WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 21 | 22 || 24 | 25 |   ...   | 45 |

Наблюдения за осадками в бассейне р. Псий показывают, что осадки холодного периода обычно превышают осадки теплого сезона в 1,5…2,5 раза, и водность года определяется в основном водностью холодного периода. Колебания как годовых, так и сезонных сумм осадков очень велики. Так, годовая сумма осадков здесь за 22-летний период наблюдений изменялась от 2156 до 3681 мм; из них - в холодный период - от 1241 до 2565 мм, в теплый период – 478…1540 мм. Варьирование стока оказалось большим, чем колебания количества осадков. Максимум стока за год (2485 мм) более чем в 2 раза превышает минимум (1128 мм). Сток холодного периода изменялся от 1966 до 738 мм, т.е.

почти в 3 раза, а теплого периода - от 1097 до 140 мм (почти в 8 раз).

Расчет суммарного испарения как разницы между осадками и стоком имеет приближенный характер даже при условии полного дренирования руслом реки глубоких грунтовых вод, поскольку имеет место бассейновое регулирование стока. Наиболее правильным будет расчет водного баланса для одного или нескольких гидрологических циклов, т.е. периода от одного из самого маловодного года до другого. Для бассейна р.

Псий средний баланс (по формуле осадки = сток + испарение) за гидрологический цикл 1951-65 гг. выглядит следующим образом:

в мм: 2940 = 1940 + 1000; (58) в %%: 100,0= 66,0 + 34,0. (59) Основную часть в балансе занимает глубоководное грунтовое питание - в сумме со склоновым стоком достигает 66 % для р. Псий. Суммарное испарение составляет здесь около 1/3 баланса.

На р. Псий для отдельных паводков коэффициенты склонового стока (при осадках 100…200 мм) колеблются от 0,03 до 0,61, а во время максимального ливня в июле 1956 г. при слое осадков 384 мм коэффициент стока за поводок достиг 0,90.

Обычно стокообразующими являются ливни более 20 мм.

Водорегулирующая роль леса северо-западной части побережья (дубравная зона) в условиях недостаточного увлажнения могут характеризовать данные по бассейну р. Дюрсо, который расположен в предгорьях крайней северо-западной части региона.

Площадь его 51,9 км2, средняя высота над ур.м. - около 170 м. В геологическом отношении бассейн находится в зоне широкого распространения верхне-меловых известняков и мергелей. Почвы в основном горные коричневые, маломощные, лишь в пойме реки встречаются аллювиальные слитые карбонатные почвы. Бассейн занят преимущественно низкобонитетными (V…Va классы) дубовыми насаждениями VI…VIII-го класса возраста с запасом древесины около 64 м3/га.

Среднее годовое количество осадков составляет 806 мм, что в 3,7 раза меньше, чем в бас. р. Псий. За 20 лет наблюдений наибольшее количество осадков выпало в 1956 г.

(1183 мм), наименьшее - в 1957 г. (528 мм). Годовые максимумы суточных осадков - от 26 до 111 мм.

Водный баланс бассейна р. Дюрсо характеризуется недостатком выпадающих осадков, что накладывает свой отпечаток как на взаимоотношения элементов баланса, так и на их внутригодовой режим. Так, сток проходит в основном в зимнее время; в летнее время он уменьшается в 5 раз, и происходит в основном за счет бассейнового регулирования зимних осадков. Наибольшая величина месячного стока отмечается в январемарте (до 152 мм), наименьшие величины - почти ежегодно регистрируются в сентябреоктябре, иногда в ноябре (0,8…5,5 мм).

В течение гидрологического года весенние влагозапасы в бассейне расходуются почти полностью. Поэтому расчет суммарного испарения для отдельных гидрологических лет будет достаточно точным. По среднемноголетним данным водный баланс реки Дюрсо выражается следующим образом:

в мм: 806 = 280 + 526; (60) в %%: 100,0= 34,7 + 65,3. (61) Основную долю расхода составляет суммарное испарение. В отдельные годы, когда летом осадков выпадает достаточное количество, испарение только за летний период достигает 582 мм. Коэффициент естественной зарегулированности стока Кf для бассейна реки Псий определен Kf = 0,65; для реки Дюрсо Kf =0,59, а для ЛГС “Аибга” Кf=0,75. Отсюда следует, что девственные буковые насаждения обладают наибольшим водорегулирующим воздействием на сток рек. В процессе хозяйственного освоения лесная растительность претерпевает большие изменения, что влечет за собой изменение условий стока поверхностных и грунтовых вод.

