Оценка влияния лесных ресурсов на формирование стока поверхностных вод

Министерство образования и науки Российской Федерации ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова»

Институт естественных наук Кафедра экологии

РЕФЕРАТ

Тема: «Оценка влияния лесных ресурсов на формирование стока поверхностных вод»

Выполнила: ст. гр. ПП-12

Большакова Анна Проверил: ст. преподаватель Ядрихинский И.В.

г. Якутск, 2015 г.

Содержание ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ЛЕСА НА СТОК

2.1 Особенности формирования стока в лесу и на безлесных участках

2.2 Влияние леса на сток рек ГЛАВА 3. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕСОВ ПО ВОДООХРАННО-ЗАЩИТНОМУ ЗНАЧЕНИЮ

3.1 Размещение лесов на водосборах

3.2 Классификация лесов ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА

Введение

Лес является не только источником древесины и другого важного сырья, применяемого для промышленной переработки в различных отраслях народного хозяйства. Он выполняет огромные водоохранные, водорегулирующие, почвозащитные, рекреационные и другие полезные функции. В лесу собирают лекарственные травы, грибы, ягоды, орехи, заготовляют пушнину, мясо диких зверей и птиц. Велика роль лесов и в развитии сельского хозяйства. Полезащитные леса, к которым относят полезащитные полосы, государственные лесные полосы, участки леса, расположенные среди полей и др., предохраняют почву от ветровой и водной эрозии. Эти леса защищают поля от суховеев, пыльных и черных бурь, способствуют снегозадержанию и накоплению влаги в почве, уменьшают возможность образования оврагов, повышают урожайность полей.

Леса способствуют превращению поверхностного стока во внутрипочвенный, предохраняют почву от разрушений, препятствуют возникновению эрозионных процессов, разрушительных паводков, селей, лавин; они регулируют гидрологический режим рек, ослабляя резкие колебания в 9 подъеме воды и обмелении водоемов в меженный период, защищают водоемы от загрязнения и заиления, способствуют улучшению качества воды, оберегают источники минеральных вод — важный резерв сохранения и улучшения здоровья людей. Однако под влиянием различных лесохозяйственных мероприятий и в первую очередь рубок водоохранно-защитные свойства лесов могут существенно изменяться. Часто в результате нерациональных рубок и проведения лесосечных работ без соблюдения лесоводственных требований отмечается ухудшение водно-физических свойств лесных почв, снижение их инфильтрационной способности. Это в свою очередь ухудшает плодородие лесных почв, снижает продуктивность тех древостоев, которые создаются взамен вырубаемых. Следует подчеркнуть, что эти изменения имеют не только локальный характер, но и общегидрологическое значение. В пределах каждого лесного массива не все участки в одинаковой степени выполняют водоохранно-защитные функции. Одни из них (например, опушки леса по границам с безлесными пространствами, полосы вдоль оврагов, осыпей, берегов рек, леса на крутых склонах и у истоков ручьев, речек) играют исключительно большую стокорегулирующую и защитную роль, другие (участки леса на ровных местах и пологих склонах) имеют меньшее защитное значение. Поэтому способы рубок, техника и технология лесосечных работ, лесовосстановительные и другие мероприятия на различных участках должны быть дифференцированы. Особенно велика водоохранно-защитная роль горных лесов, которые в нашей стране занимают огромные пространства — около 40% лесопокрытой площади. Как показали исследования последних лет, в таких лесах необходимо не только тщательно соблюдать лесоводственные требования при проведении рубок и лесовосстановительных мероприятий, но также планировать и осуществлять их с учетом границ элементарных водосборных бассейнов, т. е. вести хозяйство по водосборам. Только при соблюдении этого условия можно избежать резкого увеличения весенних паводков и пересыхания ручьев и речек в летний период. Наряду с водорегулирующей ролью, которую выполняют все лесные насаждения, произрастающие в пределах бассейнов, леса, расположенные по берегам и в поймах рек, ручьев, выполняют дополнительную, весьма важную защитно-аккумулятивную роль. Они предохраняют меженные берега от разрушений, аккумулируют песчаный аллювий в поймах, защищают крутые склоны долин от эрозии и оползней, предотвращая тем самым заполнение продуктами эрозии и заиление водоемов, водохранилищ, русел рек и каналов. Эти леса способствуют также превращению поверхностного стока с вышерасположенных безлесных участков во внутрипочвенный. Указанные свойства лесов благотворно влияют на водный транспорт, работу гидроэлектростанций. Большое санитарно-гигиеническое значение имеют также приречные леса, которые резко улучшают качество воды по всем ее показателям. Одновременно они являются местами отдыха населения. Рекреационная их роль ежегодно возрастает.

