с т к а /С-р= 1,3-г-1,5.
Н а и в ы с ш и е з н а ч е н и я годового с т о к а (1,6—1,7) ф о р м и р у ю т с я
на т р е т и й - ч е т в е р т ы й год после в ы р у б к и и п о д д е р ж и в а ю т с я до п я -
Рис. 4.1. Влияние возра­
ста леса на средние мно­
голетние значения сум­
марного
испарения за
год (1) и стока (в %
к норме).
Сток:
2 — годовой,
3 — ве­
сенний ( I I I — V ) , 4 — м е ж е н ­
ный ( V I — I I ) .
того-шестого года, т. е. д о п о я в л е н и я густой напочвенной р а с т и ­
тельности и м о л о д о г о подроста д е р е в ь е в . С р а з в и т и е м этой р а с т и ­
тельности сток р е з к о с н и ж а е т с я и у ж е к 22—24-му году после в ы ­
рубки становится равным норме.
П о с л е д у ю щ е е р а з в и т и е л е с а приводит к интенсивному водопот р е б л е н и ю и д а л ь н е й ш е м у р е з к о м у с н и ж е н и ю годового с т о к а , м и ­
нимум к о т о р о г о н а б л ю д а е т с я м е ж д у 40 и 60 г о д а м и после в ы ­
рубки. В этот период с у ч а с т к о в нового л е с а в г и д р о г р а ф и ч е с к у ю
сеть п о с т у п а е т т о л ь к о 55—65 % н о р м ы годового стока (Ку =
= 0,55-=-0,65) и л и на 100—140 мм м е н ь ш е , чем д о р у б к и с п е л о г о
перестойного л е с а .
В период с 60 д о 100 л е т происходит естественное р а з р е ж е н и е
стволов и кроны древостоев, отмирают мягколиственные деревья и
77
л е с н а ч и н а е т п о т р е б л я т ь все м е н ь ш е и м е н ь ш е в л а г и , а сток у в е ­
личивается, приближаясь к норме.
П р о ц е с с р а з р е ж е н и я л е с а з а счет в з р о с л е н и я , а з а т е м н с т а р е ­
ния хвойных пород п р о д о л ж а е т с я и после 100 л е т . С этим с в я з а н о
н е к о т о р о е у м е н ь ш е н и е с у м м а р н о г о и с п а р е н и я и у в е л и ч е н и я годо­
вого с т о к а д о з н а ч е н и й Ку = 1,06-М,10. П о с л е 140 л е т н а с т у п а е т
р а в н о в е с н о е состояние водного б а л а н с а и всей э к о л о г и ч е с к о й си­
с т е м ы лесного у ч а с т к а . С т а р ы е , в ы п а д а ю щ и е д е р е в ь я с м е н я ю т с я
б о л е е м о л о д ы м и из второго я р у с а . Ч а с т о на месте в е т р о в а л о в на­
б и р а ю т силу и успешно р а з в и в а ю т с я м я г к о л и с т в е н н ы е породы,
к о т о р ы е з а т е м с т а р е ю т и в н о в ь у с т у п а ю т место х в о й н ы м д р е в о с т о я м . П о э т о м у д л я средней т а е ж н о й подзоны х а р а к т е р н о н а л и ­
чие 10 % б е р е з и осин в хвойных перестойных, никогда е щ е не
рубленных лесах.
Если р а с с м а т р и в а т ь и з м е н е н и е годового стока по р а в н ы м 50л е т н и м п е р и о д а м , что а к т у а л ь н о при оценке в л и я н и я а н т р о п о г е н ­
ных ф а к т о р о в на сток и особенно при а н а л и з е д л и т е л ь н ы х н а д е ж ­
ных э к с п е р и м е н т а л ь н ы х и с с л е д о в а н и й , т о з а первое 50-летие о б ъ е м
с т о к а с в ы р у б л е н н ы х и з а р а с т а ю щ и х вновь у ч а с т к о в п р и м е р н о р а ­
вен н о р м е . З а второе 50-летие с т о к м е н ь ш е нормы на 2 5 % , а з а
т р е т ь е — б о л ь ш е на 5—8 % .
Е с л и р а с с м а т р и в а т ь вековой период, т о с в ы р у б л е н н ы х и з а р о с ­
ших вновь лесом у ч а с т к о в стечет м е н ь ш е н о р м ы на 1 0 % , з а
120 л е т — м е н ь ш е на 8 % , и з а весь 150-летний период ж и з н и но­
вого хвойного л е с а — м е н ь ш е на 5 %•
В н а ч а л е X X в е к а на многих в о д о с б о р а х с р е д н и х р е к б ы л нер у б л е н н ы й с т а р ы й перестойный « м а т е р и н с к и й » л е с . Т а к о й л е с
е щ е с о х р а н и л с я на б о л ь ш и х п л о щ а д я х в К о м и А С С Р , С р е д н е м
У р а л е и в ю ж н ы х р а й о н а х А р х а н г е л ь с к о й о б л а с т и (см. п. 2.3,
рис. 2.15). П о с р а в н е н и ю со с т а р ы м и л е с а м и новый л е с за весь
100-летний период его роста у м е н ь ш а е т о б ъ е м годового стока
в среднем на 15—20%.
Т а к и м о б р а з о м , в ы р у б к а л е с о в с п о с л е д у ю щ и м их в о с с т а н о в л е ­
нием у м е н ь ш а е т о б ъ е м в о д ы , п о с т у п а ю щ и й в реки, п р и м е р н о на
8—10 % о т н о с и т е л ь н о с о в р е м е н н о й т е р р и т о р и а л ь н о й н о р м ы и д о
20 % по с р а в н е н и ю с нормой стока из с т а р ы х л е с о в .
А н а л о г и ч н о и з м е н я ю т с я э л е м е н т ы водного б а л а н с а з а р а с т а ­
ю щ и х с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х м а л о п р о д у к т и в н ы х угодий ( п а ш н и ,
сенокосы, в ы п а с ы ) . З д е с ь т о л ь к о отсутствует ф а з а у в е л и ч е н и я
с т о к а в п е р в ы е годы з а р а с т а н и я э т и х угодий, т а к к а к и с п а р е н и е
м а л о м е н я е т с я в п е р в ы е 10—20 л е т , но в п о с л е д у ю щ и е годы оно
интенсивно в о з р а с т а е т , а сток у м е н ь ш а е т с я . Н а ч и н а я с 50—60-лет­
него в о з р а с т а леса сток у в е л и ч и в а е т с я и к 100 г о д а м д о с т и г а е т
н о р м ы ( т а б л . 4.2).
С е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы е у г о д ь я в з а в и с и м о с т и от их п л о щ а д и и
видового с о с т а в а о к р у ж а ю щ и х лесов з а р а с т а ю т п о - р а з н о м у : хвой­
ными д р е в о с т о я м и — п о I группе типов в о с с т а н о в л е н и я л е с о в ,
л и с т в е н н ы м и — по I I группе, а т а к ж е могут з а р а с т а т ь к у с т а р н и 78
Таблица 4.2
Возможные изменения годовых значений суммарного испарения и стока
с зарастающих лесом сельскохозяйственных угодий в районах
южной подзоны тайги E T C
х =
мм, £ = 475 мм, 7 = 250 мм
Возраст л е с а , число л е т от начала з а р а с т а н и я у г о д ь я
Характе­
ристика
0
Ei
725
10
20
30
40
50
60
80
100
120
140
480
470
470
540
590
590
550
520
470
455
440
245
255
255
185
135
135
175
205
255
270
285
0,98 1,02 1,02
0,74
0,54
0,54
0,70
0,82
1,02
1,08
1,14
к а м и . П о с л е д н и е о б ы ч н о р а с п р о с т р а н я ю т с я на б ы в ш и х с е н о к о с а х
и в ы п а с а х , р а с п о л а г а ю щ и х с я среди к у с т а р н и к о в и о л ь х о в о - о с и нового м е л к о л е с ь я .
П о н а б л ю д е н и я м а в т о р а и д а н н ы м В. Г. Ч е р т о в с к о г о [ 9 2 ] , на
б ы в ш и х с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х у г о д ь я х л е с о т р а с т а е т б о л е е интен­
сивно, чем на л е с н ы х в ы р у б к а х . П о э т о м у м о ж н о о ж и д а т ь и б о л е е
р е з к о г о п о в ы ш е н и я и с п а р е н и я в п е р в ы е 20—40 л е т роста л е с а . О д ­
н а к о м а к с и м а л ь н о е с у м м а р н о е и с п а р е н и е в р я д ли м о ж е т превы­
сить 600 м м , т а к к а к не х в а т и т э н е р г е т и ч е с к и х ресурсов.
В целом за 100-летний период з а р а с т а н и я с е л ь с к о х о з я й с т в е н ­
ных угодий к о л и ч е с т в о воды, к о т о р о е п о с т у п а е т в г и д р о г р а ф и ч е ­
с к у ю сеть, будет м е н ь ш е н о р м ы на 18 % , а з а п о с л е д у ю щ и е 40 л е т —
б о л ь ш е на 1 0 % , т. е. сток из с т а р о г о л е с а будет б о л ь ш е , чем
с бывшего поля.
4.3. Водный б а л а н с участков разновозрастного леса
и весенний сток
Д л я оценки и з м е н е н и й весеннего стока были р а с с ч и т а н ы вод­
н ы е б а л а н с ы з а п е р и о д весеннего п о л о в о д ь я по б о л ь ш о м у числу
л е с н ы х у ч а с т к о в и к о м п л е к с о в , о т л и ч а ю щ и х с я по в о з р а с т у л е с а ,
с о с т а в у почво-грунтов, г л у б и н а м з а л е г а н и я грунтовых вод, видо­
вому составу древостоя и типам лесовосстановления. М а т е р и а л а м и
для таких расчетов послужили многолетние экспериментальные
в о д н о б а л а н с о в ы е и с с л е д о в а н и я , в ы п о л н е н н ы е под р у к о в о д с т в о м
а в т о р а на В а л д а е ( В Н И Г Л , 1955—1969 г г . ) , в б а с с е й н е р. Ш е л о н и
(1962—1963 гг.) и В я т с к о й э к с п е д и ц и е й Г и д р о л о г и ч е с к о г о инсти­
т у т а по изучению весеннего п о л о в о д ь я (1973—1980 г г . ) . О с н о в н ы е
р е з у л ь т а т ы р а с ч е т о в и а н а л и з а водных б а л а н с о в л е с н ы х и п о л е в ы х
в о д о с б о р о в и к о м п л е к с о в о п у б л и к о в а н ы а в т о р о м [ 3 2 — 4 2 ] , а мето­
д о л о г и ч е с к а я основа в [12, 32—36, 4 1 , 52—54, 74 и д р . ] .
В н а с т о я щ е й р а б о т е п р и в о д я т с я б о л е е п о л н ы е д а н н ы е по вод­
ному б а л а н с у и стоку за п е р и о д весеннего п о л о в о д ь я — по
79
Таблица 4.3
Эволюция видового состава леса, элементов водного баланса и стока за период
весеннего половодья при восстановлении леса после вырубки (для средних
ETC,
0 мм)
климатических условий Северо-Востока E
T C , 7х =
= 440
Водный баланс по (4.3), мм
н
Ц
щ
Вид леса,
угодье
Н
и
то
ат
X
р а с х о д талых в о д
О
о
и
то
чк
Y
54- х
9
Е
A
U
r
P
i
Почво-грунты суглинистые и супесчано-суглинистые; до вырубки У = 100
7 Е, 3 Пх, ед. Ос
110
I
190
35
35
30
100
90
7 Е, 3 Ос, ед. Б
100
II
210
30
30
90
30
120
6 Е, 4 С, ед. Б
140
I
190
35
25
100
40
90
9 Е, 1 С, ед. Б
120
II
190
35
30
95
30
95
—
Вырубка свежая
5
220
20
25
25
70
150
—
Вырубка старая
15
220
20
20
60
20
160
5 Ос, 4 Б, 1 Е
40
IV
220
15
30
35
80
140
3 Ос, 2 Б, 5 Е
60
210
ш
25
30
40
95
115
190
7 Е, 3 Ос, ед. Б
80
II
30
35
105
40
85
6 Е, 2 Пх, 2 Ос
80
I
180
35
40
35
ПО
70
6 Е, 4 С, посадка
40
II
170
40
35
115
40
55
6 Е, 3 С, 1 Ос, посадка
70
I
190
35
35
35
105
85
мм
0,90
1,20
0,90
0,95
1,50
1,60
1,40
1,15
0,85
0,70
0,55
0,85
Почво-грунты песчаные, грунт, воды ниже 3 м; до вырубки У = 85 мм
9 С, 1 Б
IV
200
15
ПО
35
140
90
60
0,71
10 С, ед. Б
210
30
15
120
80
125
III
85
1,00
5 С, 3 Е, 2 Б
I
205
120
30
20
50
100
105
1,24
6 С, 2 Е, 2 Б
15
65
100
II
200
30
110
90
1,06
—
Вырубка свежая
5
10
20
70
220
100
120
1,41
—
Вырубка старая
10
15
15
220
60
85
135
1,59
5 Б, 3 Ос, 2 С
40
IV
220
15 20
ПО
75
ПО
1,30
6 Б, 3 С, 1 Е
40
IV
20
215
20
60
100
115
1,35
5 С, 4 Б, 1 Е
60
200
25
30
III
60
115
85
1,00
6 С, 3 Б , 1 Е
80
30
70
II
200
30
130
70
0,82
8 С, 2 Б, ед. Е
80
II
20
205
30
65
115
90
1,06
6 С, 2 Е, 2 Б
80
I
180
35
30
50
115
65
0,76
9 С, 1 Б, посадка
50
II
25
200
35
80
140
60
0,70
6 С, 3 Е, 1 Б , посадка
70
I
180
25
50
35
ПО
70
0,82
Почво-грунты супесчано-суглинистые оглеенные и торфянистые, переувлажненные,
грунтовые воды выше 1 м; до вырубки У = 1 6 0 мм
120
0
25
5 Е, 3 Ос, 2 Б
III
210
25
50
160
1,00
6 С, 3 Б, 1 Е
120
IV
210
25
—5
15
35
175
1,09
7 Е, 2 Ос, 1 Б
ПО
200
10 20
III
30
60
140
0,87
Вырубка свежая
5
220
20 — 10
10
20
200
1,25
— 220
Вырубка старая
15
15 — 10
10
15
205
1,28
—
6 Ос, 3 Б, 1 Е
40
V
220
15
—5
10
20
200
1,25
40
V
—5
220
20
15
6 Б, 2 Ос, 2 С
30
190
1,19
3 Е, 3 С, 2 Б , 2 Ос
60
205
5
IV
25
20
50
155
0,97
60
10
4 С, 5 Б, 1 Е
IV
210
25
30
145
65
0,91
15
80
5 Е, 4 Ос, 1 Б
IV
200
25
30
70
130
0,81
80
20
IV
200
30
30
6 С, 3 Б, 1 Е
80
120
0,75
0
100
III
190
35
10
45
8 Е, 2 Ос, ед. Б
145
0,91
—5
15
40
6 С, 2 Б, 2 Е
100
IV
200
30
160
1,00
Верховое болото
20
40
100
210
20
170
10 С, ед. Б
V
0
Открытая местность, пашня, жнивье, луга; почво-грунты суглинистые
| 190
30 —5 | 35
60
130
Поле
80
-
-
-
39 р а з л и ч н ы м л е с н ы м у ч а с т к а м ( т а б л . 4.3). М а т е р и а л ы т а б л и ц ы
о т р а ж а ю т с р е д н и е м н о г о л е т н и е ( з а 10-летия) соотношения э л е м е н ­
тов водного б а л а н с а и весеннего стока д л я условий бассейнов р е к
В я т к и и В е т л у г и . У с л о в и я ф о р м и р о в а н и я весеннего стока в л е с а х
э т и х б а с с е й н о в по многим э л е м е н т а м водного б а л а н с а а н а л о г и ч н ы
д р у г и м р а й о н а м лесной зоны E T C [39, 44, 4 5 ] . Н а б л ю д а е т с я т а к ж е
почти п о л н а я а н а л о г и я в п р о ц е с с а х в о з о б н о в л е н и я л е с о в и с м е н ы
л е с н ы х б и о г е о ц е н о з о в в з а в и с и м о с т и от с о с т а в а почво-грунтов и
глубин з а л е г а н и я г р у н т о в ы х вод. П о э т о м у с о о т н о ш е н и я э л е м е н т о в
в о д н о г о б а л а н с а и о т н о с и т е л ь н ы е з н а ч е н и я стока (по с р а в н е н и ю
с н о р м о й ) м о ж н о и с п о л ь з о в а т ь д л я о ц е н к и в л и я н и я на сток выру­
б о к и в о с с т а н а в л и в а ю щ и х с я лесов в п о д а в л я ю щ е м б о л ь ш и н с т в е
р а й о н о в подзон и ю ж н о й и с р е д н е й т а й г и ETC.
Р а с ч е т ы весеннего стока У в ы п о л н я л и с ь по у р а в н е н и ю водного
баланса
Y = (S + х) - (Е + AW + ДС/ ),
(4.3)
где S + x — с н е г о з а п а с ы в конце з и м ы и н о р м а весенних о с а д к о в ,
р а в н а я 40 мм — п р и х о д н а я ч а с т ь б а л а н с а в л а г и ; Е + Д W + А £ / —
соответственно суммарное испарение, изменение запасов влаги
в 100-см с л о е почвогрунтов, и з м е н е н и е з а п а с о в г р у н т о в ы х в о д з а
п е р и о д ф о р м и р о в а н и я с т о к а — р а с х о д н а я ч а с т ь б а л а н с а ; Y — сум­
м а р н ы й сток весеннего п о л о в о д ь я .
С н е г о з а п а с ы к н а ч а л у весны о п р е д е л я л и с ь по с о о т н о ш е н и ю
с их нормой д л я с м е ш а н о г о л е с а , у с т а н о в л е н н о й з а период с 1936
по 1980 г. С о о т н о ш е н и я д л я р а з л и ч н ы х л е с о в в ы ч и с л я л и с ь по м а ­
т е р и а л а м м н о г о л е т н и х э к с п е р и м е н т а л ь н ы х н а б л ю д е н и й в лесной
з о н е E T C ( т а б л . 4.4). Н а г л я д н о е п р е д с т а в л е н и е о р а з л и ч и и снегогр
г р
Таблица 4.4
Средние многолетние соотношения и характеристики запасов воды в снеге
к началу весны в различных по видовому составу лесах [34, 39—42]
Бассейн р. Вятки
Характеристики л е с а ,
угодья
Смешанный (50 % хвойных и
50 % лиственных пород)
Еловый густой
Еловый средней густоты
Сосновый
Лиственный
Кустарник и мелколесье
Вырубки большие
Вырубки малые и поляны
Мелколесье смешанное, угне­
тенной формы развития
Моховое (верховое) болото
Просеки и канавы среди хвой­
ного леса
Поле (все виды поверхностей)
6
З а к а з № 322
Л е с н а я зона
ETC
относи­
тельные
значения
запас
в о д ы , мм
высо­
та,
см
плотность,
г/см
1,00
1,00
170
70
П 94
и,
0,80—0,90
0,90—0,97
0,90—0,97
1,04—1,10
1,04—1,08
1,04—1 '08
1,05—1 15
0,98—1,02
0,80
0,90
0,90
1,05
1 * 06
1 !os
1' 12
1,00
130
150
150
180
50
60
60
0,26
0,95—1,00
1,10—1,30
1,00
1,30
170
220
70
90
0 24
0/24
0,75—0,92
0,88
150
54
0,28
1ЯП
10U
I1OVJ
80
1 qn
1 o\J
170
1и
80
ои
ор.^
о
7П
/ и
8Г>
ои
70
3
и, Z о
0П 25
94
и, с 1
U , )11[
fi
:
(Т, Z O
U
П О 1
0,24
запасов в лесах экспериментальных воднобалансовых участков
д а е т рис. 4.2. Э к с п е р и м е н т а л ь н ы е у ч а с т к и р а с п о л а г а л и с ь д р у г о т
д р у г а в р а д и у с е до 3 км. С н е г о з а п а с ы в 1979 и 1980 гг. б ы л и при­
мерно о д и н а к о в ы м и , что п о з в о л и л о о б ъ е д и н и т ь их в единую сово­
купность р а с п р е д е л е н и я по п л о щ а д и у ч а с т к о в . И з рисунка в и д н о
в л и я н и е в ы р у б о к и л и с т в е н н ы х л е с о в на у в е л и ч е н и е снегозапасовпо с р а в н е н и ю с х в о й н ы м и л е с а м и .