Таким образом, анализ изменений гидрологического режима рек в зависимости от режима лесопользования, показал, что рубки главного и промежуточного пользования оказывают существенное воздействие на режим стока воды и взвешенных наносов горных рек. При этом изменения в режиме речного стока проявляются после вырубки определенной части бассейна реки. Наиболее уязвимой в гидрологическом отношении частью водосбора является область формирования речного стока, т.е. верховья рек. В связи с этим в истоках рек должен быть введен строго ограниченный режим лесопользования.

Вырубка лесов на площади формирования речного стока в бассейнах рек приводит к устойчивому снижению их грунтового питания и увеличению мутности речного стока в 9…26 раз (как следствие активизации эрозионных процессов на площадях рубок).

Следует отметить некоторое запаздывание (до 5 лет) изменений в режиме стока в связи с изменением интенсивности лесопользования, а также наличие сложных закономерностей в изменении стока в течение продолжительного периода.

Можно сделать вывод о предельных размерах водосборов рек, при которых имеется возможность проследить существенные изменения режима стока под влиянием рубок - не более 700 км2. Большие по площади бассейны способны нивелировать изменения гидрологического режима. Анализом зависимостей базисного стока р.Псекупс с контрольными бассейнами установлено уменьшение минимального годового стока р. Псекупс в 1,75…1,92 раза (при воздействии рубок) - в сравнении с калибровочным периодом.



В целом, по результатам исследований влияния рубок леса на режим речного стока горных бассейнов можно отметить следующее:

- Анализ изменений гидрологического режима основных рек региона в зависимости от режима лесопользования, показал, что рубки главного и промежуточного пользования оказывают существенное воздействие на режим стока воды и взвешенных наносов горных рек. При этом изменения в режиме речного стока проявляются после вырубки леса в определенной части бассейна реки.

- Наиболее уязвимой в гидрологическом отношении частью водосборов горных рек является область формирования речного стока, т.е. верховья рек. В связи с этим в истоках рек должен быть введен строго ограниченный режим лесопользования.

- В средней и нижних частях водосборов основных рек Северного Кавказа, которые находятся в интенсивном лесохозяйственном обороте, ежегодный объем рубок главного и промежуточного пользования не должен превышать 1,0 % площади водосбора.

2.9. Гидрологическая роль лесных почв Главной причиной эрозии почв на горных склонах является поверхностный сток.

Леса в регулировании поверхностного стока имеют исключительно важное значение, поэтому почвозащитное значение горных лесов тесно связано с их водорегулирующими функциями. Водная эрозия - очень сложный процесс взаимодействия стекающих по поверхности осадков и почвенного покрова, тесно связанной с водностью, гидравлическими характеристиками стока, морфологическими условиями поверхности и свойствами подстилающих пород. На развитие поверхностно-склоновой или плоскостной эрозии большое влияние оказывает рельеф местности (протяженность и форма склона, уклон, форма водосборных бассейнов), характер подстилающей поверхности, почвенный покров и растительность.

Устойчивость почв к водной эрозии определяется, прежде всего, водопрочностью структуры почв, зависящей в свою очередь от содержания и качества состава гумуса, илистых фракций. В связи с эрозией изменяются многие свойства почв - уменьшается мощность почвенного профиля, ухудшаются водно-физические характеристики, снижается содержание биогенных элементов.

