WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 31 | 32 || 34 | 35 |   ...   | 45 |

Таким образом, экспериментально установлено, что проявление защитных свойств лесных насаждений во многом определяется подстилающей горной породой. Так, горнолесные почвы на делювии гранитов, кристаллических сланцев, известняков и песчаников обладают значительной водопроницаемостью, исключающей поверхностный сток и эрозию при катастрофических ливнях. При этом наблюдается понижение защитных функций спелых и перестойных елово-пихтовых насаждений с мертвым покровом, для которых на склонах более 200 характерно обнажение скелетных корней. По мнению А.П. Казанкина [152], в таких случаях формирование живого напочвенного покрова и подроста путем разреживания древостоя может в значительной мере усилить защитную роль насаждений.

Слабее водопоглотительная способность горно-лесных почв, подстилаемых глинами и суглинками. Защитная роль насаждений в этом случае может быть усилена путем формирования густого подлеска.

В районах распространения глинистых сланцев наиболее контрастно проявляется зависимость защитных функций насаждений от их лесоводственных особенностей. На участках с кустарниковым подлеском смыв и размыв почвы при ливнях отсутствовал, а в высополнотных древостоях без подлеска вынос продуктов эрозии достигал 14 т/га.

Примерно такие же данные по впитыванию, стоку и эрозии почв получены в буковых и дубовых лесах региона. Таким образом, можно считать доказанным, что максимальными противоэрозионными функциями во всех лесных формациях обладают сомкнутые насаждения, обладающие всеми компонентами, присущими лесу. Нерациональная хозяйственная деятельность (сведение лесов, неправильные рубки, нерегулируемый выпас скота и т.д.) изменяет в нежелательном направлении не только впитывающую способность почв, но и гидравлические характеристики поверхности. Скорости стока при прочих равных условиях возрастают в три-четыре и более раз, в связи с чем резко увеличивается опасность эрозии и развития селевых явлений.

По степени влияния на почвенный покров наиболее отрицательные последствия оказывают сплошные рубки при наземной бессистемной тракторной трелевке древесины.

Значительно меньшие нарушения почвенного покрова и физико-химических показателей почв имеют место при проведении постепенных и выборочных рубок. Степень последствий от повреждений почвенного покрова при одних и тех же способах рубок и технологии лесосечных работ определяется типом леса и почв, характером почво-грунтов, геоморфологией местности, климатическими факторами. Поэтому для разработки рациональных систем хозяйства необходимо располагать конкретными данными по влиянию рубок на состояние почвенного покрова в данном районе. Выявленные закономерности влияния горных лесов на элементы водного баланса и защиту почв от эрозии имеют принципиальное значение в разработке научных основ охраны окружающей среды и использования лесных, земельных и водных ресурсов горных территорий.

Трансформация покрытых лесом площадей с целью использования их под пашни, сады, плантации, застройки и т.д. сказывается на гидрологическом режиме территории.

Таблица 44 - Водно-физические свойства почв на участках проведения экспериментов (осредненные данные) Влагоемкость, % НекаОбъемпо объему Глубина Удель- Скелет- Общая пилный вес Уча- слоя ный вес ность пороз- лярная пре(плотсток почвы, почвы, %% по ность скважкапил- дельн.

ность), см г/см3 весу в %% ность,% лярная полег/см% вая 4...14 1,18 2,72 10,5 46,4 53,6 56,6 12,3 25...35 1,32 2,82 15,0 42,9 44,3 53,2 10,45...50 1,33 2,84 37,7 43,5 44,8 53,2 9,4...14 1,13 2,71 11,1 50,5 53,0 58,3 7,20...30 1,18 2,74 3,4 49,2 49,2 56,9 7,40...45 1,24 2,85 5,5 49,2 49,7 56,4 7,6...16 1,22 2,71 3,9 39,1 42,8 55,0 15,5 28...38 1,28 2,72 7,6 39,3 42,4 52,8 13,44...49 1,32 2,72 9,4 40,0 43,0 51,7 11,3...13 1,26 2,68 14,2 41,2 44,4 53,9 12,6 20...30 1,32 2,70 21,6 36,2 40,4 51,2 15,40...45 1,33 2,70 9,2 38,7 40, 51,0 12,2...12 1,22 2,76 15,8 48,9 51,8 56,0 7,31...41 1,24 2,81 26,9 43,9 45,7 55,7 11,45...50 1,22 2,75 34,2 46,5 47,9 55,7 9,2...12 0,96 2,65 6,8 37,2 46,4 63,8 26,15...25 1,06 2,70 2,9 41,8 44,2 60,6 18,40...45 1,23 2,72 1,6 47,1 49,8 54,8 7,Обозначения: участок 3 - сельхозугодия, сады; участок 4 - прогалины под выпасом; участок 5 - плантационные культуры кипариса, 1 класс возраста; участок 6 - свежая раскорчевка; участок 7 - молодняки II кл. возраста; участок 8 - изреженные (полнота 0,5) буково-каштановые древостои II кл. бонитета.