Н о р м а весеннего стока д л я с п е л ы х 100—120-летних хвойных
л е с о в о п р е д е л я л а с ь путем а н а л и з а в о д н ы х б а л а н с о в л е с н ы х у ч а с т -
Рис. 4.2. Распределение снегозапасов па
площади
экспериментальных
лесных
участков ГГИ в бассейне р. Вятки по>
снегосъемкам 20 марта 1979 и 1980 гг.
/ — на в ы р у б к а х 2—10-летней д а в н о с т и с р е д н е е
по четырем б о л ь ш и м в ы р у б к а м ; 2 — б е р е з о в ы й
л е с полнотой 0.5;
3 — смешанный средневоз­
растный л е с полнотой 0,6; 4 — спелый хвойный
л е с 5 Е, 2 С , 3 Б, О с , п о л н о т о й 0,7, п о д г о т о в ­
ленный к р у б к е ; 5 — елово-оснновын с р е д н е ­
в о з р а с т н ы й л е с 5 Е . 5 О с , полнотой 0,7; 6 —
густой е л о в о - с о с н о в ы й п р и с п е в а ю щ и й л е с 7 Е^
3 С, полнотой 0.9.
ков, с л о ж е н н ы х р а з л и ч н ы м и п о ч в о - г р у н т а м и . П р и н я т ы с л е д у ю щ и е
з н а ч е н и я норм с т о к а : д л я е л о в ы х л е с о в на с у г л и н к а х — 1 0 0 м м ,
д л я сосновых и сосново-еловых лесов на песчаных и с у п е с ч а н н ы х
п о ч в а х с г л у б о к и м з а л е г а н и е м г р у н т о в ы х вод в м е ж е н ь ( б о л е е
3 м) — 85 мм; д л я лесов на с у п е с ч а н о - с у г л и н и с т ы х о г л е е н н ы х и
з а т о р ф о в а н н ы х г р у н т а х с б л и з к и м з а л е г а н и е м г р у н т о в ы х вод в ме­
ж е н ь (0,5—1,5)— 160 мм. С р е д н е е м н о г о л е т н е е з н а ч е н и е весеннего
стока д л я всех к о м п л е к с о в спелого л е с а в б а с с е й н е р. В я т к и при­
н я т о р а в н ы м 115 мм, а д л я болот 170 мм [37, 39, 40]. И з д а н н ы х
т а б л . 4.3 с л е д у е т , что весенний сток в р а з л и ч н ы х л е с н ы х к о м п л е к с а х
при о д и н а к о в ы х м е т е о р о л о г и ч е с к и х у с л о в и я х и з м е н я е т с я в очень
ш и р о к о м д и а п а з о н е : от 55 до 205 мм, а по о т н о ш е н и ю к н о р м е стока
с лесов — от 0,55 до 1,6. Н а и в ы с ш и е з н а ч е н и я стока д л я всех видов
л е с о в и м е ю т место на в ы р у б к а х , а з а т е м в л и с т в е н н ы х л е с а х . Н а и ­
н и з ш и е з н а ч е н и я весеннего стока н а б л ю д а ю т с я в густых х в о й н ы х
л е с а х , к а к на п е с ч а н ы х , т а к и на с у г л и н и с т ы х п о ч в о - г р у н т а х :
в 40-летних п о с а д к а х и в 80-летних л е с а х при естественном их вос­
становлении.
О т н о с и т е л ь н ы е з н а ч е н и я весеннего с т о к а д л я всех т р е х г р у п п ,
п р е д с т а в л е н н ы х в т а б л . 4.3, б л и з к и в о д н о в о з р а с т н ы х л е с а х . Т а к ,
82
в спелых л е с а х о т н о с и т е л ь н ы е з н а ч е н и я стока и з м е н я ю т с я в п р е ­
д е л а х 0,70—1,24, а о с р е д н е н н ы е по г р у п п а м их з н а ч е н и я — от 0,98
до 1,00. Н а р а з л и ч н ы х в ы р у б к а х з н а ч е н и я KY к о л е б л ю т с я от 1,25 д о
1,60, а о с р е д н е н н ы е по г р у п п а м з н а ч е н и я KY— от 1,27 д о 1,52.
В р а з л и ч н ы х 80-летних д р е в о с т о я х KY и з м е н я е т с я в п р е д е л а х
0,69—1,00, а при осреднении по группам — 0,75—0,85.
С р а в н и т е л ь н о н е б о л ь ш о й д и а п а з о н р а з л и ч и й в о с р е д н е н н ы х по
группам о т н о с и т е л ь н ы х значений весеннего стока п о з в о л и л г е н е р а ­
л и з о в а т ь их по в о з р а с т н ы м с т у п е н я м роста нового л е с а (см.
т а б л . 4.1 и рис. 4.1). П о этим д а н н ы м з а т е м р а с с ч и т а н ы з н а ч е н и я
весеннего стока д л я р я д а р а й о н о в п о д з о н ы ю ж н о й т а й г и E T C
Yi =
где Ky
— коэффициент
Ky.Y ,
влияния
(4.4)
Bf:c
возраста
(/) л е с а
на
средние
з н а ч е н и я весеннего с т о к а за г'-е д е с я т и л е т и е ; Унес — н о р м а весен­
него стока из л е с а , р а в н а я 115 мм д л я р а й о н о в , у к а з а н н ы х
в т а б л . 4.1.
З н а ч е н и я К-р,, п р е д с т а в л е н н ы е в т а б л . 4.1 и на рис. 4.1, реко­
м е н д у ю т с я н а м и д л я оценки и з м е н е н и я весеннего стока в с в я з и
с в ы р у б к о й и в о с с т а н о в л е н и е м лесов в п о д з о н а х ю ж н о й и с р е д н е й
тайги ETC.
В е с ь м а р е з к и й и п е р е м е н н ы й по з н а к у ( о т н о с и т е л ь н о н о р м ы )
ход весеннего стока о б у с л о в л и в а е т с я с л е д у ю щ и м и п р и ч и н а м и .
В первый ж е год п о с л е в ы р у б к и с т а р о г о л е с а весенний сток
с к а ч к о о б р а з н о у в е л и ч и в а е т с я п р и м е р н о на 30 % за счет в о з р о с ш и х
на 20—30 мм с н е г о з а п а с о в и с н и з и в ш е г о с я на 10—15 мм и с п а р е н и я .
В п о с л е д у ю щ и е 5—15 л е т сток п р о д о л ж а е т у в е л и ч и в а т ь с я и д о с т и ­
г а е т 145 °/о н о р м ы з а счет п о в ы ш е н н ы х с н е г о з а п а с о в и все у м е н ь ­
ш а ю щ и х с я потерь т а л ы х в о д на у в л а ж н е н и е почв (на 5 м м ) , по­
полнения з а п а с о в г р у н т о в ы х (5 м м ) в о д и и с п а р е н и я (5 м м ) (см.
т а б л . 4.3). С к о р о с т ь ветра на с т а р ы х з а р а с т а ю щ и х в ы р у б к а х
м е н ь ш е , чем на с в е ж и х . Н а п о м н и м , что в этот н а ч а л ь н ы й п е р и о д
в о з о б н о в л е н и я лесов многие в ы р у б к и п е р е у в л а ж н е н ы и н а ч и н а ю т
з а б о л а ч и в а т ь с я , поэтому потери т а л ы х в о д н а и м е н ь ш и е .
Ч е р е з 18—20 л е т весенний сток н а ч и н а е т с н и ж а т ь с я з а счет
у в е л и ч е н и я потерь т а л ы х в о д в почвенно-грунтовой т о л щ е . П о с л е д ­
нее о б у с л о в л и в а е т с я все в о з р а с т а ю щ и м л е т н и м в о д о п о т р е б л е н и е м
л е с а , что п р и в о д и т к п о н и ж е н и ю уровней г р у н т о в ы х в о д и у м е н ь ­
ш е н и ю в л а ж н о с т и почв к н а ч а л у з и м ы ( в е с н ы ) . М е ж д у тем снегоз а п а с ы в л е с а х , в о с с т а н а в л и в а ю щ и х с я через л и с т в е н н ы е д р е в о ­
стой, в течение 30—40 л е т о с т а ю т с я почти т а к и м и ж е , к а к н а
в ы р у б к а х , а в л е с а х — ч е р е з х в о й н ы е д р е в о с т о й — с н е г о з а п а с ы ин­
т е н с и в н о с н и ж а ю т с я и к 30—40 г о д а м с т а н о в я т с я м е н ь ш е ( н а
10 м м ) , чем в с т а р ы х х в о й н ы х д р е в о с т о я х .
К 50 г о д а м
после в ы р у б к и весенний сток
приближается
к норме. В д а л ь н е й ш е м он п р о д о л ж а е т с н и ж а т ь с я и к 8 0 - л е т н е м у
в о з р а с т у д р е в о с т о е в с о с т а в л я е т 80 % н о р м ы . К этому в р е м е н и
6*
83
о т м и р а ю т м я г к о л и с т в е н н ы е д е р е в ь я и их место з а н и м а ю т хвойные
д р е в о с т о й , с м ы к а я свой полог н а д почвой. В р е з у л ь т а т е снег о з а п а с ы и м е ю т н а и м е н ь ш и е в е л и ч и н ы , а потери т а л ы х в о д — наи­
б о л ь ш и е . П о с р а в н е н и ю с в ы р у б к а м и потери т а л ы х в о д на испа­
рение у в е л и ч и в а ю т с я на 10—15 м м , на у в л а ж н е н и е м е т р о в о г о с л о я
почво-грунтов — на 15—25 м м , на п о п о л н е н и е з а п а с о в г р у н т о в ы х
вод — на 10—20 м м , в с у м м е на 30—55 мм (см. т а б л . 4.3).
С л е д у е т о т м е т и т ь , что в л е с а х 5 0 — 8 0 - л е т н е г о в о з р а с т а н а б л ю ­
д а е т с я н а и в ы с ш а я и з м е н ч и в о с т ь потерь т а л ы х вод от года к году,
что з а т р у д н я е т их п р е д с к а з а н и е при п р о г н о з а х о б ъ е м а и м а к с и ­
м у м а весеннего стока с л е с н ы х в о д о с б о р о в рек. В этот период на­
б л ю д а е т с я и н а и б о л ь ш а я пестрота в р а с п р е д е л е н и и по п л о щ а д и
и во времени (от года к г о д у ) глубин п р о м е р з а н и я почв.
В период д а л ь н е й ш е г о р а з в и т и я л е с а (80—120 л е т ) весенний
с т о к у в е л и ч и в а е т с я и п р и б л и ж а е т с я к норме. У в е л и ч е н и е стока
происходит за счет у м е н ь ш е н и я о б ъ е м а крон хвойных д е р е в ь е в ,
т. е. у м е н ь ш е н и я з и м н е г о и с п а р е н и я снега ( з а д е р ж а н и я о с а д ­
к о в ) , что у в е л и ч и в а е т с н е г о з а п а с ы . К р о м е того, н е с к о л ь к о у м е н ь ­
ш а ю т с я потери т а л ы х в о д на у в л а ж н е н и е
почвенно-грунтовой
т о л щ и з а счет некоторого с н и ж е н и я с у м м а р н о г о л е т н е г о водоп о т р е б л е н и я лесом ( р е ж е н а б л ю д а ю т с я пересушки п о ч в ) .
П о с л е д у ю щ е е с т а р е н и е л е с а с р а з р е ж е н и е м его к р о н ы и в ы ­
п а д е н и е м о т д е л ь н ы х д е р е в ь е в в 140—160-летнем в о з р а с т е м о ж е т
а к т и в и з и р о в а т ь рост л и с т в е н н ы х д р е в о с т о е в , н а х о д и в ш и х с я во
втором я р у с е вблизи в ы п а в ш и х с т а р ы х хвойных д е р е в ь е в . В этом
с л у ч а е б у д е т н а б л ю д а т ь с я н е к о т о р о е у в е л и ч е н и е с н е г о з а п а с о в (на
5 м м ) и весеннего стока.
В целом з а 100-летний период л е с о в о с с т а н о в л е н и я весенний
с т о к б у д е т б о л ь ш е н о р м ы на 6 % , при этом в первом 50-летии —
•больше на 2 5 % , а за период 50—100 л е т — м е н ь ш е на 10 По­
с л е д о в а т е л ь н о , в ы р у б к а л е с а способствует у в е л и ч е н и ю весен­
него стока в реки за счет д л и т е л ь н о г о п р е б ы в а н и я л и с т в е н н ы х
д р е в о с т о е в в в о с с т а н а в л и в а ю щ и х с я л е с а х по с р а в н е н и ю со с п е л ы м
л е с о м . О д н а к о в с т а р ы х , перестойных л е с а х м о ж н о о ж и д а т ь неко­
торого у в е л и ч е н и я стока т а к ж е на 5 % . П о э т о м у по о т н о ш е н и ю
к перестойному « м а т е р и н с к о м у » лесу в ы р у б к а с п о с л е д у ю щ и м
п о л н ы м в о с с т а н о в л е н и е м л е с о в не м е н я е т вековой н о р м ы весен­
него стока.
4.4. Изменение меженного стока под влиянием
роста леса
В т е п л ы й период года л е с н а я р а с т и т е л ь н о с т ь р а с х о д у е т д о
80—90 % в л а г и от годового в о д о п о т р е б л е н и я . Особенно много по­
т р е б л я е т л е с в молодой и средней ф а з а х его р а з в и т и я . В о т д е л ь ­
ные годы э т о п о т р е б л е н и е с у щ е с т в е н н о п р е в ы ш а е т о с а д к и т е п л о г о
п е р и о д а ( н а 100—150 м м ) , ч т о п о р о ж д а е т п е р е с у ш к у почво-грун­
тов и б о л ь ш о й р а с х о д г р у н т о в ы х в о д (см. с т р у к т у р н ы е у р а в н е н и я
84
водного б а л а н с а в р а з л и ч н ы е по у в л а ж н е н н о с т и годы в р а б о т а х
[34, 3 5 ] . П о э т о м у естественно о ж и д а т ь б о л ь ш о г о с н и ж е н и я м е ­
женного стока с участков, покрытых молодыми и средневозраст­
ными л е с а м и .
З н а ч е н и я м е ж е н н о г о с т о к а (за период и ю н ь — ф е в р а л ь ) по 10л е т н и м с т у п е н я м р а з в и т и я нового л е с а о п р е д е л я л и с ь н а м и по р а з ­
ности м е ж д у годовым и весенним стоком (в мм с л о я ) по д а н ­
ным т а б л . 4.1, а за вековой период — по р а з н о с т и норм стока.
Д л я у с л о в и й бассейнов р е к В я т к и и В е т л у г и , д л я к о т о р ы х в ы ­
ч и с л я л с я м е ж е н н ы й сток, т е р р и т о р и а л ь н а я его н о р м а б л и з к а
к з н а ч е н и я м стока в других р а й о н а х подзоны ю ж н о й т а й г и (115—
130 м м ) и с о с т а в л я е т 135 мм д л я с у х о д о л ь н о г о л е с а , 120 мм —
д л я поля и 80—90 мм д л я р а з н о о б р а з н ы х болот и з а б о л о ч е н н ы х
л е с о в . П о э т о м у о т н о с и т е л ь н ы е з н а ч е н и я м е ж е н н о г о стока Ку, в ы ­
ч и с л е н н ы е н а м и д л я условий н а з в а н н ы х б а с с е й н о в р е к , м о ж н о
переносить и на д р у г и е р а й о н ы подзоны
ю ж н о й т а й г и . Они (Ку)
п р и м е н и м ы т а к ж е и д л я оценки изменений
м е ж е н н о г о стока
в р а й о н а х средней подзоны т а й г и , т а к к а к о т р а ж а ю т основные
ф и з и о л о г и ч е с к и е особенности в о д о п о т р е б л е н и я и с н е г о н а к о п л е ­
ния в л е с а х р а з н о г о в о з р а с т а . В ы ш е у к а з ы в а л о с ь ( г л . 3 ) , что х о д
транспирации и суммарного водопотребления в т а е ж н ы х и более
ю ж н ы х л е с а х ETC идентичен, а к о э ф ф и ц и е н т ы в о д о п о т р е б л е н и я
/( £• имеют б л и з к и е з н а ч е н и я в о д н о в о з р а с т н ы х л е с а х .
З н а ч е н и я м е ж е н н о г о с т о к а и х о д Ку
п р е д с т а в л е н ы в т а б л . 4.1
и на рис. 4.1. Они п о к а з ы в а ю т , что в ы р у б к а и п о с л е д у ю щ е е вос­
с т а н о в л е н и е л е с а н а и б о л е е к о н т р а с т н о в л и я ю т на м е ж е н н ы й сток,
формирующийся в лесах.
В п е р в ы е 10 л е т после в ы р у б к и м е ж е н н ы й с т о к р е з к о у в е л и ­
ч и в а е т с я и с о с т а в л я е т 180 % н о р м ы . Во второе 10-летие сток р е з к о
с н и ж а е т с я и д о с т и г а е т н о р м ы . В целом за 20-летний период сток
с в ы р у б л е н н ы х у ч а с т к о в б о л ь ш е нормы на 150 % .
В п о с л е д у ю щ и е д е с я т и л е т и я м е ж е н н ы й сток п р о д о л ж а е т ин­
тенсивно у м е н ь ш а т ь с я и к 40—50 годам роста нового л е с а со­
с т а в л я е т т о л ь к о 20 % н о р м ы . П о с л е 60 л е т сток у в е л и ч и в а е т с я
и к концу 100-летнего в о с с т а н о в и т е л ь н о г о п е р и о д а д о с т и г а е т
нормы.
Н а и б о л е е низки з н а ч е н и я стока с в ы р у б л е н н ы х у ч а с т к о в в пе­
риод н а и в ы с ш е г о в л а г о п о т р е б л е н и я м о л о д ы м и и с р е д н е в о з р а с т ­
ными л е с а м и , т. е. в период с 30 д о 70 л е т . С р е д н е е з н а ч е н и е ме­
ж е н н о г о с т о к а в этот с о р о к а л е т н и й период с о с т а в л я е т всего 35 %
н о р м ы . П о э т о м у на в о д о с б о р а х л е с н ы х ручьев и м а л ы х рек, где
з а н е п р о д о л ж и т е л ь н ы й период (за 5—10 л е т ) б ы л в ы р у б л е н весь
лес, по прошествии 35—60 л е т часто н а с т у п а ю т к а т а с т р о ф и ч е с к и е
м а л о в о д ь я . Ручьи и м а л ы е реки п р а к т и ч е с к и п е р е с ы х а ю т в лет­
ний период, а уровни г р у н т о в ы х вод о п у с к а ю т с я н и ж е д н а д е ­
прессий местности. И на к р у п н ы х у ч а с т к а х м о л о д о г о « п р о ц в е т а ю ­
щего» л е с а иногда н а б л ю д а е т с я отсутствие ж и з н и : не с л ы ш н о
85
пения птиц, не видно з в е р е й , т а к к а к в сухие годы з д е с ь нет д л я них
воды. Эти я в л е н и я часто о т м е ч а ю т с я в л е с а х Л е н и н г р а д с к о й и К и ­
ровской о б л а с т е й — д а ж е в з и м н е е в р е м я здесь не б ы л о в и д н о
с л е д о в з в е р е й . Э т о т вопрос, в частности, р а с с м а т р и в а л с я на в с е ­
союзной к о н ф е р е н ц и и о х о т о в е д о в в г. К и р о в е [ 4 0 ] .