Проявление почвозащитных функций лесной растительности можно разделить на две фазы. На первой фазе они проявляются через трансформацию дождевых осадков в связи с явлением перехвата и через снижение кинетической энергии дождевых капель под влиянием надземной массы древостоя. Вторая фаза проявления защитной роли связана с качественным и количественным перераспределением составляющих стока, что обусловлено изменением водовместимости почв и других водно-физических характеристик почв под влиянием леса. Особую роль в защите почвенного покрова выполняет лесная подстилка. Она оказывает огромное влияние на защиту почв от энергетического воздействия ливней, на почвообразовательный процесс и физику почв, увеличивая их водопроницаемость и гидравлическую шероховатость. Тем самым подстилка способствует резкому замедлению скорости поверхностного стока и переводу его во внутрипочвенный, а также предохраняет структуру верхних горизонтов почвы от механического разрушения ливневыми осадками. Важным свойством лесной подстилки является также задержание ею выносимых стоком эродированных частиц почвы. При этом защитные свойства подстилки определяются ее мощностью, плотностью и фракционным составом. Известную роль в защите почв от эрозии выполняют корневые системы как древесно-кустарниковой растительности, так и травяного покрова.

Предотвращение водной эрозии почв на горных склонах имеет двойное значение:

1) сохранение почв обеспечивает продуцирование первичной органической массы, что сопряжено с формированием определенного водного и теплового режима склонов; 2) стабилизация и развитие почвенного покрова на склонах обусловливает минимальную мутность воды в реках и наибольшее значение грунтовой (подземной) составляющей в годовом объеме стока.

Экспериментально установлено, что существует связь мощности почвенного покрова с крутизной склона. Так, для Черноморского побережья Кавказа получены осредненные данные связи мощности бурых лесных почв под буковыми лесами с крутизной:

- почвы маломощные (глубиной до 40 см) - располагаются на склонах крутизной 31- 400;

- почвы среднемощные (глубиной 40-90 см) - на склонах крутизной 21-310;

- почвы мощные (глубиной свыше 90 см) - на склонах крутизной до 200.

Имеющийся опыт экспериментальных работ в ряде стран Европы, Азии, Америки показывает, что потери почвы от эрозии после рубок достигают существенных величин.

Это отрицательно сказывается на водоохранных и водорегулирующих свойствах леса.

Накопление эродированных площадей на водосборах сопровождается увеличением продуктов эрозии, поступающих в реки. В связи с нарушением условий стока, увеличением доли поверхностного стока и снижением инфильтрации возрастают паводки. Быстрый сброс воды в реки склоновым путем ведет не только к снижению дебита пресных и минеральных источников, но также резко увеличивает степень внутрирусловых эрозионных процессов, наносящих ущерб сельскому хозяйству за счет заиления водохранилищ продуктами эрозии. Для правильного учета последствий эрозии и прогноза эрозионных процессов в связи с хозяйственной деятельностью необходимо располагать как количественными, так и качественными характеристиками эрозии в определенных физикогеографических условиях.





- В о д н о - ф и з и ч е с к и е с в о й с т в а п о ч в Одной из наиболее существенных физических характеристик почв общепризнано считать их объемный вес (плотность). С одной стороны, как отмечают И.Б. Ревут (1962,1972), В.С. Шумаков (1970, 1973) и др., объемным весом почвы (для одинаковых почвенных разностей) определяется водный, воздушный и температурный режимы и, следовательно - биохимические процессы в почве и режим основных элементов питания растений. С другой стороны, гидрологическая роль лесной растительности в значительной мере проявляется благодаря влиянию леса на воднофизические характеристики почв, и прежде всего - на их объемный вес (плотность). Поэтому объемный вес может служить в качестве интегрального показателя водорегулирующих свойств покрытых лесом площадей, отражать их изменения в связи с антропогенными факторами.

На примере почв, сформировавшихся под буковыми и дубовыми лесами СевероЗападного Кавказа, нами изучен объемный вес и другие водно-физические свойства почв в роли количественных показателей водорегулирующих функций растительного покрова.

Для выполнения условий репрезентативности результатов, исследования проводили в наиболее распространенных типах леса и почв: дубравах азалиевых, грабовых и грабинниковых (бурые лесные и перегнойно-карбонатные почвы); букняках разнотравноежевиковых, колхидских (бурые горно-лесные почвы). Изучение состояния поверхности почвенного покрова и отбор образцов почв для лабораторных исследований осуществлялись на временных и постоянных пробных площадях, заложенных в незатронутых и изреженных рубками буковых и дубовых насаждениях.