Экспериментальные исследования гидрологической роли таких участков в бассейне р. Шахе, в бассейнах малых рек - Хобзы и Буу, в приморском и среднегорном лесорастительных районах (преобладание дубово-грабовых, каштановых и буково-грабовых лесов) были проведены нами совместно с кафедрой гидрологии Одесского Гидрометинститута. Для экспериментов выбраны наиболее характерные участки различных видов угодий. Контролем служили покрытые лесом территории. На участках ставились опыты с искусственным дождеванием элементарных водосборов (до 300 м2), а также выполнялась инфильтрационная съемка склонов при помощи простейших кольцевых инфильтрометров площадью 0,1 м2 (Бефани и др., 1968, 1970). Всего было проведено 16 опытов с искусственным дождеванием и 95 опытов с инфильтрометрами.

Из теории следует, что движение воды в почве определяется тремя факторами:

геометрией порового пространства, заполняемого водой, механическими свойствами почво-грунтов и силами, действующими на воду.



Таблица 45 – Характеристики минимального впитывания почвой по территории на различных угодьях (обозначения в табл. 44) Критерий Характеристика Число ±mк, К, Сv, Р, Стьюдента площади, уго- опы- мм/ мм/ Cs E мм/мин % % дья тов мин мин t’ t Хозяйственно - используемые участки участок 3 24 0,85 0,37 1,83 216 3,44 11,9 1,08 2,участок 4 13 0,40 0,18 0,66 166 1,62 0,94 1,32 2,участок 5 11 2,25 1,40 4,63 206 1,89 2,31 1,41 2,участок 6 13 0,26 0,22 0,79 306 2,81 6,40 Общий статисти61 0,88 0,30 2,34 266 4,46 21,5 ческий ряд Контроль - лесные участки участок 7 20 3,67 1,14 5,12 139 1,39 0,48 1,25 2,участок 8 14 6,34 1,80 6,73 106 0,83 0,76 Общий статисти34 4,74 1.00 5,82 123 1,27 0,37 ческий ряд Примечание: К - среднее ряда; ± mк - ошибка среднего; - среднеквадратическое отклонение; Сv - коэффициент вариации, Cs - коэффициент асимметрии; Е - эксцесс; Р - точность.

Для реальных почв геометрия порового пространства (размеры и их соотношения) характеризуются случайными распределениями по площади и по глубине. В целом для всех почвенных разностей характерно снижение некапиллярной скважности с глубиной.

Этими закономерностями обусловливаются различия интенсивности поверхностного впитывания на реальных водосборах.

Сказанное подтверждается результатами опытов по определению впитывания с помощью простейших кольцевых инфильтрометров, поставленных на различных видах угодий. Так, минимальное впитывание (т.е. впитывание на конец опыта) на сельхозугодиях, в садах колебалось от 8,80 до 0,01 мм/мин, а на контрольных лесных участках - 14,2…0,05 мм/мин.

На участке 3 минимальное впитывание изменялось от 2,00 до 0,00 мм/мин., на участке 4 - от 15,0 до 0,001 мм/мин., на участке 5- от 16,0 до 0,11 мм/мин., на участке 7 - от 2,90 до 0,015 мм/мин.