В с т а р ы х л е с а х м е ж е н н ы й сток п р е в ы ш а е т н о р м у на 10—15 и
д а ж е 20 %, что и с о з д а е т п р а в и л ь н о е в п е ч а т л е н и е о б л а г о т в о р н о м
в л и я н и и л е с а на водность рек. К о г д а - т о реки б ы л и о к р у ж е н ы ста­
р ы м и л е с а м и и их л е т н я я водность б ы л а в д в а р а з а в ы ш е , чем
теперь в обжитых районах.
Таким образом, вырубка с последующим восстановлением ле­
сов с л е д у ю щ и м о б р а з о м и з м е н я е т м е ж е н н ы й сток: в первом п я т и ­
д е с я т и л е т и и с н и ж а е т в с р е д н е м на 1 5 % , во втором — на 4 0 % ,
а в т р е т ь е м у в е л и ч и в а е т на 10 % по с р а в н е н и ю с нормой. В целом
за 100-летний период в о с с т а н о в л е н и я л е с а м е ж е н н ы й сток б у д е т
м е н ь ш е н о р м ы на 2 7 % , за 120-летний — на 2 0 % и за 150-лет­
ний — на 15 % .
П о о т н о ш е н и ю к с т а р о м у « м а т е р и н с к о м у » л е с у в ы р у б к и и вос­
с т а н о в л е н и е л е с о в у м е н ь ш а ю т вековые водные р е с у р с ы м е ж е н н о г о
периода ( и ю н ь — ф е в р а л ь ) на 35 %, а п о л у т о р а в е к о в ы е на 2 5 % .
5. Оценка изменений водности рек
под влиянием вырубок
и восстановления лесов
В ы ш е р а с с м а т р и в а л о с ь и з м е н е н и е с у м м а р н о г о стока с л е с н о г о
у ч а с т к а в р а з л и ч н ы е ф а з ы роста нового л е с а после в ы р у б к и с т а ­
рого д р е в о с т о я . Т а к о й у ч а с т о к о т р а ж а е т все основные виды вос­
с т а н о в л е н и я л е с а , т. е. п р е д с т а в л я е т не одну л е с н у ю д е л я н к у ,
а м н о ж е с т в о их на к а к о й - л и б о п л о щ а д и , где е д и н о в р е м е н н о (за
3—4 г о д а ) был полностью в ы р у б л е н перестойный и с т а р ы й л е с ,
н а п р и м е р на в о д о с б о р е м а л о й реки с п л о щ а д ь ю д о 100 к м . В т а ­
ком с л у ч а е в ф о р м и р о в а н и и с у м м а р н о г о стока реки б у д у т о д н о ­
временно участвовать восстанавливающиеся леса, произрастающие
в верхних, средних и н и ж н и х ч а с т я х с к л о н о в ; л е с а — на с у г л и н к а х ,
супесях, п е с к а х и на м и н е р а л ь н о - т о р ф я н ы х п о ч в а х ; л е с а — на у ч а ­
с т к а х с глубиной з а л е г а н и я грунтовых вод в л е т н ю ю м е ж е н ь от
0,5 до 8 м. П о э т о м у с у м м а р н ы й годовой, весенний и м е ж е н н ы й
сток с у к а з а н н о г о н е б о л ь ш о г о водосбора и его и з м е н е н и я по 10летним ступеням развития лесов можно охарактеризовать моде­
л я м и изменений с т о к а , п р е д с т а в л е н н ы м и на рис. 4.1 и в т а б л . 4.1.
О д н а к о на б о л е е к р у п н ы х в о д о с б о р а х л е с р у б и т с я в течение мно­
гих д е с я т к о в л е т и у к а з а н н ы е м о д е л и д о л ж н ы п р и м е н я т ь с я с уче2
86
том в о з р а с т н о й с т р у к т у р ы
ностей речного б а с с е й н а .
л е с о в и других
ландшафтных
особен­
5.1. Методика учета структуры лесов при оценке
изменений водности рек
В п о д з о н а х ю ж н о й и средней т а й г и ETC на речных в о д о с б о р а х
с п л о щ а д я м и б о л е е 10 000 к м ( б о л е е 1 млн. г а ) обычно и м е е т с я
почти все м н о г о о б р а з и е л а н д ш а ф т н ы х р а з л и ч и й , в к л ю ч а я воз­
р а с т н о й и видовой состав л е с о в . Л е с постоянно р у б и т с я , и на смену
старым и спелым древостоям появляются молодые, затем средне­
в о з р а с т н ы е и п р и с п е в а ю щ и е д р е в о с т о й с п р и с у щ и м и им л е с н ы м и
к о м п л е к с а м и б и о г е о ц е н о з о в . Н а л и ч и е у ч а с т к о в с н е з а р о с ш и м и вы­
р у б к а м и и с т а р ы м л е с о м , п о в ы ш а ю щ и х сток, к о м п е н с и р у е т в з н а ­
ч и т е л ь н о й м е р е н е д о с т а ч у стока с у ч а с т к о в , з а н я т ы х м о л о д ы м и и
с р е д н е в о з р а с т н ы м и л е с а м и . П о э т о м у сток со всего к р у п н о г о л е с ­
ного м а с с и в а (или со всех л е с н ы х у ч а с т к о в речного в о д о с б о р а )
и з м е н я е т с я под в л и я н и е м в ы р у б о к и в о с с т а н о в л е н и я л е с о в в з н а ­
ч и т е л ь н о м е н ь ш е й степени, чем д л я л е с н о г о у ч а с т к а или в о д о с б о р а
р у ч ь я . В р я д е с л у ч а е в сток с к р у п н ы х лесных м а с с и в о в в н а с т о я ­
щ е е в р е м я м о ж е т б ы т ь р а в е н норме, т. е с р е д н е м у з н а ч е н и ю с т о к а
из 100-летнего л е с а .
Д л я наглядного представления о нивелирующей роли крупных
л е с н ы х м а с с и в о в и д л я п о н и м а н и я методики оценки в л и я н и я воз­
р а с т а л е с а на и з м е н е н и е стока с т е р р и т о р и й п р е д л а г а е т с я г р а ф и ­
ческая стоклеточная модель возрастной структуры крупного лес­
ного м а с с и в а п л о щ а д ь ю н е с к о л ь к о м л н . га (рис. 5.1). К а ж д а я
к л е т к а м о д е л и п р е д с т а в л я е т 1 % п л о щ а д и лесного м а с с и в а и
и м е е т х а р а к т е р и с т и к у в о з р а с т н о й ступени л е с а . Эти х а р а к т е р и ­
стики в о з р а с т а п р о с т а в л я ю т с я в с о о т в е т с т в у ю щ и е к л е т к и по д а н ­
н ы м о б л а с т н ы х и р а й о н н ы х л е с о т а к с а ц и й ( в о з р а с т и соответству­
ю щ а я п л о щ а д ь л е с а ) . М о д е л ь и м и т и р у е т п л о щ а д ь всех л е с о в реч­
ного б а с с е й н а или а д м и н и с т р а т и в н о й о б л а с т и и м о ж е т у к а з ы в а т ь
н а п р и м е р н о е р а с п р е д е л е н и е с т р у к т у р ы лесов в с е в е р н ы х ( в е р х н и е
с т р о ч к и к л е т о к ) , ю ж н ы х ( н и ж н и е с т р о ч к и ) , з а п а д н ы х и восточных
( б о к о в ы е к о л о н к и к л е т о к ) р а й о н а х о б л а с т и или речного б а с с е й н а .
П р е д с т а в л е н н а я на рис. 5.1 м о д е л ь по типу а ф и н н о г о подобия
я в л я е т с я а б с т р а к т н о й , т а к к а к не относится к к а к о й - л и б о конкрет­
ной местности. О д н а к о в о з р а с т н а я с т р у к т у р а л е с о в в ней х а р а к ­
т е р н а д л я многих о б л а с т е й п о д з о н ы ю ж н о й т а й г и ETC и о т р а ­
ж а е т их с о в р е м е н н у ю с т р у к т у р у , с л о ж и в ш у ю с я в р е з у л ь т а т е д л и ­
т е л ь н о г о (с 1800 г.) х о з я й с т в е н н о г о и с п о л ь з о в а н и я л е с о в , в к л ю ч а я
и с о в р е м е н н ы е п р о м ы ш л е н н ы е з а г о т о в к и д р е в е с и н ы . Эта м о д е л ь
м о ж е т нести е щ е б о л ь ш е и н ф о р м а ц и и , если р а з л и ч н ы м цветом
о б о з н а ч и т ь видовой с о с т а в л е с а по его п е р в о м у ярусу, к а к это
п р и н я т о на л е с о т а к с а ц и о н н ы х к а р т а х .
Е с л и в к а ж д у ю к л е т к у г р а ф и ч е с к о й м о д е л и в п и с а т ь (рис. 5.2)
с о о т в е т с т в у ю щ и е з н а ч е н и я к о э ф ф и ц и е н т о в в л и я н и я Ку, на сток
2
87
в о з р а с т а л е с а , с н и м а е м ы е с г р а ф и к а рис. 4.1 или т а б л . 4.1, и
п р о с у м м и р о в а т ь все сто з н а ч е н и и к о э ф ф и ц и е н т о в , то в е л и ч и н а
100
2
Ку /\00
(
будет о т р а ж а т ь с р е д н е е з н а ч е н и е и з м е н е н и я стока со
всего крупного лесного м а с с и в а при д а н н о й его с т р у к т у р е . Н а ­
п р и м е р , д л я л е с а , п р е д с т а в л е н н о г о на рис. 5.1 и 5.2, с у м м а р н о е
в л и я н и е в о з р а с т н о й с т р у к т у р ы на годовой сток р а в н о 1,02У, т. е.
Рис. 5.1.
Графоаналитиче­
ская модель
возрастной
структуры крупного лесного
массива.
К,— — з н а ч е н и я
коэффициентов
Yi
влияния в о з р а с т а л е с а на г о д о ­
вой сток — по д а н н ы м рис. 4.1
или т а б л . 4.1.
годовой сток б о л ь ш е нормы на 2 % , а д л я о т д е л ь н ы х п л о щ а д е й
этого л е с н о г о м а с с и в а в л и я н и е с т р у к т у р ы л е с а на сток м е н я е т с я от
0,7 до 1.26У ( р я д ы 9 и 7 ) . И з этого п р и м е р а видно, что с у м е н ь ш е ­
нием п л о щ а д и л е с н ы х м а с с и в о в в о з р а с т а е т в о з м о ж н о с т ь преоб­
л а д а н и я о д н о в о з р а с т н ы х л и б о к р а й н е р а з н о в о з р а с т н ы х л е с о в , что
у с и л и в а е т к о н т р а с т н о с т ь во в л и я н и и в о з р а с т а л е с а и его видового
с о с т а в а на сток в реки. С л е д о в а т е л ь н о , на м а л ы х р е к а х (с пло­
щ а д я м и в о д о с б о р о в до 1000 к м ) в р е з у л ь т а т е интенсивных вы­
рубок и п о с л е д у ю щ е г о в о с с т а н о в л е н и я лесов м о ж е т на многие
д е с я т и л е т и я сильно и з м е н и т ь с я их водный р е ж и м , а на б о л ь ш и х
р е к а х и з м е н е н и я стока будут н е б о л ь ш и м и .
И з р а с с м о т р е н н о й г р а ф и ч е с к о й м о д е л и следует, что д л я оценки
в л и я н и я в о з р а с т н о й с т р у к т у р ы л е с о в на сток д о с т а т о ч н о з н а т ь
о т н о с и т е л ь н о е р а с п р е д е л е н и е по т е р р и т о р и и в о з р а с т н о г о с о с т а в а
2
88
л е с о в , т. е. з н а т ь п л о щ а д и f\, fi,...,fn,
занимаемые лесами разного
в о з р а с т а в д о л я х от е д и н и ц ы . ( З а 1,0 п р и н и м а е т с я вся п л о щ а д ь
лесного ф о н д а . ) С у м м а р н о е в л и я н и е на сток в о з р а с т н о й с т р у к т у р ы
лесов определяется к а к средневзвешенная величина.
К-
=K-f
t
' с р . ВЗВ
* |
+ K-h
'2
+ . . . +
K
'П
(
5
.
1
)
при ЭТОМ
Ку
- 1 , 0 = ДУ,
(5.2)
' с р . ВЗВ
Рис. 5.2. Пример вычисления годового стока с крупного лесного
массива 2f(A-£ /100 и отдельных его площадей 5Ж— /10.
будет п р е д с т а в л я т ь с р е д н е е и з м е н е н и е стока (по с р а в н е н и ю с нор­
м о й ) за р а с с м а т р и в а е м ы й 10-летний п е р и о д i. З н а ч е н и е Ky к о э ф ­
ф и ц и е н т о в в л и я н и я на сток (годовой, весенний, м е ж е н н ы й ) воз­
р а с т а л е с а о п р е д е л я ю т с я по г р а ф и к а м ( р и с . 4.1) и л и по т а б л . 4.1.
В е л и ч и н ы fi,..., п о п р е д е л я ю т с я по м а т е р и а л а м о л е с о у с т р о й с т в е
к а ж д о й о б л а с т и и р а й о н а — по д а н н ы м л е с о т а к с а ц и й 1950—1980 гг.
З а более р а н н и е годы в о з р а с т н а я с т р у к т у р а л е с о в м о ж е т б ы т ь вос­
с т а н о в л е н а , а на б у д у щ и е д е с я т и л е т и я — с п р о е к т и р о в а н а .
t
89
Суть в о с с т а н о в л е н и я б ы в ш е й с т р у к т у р ы л е с о в з а к л ю ч а е т с я
в вычислении в о з р а с т а л е с а з а i-десятилетие на п л о щ а д я х fi
,
на к о т о р ы х б ы л о п р е д е л е н в о з р а с т л е с а п р и п е р в о й т а к с а ц и и .
Н а п р и м е р , если по д а н н ы м 1960 г. ч а с т ь п л о щ а д и л е с н о г о м а с с и в а
з а н я т а м о л о д ы м л е с о м в в о з р а с т е 21—40 л е т , а на п л о щ а д и /в
имеется
приспевающий
хвойный д р е в о с т о й в в о з р а с т е 81 —
100 л е т , т о :
— на п л о щ а д и / в 1925—1935 гг. п р о и з о ш л а в ы р у б к а с т а р о г о
или спелого л е с а и к 1940 г. на этой п л о щ а д и п о я в и л с я подрост
10-летнего в о з р а с т а ;
— на п л о щ а д и fe в 1870—1880 гг. п р о и з о ш л а в ы р у б к а с т а р о г о
хвойного л е с а , к 1900 г. э т а п л о щ а д ь п о к р ы л а с ь л и с т в е н н ы м
3 0 - л е т н и м м о л о д н я к о м , в 1920 г. — с м е ш а н н ы м л е с о м 50-летнего
в о з р а с т а , а в 1940 г. — с р е д н е в о з р а с т н ы м 70-летним с м е ш а н н ы м
лесом с преобладанием хвойных древостоев.
З н а я с о в р е м е н н ы е и б у д у щ и е т е м п ы и н а п р а в л е н и я освоения
л е с о в ( р а с ч е т н ы е л е с о с е к и , е ж е г о д н о в ы р у б а е м ы е п л о щ а д и , вид
используемой в промышленности древесины) можно спроектиро­
в а т ь на н е с к о л ь к о д е с я т и л е т и й в п е р е д б у д у щ у ю с т р у к т у р у л е с а .
Н а п р и м е р , если з а д а т ь интенсивность в ы р у б к и хвойных п о р о д
в первом б у д у щ е м д е с я т и л е т и и в год 0,5 % п л о щ а д и всего л е с н о г о
м а с с и в а (от всей п л о щ а д и лесного ф о н д а о б л а с т и ) , во втором д е ­
с я т и л е т и и 0 , 8 % и в т р е т ь е м 1,0%, т о за 30 л е т будет в ы р у б л е н о
23 % п л о щ а д и лесного м а с с и в а с п е р е с т о й н ы м и и с п е л ы м и д р е в о с т о я м и . И х место з а й м у т : л и с т в е н н ы е и с м е ш а н н ы е м о л о д н я к и
в в о з р а с т е 21—30 л е т на п л о щ а д и 5 % . л и с т в е н н о е м е л к о л е с ь е и
к у с т а р н и к и в в о з р а с т е 11—20 л е т на 8 % и в ы р у б к и 1 — 10-летней
д а в н о с т и на 10 % п л о щ а д и лесного м а с с и в а .
Если задаваться лесозаготовками спелых древостоев мягкол и с т в е н н ы х и хвойных пород, т о р у б к е б у д у т п о д л е ж а т ь , по-види­
мому, у ч а с т к и л е с а с х в о й н ы м и д е р е в ь я м и в в о з р а с т е
свыше
100 л е т и с л и с т в е н н ы м и — от 50 д о 70 л е т .
Д а л ь н е й ш е е п р о е к т и р о в а н и е с т р у к т у р ы л е с о в состоит в о п р е д е ­
лении в о з р а с т а д р е в о с т о е в на р а н е е в ы р у б л е н н ы х п л о щ а д я х . Н а ­
п р и м е р , через 70 л е т на у ч а с т к а х :
— где п р о и з р а с т а л 50-летний с м е ш а н н ы й л е с , будут преиму­
щ е с т в е н н о хвойные д р е в о с т о й в в о з р а с т е 120 л е т , л и б о в ы р у б к и
1—20-летней д а в н о с т и :
— где 70 л е т н а з а д в ы р у б а л с я л е с , т е п е р ь б у д е т с м е ш а н н ы й
лес 65-летнего в о з р а с т а .
При проектировании будущей структуры лесов можно зада­
в а т ь с я н е с к о л ь к и м и в а р и а н т а м и интенсивности в ы р у б о к с учетом
р а з л и ч и й по видовому и в о з р а с т н о м у с о с т а в у з а г о т а в л и в а е м о й
древесины.
п
3
5.2. Внутривековые изменения стока в реки
с залесенных площадей
И з л о ж е н н а я в ы ш е м е т о д и к а п о з в о л и л а в ы п о л н и т ь численный
э к с п е р и м е н т по в ы я с н е н и ю в л и я н и я интенсивности, периодичности
и в о з р а с т а в ы р у б а е м о г о л е с а на сток с к р у п н о г о л е с н о г о м а с с и в а .
В р а з л и ч н ы х в а р и а н т а х р а с ч е т а м е н я л и с ь : интенсивность в ы р у б а ­
емой п л о щ а д и (в % з а г о д ) ; периодичность р у б о к ( н е п р е р ы в н а я
р у б к а л е с а с постоянной или п е р е м е н н о й по д е с я т и л е т и я м интен­
сивностью; прерывистая рубка — м н о г и е десятилетия производится
в ы р у б к а , з а т е м в течение д е с я т и л е т и й она п р е к р а щ а е т с я , потом
вновь в о з о б н о в л я е т с я ) ; в о з р а с т и видовой с о с т а в в ы р у б а е м о г о
д р е в о с т о я (хвойный перестойный л е с 130—150-летнего в о з р а с т а ,
хвойный спелый 100—120-летний, с м е ш а н н ы й с р е д н е в о з р а с т н ы й
л е с 70—80-летний и п р е и м у щ е с т в е н н о л и с т в е н н ы й 5 0 — 6 0 - л е т н и й ) .