Величины скорости фильтрации, полученные при стабилизации процесса просачивания воды через почвенный монолит, представляют собой так называемый “условный коэффициент фильтрации” (УКФ). В отличие от интенсивности впитывания воды почвой в естественных условиях, УКФ характеризует скорость движения воды при установившемся режиме только для горизонта почвы, из которого взят образец. В природных же условиях коэффициент фильтрации определяется водопроницаемостью наиболее плотных (и, следовательно, наименее проницаемых) горизонтов в почвенном профиле.

Рассмотрим изменение объемного веса по площади под пологом незатронутых хозяйственной деятельностью насаждений в основных растительных формациях региона - букняках и дубравах Причерноморья.

Анализ статистических параметров показывает, что объемный вес поверхности почвы варьирует в небольших пределах - коэффициент вариации составляет 10…14%.

Асимметрия и эксцесс статистических рядов близки к 0, что позволяет отнести статистические распределения объемного веса к нормальным рядам, к которым применимо tраспределение Стьюдента. Статистические ряды объемных весов различаются в основном лишь своими среднеарифметическими. Так, для почв под буковыми древостоями средний объемный вес поверхностного горизонта получен равным 0,92 г/см3, а для дубрав - 1,г/см3, т.е. в 1,3 раза больше.

Поскольку варьирование объемного веса почвы под пологом леса невелико, оказалось возможным построение обобщенных кривых изменения объемного веса с глубиной.

Для буковых лесов корреляционная зависимость объемного веса г/см3 от глубины слоя (h см) имеет следующий вид:

= 0,58 + 0,155*ln h (62) Зависимость (62) оценивается высоким корреляционным отношением = 0,± 0,04 со средней ошибкой уравнения S=0,08 г/см3.

Для дубрав аналогичная зависимость выглядит следующим образом:

Р = 0,85 + 0,17*ln h (63) Уравнение (63) оценивается корреляционным отношением = 0,89 ± 0,03 и средней ошибкой уравнения S=0,10 г/см3. Таким образом, средний объемный вес почв с глубиной возрастает по логарифмическому закону. При этом бурые горно-лесные почвы под буковыми лесами по всему метровому профилю имеют плотность примерно на 30% меньше, чем перегнойно-карбонатные и бурые лесные почвы дубовых лесов. Ввиду достаточной тесноты корреляции зависимости (62) и (63) могут быть использованы в качестве расчетных.

Почвы буковых лесов характеризуются тяжелым механическим составом: в верхних горизонтах они легкоглинистые, иловато-пылеватые; в нижних - средне-тяжелоглинистые, пылевато-иловатые. В сравнении с ними лесные почвы дубрав содержат почти в 2 раза больше физического песка, в связи с чем фильтрационные свойства этих почв значительно выше.

Скелетность верхних горизонтов почв под буковыми и дубовыми насаждениями существенно различна. Результаты, приведенные в табл.24, получены отмывкой монолитов, подвергавшихся фильтрованию, с последующей сушкой и взвешиванием фракций крупнее и мельче 3 мм. Как показали исследования, для бурых лесных почв под букняками характерна очень малая каменистость - в среднем 1,4% по объему, в том числе частиц крупнее 3 мм - 0,8%. Растительные включения (в основном корни) составляют в среднем 2,1% по объему, а общий объем твердых включений - 3,5% по объему.

В зоне дубрав каменистость почв колеблется от 4,6 до 16,3% по объему, составляя в среднем 9,3%, в том числе частиц крупнее 3 мм - 6,4%. Растительных включений здесь меньше - около 1%. Таким образом, скелетность почв в дубравах в среднем в 6,6 раза превышает скелетность почв под буковыми насаждениями. Более легкий механический состав почв дубовых лесов и повышенное содержание в них скелета создают условия для увеличения УКФ в 4-8 раз по сравнению с почвам буковых древостоев.

Таблица 22 - Механический состав бурых лесных почв под букняками и дубравами (осредненные величины в %) Сред. Размеры фракций, мм Из них Классификация глуби- почв по механич.

Pages:     | 1 |   ...   | 21 | 22 || 24 | 25 |   ...   | 45 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.