Таким образом, результаты определения минимального впитывания на площадях, занятых различными видами угодий, показывают, что исследования водоохраннозащитной роли площади можно на основании статистического анализа распределения впитывания. В табл. 46 приведены результаты обработки статистических рядов величин минимального впитывания, которые были получены инфильтрационной съемкой склонов, покрытых лесом и находящихся под хозяйственным воздействием. Средняя интенсивность впитывания для отдельных рядов, полученных на сельхозугодиях, на прогалине под выпасом, плантациях и свежих раскорчевках, изменяются от 0,26 до 2,25 мм/мин.

Однако, вариация впитывания здесь настолько велика (коэффициенты вариации достигают 306%), что нет оснований утверждать о достоверности различий этих рядов. В связи с этим, был предпринят расчет оценки различий между выборочными средними рядов интенсивности впитывания на площадях, подверженных хозяйственному воздействию в целом.

Таблица 46 - Координаты кривых обеспеченности интенсивности минимального впитывания по площади, мм/мин О б е с п е ч е н н о с т ь, %% Участки 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Л е с 21,0 17,0 14,5 9,5 5,7 3,4 2,0 1,15 0,60 0,25 0,10 0,Интенсивное хозяйствен9,7 4,8 2,4 0,95 0,40 0,15 0,06 0,04 0,03 0,02 0,01 0,ное воздействие Обобщив 4 выборки для площадей с интенсивным хозяйственным воздействием и 2 выборки для контрольных лесных площадей, получим 2 статистических ряда, с помощью которых можно характеризовать изменение водоохранно-защитных функций прибрежных территорий в результате сведения лесной растительности. По результатам обработки этих двух рядов построены 2 кривые обеспеченности интенсивности минимального впитывания.

Из анализа эмпирических кривых обеспеченности интенсивности впитывания по площади следует, что на участках, покрытых лесом, 70% площади способны поглотить ливни с интенсивностью более 0,6 мм/мин. Несмотря на то, что в прибрежной части побережья находятся зачастую в неудовлетворительном состоянии (допускается выпас скота, чрезмерное изреживание и т.д.), основная часть их площади значительно лучше выполняет водорегулирующие и защитные функции по сравнению с сельскохозяйственными угодьями. На участках, подверженных интенсивному хозяйственному воздействию, защитные функции могут выполняться лишь одной четвертой частью площади.

Сравнивая приведенные кривые обеспеченности по их координатам, можно определить, что в среднем площади, находящиеся в интенсивном хозяйственном использовании, в 17 раз хуже выполняют водорегулирующие и защитные функции по сравнению с лесными участками. При этом варьирование интенсивности впитывания на сельхозугодьях в 2 раза выше, чем в лесу. Это объясняется большей пятнистостью почвенных условий на обрабатываемых площадях, особенно в отношении водно-физических характеристик почв.

В опытах на хозяйственно-используемых участках наименьшее впитывание 0,100,19 мм/мин.) получено на прогалине, где проводится систематический выпас скота. В среднем же для всех участков интенсивность впитывания составила 0,40 мм/мин при интенсивности дождевания 1,03 мм/мин. Средний коэффициент стока 0,40, при максимальных значениях - до 0,90.

На контрольных лесных участках дождевание проводилось с большей интенсивностью (в среднем 1,93 мм/мин.), поскольку при интенсивности, равной интенсивности дождевания на сельхозугодьях, сток был незначительным. При этом впитывание получилось в 2 раза больше - в среднем 0,79 мм/мин. Паводочный сток здесь проходил не по поверхности, а почти целиком в дренах и порах почвы, что значительно уменьшает его скорость и размывающую способность.





В заключение по результатам изучения водорегулирующей роли лесов можно отметить следующее:

- экспериментальные исследования впитывания, как одного из основных показателей водорегулирующей роли исследуемых площадей необходимо проводить с использованием статистических методов, что исходит из большого варьирования этого признака по площади. Помимо использования метода искусственного дождевания элементарных водосборов, для оценки защитных свойств различных видов угодий необходимо применение инфильтрационных съемок склонов;

- даже расстроенные насаждения выполняют водорегулирующие функции значительно лучше, чем площади, находящиеся в интенсивном хозяйственном использовании.