П р е д п о л а г а л о с ь при э т о м , что в течение трех в е к о в к л и м а т и ч е с к и е
у с л о в и я ( с р е д н и е по 1 0 - л е т и я м ) с у щ е с т в е н н о не м е н я л и с ь , и в с е
о т к л о н е н и я стока от принятой н о р м ы о б у с л о в л и в а ю т с я т о л ь к о из­
м е н е н и я м и в с т р у к т у р е л е с а . П р е д п о л а г а л о с ь т а к ж е , что р у б к и
леса п р о и з в о д я т с я о д н о в р е м е н н о в р а з н ы х ч а с т я х л е с н о г о м а с с и в а
и имеют место все основные виды л е с о в о с с т а н о в л е н и я .
Н а и б о л е е х а р а к т е р н ы е р е з у л ь т а т ы численного э к с п е р и м е н т а
п р и в о д я т с я на рис. 5.3—5.5. И з р а с с м о т р е н и я этих м а т е р и а л о в
можно сделать следующие выводы.
1. Л ю б а я р у б к а л е с а п р и в о д и т к у м е н ь ш е н и ю водных р е с у р с о в
лесного м а с с и в а за счет п о я в л е н и я молодого и с р е д н е в о з р а с т н о г о
л е с а , п о т р е б л я ю щ е г о в о д ы б о л ь ш е , чем с т а р ы й и с п е л ы й л е с .
Годовой сток за первый в е к о в о й период (от н а ч а л а интенсивной
р у б к и л е с а ) с н и ж а е т с я п р и м е р н о на 1 0 % н о р м ы стока д л я ста­
рого л е с а . З а второй вековой п е р и о д интенсивной л е с о э к с п л у а т а ­
ции сток с н и ж а е т с я е щ е на 10—15% и с о с т а в л я е т 75—80 % по
с р а в н е н и ю со с т а р ы м л е с о м и 85—90 % по с р а в н е н и ю с нормой
с т о к а из л е с а 100-летнего в о з р а с т а . Т а к и е з н а ч е н и я стока н а с т у ­
пают у ж е в н а ч а л е второго с т о л е т и я и н е с у щ е с т в е н н о м е н я ю т с я
в п о с л е д у ю щ и е д е с я т и л е т и я и с т о л е т и я , т а к к а к при н е п р е р ы в н о й
л е с о э к с п л у а т а ц и и в к р у п н о м л е с н о м м а с с и в е у с т а н а в л и в а е т с я при­
мерно р а в н о в е с н а я с т р у к т у р а л е с о в .
М е ж е н н ы й сток з а и ю н ь — ф е в р а л ь в р е з у л ь т а т е р у б о к л е с а
с н и ж а е т с я на 30—40 % по с р а в н е н и ю со стоком с у ч а с т к о в с т а р о г о
л е с а и на 20—30 % по с р а в н е н и ю с нормой стока д л я 100-летнего
л е с а . Н а н е б о л ь ш и х л е с н ы х м а с с и в а х , т. е. д л я м а л ы х в о д о с б о р о в ,
с н и ж е н и е м е ж е н н о г о с т о к а м о ж е т д о с т и г а т ь 50 %• Э т и м в о с н о в ­
ном и о б у с л о в л и в а е т с я о б м е л е н и е м а л ы х рек.
Весенний сток ( м а р т — м а й ) у в е л и ч и в а е т с я на 5 % по с р а в н е н и ю
с н о р м а м и с т о к а с у ч а с т к о в со с т а р ы м и с п е л ы м х в о й н ы м л е с о м .
2. Н а и б о л е е с у щ е с т в е н н о е в л и я н и е на и з м е н е н и е годового и се­
зонного с т о к а из л е с н ы х м а с с и в о в в г и д р о г р а ф и ч е с к у ю сеть о к а ­
з ы в а е т интенсивность в ы р у б к и л е с а .
91
П р и интенсивности р у б к и 2 % в год от п л о щ а д и к р у п н о г о лес­
ного м а с с и в а (это п р а к т и ч е с к и п р е д е л ь н а я и н т е н с и в н о с т ь ) , к о г д а
весь лесной м а с с и в п о л н о с т ь ю в ы р у б а е т с я з а 50 лет и в т е ч е н и е
п о с л е д у ю щ и х д в у х - т р е х д е с я т и л е т и й он не годится д л я л е с о э к с п л у ­
а т а ц и и , годовой сток на многие д е с я т и л е т и я с н и ж а е т с я до 7 0 % ,
а м е ж е н н ы й д о 4 0 % н о р м ы д л я 100-летнего л е с а (рис. 5.3).
Рис. 5.3. Ход суммарного
стока (в % к норме)
с крупного лесного мас­
сива при различной пе­
риодичности рубки леса
с интенсивностью
2%
в год от всей площади
массива.
а — за первые 50 лет весь
м а с с и в со с т а р ы м л е с о м вы­
рубается, рубки не возобнов­
л я ю т с я ; б — т о ж е , но р у б к и
в о з о б н о в л я ю т с я через к а ж ­
д ы е 50 лет и р у б я т с я участки
только со спелым л е с о м , д о ­
стигшим
100-летнего в о з р а ­
ста.
Сток;
/ — годовой,
2 — ве­
сенний, 3 — меженный.
П р и интенсивности в ы р у б к и 1 % ( н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н н а я
и о б о с н о в а н н а я интенсивность, о б е с п е ч и в а ю щ а я с о х р а н е н и е эксп­
л у а т а ц и о н н ы х л е с н ы х р е с у р с о в , р и т м и ч н о с т ь л е с о з а г о т о в о к и по­
с т о я н с т в о с т р у к т у р ы л е с а после 100 л е т его э к с п л у а т а ц и и ) , годо­
вой сток с н и ж а е т с я до 8 7 % , а м е ж е н н ы й — до 7 0 %
нормы
(рис. 5.4 6 ) .
П р и интенсивности в ы р у б к и менее 1 % в год н а р а с т а ю т пло­
щ а д и со с п е л ы м и с т а р ы м л е с о м и годовой сток н а х о д и т с я в пре­
д е л а х 95—100 % его н о р м ы .
3. К а ж д а я с м е н а интенсивностей в ы р у б о к в л и я е т на и з м е н е н и е
с т о к а в течение н е с к о л ь к и х д е с я т и л е т и й (рис. 5.5).
92
Д а ж е в н е з а п н о е п р е к р а щ е н и е р у б к и л е с а не п р и в о д и т к прек­
р а щ е н и ю с н и ж е н и я годового и м е ж е н н о г о стока. С т о к п р о д о л ж а е т
Рис. 5.4. Ход суммар­
ного стока (в % к нор­
ме)
с крупного
лес­
ного массива при разной
периодичности
рубки
леса с интенсивностью
1 % в год от всей пло­
щади массива.
а — з а п е р в ы е 100 л е т весь
м а с с и в со старым л е с о м вы­
р у б а е т с я , р у б к и не в о з о б н о в ­
ляются; б — то ж е , но после
100 лет р у б к и не п р е к р а щ а ­
ются
и
производятся
на
участках
леса,
достигшего
100-летнего в о з р а с т а .
Сток:
/ — г о д о в о й , 2 — ве­
сенний, 3 — меженный.
120
100
80
Рис. 5.5. Ход суммарного годового стока (% к норме) с круп­
н о г о лесного массива при различных интенсивностях, перио­
дичности и возрасте рубки леса (а—г); перед началом вы­
рубки в массиве произрастал старый хвойный лес.
<Э — с р е д н е е з н а ч е н и е о р д и н а т стока из вариантов р у б о к
а—г.
с н и ж а т ь с я в течение е щ е д в у х - т р е х д е с я т и л е т и й в р е з у л ь т а т е з а ­
растания молодняке л ранее вырубленных площадей. Низкие зна­
чения стока б у д у т н а б л ю д а т ь с я в п р о д о л ж е н и е 40—50 л е т после
п р е к р а щ е н и я р у б к и л е с а (рис. 5.3 а рис. 5.4 а ) , т а к к а к в этот
93
п е р и о д на з н а ч и т е л ь н ы х п л о щ а д я х б у д е т е щ е н а х о д и т ь с я м о л о д о й
и средневозрастный лес.
Л ю б о м у у в е л и ч е н и ю интенсивности р у б к и л е с а или ее возоб­
н о в л е н и ю соответствует с н а ч а л а к р а т к о в р е м е н н о е (на д в а - т р и д е ­
с я т и л е т и я ) у в е л и ч е н и е с т о к а , а з а т е м д л и т е л ь н о е его с н и ж е н и е
(рис. 5.5). Н а у в е л и ч е н и е стока в л и я ю т в о з р о с ш и е п л о щ а д и п о д
в ы р у б к а м и , а на с н и ж е н и е — в о з р о с ш и е п л о щ а д и под м о л о д ы м и
средневозрастным лесом, которые в несколько раз превышают
п л о щ а д и под н е з а р о с ш и м и в ы р у б к а м и .
4. В о з р а с т и видовой с о с т а в в ы р у б а е м о г о л е с а в л и я е т в основ­
ном на весенний сток. В ы р у б к а м о л о д ы х и с р е д н е в о з р а с т н ы х ( л и ­
ственных и с м е ш а н н ы х ) л е с о в п р е п я т с т в у е т р а з в и т и ю х в о й н ы х
д р е в о с т о е в , что п р и в о д и т к с у щ е с т в е н н о м у у в е л и ч е н и ю весеннего
стока ( п р и м е р н о на 10 % )• Э т о н е с к о л ь к о у в е л и ч и в а е т и годовой
сток (на 3—5 % )• П о э т о м у п о с т о я н н а я в ы р у б к а м о л о д ы х и сред­
н е в о з р а с т н ы х л е с о в в м е н ь ш е й степени с н и ж а е т годовой с т о к
(рис. 5 . 5 в ) и д а е т , по мнению л е с о в о д о в , б о л ь ш е с у м м а р н о й д р е ­
весины по с р а в н е н и ю с р у б к а м и спелого хвойного л е с а (за 120—
140 л е т с н и м а е т с я д в а « у р о ж а я » м о л о д о г о л е с а ) . Т а к о й способ
лесоэксплуатации начал широко применяться в США, а в С С С Р
имеет м е с т о л и ш ь на о г р а н и ч е н н ы х п л о щ а д я х .
5. П р и в а р ь и р о в а н и и р а з л и ч н ы м и интенсивностями в ы р у б о к и
в о з р а с т о м в ы р у б а е м о г о л е с а годовой сток с к р у п н о г о м а с с и в а сни­
ж а е т с я более р а в н о м е р н о и менее з н а ч и т е л ь н о (до 90—85 %
н о р м ы — рис. 5.5 д ) , чем при р у б к а х т о л ь к о спелого хвойного л е с а
(рис. 5.5 б ) .
В п р е д е л а х а д м и н и с т р а т и в н ы х о б л а с т е й и на к р у п н ы х р е ч н ы х
в о д о с б о р а х с п л о щ а д я м и 30—100 т ы с . к м с о в р е м е н н а я с т р у к т у р а
лесов обусловливается различными интенсивностями и видами
л е с о э к с п л у а т а ц и и , п р о в о д и в ш е й с я в п о с л е д н и е 100—150 л е т , в к л ю ­
ч а я с в е д е н и е л е с о в под с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы е у г о д ь я и в о з в р а щ е ­
ние т а к и х п л о щ а д е й под л е с . П о э т о м у ход и з м е н е н и я стока с л е с ­
ной части к р у п н ы х в о д о с б о р о в во многом у п о д о б л я е т с я п р е д с т а в ­
л е н н о м у на рис. 5.5 д. О т л и ч и я б у д у т в с л у ч а я х , к о г д а не весь
лесной ф о н д в о д о с б о р а ( о б л а с т и ) э к с п л у а т и р у е т с я , что я в л я е т с я
следствием
небольшой
интенсивности
в ы р у б о к — м е н е е 0,7 %
в год. В д е й с т в и т е л ь н о с т и с р е д н я я интенсивность в ы р у б о к л е с а по
многим о б л а с т я м лесной зоны ETC з а последние 10—15 л е т со­
с т а в л я л а 0,5—2,0% в год: в П с к о в с к о й — 0 , 6 % , В о л о г о д с к о й —
1,0%, К и р о в с к о й — 1 , 5 % , К о м и А С С Р — 0,6% [ 2 5 ] , в т о м ч и с л е
по ю ж н ы м р а й о н а м — о к о л о 1 до­
о ц е н к а изменений стока с лесных площадей в гидрографиче­
скую сеть б ы л а в ы п о л н е н а д л я р я д а о б л а с т е й и р е ч н ы х водосбо­
ров ю ж н о й и средней т а й г и ETC за 1880—2050 гг. П р и этом ис­
п о л ь з о в а л и с ь д а н н ы е л е с о т а к с а ц и й за 1950—1980 гг. З а период
1880—1950 гг. с т р у к т у р а л е с о в в о с с т а н а в л и в а л а с ь , а за 1990—
2050 гг. п р о е к т и р о в а л а с ь по у к а з а н н ы м в ы ш е п р и н ц и п а м и п о л о ­
ж е н и я м (см. р а з д е л 5.1). В ы ч и с л е н и е средних о т к л о н е н и й с т о к а от
н о р м ы з а к а ж д ы е 10-летия п р о и з в о д и л о с ь в соответствии с пред2
94
л о ж е н н о й н а м и методикой по у р а в н е н и я м (5.1), (5.2). П р и м е р т а ­
кого р а с ч е т а д а е т с я в п р и л о ж е н и и 1.
Ход и з м е н е н и й с у м м а р н о г о стока ДУ,- о т н о с и т е л ь н о его н о р м ы
д л я р я д а о б л а с т е й п р е д с т а в л е н в т а б л . 5.1 и на р и с . 5.6 и 5.7.
Таблица 5.1
Изменение суммарного стока с залесенных площадей в реки ( Д К , в % к норме)
под влиянием изменения структуры лесов
Год
Область
1880
1900
Псковская
Калининская
Ленинградская
Карельская АССР
Вологодская
Кировская
Пермская
8
11
-5
5
8
5
5
Годовой
7
1
3 —1
—4 —6
3 —1
7
2
—1 —5
— 1 —4
Псковская
Калининская
Ленинградская
Карельская АССР
Вологодская
Кировская
Пермская
Меженный сток
13
8
—4 —20 —23
17
2
—8 —20 —21
— 16 —11 —16 —27 —28
8
3
—4 —6 —4
13
8
—4 —21 —18
6 —5 —13 —9
—8
8 —7
—8 —3
0
Псковская
Калининская
Ленинградская
Карельская АССР
Вологодская
Кировская
Пермская
4
6
2
2
4
5
4
7
6
6
4
7
5
3
1920
1940
I960
1980
2000
2020
2040
2050
сток
—8 - 1 0 — 14 —6
—9 —10 —14 —6
—12 — 14 — 13 —5
—1
0
1
4
—9 —8 —9
2
—3
1 —1 —5
—1
2
5
4
Весенний
10
9
3
5
10
4
0
—3 — 1
3
0
0
1
—7 —8 —9
1
0
0
3
0 —1
—9 —10 —9
—2 —5 —5
—28
—28
—27
—5
—19
—10
1
—14
—14
—17
—2
—6
—17
—6
—10
—7
—22
—6
—4
—23
—13
—10
—8
—23
—9
—10
—24
—18
—7
—9
—24
—9
—12
—25
—17
3
3
2
7
3
8
11
5
5
9
12
9
11
14
8
9
11
12
13
10
12
9
12
12
12
13
8
12
10
12
11
13
12
7
12
сток
7
7
6
5
4
4
0
6
5
1
5
4
8
5
Н а п о м н и м , что з а н о р м у с т о к а м ы п р и н и м а е м сток в реки из
100-летнего л е с а . П о э т о м у в в о с ь м и д е с я т ы х г о д а х п р о ш л о г о в е к а ,
когда преобладал старый лес и появились первые существенные
(по с у м м а р н о й п л о щ а д и ) в ы р у б к и , сток при т а к о й о ц е н к е о к а ­
з а л с я б о л ь ш е н о р м ы : годовой на 4 — 1 0 % , весенний на 2 — 6 % и
м е ж е н н ы й на 6—17 % .
Е с л и з а н о р м у п р и н я т ь с т о к из перестойного хвойного л е с а
(средний в о з р а с т 140 л е т ) , то на 1880—1890 гг. мы п о л у ч и л и б ы
годовой сток, п р е в ы ш а ю щ и й н о р м у всего на 2 — 3 % , весенний —
на 3—5 % и м е ж е н н ы й на ± 5 % ( з а счет у в е л и ч е н и я с т о к а
95
Рис. 5.6. Изменение суммарного стока (в % от нормы) с зале­
сенных площадей в реки Вологодской обл. под влиянием экс­
плуатации лесов за прошлые годы (до 1980 г.) и будущее 70-ле­
тие (по 2050 г.) при разных вариантах ( I — I V ) рубок леса.
Сток: / — г о д о в о й , 2 — м е ж е н н ы й , 3 — весенний.
Рис. 5.7. Изменение суммарного стока (в % от нормы) с зале­
сенных площадей в реки Кировской области под влиянием экс­
плуатации лесов за прошлые годы (до 1980 г.) и будущее 70-ле­
тие (по 2050 г.) при различных вариантах ( I — I I I ) рубки леса.
Сток: / — г о д о в о й , 2 — м е ж е н н ы й , 3 — весенний.
96
в ы р у б к а м и и некоторого его с н и ж е н и я м о л о д ы м л е с о м ) . О д н а к о
при т а к о м у с л о в и и в X X I с т о л е т и и с т о к из л е с а все в р е м я б у д е т зна­
ч и т е л ь н о м е н ь ш е н о р м ы , т а к к а к перестойные л е с а с т а н у т р е д к о ­
стью (заповедные леса) и массовой вырубке будут п о д л е ж а т ь
хвойные леса 90—110-летнего возраста, а т а к ж е лиственные дре­
востой в в о з р а с т е 50—70 л е т . В н а с т о я щ е е в р е м я в о т д е л ь н ы х о б ­
л а с т я х , р а с п о л о ж е н н ы х в п о д з о н е ю ж н о й т а й г и ETC, п е р е с т о й н ы е
л е с а з а н и м а ю т всего 2—10% п л о щ а д и лесного ф о н д а . О т м е т и м
т а к ж е , что в н а с т о я щ е е в р е м я л и с т в е н н ы е древостой е щ е не на­
х о д я т ш и р о к о г о п р о м ы ш л е н н о г о и с п о л ь з о в а н и я , но имеется р я д
п р е д л о ж е н и й о массовой р у б к е л и с т в е н н ы х пород на р а з н ы е х о з я й ­
с т в е н н ы е н у ж д ы и о п р и с п о с о б л е н и и технологии ц е л л ю л о з н о б у м а ж н о г о п р о и з в о д с т в а под и с п о л ь з о в а н и е д р е в е с и н ы м я г к о л и с т венных пород [ 5 6 ] .
Т а к и м о б р а з о м , п р и н и м а я з а н о р м у сток из л е с а 100-летнего
в о з р а с т а , мы п о л у ч а е м в о з м о ж н о с т ь о ц е н и т ь и з м е н е н и я с т о к а
в X X I с т о л е т и и , а при р е т р о с п е к т и в н о й о ц е н к е будем помнить, что
с т а р ы й л е с имел б о л ь ш у ю водность ( п р и м е р н о на 1 0 % ) по с р а в ­
нению со с п е л ы м и л е с а м и б у д у щ е г о . Э т о видно на г р а ф и к а х хода
с т о к а за период д о н а ч а л а р у б к и л е с а (см. рис. 5.3—5.5).
