Влияние агролесомелиораций на годовой и сезонный сток

По методике ГГИ, разработанной В. Е. Водогрецким [5] и основанной на учете целого ряда факторов (водность года, уклоны склонов, показатели водопроницаемости почвогрунтов, глубина залегания грунтовых вод, особенности вспашки и противоэрозионных мероприятий), выполнена оценка происшедших и ожидаемых в перспективе изменений годового стока всех больших рек бывшего СССР под влиянием агролесомелиораций, а также большого числа средних и малых водосборов лесостепной и степной зон, интенсивно используемых в сельском хозяйстве. Для очень малых речных бассейнов в степной и лесостепной зонах, не дренирующих подземные воды, поверхностный сток при проведении агролесомелиоративных мероприятий резко уменьшается, что приводит практически к такому же уменьшению полного стока — до 20—40% [6]. Для рек, дренирующих подземные воды, уменьшение склонового стока сопровождается существенным увеличением запасов грунтовых вод. Например, для рек Сосна, Воронеж, Битюг, Хопер, Медведица уменьшение полного стока к 1970;1975 гг. под влиянием агролесомелиораций составило 1−9%, а грунтовый сток увеличился на 7−13%. Наибольшие изменения годового стока под влиянием агролесомелиораций отмечены на водосборах с преобладающими суглинистыми почвогрунтами (в пределах южной части лесостепной и степной зон — на 7−20%). Чем больше супесчаных почв на водосборе в пределах пашни, тем меньше снижение стока при той же площади распашки. Анализ изменения фактических величин стока р. Дон в различных створах и определяющих их метеорологических факторов, воднобалансовая оценка роли каждого вида хозяйственной деятельности показали, например, что доля агротехнических мероприятий в уменьшении стока р. Дон на 24% к началу 1970;х годов составляла всего треть. Все остальноерезультаты затрат воды на хозяйственную деятельность других видов.

Исследования, проведенные на опытных водосборах Нижнедевицкой воднобалансовой станции (центр европейской части России), показали, что при расширении площадей под зябь с 30 до 90−95% всей пашни, увеличении облесенности в виде лесных полос до 4%, повышении урожайности зерновых культур в три раза произошло увеличение грунтовой составляющей в общем годовом стоке рек и ручьев с 30−50 до 75−85%. При этом общая величина годового стока практически не изменилась. Для рек Волги, Оки и Оби изменения годового стока под влиянием агролесомелиораций к середине 70-х годов прошлого столетия составили 0,3−1%, для рек Урала, Дона, Днепра, Днестра, Южного Буга и Иртыша — 2−7%.

Отметим, что выявленные закономерности характерны для условий континентального климата лесостепной и степной зон Евразии со стоком рек, формирующимся преимущественно в период весеннего половодья. В других физико-географических условиях агротехнические мероприятия, имея иной характер, могут совершенно иначе сказываться на гидрологических характеристиках речных водосборов.

Интенсивность склонового стока обусловливает также и специфику формирования максимальных расходов воды весеннего половодья и дождевых паводков на речных водосборах. Для средних и низких максимумов весеннего половодья под влиянием агролесомелиораций на малых водосборах их снижение может достигать 10−20% и более. Сток дождевых паводков с распаханных водосборов в значительной степени зависит от интенсивности ливневых осадков, местных условий и характера агротехнических мероприятий и может как снижаться, так и увеличиваться по сравнению со стоком с нераспаханных бассейнов.

Еще одна проблема, связанная с оценкой влияния агролесомелиораций на сток рек, — возможное влияние урожайности сельскохозяйственных культур на общую увлажненность территории и водность рек. Выводы, полученные многими авторами (В. В. Рахманов, А. Г. Булавко, Н. И. Коронкевич), также имеют противоречивый характер. Тем нс менее, можно сделать общий вывод о том, что повышение культуры земледелия и рост урожайности, как правило, сопровождаются снижением относительного водопотребления и более экономным использованием воды растениями. В связи с этим полное потребление воды сельскохозяйственными угодьями при увеличении урожайности в несколько раз увеличивается весьма незначительно, причем частично вследствие непродуктивного испарения с почвы. По данным О. И. Крестовского [17], комплекс агротехнических мероприятий по повышению урожайности обычно приводит к снижению годового и меженного стока. В целом для крупного речного бассейна (р. Днепр) повышение урожайности всех видов сельскохозяйственных культур в 1,4−1,6 раза может обусловить снижение стока в средний по водности год до 7%, а в маловодные годы — до 10%.

По мнению А. Б. Авакяна [24], при различных типах освоения территории лесной зоны поверхностный сток увеличивается в 5−50 раз по сравнению со стоком с неосвоенных площадей, а среднегодовая влажность почвы понижается на 20−30%. Увеличение поверхностного стока приводит к усилению эрозии почв. За время земледельческого освоения лесостепной и степной зон СССР слой чернозема в ряде мест был смыт до материнской породы. Об интенсивности эрозии свидетельствует тот факт, что суммарная мощность аллювиальных отложений в пойме Оки за период с V тыс. до н.э. до XVIII в. н.э., по данным археологических и геоморфологических исследований, оказалась меньше, чем за период XIX—XX вв. С начала XVII в., благодаря ускоренной эрозии, на водосборах европейской части России слой смыва на 11% распаханных площадей составил 10 см, на 5% - 20 см. Изменению гидрологического режима территории способствует деградация почвы и ухудшение ее водных свойств, что ведет к существенным изменениям биоты.

Для уменьшения поверхностного стока и смыва почвы с распаханных склонов при интенсивной водоотдаче проводят различные противоэрозионные мероприятия — вспашки по горизонталям, лункования, мульчирования, щелевания, бороздования, террасирования и др.