Глава ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ГОРНЫХ ЛЕСОВ НА БАЗЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ 4.1. Экологический мониторинг лесов как основа природопользования в горных регионах Понятие "информация" - одна из общенаучных, философских категорий, которая из-за многообразия толкований не имеет общепринятого определения. В прикладных областях науки понятие "информация" совпадает с понятиями "сведения", "данные ". В Федеральном Законе " Об информации, информатизации и защите информации " информация определяется как сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах, независимо от формы их представления, а под информационными ресурсами понимается вся совокупность этих сведений в виде отдельных документов или их массивов, которые сосредоточены в библиотеках, архивах, фондах, банках данных и других информационных системах местного, регионального или общегосударственного значения. На основе этих представлений по данным многолетних исследований динамики лесных экосистем различного ранга необходимо составление банка данных мониторинга горных лесов Причерноморья на 3-х уровнях - первичные данные мониторинга биотической и абиотической составляющих экосистем, осредненные материалы по всем объектам наблюдений, а также в виде математических моделей, показывающих взаимосвязи и динамику элементов экосистем разного ранга.

В электронном виде он должен быть представлен двумя специальными программами для ЭВМ, с помощью которых производится ввод, обработка и накопление первичной информации по уровням воды на водосливах, стоку, температуре и влажности воздуха и почвы для различных временных отрезков - от часов до месяцев. С помощью этих же программ производится обработка и вывод на печать основных параметров среды для месяцев, сезонов и гидрологического года.

Концептуальное решение методологии экологического мониторинга лесных экосистем различного ранга разрабатывается на основе выбора наиболее подходящих типовых программ ГИС-технологий (WinGIS, ArcView и др.).

Лесные сообщества можно разделить на следующие уровни (ранги):

- отдельные особи (деревья, кустарники и т.д.), различающиеся по биологии, экологическим нишам произрастания, санитарному состоянию и т.д.

- древостои – по определению «совокупность деревьев, иногда кустарников, являющаяся основным компонентом насаждения», которая различается по строению, происхождению, состоянию, сложности и т.д.;

- насаждения – совокупность растений, состоящая из древостоя, а также часто подроста, подлеска и живого напочвенного покрова, объединенных однородными лесорастительными условиями и характеризующиеся определенной внутренней структурой (по определению, может быть различным по ярусности, строению, хозяйственной ценности и т.д.);

- лес - совокупность лесных древесных и иных растений, почвы, животных, микроорганизмов и других природных компонентов, имеющие внутренние взаимосвязи и связи с внешней средой (по определению, может быть девственный, мелколиственный, широколиственный, светлохвойный, темнохвойный).

Как правило, эти биологические уровни связаны с размерами занимаемого физического пространства (площади), определяемым уровнем сообщества (дерево, выдел, квартал, лесничество, лесхоз и т.д.), классификация по которым помогает хозяйственному выделению и управлению (менеджменту). Если эти площади будут привязаны к географически обоснованной схеме деления участков суши (земли), то появляется возможность комплексно решать многие хозяйственные задачи. Например, увязать задачи ведения лесного и водного пользования возможно на основе привязки квартальной сети к водосборам различного ранга.

Принципы и методы мониторинга в горных условиях Система мониторинга, в соответствии с методикой EЭK, должна содержать показатели дефолиации, дехромации и изменения прироста. В организационном плане эта система имеет в себе возможности сочетания стационарной сети мониторинга элементов различной функциональной структуры: а) пункты постоянных наблюдений (ППН), на которых определяются показатели дефолиации, дехромации, изменения прироста, ведутся наблюдения за динамикой развития болезней и вредителей леса, берутся образцы почв и органики для химических анализов, приростные керны и модельные деревья); б) пункты визуально-дистанционного контроля (ПВДК), которые используются для определения границ и площадей насаждений, где имеет место выраженные процессы деградации.

При этом применение ГИС-технологий должно обеспечить позиционирование пунктов наблюдений как на этапе полевых исследований, так и анализ и построение различных зависимостей для экологических прогнозов на стадии последующих обработок.

Pages:     | 1 |   ...   | 31 | 32 || 34 | 35 |   ...   | 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.