О ц е н к а ( п р о г н о з ) б у д у щ е г о и з м е н е н и я стока д л я к а ж д о й об­
л а с т и в ы п о л н я л а с ь по трем н а и б о л е е в е р о я т н ы м т е м п а м п р о м ы ш ­
л е н н о г о и с п о л ь з о в а н и я л е с о в (в т а б л . 5.1 п р и в о д я т с я с р е д н и е з н а ­
чения Д Р < ) . Д л я р е к В о л о г о д с к о й о б л а с т и , я в л я ю щ и х с я «доно­
р а м и » в п р о е к т а х первой очереди п е р е б р о с к и части стока с е в е р н ы х
р е к в в о л ж с к и й б а с с е й н , прогноз в о з м о ж н ы х изменений с т о к а в ы ­
полнен в ч е т ы р е х в а р и а н т а х (рис. 5.6). В к а ж д о м в а р и а н т е преду­
с м а т р и в а л и с ь вполне р е а л ь н ы е т е м п ы л е с о з а г о т о в о к , о с н о в н ы е х а ­
р а к т е р и с т и к и к о т о р ы х п р е д с т а в л е н ы в п р и л о ж е н и и 2.
П о п е р в о м у в а р и а н т у п р е д у с м а т р и в а е т с я рубка п р е и м у щ е с т ­
венно хвойных д р е в о с т о е в 100—150-летнего в о з р а с т а с п р е д е л ь н о
в о з м о ж н о й интенсивностью д л я с л о ж и в ш е й с я на 1980 г. с т р у к т у р ы
л е с о в . В о т д е л ь н ы е д е с я т и л е т и я с ц е л ь ю обеспечения высоких з а ­
данных темпов лесозаготовок осуществляется рубка и приспева­
ю щ и х хвойных лесов с п р и м е с ь ю с п е л ы х л и с т в е н н ы х д р е в о с т о е в .
П р и средней интенсивности рубки 1,1 % в год з а 70-летний п е р и о д
будет в ы р у б л е н о 77 % п л о щ а д и всего л е с н о г о ф о н д а о б л а с т и . П р и
этом ф о н д с п е л ы х и с т а р ы х л е с о в в течение семи д е с я т и л е т и й б у д е т
н е п р е р ы в н о с н и ж а т ь с я и к 2050 г. с о с т а в и т всего 10 % ( т а б л . 5.2).
Т а к о й темп и вид л е с о з а г о т о в о к п о с т а в и т под угрозу д а л ь н е й ш е е
функционирование лесопромышленности области либо потребует
б ы с т р о й ее п е р е с т р о й к и на п р е и м у щ е с т в е н н о е и с п о л ь з о в а н и е мягк о л и с т в е н н ы х п о р о д д е р е в ь е в , т а к к а к они будут з а н и м а т ь б о л е е
половины п л о щ а д и всего л е с н о г о ф о н д а .
П о в т о р о м у в а р и а н т у э к с п л у а т и р у е т с я т о л ь к о хвойный л е с 100—
150-летнего в о з р а с т а с интенсивностью 0,87% в год, м а л о с н и ж а ­
ющей ф о н д с п е л ы х и с т а р ы х л е с о в . В конце р а с с м а т р и в а е м о г о пе­
р и о д а их п л о щ а д ь с о с т а в и т 2 4 % , т. е. б у д е т м е н ь ш е на 8 % , ч е м
в 1980 г. З а 70-летний период б у д у т п р о и з в е д е н ы р у б к и на 61 %
7
З а к а з № 322
97
Таблица 5.2
Возрастная структура лесов Вологодской обл. на 1980 г. и возможные
ее изменения к 2050 г. при различных вариантах (1—IV) использования лесов
% п л о щ а д и лесного ф о н д а
молодняки в в о з р а ­
с т е , число л е т
лес в в о з р а с т е , число л е т
П о состоянию на
101-150
0-20
21-40
41-80
81-100
всего
101-120
> 120
1980 г.
2050 г.
I
II
III
IV
15
15
25
13
32
25
7
30
19
33
30
23
20
26
18
30
27
18
14
7
10
4
5
10
24
19
33
4
9
19
24
Средн. I — I V
28
22
22
7
21
6
15
7
i
9
9
12
п л о щ а д и лесного ф о н д а и в его с т р у к т у р е л и с т в е н н ы е д р е в о с т о й
з а й м у т 4 7 % , т. е. на 7 % б о л ь ш е , чем в 1980 г. (см. т а б л . 5.2).
Этот вариант дает наименьшее количество суммарного объема
д р е в е с и н ы , но п о з в о л я е т с о х р а н я т ь с п е л ы е и с т а р ы е л е с а , не н а ­
р у ш а я с у щ е с т в е н н о с т р у к т у р у лесного ф о н д а , с л о ж и в ш у ю с я на
1980 г.
П о т р е т ь е м у в а р и а н т у э к с п л у а т и р у е т с я почти в р а в н ы х средних
интенсивностях хвойные спелые, лиственные и смешанные средне­
в о з р а с т н ы е л е с а . Р у б к и п р о и з в о д я т с я с н а и в ы с ш е й средней интен­
с и в н о с т ь ю 1,3% в год. О д н а к о п л о щ а д ь с п е л ы х и с т а р ы х л е с о в
с н и ж а е т с я менее интенсивно (по с р а в н е н и ю с п е р в ы м в а р и а н т о м )
и к 2050 г. она с о с т а в и т 19 % п л о щ а д и лесного ф о н д а . Э ф ф е к ­
тивность третьего в а р и а н т а з а к л ю ч а е т с я в т о м , что он позво­
л я е т постепенно п е р е с т р а и в а т ь л е с о п е р е р а б а т ы в а ю щ у ю п р о м ы ш ­
ленность с использования древесины преимущественно хвойных
п о р о д на л и с т в е н н ы е . П р и этом у д е л ь н ы й вес последних все в р е м я
возрастает, а хвойных уменьшается. Суммарный объем заготав­
л и в а е м о й д р е в е с и н ы в течение всех д е с я т и л е т и й о с т а е т с я п р и м е р н о
о д и н а к о в ы й и н а и в ы с ш и й по с р а в н е н и ю с д р у г и м и в а р и а н т а м и
лесоэксплуатации.
По четвертому варианту заготавливается несколько меньше
д р е в е с и н ы , чем в п р е д ы д у щ е м в а р и а н т е . О д н а к о д о б ы в а е т с я н а и ­
более полноценная древесина, так к а к предусматривается вырубка
хвойного л е с а
130—150-летнего
возраста
(с и н т е н с и в н о с т ь ю
0,53 % ) и спелых л и с т в е н н ы х д р е в о с т о е в 6 0 — 7 0 - л е т н е г о в о з р а с т а
с п р и м е с ь ю с р е д н е в о з р а с т н ы х хвойных д е р е в ь е в (с интенсивно­
с т ь ю 0,47 % ). С р е д н и й т е м п в ы р у б о к л е с а с о с т а в л я е т 1 % в г о д ,
при этом п л о щ а д и п о д с п е л ы м и и с т а р ы м и л е с а м и хвойных п о р о д
не у м е н ь ш а ю т с я и к 2050 г. с о с т а в я т 3 3 % . У л у ч ш и т с я и о б щ а я
98
структура леса: молодняки и средневозрастный лес займут такую
ж е п л о щ а д ь , что и э к с п л у а т и р у е м ы е хвойные л е с а (см. т а б л . 5.2).
П о м н е н и ю а в т о р а , этот в а р и а н т и с п о л ь з о в а н и я л е с о в я в л я е т с я
наиболее эффективным в экономическом и социальном планах:
д а е т б о л ь ш о й о б ъ е м в ы с о к о к а ч е с т в е н н о й т о в а р н о й д р е в е с и н ы , со­
х р а н я е т лесной ф о н д и с т р у к т у р у л е с о в , о б е с п е ч и в а е т на многие
десятилетия ритмичную работу лесозаготовителей и лесоперераба­
тывающей промышленности.
В л и я н и е р а с с м о т р е н н ы х в а р и а н т о в л е с о э к с п л у а т а ц и и на х о д из­
менений стока п о к а з а н о на рис. 5.6.
При любом варианте лесоэксплуатации можно ожидать увели­
чения водности р е к т о л ь к о в б у д у щ е м 70-летии. В с р е д н е м из всех
ч е т ы р е х в а р и а н т о в и с п о л ь з о в а н и я л е с о в сток з а б у д у щ е е 70-летие
в о з р а с т е т по с р а в н е н и ю с п р о ш е д ш и м 60-летним п е р и о д о м (1920—
1980 г г . ) : годовой — на 6 % и б у д е т р а в е н н о р м е , м е ж е н н ы й — на
8 % и б у д е т м е н ь ш е н о р м ы всего на 9 % , весенний — на 5 % и
с т а н е т б о л ь ш е н о р м ы на 10 % . Н а и б о л ь ш у ю водность о б е с п е ч и в а е т
I V в а р и а н т р у б к и л е с о в , при котором д а ж е м е ж е н н ы й
сток
в 2000—2050 гг. с т а н о в и т с я р а в н ы м своей н о р м е , а годовой и в е ­
сенний сток будет п р е в ы ш а т ь с в о ю норму соответственно на
4 и 12 % .
Т а к и м о б р а з о м , м о ж н о с д е л а т ь в а ж н ы й в ы в о д о т о м , что д л я
р е к В о л о г о д с к о й о б л а с т и , где л е с а з а н и м а ю т 70—90 % п л о щ а д и ,
п р о ш е л период с н а и б о л ь ш и м с н и ж е н и е м водности рек, с в я з а н н ы м
с эксплуатацией лесов. В последующие десятилетия должно на­
б л ю д а т ь с я у в е л и ч е н и е стока с п р и б л и ж е н и е м его к н о р м е . П о ­
этому, если не и з м е н и т с я к л и м а т , водность р е к в первой п о л о в и н е
X X I века б у д е т не м е н ь ш е , чем з а п р е д ш е с т в о в а в ш и й период на­
б л ю д е н и й з а стоком (1880—1980 или 1910—1980 г г . ) . Д р у г и м и сло­
в а м и , б у д у щ а я э к с п л у а т а ц и я л е с о в не снизит н о р м у стока, исполь­
з у е м у ю сейчас при с о с т а в л е н и и в о д о х о з я й с т в е н н ы х п р о е к т о в .
А н а л о г и ч н ы й в ы в о д м о ж н о с д е л а т ь , р а с с м а т р и в а я х о д измене­
ний стока из л е с а в р е к и по о т д е л ь н ы м о б л а с т я м лесной зоны ETC
(см. т а б л . 5.1). П о с л е з н а ч и т е л ь н о г о с н и ж е н и я годового с т о к а
в 1940—1980 гг. (на 1 0 — 1 4 % ) н а м е ч а е т с я т е н д е н ц и я к его уве­
л и ч е н и ю и в з а в и с и м о с т и от т е м п о в б у д у щ е й л е с о э к с п л у а т а ц и и
с т о к м о ж е т п р и б л и з и т ь с я к н о р м е или б ы т ь м е н ь ш е ее всего
на 5 % .
И с к л ю ч е н и е с о с т а в л я ю т К а р е л ь с к а я А С С Р и восточные р а й о н ы
ETC. В К а р е л и и , где из-за о б и л и я у д о б н ы х внутренних в о д н ы х пу­
тей, в ы х о д я щ и х к м о р я м , и с т р о и т е л ь с т в а П е т е р б у р г а , о т а п л и в а в ­
шегося д р о в а м и , л е с а всех в о з р а с т о в э к с п л у а т и р о в а л и с ь д а в н о и
весьма интенсивно. В X X столетии з а г о т о в к а д р е в е с и н ы п р о и з в о ­
д и л а с ь на р а н е е в ы р у б л е н н ы х у ч а с т к а х , д а в н о п о т е р я в ш и х свой
п е р в о з д а н н ы й вид. М а с с о в а я з а г о т о в к а д р о в в м о л о д ы х и с р е д н е ­
в о з р а с т н ы х л е с а х п р е к р а т и л а с ь в н а ч а л е 60-х годов. П о э т о м у ос­
новные изменения в возрастной структуре лесов были в X I X —
н а ч а л е X X веков и в н а с т о я щ е е в р е м я на з н а ч и т е л ь н ы х п л о ­
щ а д я х н а б л ю д а е т с я у в е л и ч е н и е в о з р а с т а л е с а . Все это п р и в е л о
99
к н е з н а ч и т е л ь н ы м к о л е б а н и я м стока о т н о с и т е л ь н о своей н о р м ы з а
п р о ш е д ш и й вековой период. П о с л е некоторого о ч е р е д н о г о п о в ы ш е ­
ния с т о к а в 1980—2010 гг. м о ж н о о ж и д а т ь его с н и ж е н и е по а н а л о ­
гии с 1920—1970 гг., т. е. в X X I столетии сток из л е с а в реки будет
т а к и м ж е , к а к и в X X веке.
В восточных р а й о н а х лесной зоны ETC ( н а п р и м е р , б а с с е й н ы
р е к В е р х н е й К а м ы , В ы ч е г д ы и В е р х н е й П е ч о р ы ) интенсивное ис­
п о л ь з о в а н и е л е с о в н а ч а л о с ь н е д а в н о (с 1950 г . ) . В н а с т о я щ е е
в р е м я в этих р а й о н а х и м е ю т с я б о л ь ш и е п л о щ а д и п о д в ы р у б к а м и
и л е с а м и д о 30-летнего в о з р а с т а , р а с п о л а г а ю щ и м и с я п р е и м у щ е ­
ственно в д о л ь р е к . П е р е с т о й н ы е и с п е л ы е л е с а , з а н и м а ю щ и е д о
50—70 % п л о щ а д и лесного ф о н д а , н а х о д я т с я в основном в о т д а ­
л е н н ы х и т р у д н о д о с т у п н ы х местах. Э т о с д е р ж и в а е т ш и р о к у ю эксп­
л у а т а ц и ю л е с о в . П о з а п а с а м д р е в е с и н ы северо-восточные р а й о н ы
з а н и м а ю т в е д у щ е е место среди д р у г и х р а й о н о в E T C и я в л я ю т с я
перспективными д л я заготовки древесины в ближайшем будущем.
На
примере Кировской
(рис. 5.7) и П е р м с к о й
областей
( т а б л . 5.1) м о ж н о с д е л а т ь з а к л ю ч е н и е о т о м , что с л о ж и в ш а я с я
с т р у к т у р а л е с н о г о ф о н д а о к а з а л а н е з н а ч и т е л ь н о е в л и я н и е на сни­
ж е н и е стока в 1910—1930 гг., з а т е м п р о и з о ш л о н е к о т о р о е его по­
в ы ш е н и е в 1950—1980 гг. з а счет у в е л и ч е н и я интенсивности л е с о ­
з а г о т о в о к и с у щ е с т в е н н о г о п р и р а щ е н и я п л о щ а д е й под с в е ж и м и
в ы р у б к а м и . В ц е л о м з а 1880—1980 гг. сток и з л е с а б ы л р а в е н
своей н о р м е (т. е. стоку из 100-летнего л е с а ) . У ч и т ы в а я все воз­
р а с т а ю щ и е т е м п ы и технические в о з м о ж н о с т и в освоении л е с н ы х
р е с у р с о в , м о ж н о п о л а г а т ь , что интенсивность в ы р у б о к в северо­
в о с т о ч н ы х р а й о н а х б у д е т в с е в р е м я в о з р а с т а т ь и к 2000—2020 гг.
с о с т а в и т 1,0—1,5% в год по х в о й н ы м с т а р ы м д р е в о с т о я м и 0,3—
0,5 % в год по м я г к о л и с т в е н н ы м . Т о есть м о ж н о о ж и д а т ь на б о л ь ­
ших п л о щ а д я х интенсивное с н и ж е н и е в о з р а с т а л е с а и с в я з а н н о е
с э т и м р е з к о е у м е н ь ш е н и е в с е р е д и н е X X I в е к а годового стока на
8—15%, м е ж е н н о г о — на 20—30 % и у в е л и ч е н и е весеннего стока
из л е с а в реки на 10—15 % .
5.3. Изменение стока рек за 1880—1980 гг.
и прогноз на 1990—2050 гг.
О ц е н к а и з м е н е н и й стока р е к AQ п о д в л и я н и е м л е с о х о з я й с т в е н ных м е р о п р и я т и й в ы п о л н я е т с я с учетом доли п л о щ а д и в о д о с б о р а ,
з а н я т о й л е с а м и , т. е. облесенности ( л е с и с т о с т и ) в о д о с б о р а :
AQ; = bY ,
iyi
(5.3)
где Д У , — с р е д н е е и з м е н е н и е с т о к а с л е с н ы х п л о щ а д е й в реки
в % з а 1-е д е с я т и л е т и е , о п р е д е л я е м о е по у р а в н е н и я м (5.1) и
(5.2); у; — с р е д н е е з н а ч е н и е облесенности в о д о с б о р а на i-e д е с я т и ­
летие.
100
П о с к о л ь к у у всегда м е н ь ш е единицы, то и з м е н е н и е речного
стока (годового, м е ж е н н о г о , в е с е н н е г о ) м е н ь ш е с о о т в е т с т в у ю щ е г о
и з м е н е н и я с т о к а с л е с н ы х п л о щ а д е й в г и д р о г р а ф и ч е с к у ю сеть во­
досбора.
О б л е с е н н о с т ь в о д о с б о р о в в лесной зоне ETC к о л е б л е т с я о т 0,2
до 0,95 и, к а к у к а з ы в а л о с ь в п. 2.1, не о с т а е т с я постоянной д а ж е
в течение одного в е к а . П о э т о м у на в н у т р и в е к о в ы е и з м е н е н и я реч­
ного стока в л и я ю т к а к и з м е н е н и я в с т р у к т у р е л е с о в , т а к и и з м е н е ­
ния лесистости в о д о с б о р а .
Д а н н ы е о лесистости р я д а а д м и н и с т р а т и в н ы х о б л а с т е й E T C по
д е с я т и л е т и я м з а 1880—1980 гг. п о м е щ е н ы в т а б л . 2.1 и п о к а з а н ы
на рис. 2.1. В р а с с м а т р и в а е м ы х семи о б л а с т я х с у м м а р н о й пло­
щ а д ь ю 825 тыс. к м с р е д н е в з в е ш е н н ы е з н а ч е н и я лесистости и з м е ­
н я л и с ь от 66 %
1880 г. д о 52 % на 1920 г., з а т е м о н а в о з р о с л а и
в н а с т о я щ е е в р е м я с о с т а в л я е т 6 8 % - В п е р с п е к т и в е , по н а ш е м у
мнению, л е с и с т о с т ь о б л а с т е й б у д е т м е н я т ь с я н е з н а ч и т е л ь н о —
в пределах ± 2 — 5 % . Оценка такого будущего изменения леси­
стости о с н о в а н а на с о в р е м е н н о й тенденции к н е к о т о р о м у с о к р а щ е ­
нию м а л о п р о д у к т и в н ы х и м е л к о к о н т у р н ы х п л о щ а д е й с е л ь с к о х о ­
з я й с т в е н н ы х угодий и з а р а с т а н и ю их л е с о м , а т а к ж е на т е н д е н ц и и
повышения продуктивности эксплуатируемых сельскохозяйствен­
ных угодий. П р и д о с т и ж е н и и о п т и м а л ь н ы х з н а ч е н и й п р о д у к т и в ­
ности в о з н и к н е т н е о б х о д и м о с т ь у в е л и ч е н и я посевных и д р у г и х
с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х п л о щ а д е й за счет л е с а .
О ц е н к а изменений стока р е к д а е т с я ( т а б л . 5.3) д л я семи об­
л а с т е й по р е з у л ь т а т а м р а с ч е т о в и прогноза изменений стока с л е с ­
ных п л о щ а д е й в реки (по д а н н ы м т а б л . 5.1). Э т а о ц е н к а с п р а в е д ­
л и в а при у с л о в и я х относительного п о с т о я н с т в а средних по д е с я т и ­
л е т и я м к л и м а т и ч е с к и х х а р а к т е р и с т и к и м а л о м е н я ю щ и х с я по д е с я ­
т и л е т и я м условий ф о р м и р о в а н и я стока с с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х
угодий [ 1 3 ] , б о л о т и о з е р . В л и я н и е м е л и о р а ц и и л е с о в , б о л о т и
сельхозугодий на сток рек не у ч и т ы в а л о с ь .
2
в
Таблица 5.3
Среднее изменение стока рек (AQ в % к норме) под влиянием вырубок
и восстановления лесов за периоды 1880—1930 гг. ( I ) , 1930—1980 гг. ( I I )
и 1980—2050 rr. ( I I I )
Г о д о в о й сток
Меженный сток
Весенний ;ток
Область
Псковская
Калининская
Ленинградская
Карельская АССР
Вологодская
Кировская
Пермская
Среднее
I
II
и.
1
п
III
I
1
1
—2
1
3
0
0
1
—3
—3
—6
—1
—6
0
I
—3
—2
—2
—5
1
0
—4
0
—2
1
1
—6
0
2
—2
2
—1
—8
—8
—13
—4
—15
—4
—1
—8
—8
—6
— 12
—5
—8
—И
—8
—8
2
2
2
3
6
2
1
3
п
III
2
2
1
4
3
3
3
3
4
4
5
9
9
5
10
6
101
Н а п о м н и м , что р а с ч е т изменений стока из л е с а в ы п о л н я л с я по
ф а к т и ч е с к о й с т р у к т у р е л е с о в , а прогноз (по 2050 г.) д а в а л с я по
н е с к о л ь к и м в а р и а н т а м интенсивности и вида з а г о т а в л и в а е м о й д р е ­
весины, т. е. при р а з н ы х р а с ч е т н ы х л е с о с е к а х . В т а б л . 5.3 приво­
д я т с я с р е д н и е (из т р е х - ч е т ы р е х в а р и а н т о в ) з н а ч е н и я прогнозиру­
е м ы х и з м е н е н и й с т о к а р е к в целом по о б л а с т я м . Эти д а н н ы е с о ­
вместно с м а т е р и а л а м и п. 5.2 п о з в о л я ю т с д е л а т ь с л е д у ю щ и е о б щ и е
в ы в о д ы по в л и я н и ю и с п о л ь з о в а н и я л е с о в на сток р е к .
1. В н у т р и векового п е р и о д а и з м е н е н и я с т о к а к р у п н ы х р е к и
в целом д л я р е к о б л а с т е й н а х о д я т с я в п р е д е л а х :
— д л я годового стока ± 5 % .
— м е ж е н н о г о плюс 5 — минус 1 5 % ,
— весеннего от 0 д о плюс 12 % .
Н а небольших реках изменения стока значительно больше
(в 1,5—2,5 р а з а ) , чем в целом по р а с с м а т р и в а е м ы м о б л а с т я м .
2. Д л я о б л а с т е й , где л е с а д а в н о интенсивно э к с п л у а т и р о в а л и с ь ,
с н и ж е н и е с т о к а п р о и с х о д и л о в 1930—1980 гг. и в д а л ь н е й ш е м (до
2050 г.) п р о г н о з и р у е т с я у в е л и ч е н и е с т о к а с п р и б л и ж е н и е м его
к н о р м е или с о х р а н е н и е з н а ч е н и й , б л и з к и х к с р е д н и м за период
н а б л ю д е н и й 1910—1980 гг.
Т а к и м о б р а з о м , м о ж н о п о л а г а т ь , что д л я р я д а о б л а с т е й ETC,
к р о м е северо-восточных, м ы у ж е п е р е ж и л и интенсивное с н и ж е н и е
стока рек, связанное с изменением структуры лесов. Это снижение
б ы л о а в т о м а т и ч е с к и учтено при о п р е д е л е н и и (по д а н н ы м и з м е р е ­
н и й ) норм с т о к а , и с п о л ь з у е м ы х при в о д о х о з я й с т в е н н о м проекти­
ровании. П о сравнению с такими нормами в о д н о с т ь
рек
в первой п о л о в и н е X X I века
существенно н е
изменится
( т а б л . 5.3), если не и з м е н и т с я к л и м а т .
В северо-восточных р а й о н а х ETC интенсивное и с п о л ь з о в а н и е
л е с о в н а ч а л о с ь с р а в н и т е л ь н о н е д а в н о — с 1950 г. К н а с т о я щ е м у
в р е м е н и в этих р а й о н а х имеются б о л ь ш и е п л о щ а д и под в ы р у б к а м и
и л е с а м и д о 20-летнего в о з р а с т а , а с п е л ы е и перестойные л е с а з а ­
н и м а ю т е щ е д о 50—70 % лесной п л о щ а д и . П о э т о м у в н а с т о я щ е е
в р е м я и з м е н е н и я с т о к а з д е с ь н е с у щ е с т в е н н ы : годового в п р е д е л а х
3 % , м е ж е н н о г о на минус 1—5%. В п о с л е д у ю щ и е д е с я т и л е т и я
X X I века м о ж н о о ж и д а т ь интенсивное с н и ж е н и е в о з р а с т а л е с а на
б о л ь ш и х п л о щ а д я х и с в я з а н н о е с этим у м е н ь ш е н и е годового (на
5 — 8 % ) и м е ж е н н о г о (до 1 5 % ) с т о к а к р у п н ы х р е к . О д н а к о этот
в ы в о д носит о р и е н т и р о в о ч н ы й х а р а к т е р , п о с к о л ь к у сейчас д л я се­
веро-восточных р а й о н о в т р у д н о с п р о е к т и р о в а т ь б у д у щ и е т е м п ы
п р о м ы ш л е н н о г о о с в о е н и я лесов и их в о з р а с т н у ю с т р у к т у р у .
3. В ы р у б к а с п о с л е д у ю щ и м в о с с т а н о в л е н и е м л е с о в н е з н а ч и ­
т е л ь н о в л и я е т на с р е д н е м н о г о л е т н и й годовой сток к р у п н ы х и сред­
них р е к (в п р е д е л а х ± 5 % ) , о д н а к о с у щ е с т в е н н о у в е л и ч и в а е т с я
н е р а в н о м е р н о с т ь внутригодового р а с п р е д е л е н и я стока ( т а б л . 5.3.).
С р е д н е м н о г о л е т н и й весенний с т о к у в е л и ч и в а е т с я д о 10 % , а м е ж е н ­
ный у м е н ь ш а е т с я д о 1 5 % , что у х у д ш а е т у с л о в и я х о з я й с т в е н н о г о
и с п о л ь з о в а н и я речного стока. Д л я н е б о л ь ш и х р е к с р е д н е м н о г о л е т н и е з н а ч е н и я весеннего стока могут у в е л и ч и т ь с я д о 2 5 % , а м е ­
ж е н н о г о у м е н ь ш и т ь с я д о 3 5 % . В первой половине X X I века не102
р а в н о м е р н о с т ь в н у т р и г о д о в о г о стока будет в о з р а с т а т ь , т а к к а к
в с т р у к т у р е лесов о ж и д а е т с я у в е л и ч е н и е доли л и с т в е н н ы х д р е в о ­
стоев с интенсивной их р у б к о й в в о з р а с т е 50—70 л е т .
Р е з у л ь т а т ы оценки изменений речного стока по д е с я т и л е т и я м
позволяют выполнять приведение измеренного (бытового) стока
к естественному по у р а в н е н и ю (5.4), т. е. к т а к о м у стоку, к о т о р ы й
б ы л бы при отсутствии интенсивных р у б о к л е с а :
Реет, = У ш - (A?iY<) — Y«».i ИЗ
Aft.
(5-4)
Рис. 5.8. Разностные интегральные кривые хода осредненного
по пятилетиям годового стока р. Сухоны — п. Камчуга. Пло­
щадь водосбора 38 700 км .
2
/ — измеренный ( б ы т о в о й ) сток з а 1880—1980 гг. и е г о норма (277 м м ) ,
принятая д л я 1981—2050 г.; 2 — восстановленный (естественный) сток
с у ч е т о м с л о ж и в ш е й с я с т р у к т у р ы л е с о в в 1880—1980 гг. и п р о г н о з и р у е ­
мой с т р у к т у р ы д о 2050 г.
где У е с т ; — естественный ( в о с с т а н о в л е н н ы й ) сток реки в _ с р е д н е м
з а i-e д е с я т и л е т и е ; У м ; — и з м е р е н н ы й ( б ы т о в о й ) сток; Д У , и у* —
с о о т в е т с т в е н н о среднее и з м е н е н и е стока из л е с а в реки и з н а ч е н и е
Ш
лесистости з а i-e д е с я т и л е т и е ; AQ,- — и з м е н е н и е с т о к а р е к .
В к а ч е с т в е п р и м е р а на р и с . 5.8 п р е д с т а в л е н ы р а з н о с т н ы е инте­
г р а л ь н ы е к р и в ы е хода и з м е р е н н о г о и в о с с т а н о в л е н н о г о с т о к а
с водосбора р. Сухоны, занимающего существенную долю площади
В о л о г о д с к о й о б л а с т и . Б у д у щ и й « и з м е р е н н ы й » сток р. С у х о н ы д л я
к а ж д о г о и н т е р в а л а в р е м е н и з а п е р и о д после 1980 г. п р и н и м а л с я
р а в н ы м н о р м е , т. е. он не о т р а ж а е т в о з м о ж н ы х к л и м а т и ч е с к и х ко­
л е б а н и й , а в е л и ч и н ы с т о к а AQi с о о т в е т с т в у ю т п р о г н о з и р у е м о й
с т р у к т у р е лесов всей о б л а с т и .
И н т е р е с н о о т м е т и т ь , что в о с с т а н о в л е н н ы й сток р . С у х о н ы имеет
м е н ь ш у ю и з м е н ч и в о с т ь по с р а в н е н и ю с и з м е р е н н ы м . Т а к , з а п е р и о д
1880—1980 гг. в о с с т а н о в л е н н ы й сток к о л е б а л с я в п р е д е л а х 1,5
н о р м ы , а и з м е р е н н ы й — трех норм. Э т о п о з в о л я е т с д е л а т ь пред­
п о л о ж е н и е о т о м , что д л я многих р е к лесной зоны E T C к а к
д л и т е л ь н о е п о в ы ш е н и е (1901—1935 г г . ) , т а к и п о с л е д у ю щ е е
103
д л и т е л ь н о е с н и ж е н и е с т о к а (1936—1955 г г . ) , п о м и м о к л и м а т и ч е с к и х
причин, б ы л о е щ е о б у с л о в л е н о и в л и я н и е м х о з я й с т в е н н о й д е я т е л ь ­
ности. С л у ч а й н о получилось т а к , что в м н о г о в о д н у ю ф а з у измене­
ние с т о к а под в л и я н и е м в ы р у б к и и в о с с т а н о в л е н и я л е с о в AQ 3
имело положительный знак, а в маловодную — отрицательный,
что у с и л и л о п о в ы ш е н и е и с н и ж е н и е с т о к а в эти п е р и о д ы . Д л я В о ­
л о г о д с к о й о б л а с т и с р е д н и е з н а ч е н и я AQ 3 з а у к а з а н н ы е ф а з ы вод­
ности соответственно с о с т а в л я л и + 3 и —6 % .
X0
X0
П р и условии неизменности к л и м а т а п р о г н о з и р у е м а я водность
р. С у х о н ы з а 1981—2050 гг. б у д е т р а в н а н о р м е , но в п е р и о д 1981 —
2000 гг. естественный сток е ж е г о д н о б у д е т п р е в ы ш а т ь н о р м у
в с р е д н е м на 5 % , а в 2001—2030 гг. с т а н е т м е н ь ш е ее на 3 % .
И т а к , х о з я й с т в е н н о е и с п о л ь з о в а н и е лесов в л и я е т на годовой
сток с больших площадей в пределах 5 % , а небольших рек — до
10 % и б о л е е . Т а к и е и з м е н е н и я с т о к а с о и з м е р и м ы с п о г р е ш н о ­
с т я м и его и з м е р е н и й и подсчета, о д н а к о , в о т л и ч и е от них, изме­
нения с т о к а имеют н а п р а в л е н н ы й з н а к в течение многих д е с я т и ­
летий.
И з в е с т н о [13, 94—96], что на в о д о с б о р а х лесной зоны ETC а г р о сельскохозяйственные мероприятия и небольшие водохранилища
н е з н а ч и т е л ь н о ( < 1 % ) в л и я ю т на годовой сток средних р е к . Л е с о и сельскохозяйственные осушительные мелиорации в прошедшие
годы п р о в о д и л и с ь на очень н е б о л ь ш и х п л о щ а д я х , что т а к ж е не
м о г л о с у щ е с т в е н н о п о в л и я т ь на и з м е н е н и е годового стока р е к . П о ­
э т о м у г л а в е н с т в у ю щ и м а н т р о п о г е н н ы м ф а к т о р о м , способным из­
м е н и т ь сток р е к лесной зоны ETC, по-видимому, я в л я е т с я изме­
нение с т р у к т у р ы лесов п о д в л и я н и е м л е с о э к с п л у а т а ц и и и увеличе­
ния лесистости водосборов за счет з а р а с т а н и я м о л о д ы м л е с о м
б ы в ш и х с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х угодий.
В п о с л е д н и е годы п о я в и л и с ь р а б о т ы [8, 9] по о ц е н к е в о з м о ж ­
н ы х и з м е н е н и й водности р е к К о м и А С С Р , о с н о в а н н ы е на гидро­
метрическом материале, анализе водопотребления лесами разного
в и д а и в о з р а с т а , а т а к ж е на т а к с а ц и о н н ы х о п и с а н и я х л е с о в сопо­
с т а в л я е м ы х водосборов. В них, т а к ж е к а к и в д а н н о й р а б о т е , у к а ­
з ы в а е т с я , что на в о з р а с т в л и я ю т р у б к и л е с а с п о с л е д у ю щ и м его
в о з о б н о в л е н и е м . В о з о б н о в л е н и е хвойных л е с о в К о м и А С С Р на 40—
60 % п л о щ а д и всех в ы р у б о к п р о и с х о д и т через ф о р м а ц и ю л и с т в е н ­
ных пород. П р и р о с т д р е в е с и н ы в л и с т в е н н ы х л е с а х (1,2 м / г а
в г о д ) в ы ш е , чем в хвойных (0,5 м ) . С р е д н е г о д о в о й п р и р о с т л е с а
рассматривается как комплексный показатель лесов: «полнота,
в о з р а с т , бонитет — о п р е д е л я ю т средний годовой п р и р о с т л е с а , чем
лес м о л о ж е , чем б о л ь ш е его п о л н о т а и л у ч ш е л е с о р а с т и т е л ь н ы е
у с л о в и я , т е м б о л ь ш е прирост н а с а ж д е н и й , а с л е д о в а т е л ь н о , в ы ш е
т р а н с п и р а ц и я и соответственно м е н ь ш е речной сток» [ 8 ] . В [8, 9]
у к а з ы в а е т с я , что в ю ж н ы х и средних р а й о н а х К о м и А С С Р н а и в ы с ­
шее с у м м а р н о е в о д о п о т р е б л е н и е л е с о в , а т а к ж е н а и в ы с ш и й го­
дичный п р и р о с т д р е в е с и н ы н а с т у п а е т в в о з р а с т е 30—50 л е т д л я
л и с т в е н н ы х и 50—70 л е т д л я х в о й н ы х д р е в о с т о е в . З а т е м в л а г о п о т р е б л е н и е у м е н ь ш а е т с я , п р и б л и ж а я с ь к своей постоянной средней
3
3
104
в е л и ч и н е в с т а р о м лесу. В с п е л ы х н а с а ж д е н и я х прирост д р е в е с и н ы
е ж е г о д н о с н и ж а е т с я , и в перестойных л е с а х он р а в е н е ж е г о д н о м у
объему отмирающей древесины.
Устанавливаются зависимости между суммарным испарением
с почти с п л о ш ь о б л е с е н н ы х в о д о с б о р о в и с р е д н и м годичным при­
р о с т о м д р е в о с т о е в (рис. 5.9), а т а к ж е м е ж д у с р е д н и м г о д о в ы м
Рис. 5.9. Связь суммарного годового
испарения Е на водосборах рек Коми
АССР со средним годичным приро­
стом древесины Д [9].
Рис. 5.10. Связь годового стока с реч­
ных водосборов Коми АССР со сред­
ним годичным приростом древесины Д
и годовой суммой осадков [9].
Осадки:
/ ) 710—780 м м .
2 ) 630— 700 м м .
с т о к о м , п р и р о с т о м и к о л и ч е с т в о м о с а д к о в (рис. 5.10). П р и этом
с р е д н и е х а р а к т е р и с т и к и э л е м е н т о в водного б а л а н с а и л е с а опре­
д е л я л и с ь з а 5—10-летние периоды [ 9 ] . З а в и с и м о с т и п о з в о л я ю т
в ы п о л н я т ь оценки и прогнозы в о д о п о т р е б л е н и я л е с о в и изменений
с т о к а под в л и я н и е м х о з я й с т в е н н о й д е я т е л ь н о с т и в л е с а х и воз­
м о ж н ы м и з м е н е н и е м о с а д к о в . Т а к , и з м е н е н и е с р е д н е г о годичного
п р и р о с т а д р е в о с т о е в на 0,5 м / г а влечет з а собой и з м е н е н и е годо­
вого стока н е б о л ь ш и х р е к в с р е д н е м на 50 м м . А в т о р ы д е л а ю т з а ­
к л ю ч е н и е о том, что в р е з у л ь т а т е в ы р у б о к с т а р о г о л е с а через 40—
60 л е т п р о и з о й д е т о м о л о ж е н и е л е с о в п р и м е р н о на 20 л е т , п р и р о с т
д р е в е с и н ы в о з р а с т е т на 15—20%, что повлечет у в е л и ч е н и е сум­
м а р н о г о и с п а р е н и я и у м е н ь ш е н и е годового стока н е б о л ь ш и х р е к
К о м и А С С Р на 8—15% [8, 9 ] . Р е з у л ь т а т ы этих и с с л е д о в а н и й , по­
л у ч е н н ы е по д р у г о й м е т о д и к е ( ч е р е з с т о к ) , п о д т в е р ж д а ю т н а ш и
в ы в о д ы по л е с а м подзон ю ж н о й и с р е д н е й тайги E T C .
3
105
Заключение
В р а б о т е р а с с м о т р е н ы г и д р о л о г и ч е с к и е процессы, п р о и с х о д я ­
щ и е внутри л е с о в , в с в я з и с н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н н ы м в и д о м
хозяйственной деятельности — вырубкой спелых и старых древо­
стоев. Н а в ы р у б к а х в р е з у л ь т а т е в о з о б н о в л е н и я и роста н о в о г о
леса и з м е н я ю т с я основные э л е м е н т ы водного б а л а н с а — с у м м а р н о е
влагопотребление лесными комплексами (испарение) и суммарный
сток, а о с а д к и почти не м е н я ю т с я .
С м е н а в о з р а с т а и видового с о с т а в а нового л е с а о б у с л о в л и в а е т
непрерывное
изменение
всех ф и з и о л о г и ч е с к и х
характеристик
леса — т е к у щ е г о прироста д р е в о с т о е в по высоте, д и а м е т р у и о б ъ ­
ему с т в о л о в о й д р е в е с и н ы , о б ъ е м а зеленой м а с с ы крон д е р е в ь е в ,
корней и ж и в о г о н а п о ч в е н н о г о п о к р о в а , т. е. н е п р е р ы в н о м е н я е т с я
с т р у к т у р а л е с н ы х биогеоценозов.
Основной х а р а к т е р и с т и к о й л е с а я в л я е т с я его в о з р а с т . Он о п р е ­
д е л я е т к а к видовой состав д р е в о с т о е в в л е с н ы х м а с с и в а х , т а к и
все п е р е ч и с л е н н ы е в ы ш е х а р а к т е р и с т и к и . П о э т о м у с в о з р а с т о м
л е с а тесно с в я з а н о его в о д о п о т р е б л е н и е и в о д о о т д а ч а — с у м м а р ­
ный сток. О д н а к о з а в и с и м о с т ь м е ж д у в о з р а с т о м л е с а и водопот р е б л е н и е м , а т а к ж е с т о к о м , не т о л ь к о не л и н е й н ы , но и з н а к о п е ременны.
В п е р в ы е 1 —15 л е т после в ы р у б к и с т а р о г о л е с а и с п а р е н и е р е з к о
с н и ж а е т с я , а сток у в е л и ч и в а е т с я . К 20-летнему в о з р а с т у нового
л е с а и с п а р е н и е и сток п р и б л и ж а ю т с я к з н а ч е н и я м , н а б л ю д а е м ы м
на п л о щ а д я х со спелым 100-летним л е с о м . Эти з н а ч е н и я м ы ус­
л о в н о п р и н и м а е м за норму. В период с 25 по 50—60 л е т и с п а р е н и е
с у ч а с т к о в в о з р а с т а е т , а годовой сток р е з к о с н и ж а е т с я — до 50—
60 % н о р м ы . В д а л ь н е й ш е м в о д о п о т р е б л е н и е л е с н ы м и к о м п л е к ­
сами у м е н ь ш а е т с я , а сток в о з р а с т а е т и к 100-летнему в о з р а с т у
л е с а д о с т и г а е т своей н о р м ы . В п о с л е д у ю щ и е годы (120—150 л е т )
л е с с т а р е е т , его в о д о п о т р е б л е н и е н е с к о л ь к о с н и ж а е т с я , а с т о к уве­
л и ч и в а е т с я (см. рис. 4.1, т а б л . 4.1).
С р е д н е е годовое и с п а р е н и е за весь 100-летний период роста
нового л е с а п р е в ы ш а е т норму на 7 % , а в о д н ы е р е с у р с ы л е с н ы х
у ч а с т к о в (годовой с т о к ) у м е н ь ш а ю т с я в с р е д н е м на 10 % . Весен­
ний сток ( м а р т — м а й ) у в е л и ч и в а е т с я на 5 — 1 0 % , а м е ж е н н ы й
( и ю н ь — ф е в р а л ь ) у м е н ь ш а е т с я на 25—30 % . С р е д н е е у в е л и ч е н и е
весеннего стока з а 100-летний п е р и о д в основном с в я з а н о с д л и ­
т е л ь н ы м п р е о б л а д а н и е м в новых л е с а х м я г к о л и с т в е н н ы х д е р е в ь е в
( б е р е з а , осина, о л ь х а и д р . ) , а б о л ь ш о е с н и ж е н и е м е ж е н н о г о с т о к а
о б у с л о в л е н н о сезонностью в л а г о п о т р е б л е н и я л е с а м и (в т е п л ы й пе­
риод года и с п а р я е т с я п р и м е р н о 80 % всей в л а г и ) .
По отношению к старому, «материнскому», перестойному лесу
в ы р у б к а и п о с л е д у ю щ е е в о с с т а н о в л е н и е лесов у м е н ь ш а е т в е к о в ы е
в о д н ы е ресурсы лесного у ч а с т к а д л я годового п е р и о д а на 15—
20 % , м е ж е н н о г о на 3 5 % , а весеннего у в е л и ч и в а е т на 2—3 % 106
В ы р у б к а л е с о в с п о с л е д у ю щ и м его в о з о б н о в л е н и е м , у м е н ь ш а я
годовой сток, о д н о в р е м е н н о у в е л и ч и в а е т н е р а в н о м е р н о с т ь его внут р и г о д о в о г о р а с п р е д е л е н и я . Н а у ч а с т к а х с т а р о г о л е с а д о л я весен­
него стока в годовом с о с т а в л я е т о к о л о 40 % и м е ж е н н о г о 60 % ,
в 100-летних л е с а х — соответственно 45 и 5 5 % , а на у ч а с т к а х но­
вого л е с а 4 0 — 8 0 - л е т н е г о в о з р а с т а — 65 и 3 5 % . П р и этом с у м м а р ­
ный годовой сток с у ч а с т к о в нового с р е д н е в о з р а с т н о г о л е с а б у д е т
м е н ь ш е , чем с у ч а с т к о в 100-летнего л е с а на 3 5 % , а по с р а в н е н и ю
со 150-летним лесом — м е н ь ш е на 5 5 % . О д н а к о э т о относится
только к водным ресурсам ручьев и малых рек. В крупных лесных
м а с с и в а х и в б а с с е й н а х средних р е к н а л и ч и е в ы р у б о к 1—20-лет­
него в о з р а с т а и с т а р ы х лесов с у щ е с т в е н н о к о м п е н с и р у е т н е д о с т а ч у
гтока с участков, занятых молодыми и средневозрастными лесами.
Р а з р а б о т а н н ы е м о д е л и , о п и с ы в а ю щ и е и з м е н е н и я стока с уча­
с т к о в под в л и я н и е м роста л е с а (рис. 4.1 и т а б л . 4.1), а т а к ж е
с т р у к т у р у к р у п н ы х л е с н ы х м а с с и в о в (рис. 5.1), п о з в о л и л и со­
з д а т ь м е т о д и к у и оценить и з м е н е н и я водности р е к по 10-летиям
з а п р о ш е д ш и й 100-летний период и д а т ь прогноз по 2050 г.
( т а б л . 5.3). П р и э т о м и с п о л ь з о в а л и с ь д а н н ы е о в о з р а с т н о й струк­
т у р е л е с о в по р я д у а д м и н и с т р а т и в н ы х о б л а с т е й лесной зоны ETC.
И з м е н е н и я годового стока р е к с о с т а в л я л и от плюс 5 д о минус 8 % ,
весеннего — п л ю с
1 — 1 0 % и м е ж е н н о г о — от п л ю с 5 до ми­
нус 15 % .
Д л я о б л а с т е й , где л е с а д а в н о э к с п л у а т и р о в а л и с ь , интенсивное
с н и ж е н и е стока п р о и с х о д и л о в 1930—1980 гг. и в д а л ь н е й ш е м (до
2050 г.) п р о г н о з и р у е т с я у в е л и ч е н и е стока с п р и б л и ж е н и е м его
к н о р м е или с о х р а н е н и е м с р е д н и х з н а ч е н и й з а период н а б л ю д е н и й
1900—1980 гг. М о ж н о п о л а г а т ь , что д л я р я д а о б л а с т е й ETC, к р о м е
северо-восточных, мы у ж е п е р е ж и л и интенсивное с н и ж е н и е стока
р е к , с в я з а н н о е с э к с п л у а т а ц и е й лесов. Э т о с н и ж е н и е б ы л о а в т о м а ­
тически учтено при о п р е д е л е н и и (по д а н н ы м и з м е р е н и й ) норм
с т о к а , и с п о л ь з у е м ы х при в о д о х о з я й с т в е н н о м п р о е к т и р о в а н и и . П о
сравнению с такими нормами в о д н о с т ь
р е к в первой поло­
вине X X I в е к а с у щ е с т в е н н о н е
и з м е н и т с я , если не изме­
нится климат.
В северо-восточных р а й о н а х ETC интенсивное и с п о л ь з о в а н и е
л е с о в н а ч а л о с ь с р а в н и т е л ь н о н е д а в н о — с 1950 г. П о э т о м у в на­
с т о я щ е е в р е м я и з м е н е н и я стока т а м н е с у щ е с т в е н н ы : годового на
± 1 — 3 % , м е ж е н н о г о на минус 1—5%. В первой п о л о в и н е X X I
в е к а м о ж н о о ж и д а т ь интенсивное у м е н ь ш е н и е годового (на 5—
8 % ) и м е ж е н н о г о (до 1 5 % ) стока средних р е к и у в е л и ч е н и е в е ­
сенней водности на 5—10%.
Е с л и г л а в н ы м итогом н а с т о я щ е й р а б о т ы следует с ч и т а т ь с о з д а ­
ние м е т о д и к и оценки изменений водных ресурсов л е с н ы х р а й о н о в
под в л и я н и е м э к с п л у а т а ц и и л е с о в , то в т о р ы м , не менее в а ж н ы м
итогом м о ж н о с ч и т а т ь о б о с н о в а н и е п о л о ж е н и я о т о м , что в о з р а с т
и в и д л е с а п о - р а з н о м у в л и я ю т на сток. П о э т о м у все и с с л е д о в а н и я
в л и я н и я л е с а на в о д н ы е р е с у р с ы н е о б х о д и м о « п р и в я з ы в а т ь » к л е с о т а к с а ц и о н н ы м и почвенно-гидрогеологическим х а р а к т е р и с т и к а м
107
в о д о с б о р о в . Б е з этого б у д у т у м н о ж а т ь с я п р о т и в о р е ч и в ы е в ы в о д ы
о в л и я н и и леса на водность рек.
Н а и б о л е е о б щ и м п р и м е р о м м о ж е т с л у ж и т ь н е д о о ц е н к а воз­
р а с т а и вида леса при с о п о с т а в л е н и и годового и сезонного с т о к а
с м а л о - и з н а ч и т е л ь н о з а л е с е н н ы х в о д о с б о р о в . Н а п е р в ы х преоб­
л а д а ю т м о л о д ы е л е с а с господством л и с т в е н н ы х д р е в о с т о е в , а на
в т о р ы х — с п е л ы е и с т а р ы е х в о й н ы е д е р е в ь я (см. п. 2.3). Т о л ь к о
за счет с л о ж и в ш е й с я с т р у к т у р ы лесов годовой сток с л е с н ы х пло­
щ а д е й у в е л и ч и в а е т с я на 50 мм при изменении лесистости с 20 до
8 0 % (рис. 5.11). В д а н н о м п р и м е р е не с а м л е с у в е л и ч и в а е т вод­
ность рек, по 0,85 мм с л о я годового стока на к а ж д ы й 1 % л е с и с т о -
Рис. 5.11. Влияние
возраста
леса, отображаемого лесисто­
стью территории у. на годовой
сток с лесных площадей.
По состоянию
возрастной
струк­
туры л е с о в на:
/ — 1 9 6 5 г.. 2 —
1972 г., 3 — 1978 г.
сти, а его в о з р а с т . Г р а ф и к на рис. 5.11 получен на основе м о д е л и
в л и я н и я в о з р а с т а л е с а на годовой с т о к (см. рис. 4.1) и з а в и с и м о ­
стей в о з р а с т а лесов от облесенности а д м и н и с т р а т и в н ы х о б л а с т е й
лесной зоны ETC по состоянию на 1972 г. (см. рис. 2.15) и д р у г и е
годы проведения л е с о т а к с а ц и й .
Д р у г и м весьма р а с п р о с т р а н е н н ы м с л у ч а е м м о ж е т с л у ж и т ь не­
п р а в о м е р н о е с о п о с т а в л е н и е стока с п о л я на с у г л и н к а х и соснового
спелого л е с а на п е с к а х , и с п а р я ю щ е г о на 10% м е н ь ш е . С у ч а с т к о в
т а к о г о л е с а годовой сток будет б о л ь ш е , чем с п о л е в ы х , на 15 —
2 0 % , м е ж е н н ы й — на 200 %, весенний — м е н ь ш е в 1,5—2 р а з а .
Среди множества з а д а ч современной лесной гидрологии м о ж н о
в ы д е л и т ь основные, р е ш е н и я к о т о р ы х т р е б у е т п р а к т и к а перспек­
тивного в о д о х о з я й с т в е н н о г о и д о р о ж н о г о п р о е к т и р о в а н и я . К ним
относятся:
— с о з д а н и е м е т о д и к и оценки в л и я н и я в о з р а с т н о й и видовой
с т р у к т у р ы лесов на м е ж е н н ы й сток д в у х п е р и о д о в — л е т н е - о с е н ­
него ( и ю н ь — о к т я б р ь ) и з и м н е г о ( н о я б р ь — ф е в р а л ь ) ;
— разработка методики расчета вероятностных значений ма­
к с и м а л ь н о г о весеннего стока с н е б о л ь ш и х в о д о с б о р о в , з а н я т ы х
вырубками, лиственными, смешанными и хвойными лесами раз­
ного в о з р а с т а ;
108
— п о л у ч е н и е связей с у м м а р н о г о в о д о п о т р е б л е н и я
лесными
к о м п л е к с а м и с основными м е т е о р о л о г и ч е с к и м и х а р а к т е р и с т и к а м и
( т е м п е р а т у р а в о з д у х а , о с а д к и ) , п о з в о л я ю щ и х оценить б у д у щ у ю
водность рек в связи с в о з м о ж н ы м а н т р о п о г е н н ы м и з м е н е н и е м
климата;
— экспериментальное и теоретическое обоснование влияния
л е с н ы х и о т к р ы т ы х п л о щ а д е й на к о л и ч е с т в о а т м о с ф е р н ы х о с а д ­
ков, что в н а с т о я щ е е в р е м я я в л я е т с я к л ю ч е в ы м вопросом о ц е н к и
водных ресурсов лесных и открытых площадей.
Решение перечисленных задач потребует уменьшения расчетных
и н т е р в а л о в в р е м е н и ( в р е м е н н о г о ш а г а м о д е л е й ) и учета п е р е м е н ­
ных м е т е о р о л о г и ч е с к и х условий, а это повлечет с у щ е с т в е н н о е уве­
л и ч е н и е числа д е й с т в у ю щ и х ф а к т о р о в , о п р е д е л я ю щ и х в итоге
и з м е н е н и е речного стока.
Приложение 1
Пример расчета возрастной структуры леса и ее влияния на изменение годового стока с зелесенных площадей
в гидрографическую сеть рек Вологодской области по IV варианту использования лесов по уравнениям (5.1) и (5.2)
Возраст л е с а ( ч и с л о л е т от в ы р у б к и )
5
Год
10
20
30
40
50
60
so
70
90
100
110
130
120
140
Характе­
ристика
О
о
пус­
тошь
I
1,0
Сумма, %
Коэффициент влияния К
2
3
100
5,4
2,2
3,0
91
10
5
5
3
100
5,2
10,6
5,4
5,4
3,0
96
5
5
10
5
2
100
й
0,00
0,55
0,60
0,70
0,80
0,90
0,98
1,03
1,06
1,07
1,08
10
5
5
10
10
8
5
5
10
10
5
5,5
8,5
3,0
2,8
6,0
7,0
6,4
4,5
4,9
10,3
10,6
7
5
5
10
5
5
7
10
8
5
5
8,5
11,2
5,5
4,2
6,0
2,8
3,0
4,9
8,0
7,2
4,9
6
10
7
5
5
10
3
3
6
10
8
7,7
4,2
3,0
5,5
1,8
2,1
4,8
9,0
7
5
5
5
3
3
6
6,0
3,0
2,8
3,0
2,1
2,4
5,4
9,8
8,2
5,3
5,4
10,8
10
7
4
3
3
3
3
6
10
8
5
10
8,5
4,2
2,2
1,8
2,1
2,4
2,7
5,9
10,3
8,5
5,4
10,8
105
10
10
4
3
2
3
3
3
6
10
8
10
100
8,5
6,0
2,2
1,8
1,4
2,4
2,7
2,9
6,2
10,6
8,6
10,8
105
8
10
10
6
3
3
2
3
3
3
6
10
13
100
8,8
8,5
6,0
3,3
1,8
2,1
1,6
2,7
2,9
3,1
6,4
10,7
14,0
105
10
8
10
8
3
3
3
2
3
3
3
6
18
100
6,8
6,0
4,4
1,8
2,1
2,4
1,8
2,9
1,7
1,6
1,1
и
2
5
5
Ку U
3,4
8,0
и
5
0,85
1980
—9
i
1990
—4
1
и
2000
1
10,2 16,0
К? h
7,8
i
2010
7
п
10
10
8
и
10
10
10
fi
8
10
10
fi
5
5
5,4
10
2
1
101
100
1
104
100
10
5
K .h
17,0 16,0
f
2050
8
10,7
5
17,0 12,8 11,0
2040
5,3
5
13,6 16,0 11,0
2030
10
5,2
4
11,9 16,0 11,0
2020
W
II
10
fi
10
4
K
fi
?
17,0 16,0 11,0
i
П р и м е ч а н и е . Кщади лесного фонда.
— коэффициент влияния возраста леса
3,1
3,2
6,4
19,4
104
на сток; /, — площадь лесов i возраста в % от всей пло­
Приложение 2
Возможная средняя годовая интенсивность вырубки лесов Вологодской
всего по области
X
)Х
о ь
и
<и
ао
О; о
^ я
а
с о
а; m
I в а р !1ант
0,7
1,5
1,0
1,0
0,8
0,7
0,7
0,9
II
1980—1990
1990—2000
2000—2010
2010—2020
2020—2030
2030—2040
2040—2050
1980—2050
0,3
—
—
—
0,5
0,3
0,3
0,2
III
—
—
—
—
—.
—
—
1,0
1,5
1,0
1,0
1,3
1,0
1,0
1,1
1980- -1990
1990- -2000
2000--2010
2010- -2020
2020--2030
2030--2040
2040--2050
1980—-2050
—
—
—
—
—
0,1
—
—
1,0
0,8
0,5
0,7
0,5
0,5
0,3
0,6
IV
вариант
1,0
0,7
1,0
1,0
0,7
0,6
1,0
0,9
X
—
—
—
—
—
—
—
1,0
0,7
1,0
1,0
0,7
0,7
1,0
0,9
1980- -1990
1990- -2000
2000--2010
2010- -2020
2020--2030
2030--2040
2040- -2050
1980- -2050
0,7
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
всего по области
ГОДЫ
лиственных и смешанных пород
древостоя в возрасте 50 — 80 лет
Период
приспевающих, возраст
81-100 лет
хвойных
п о р о д с при­
месью
лиственных
древостоев
лиственных и смешанных пород
древостоя в возрасте 50— 80 лет
хвойных
пород с при­
месью
лиственных
древостоев
приспевающих, позраст
81-100 лет
Интенсивность вырубки л е с а ,
% от п л о щ а д и л е с н о г о ф о н д а
спелых и перестойных,
возраст ^100 лет
Интенсивность вырубки л е с а ,
% от п л о щ а д и лесного фонда
П е р и о д , годы
1980—1990
1990—2000
2000—2010
2010—2020
2020-2030
2030—2040
2040—2050
1980—2050
области
0,3
0,7
1,0
0,6
0,8
0,8
0,7
0,7
1,3
1,5
1,5
1,3
1,3
1,3
1,0
1,3
0,3
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,47
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
вариант
_
—
—
—
вариант
—
—
—
—
—
Список литературы
1. А л п а т ь е в А. М. Влагооборот культурных растений.— Л-:
теоиздат, 1954.— 248 с.
2. А л п а т ь е в А. М. Влагообороты
Л.: Гидрометеоиздат, 1969.— 333 с.
3. А т р о х и н
288 с.
Гидроме-
в природе и их преобразования.—
В. Г. Лесоводство — М - : Лесная промышленность,
1976.—
4. Б а б к и н В. И., В у г л и н с к и й В. С. Водный баланс речных бассей­
нов.—Л.: Гидрометеоиздат, 1982.— 191 с.
5. Б о р и с о в В. М- Режим влажности почвы на вырубках.— Лесоведение,
1970, № 6, с. 99—104.
6. Б о ч к о в А. П. Об уточнении средних годовых осадков.— Труды ГГИ,
1965, вып. 127, с. 174—187.
7. Б о ч к о в А. П. Влияние леса и агролесомелиоративных мероприятий
на водность рек и малых водотоков.— В кн.: Доклады советских ученых на
международном симпозиуме по влиянию леса на внешнюю среду- М.: Изд. Гос.
ком. лесного хоз-ва, 1970, т. 1, с. 99—116.
8. Б р а т ц е в С. А., Б р а т ц е в А. П. Изменение водных ресурсов рек
Коми АССР под влиянием лесохозяйственной деятельности человека.— Труды
Коми фил. АН СССР, 1979, № 42, с. 48—61.
9. Б р а т ц е в С. А. Влияние вырубок леса на водный баланс территории
Коми АССР.— Труды Коми фил. АН СССР, 1982, № 50, с. 45—47.
10. Б у к ш т ы н о в
Мысль, 1981,— 316 с.
А. Д., Г р о ш е в Б. И., К р ы л о в
Г. В. Леса.— М.:
11. Б у л а в к о А- Г. Водный баланс речных водосборов.— Л.: Гидрометео­
издат, 1971,— 304 с.
12. В о д о г р е ц к и й В. Е., К р е с т о в с к и й О. И. Воднобалансовые экс­
педиционные исследования.— Л.: Гидрометеоиздат, 1975.— 144 с.
13. В о д о г р е ц к и й В. Е. Влияние агролесомелиорации на годовой сток.—
Л-: Гидрометеоиздат, 1979.— 184 с.
14. В о д н ы е ресурсы и водный баланс территории Советского
Л.: Гидрометеоиздат, 1967.— 200 с.
15. В о д н ы е
1980.—214 с.
Союза.—
ресурсы нечерноземной зоны РСФСР.— Л.: Гидрометеоиздат,
16. В о р о н к о в Н. А. Элементы влагооборота лесных водосборов.— В кн.:
Доклады советских ученых на международном симпозиуме по влиянию леса
на внешнюю среду. Т- I . — М.: Изд. Гос. ком. лесного хоз-ва, 1970, с. 79—98.
17. В о р о н к о в
лесных насаждений
с. 3—10.
Н. А. и др. Гидрологическая и метеорологическая роль
разного породного состава.— Лесоведение, 1976, № 1,
18. В о р о н к о в Н. А. Элементы водного баланса леса в зависимости от
почвенно-грунтовых условий и породного состава насаждений.— В кн.: Вопросы
географии, 1976, в. 102, Ландшафт и воды. М.: Мысль, с. 122—134.
19. В р е м е н н ы е методические указания воднобалансовым станциям на
мелиорируемых землях по производству наблюдений и обработке материалов.—
Л.: Гидрометеоиздат, 1981.—296 с.
8
З а к а з № 322
ЦЗ
20. Г и д р о г р а ф и ч е с к и е характеристики речных бассейнов Европейской
территории СССР.— Л.: Гидрометеоиздат, 1971.— 100 с.
21. Г о л у б е в В. С. Оценка точности учета жидких осадков осадкомерами
Т р е т ь я к о в а — Т р у д ы ГГИ, 1962, вып. 95, с. 4—13.
22. Г о л у б е в В. С. О корректном измерении атмосферных осадков осадкомером Третьякова.— Труды ГГИ, 1970, вып. 181, с. 87—97.
23. Г о л у б е в В. С. Методика корректировки срочных и месячных величин
атмосферных осадков и результаты ее проверки.— Труды ГГИ, 1973, вып. 207,
с. 11—27.
24. Г о л у б е в В. С- Исследование влияния двойных заборных защит на
показания осадкомера Третьякова.— Труды ГГИ, 1979, вып. 258, с. 91—101.
25. Е с т а в ь е в Г. А. Динамика лесистости и параметры годового стока
рек северо-востока Европейской части СССР.— Труды Коми фил. АН СССР,
1979, № 42, с. 30—47.
26. Ж е к у л и н В. С. Историческая
Наука, 1982.—224 с.
география:
предмет
и
методы—Л.:
27. З а й к о в Б. Д. Очерки гидрологических исследований в России.— Л.:
Гидрометеоиздат, 1973.— 325 с.
28. 3 у б е н о к Л . И. Испарение
1976.—264 с.
на континентах.— Л-:
Гидрометеоиздат,
29. И д з о н П. Ф., М а т в е е в а О. Д . Изменение лесистости основных
речных бассейнов Европейской территории СССР с конца X I X в.— Сб. работ
по гидрологии, № 11. Л.: Гидрометеоиздат, 1973, с. 225—22930. И д з о н
1980. — 153 с.
П. Ф. Лес и водные ресурсы.— М.: Лесная
промышленность,
31. И д з о н П. Ф., П и м е н о в а О. П. Количественная характеристика во­
доохранных и водорегулирующих свойств леса.— Лесоведение, 1980, № 5,
с 3—12.
32. К р е с т о в с к и й О. И. Водный баланс небольших бассейнов в период
весеннего половодья.— Труды ГГИ, 1962, вып. 95, с. 101—155.
33. К р е с т о в с к и й О. И., К а п о т о в а Н. И. Анализ сезонных величин
осадков применительно к задаче расчета стока и водного баланса бассейнов.—
Труды ГГИ, 1966, вып. 134, с. 165—190.
34. К р е с т о в с к и й О. И. Водный баланс водосборов
ГГИ, 1969, вып. 165, с. 3—71.
ВНИГЛ.— Труды
35. К р е с т о в с к и й О. И. Исследования стока и водного баланса
сборов,— Труды ГГИ, 1969, вып. 176, с. 22—50.
водо­
36. К р е с т о в с к и й О. И., П о с т н и к о в А. Н., С е р г е е в а А. Г- Оценка
испарения с леса в ранний весенний период.— Труды ГГИ, 1979, вып. 259,
с. 75—86.
37. К р е с т о в с к и й О. И., С о к о л о в а Н. В. Весенний сток и водный
баланс поля и леса в лесной зоне ETC (на примере бассейна Вятки). Водмые
ресурсы, 1979, № 2, с- 40—49.
38. К р е с т о в с к и й О. И., Я с т р е б к о в И. К. Потери талых вод в лесу
на увлажнение древесины — Т р у д ы ГГИ, 1979, вып. 259, с. 87—91.
39. К р е с т о в с к и й О. И., С о к о л о в а Н. В. Весенний сток и потери
талых вод в лесу и поле.—Труды ГГИ, 1980, вып. 265, с. 32—60.
40. К р е с т о в с к и й О. И. Состояние водного баланса и тенденции изме­
нения стока в связи с промышленным использованием лесов Волго-Камского
114
междуречья.— В кн.: Влияние хозяйственной деятельности человека на попу­
ляции охотничьих животных и среду их обитания. Т. 1.— Киров: Изд-во В Н И О З ,
1980, с. 13—17.
41. К р е с т о в с к и й О. И. Экспериментальные исследования.— В кн-: Ме­
тоды изучения гидрологического режима водных объектов. Разд. 1.4.— Л . : Гидрометеоиздат, 1982, с. 61—79.
42. К р е с т о в с к и й О. И. Влияние вырубки и восстановления лесов на
водность рек подзон южной и средней тайги ETC.— Водные ресурсы, 1984, № 5,
с. 125—13543. К р е с т о в с к и й О. И. Хозяйственная деятельность и водность таежных
рек ETC и Сибири.— В кн.: Водные ресурсы тайги.— Иркутск: Изд-во СО АН
СССР, 1984, с. 79—94.
44. К о р е п а н о в А. А. Режим грунтовых вод в хвойных лесах бассейна
р. Вятки.—Труды ГГИ, 1979, вып. 259, с. 101 — 11245. К о р е п а н о в А. А. Влияние осушения на производительность сосняков
Прикамья.— Ижевск: Изд-во «Удмуртия», 1980.— 139 с.
46. К о щ е е в А. Л. Заболачивание вырубок и меры борьбы с ними.— М.:
Изд-во АН СССР, 1955,— 166 с47. К у п р и я н о в В. В. Гидрологические
дрометеоиздат, 1977.— 183 с.
аспекты урбанизации.— Л . : Ги-
48. Л е б е д е в А. В. Гидрологическая роль горных лесов Сибири.— Ново­
сибирск: Наука, 1982.— 183 с.
49. Л и р X., П о л ь с т е р Г-, Ф и д л е р Г. И. Физиология древесных расте­
ний.— Пер. с нем. М.: Лесная промышленность, 1974.— 424 с.
50. Л ь в о в и ч М. И. Человек и воды.— М.: Географгиз, 1963.— 568 с.
51. М а т е р и а л ы
воднобалансовых исследований весеннего половодья
в бассейне р- Шелонь 1962—1963 гг.—Валдай, Изд. ГГИ, 1964.-414 с.
52. М е т о д и ч е с к и е указания управлениям Гидрометеослужбы, № 84.
Производство комплексных воднобалансовых наблюдений на опорных пунктах.—
Л.: Гидрометеоиздат, 1973.— 160 с.
53. М е т о д ы изучения и расчета водного баланса.— Л . : Гидрометеоиздат,
1981, —397 с.
54. М е т о д ы изучения гидрологического режима водных объектов.— Л . :
Гидрометеоиздат, 1982.—391 с.
55- М е л е х о в
408 с.
И. С. Лесоведение.— M.: Лесная промышленность,
56. M и т р ю ш к и н К. П., П а в л о в с к и й
1979.—280 с.
1980.—
Е. С. Лес и поле.— M . : Колос,
57. М о л ч а н о в А. А. Гидрологическая роль леса.—M.: Изд-во АН СССР,
1960 — 488 с.
58. М о л ч а н о в А. А. Современное состояние лесной гидрологии в СССР
и за р у б е ж о м . — В кн.: Лес и воды.—М.: Географгиз, 1963, с. 11—38.
59. М о л ч а н о в А. А. Суммарное испарение и транспирации в лесу и на
безлесных площадях.— В кн.: Лес и воды. М.: Географгиз, 1963, с. 55—7660. М о л ч а н о в А. А. Циклы атмосферных осадков в различных природ­
ных зонах в отдельных типах леса.— В кн.: Доклады советских ученых на меж­
дународном симпозиуме по влиянию леса на внешнюю среду. Т. 1. М.: Изд. Гос.
ком. лесного хоз-ва, 1970, с- 24—59.
61. М о л ч а н о в
1973.— 359 с.
8*
А. А. Влияние леса на окружающую среду.— М.: Наука,
115
62. Н а с т а в л е н и е гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 3,
ч. 1.—Л.: Гидрометеоиздат, 1969 — 307 с.
63. О б ы д е н н и к о в В- И., К о ж у х о в Н. И. Типы вырубок и возобнов­
ление леса.— М.: Лесная промышленность, 1977.— 176 с.
64. П о б е д и н с к и й А. В. Влияние рубок леса на стокорегулирующую роль
«ловых лесов.—Лесоведение, 1971, № 2, с. 48—57.
65. П р о к о п ь е в М. Н. Культуры
промышленность, 1981.— 137 с-
сосны в таежной
66. Р a v н е р Ю. Л . Суммарное испарение
А Н СССР. Сер. геогр., 1966, № 3, с. 17—29.
лесной
зоне.— М.:
Лесная
растительности.— Изв
67. Р а у н е р Ю. Л . Тепловой баланс растительного покрова.—Л.:
метеоиздат, 1972.— 210 с-
Гидро-'
68. Р е к о м е н д а ц и и по расчету испарения с поверхности суши.— Л.: Ги­
дрометеоиздат, 1976.— 96 с.
69. Р у б и н ш т е й н Е. С , П о л о з о в а
мата.— Л.: Гидрометеоиздат, 1966.— 268 с.
Л . Г. Современное изменение кли­
70. Р у д а к о в В- Е. О постоянстве соотношения между величинами транс­
пирации и массы хвои у сосны обыкновенной.— Физиология растений, 1977,
т . 24, вып. 4, с. 854—855.
71. Р у д а к о в В. Е. Можно ли судить о транспирации леса по величине
его продуктивности? — Изв. ВГО, 1977, т. 109, вып. 2, с. 169—173.
72. Р у д а к о в В. Е. О независимости соотношения между величинами
транспирации и массы хвои у сосны обыкновенной от погодных условий— Изв.
ВГО, 1979, т. 111, вып. 2, с. 168—170.
73. Р у к о в о д с т в о по определению расчетных гидрологических
ристик.—Л.: Гидрометеоиздат, 1973.— 111 с.
74. Р у к о в о д с т в о
1973.—306 с.
воднобалансовым
станциям.— Л.:
характе­
Гидрометеоиздат,
75. Р у т к о в с к и й В. И- Гидрологическая роль леса.— М.—Л.: Гослесбумиздат, 1949.— 46 с.
76. Р у т к о в с к и й В. И. Влияние лесохозяйственных мероприятий на сток
рек,—Изв. АН СССР. Сер. геогр., 1958, № 3, с. 114—126.
77. С о к о л о в А. А.
1962.—96 с.
О чем шумит
русский лес.— Л.:
Гидрометеоиздат,
78. С у б б о т и н А. И. Структура половодья и территориальные прогнозы
весеннего стока рек в нечерноземной зоне Европейской территории СССР.— Л . :
Гидрометеоиздат, 1978.— 98 с.
79. С у б б о т и н А. И. Влияет ли лес на осадки? — Лесоведение, 1979, Кя 5,
с. 13—18.
80. С у б б о т и н А. И., Д ы г а л о В. С. Многолетние характеристики гидро­
метеорологического режима в Подмосковье. Мат-лы наблюдений Подмосковной
воднобалансовой станции.— М.: Изд. ИПГ-ЦВГМО, 1982, ч. I — 158 с , ч. I I —
162 с.
81. С у д а к о в Н. М. Рубки и возобновление леса в Коми АССР. Информ.
бюлл. Научного совета по комплексному освоению таежных территорий, № 3.—
Иркутск: Изд-во Сиб. отд. АН СССР, 1969, с- 31—39.
82. Т а р а с е н к о В. П. Динамика лесистости и породного состава
европейской части СССР и лесовосстановление.— М., 1972.— 52 с.
лесов
83. У р ы в а е в В. А. и др. Основные недостатки методов наблюдений над
снежным покровом и осадками и предложения ГГИ по их улучшению.— Труды
ГГО, 1965, вып. 175, с. 31—58.
116
84. Ф е д о р о в С. Ф. Исследование элементов водного баланса в лесной
зоне Европейской территории СССР.— Л.: Гидрометеоиздат, 1977.— 264 с.
85. Ф е д о р о в С. Ф. О влиянии вырубки леса на изменение элементов его
водного баланса.— Труды ГГИ, 1979, вып. 258, с. 30—42.
86. Ф е д о р о в С. Ф. и др. Изменение структуры водного и теплового ба­
ланса залесенных территорий под влиянием вырубок.— Труды ГГИ, 1981,
вып. 279, с- 20—31.
87. Ф е д о р о в С. Ф. Определение транспирации еловыми насаждениями
по коэффициенту транспирационноп активности.— Труды ГГИ, 1981, вып. 279,
с. 32—34.
88. X а н б е к о в И. И. и др. Влияние леса на окружающую среду.— М.: Лес­
ная промышленность, 1980.— 134 с.
89. X и л ь м и Г. Ф. Теоретическая биогеофизика—-М.: Изд-во АН СССР,
1957.— 220 с.
90. Ц в е т к о в М. А. Изменение лесистости Европейской России с конца
X V I I столетия по 1914 год.— М.: Изд-во АН СССР, 1957.—214 с.
91. Ц ы г а н о в а О. П. Изменение лесистости речных бассейнов некоторых
крупных и средних рек ETC.—Труды ГГИ, 1984, вып. 291, с. 62—74.
92. Ч е р т о в с к о й В. Г. Еловые леса европейской части СССР.— М.: Лес­
ная промышленность, 1978.— 176 с.
93. Ш в е р Ц. А. Исследование результатов наблюдений по дождемеру и
осадкомеру.— Л.: Гидрометеоиздат, 1965.— 170 с.
94. Ш и к л о м а н о в И. А. Влияние хозяйственной деятельности на водные
ресурсы и гидрологический режим. Обзор.— Обнинск: 1976.— 109 с.
95. Ш и к л о м а н о в И. А. Антропогенные изменения водности
Гидрометеоиздат, 1979.— 302 с.
рек.— Л.:
96. Ш и к л о м а н о в И. А. Антропогенные воздействия на водные ресурсы
и водный баланс и их оценка на уровень 2000 г.— В кн.: Межзональное пере­
распределение водных ресурсов- Л., Гидрометеоиздат, 1980, с. 16—38.
Содержание
От редактора
3
Предисловие
5
1. Введение
6
2. Изменение лесных биогеоценозов при восстановлении лесов после вы­
рубки в подзонах южной и средней тайги ETC
2.1. Изменение лесистости территории и возраста леса
2.2. Виды вырубок и типы возобновления лесов
2.3. Эволюция лесных комплексов при возобновлении лесов
3. Водопотребление лесными комплексами в течение векового
роста леса
3.1. Метеорологические условия и их изменчивость
3.2. Испарение осадков, задержанных кронами деревьев
3.3. Испарение под пологом леса
3.4. Транспирация зеленой массой древостоя
3.5. Суммарное испарение лесными комплексами
10
—
15
20
периода
4. Суммарный сток с участков разновозрастного леса
4.1. Структура суммарного стока с лесного массива
4.2. Годовой сток с лесных участков и его изменения под влиянием
роста леса
4.3. Водный баланс участков разновозрастного леса и весенний сток
4.4. Изменение меженного стока под влиянием роста леса
38
—
47
49
58
65
74
—
75
79
84
5. Оценка изменений водности рек под влиянием вырубок и восстанов­
ления лесов
5.1. Методика учета структуры лесов при оценке изменений водности
рек
5.2. Внутривековые изменения стока в реки с залесенных площадей
5.3. Изменение стока рек на 1880—1980 гг. и прогноз на 1990—2050 гг.
87
91
100
Заключение
106
Приложения
ПО
Список литературы
113
86
Олег Игоревич Крестовский
Влияние вырубок
и в о с с т а н о в л е н и я лесов
на в о д н о с т ь р е к
Р е д а к т о р Л . А. Ч е п е л к и н а . Х у д о ж н и к И. Г. А р х и п о в . Х у д о ж е с т в е н н ы й р е д а к т о р В. В. Быков.
Технический р е д а к т о р Л . М. Ш и ш к о в а . Корректор Э. Э. Б е л я к о в а .
Н/К
1
С д а н о в н а б о р 12.09.85.
П о д п и с а н о в печать 30.12.85.
М-22713. Ф о р м а т 6 0 Х 9 0 / , . Б у м а г а
тип. № 1. Г а р н и т у р а л и т е р а т у р н а я . П е ч а т ь высокая. П е ч . л. 7.5. Кр.-отт. 7,63. У ч . - и з д . л . 8.5.
Т и р а ж 500 э к з . И н д е к с ГЛ-117. З а к а з № 322. Ц е н а 1 р у б . З а к а з н о е .
Г и д р о м е т е о и з д а т . 199053, Л е н и н г р а д . 2-я л и н и я , 23.
б
Ленинградская типография № 8 ордена Трудового Красного Знамени
Ленинградского
о б ъ е д и н е н и я «Техническая книга» и м . Евгении Соколовой С о ю з п о л и г р а ф п р о м а при Госу­
д а р с т в е н н о м к о м и т е т е С С С Р по д е л а м и з д а т е л ь с т в , п о л и г р а ф и и и КНИЖНОЙ торговли.
190000. Л е н и н г р а д . Прачечный переулок, 6
1 руб.
В книге излагаются новые представления
о гидрометеорологической роли лесов.
Показано, что главным является возра­
стной и видовой состав леса. Поскольку
он после вырубки не остается постоян­
ным, то меняется по десятилетиям и вли­
яние леса на водность рек. Наибольшее
поступление воды в речную сеть имеет
место в старых лесах, а наименьшее —
в молодых и средневозрастных.
На основе предлагаемых моделей эволю­
ции состава леса и элементов водного
баланса анализируются результаты рас­
чета изменений водности рек под влия­
нием сложившейся
и прогнозируемой
структуры лесов для ряда администра­
тивных областей Европейской территории
СССР.