Наиболее спорным является вопрос о водоохранной роли леса. Это обусловлено тем, что к настоящему времени накоплено еще сравнительно мало экспериментальных данных о влиянии леса на суммарный сток, включающий поверхностную и подземную составляющие. Ряд зарубежных авторов (Андерсон, 1970; Хьюлет, 1970; Лалл, 1970 и др.) и советских ученых (Львович, 1963; Субботин, 1966; Шпак, 1968 и др.) считают, что вследствие большого расхода на транспирацию лес, по сравнению с другими угодьями, уменьшает поступление воды в гидрологическую сеть. Противоположной точки зрения придерживаются М. Е. Ткаченко (1952), В. В. Рахманов (1971), А. В. Лебедев (1964) и др., считая, что с увеличением процента лесистости водосборных бассейнов речной сток возрастает. Это увеличение, по мнению названных авторов, обусловлено тем, что в многолесных районах выпадает больше вертикальных и особенно горизонтальных осадков, чем в безлесных и малолесных, а также тем, что в лесных районах увеличивается подземная составляющая стока и уменьшается величина годичного суммарного испарения. Исследования А. А. Молчанова (1966), А. И. Миховича (1976) и др. показали, что наилучший гидрологический режим рек возникает при оптимальной лесистости речных водосборов. В условиях Украины, например, при увеличении лесистости до оптимальной водоохранной подземная составляющая речного стока резко возрастает, однако по мере дальнейшего увеличения лесистости речной сток начинает уменьшаться. Водоохранную роль леса, как справедливо отмечает М. Е. Ткаченко (1952), нельзя сводить только к его влиянию на гидрологический режим рек. Необходимо также учитывать, что леса, особенно произрастающие по берегам рек, естественных и искусственных водоемов выполняют водозащитные функции, предохраняя воды от химического, бактериологического, физического засорения и т. д. Эта роль лесов становится особенно важной в связи с освоением пойменных земель, широким применением в сельском хозяйстве удобрений, химических средств борьбы с нежелательной растительностью и т. д. Леса оказывают большое влияние на качество воды, а также на ее температуру, что особенно важно для рек, являющихся местом нереста лососевых и осетровых рыб Благотворное влияние леса проявляется не только на поверхностные воды (реки, озера, водохранилища), но и на подземные, которые часто являются основным источником водообеспечения городов, населенных пунктов, промышленных предприятий, орошения сельскохозяйственных земель. Уменьшая поверхностный сток и увеличивая подземную его составляющую, лес тем самым способствует восполнению ресурсов подземных вод. Кроме водорегулирующей и водоохранной, леса выполняют огромную почвозащитную роль. К почвозащитным относят леса, которые предохраняют почву от водной и ветровой эрозии, а леса, выполняющие одновременно водоохранные и защитные функции, называют водоохранно-защитными (Ткаченко, 1952). В эту категорию включают леса, произрастающие вдоль оврагов и балок, на коренных и меженных берегах рек, вокруг озер и водохранилищ, ленточные боры и степные колки, полезащитные полосы, леса на крутых склонах и др. В различных физико-географических условиях водоохранно-защитные функции леса и их трансформация под влиянием лесохозяйственных мероприятий проявляются по-разному. Особенно это заметно в горных районах, где на средообразующую роль леса существенно влияют крутизна и экспозиция склона, а также расположение участков в зависимости от высоты над уровнем моря. Высокогорные леса и прежде всего находящиеся на границе с тундрово-гольцовым комплексом, альпийскими и субальпийскими лугами обычно выполняют значительно большую водоохранно-защитную роль, чем нижерасположенные. Познание указанных особенностей средообразующей роли леса и ее изменение под влиянием антропогенных воздействий необходимо для разработки региональных научно обоснованных рекомендаций по ведению лесного хозяйства. Практическое осуществление их позволит не только удовлетворять потребности страны в древесине и другой лесной продукции, но и усилить водоохранные, защитные, климаторегулирующие, оздоровительные и иные полезные природные свойства леса в интересах охраны здоровья людей, улучшения окружающей среды и развития народного хозяйства.

Глава 1. Факторы формирования поверхностного стока поверхностный сток лес Размер стока, распределение его во времени и по территории страны зависят от ряда естественных и искусственных факторов. К первым относятся:

1) климатические условия: осадки, испарение, температура и др. На сток оказывает влияние не только общее количество осадков, но и интенсивность их выпадения. Сильный сток дают ливни, то есть осадки с интенсивностью более 0,5 мм/мин. Осадки непосредственно влияют на количество воды, прибывающей в бассейн и убывающей из него; они определяют как общее значение стока, так и распределение его в году. Более того, влияние осадков распространяется и на последующие годы. Например, после сухого года одинаковое количество осадков и при той же интенсивности будет давать меньший сток, чем после влажного года. Непосредственное влияние на сток оказывает и испарение. От температуры зависят вид осадков (твердые, жидкие), испарение и скорость снеготаяния. Температура обусловливает накопление, снега зимой, весеннее половодье равнинных рек и летнее половодье рек с ледниковым питанием. Через испарение оказывает влияние на сток и ветер;

2) почвенно-геологические условия: водопроницаемость и влагоемкость почвы и грунта, мерзлота, геологическое строение и пр. Часть осадков впитывается и фильтруется в почву, тем самым сток уменьшается. По водно-физическим свойствам, а, следовательно, и по влиянию на сток все грунты можно подразделить на водопроницаемые невлагоемкие (пески, гравий, трещиноватые породы), полупроницаемые (супеси, суглинки), слабоводопроницаемые влагоемкие (торф, глина, лёсс) и непроницаемые невлагоемкие (сплошные кристаллические породы, плотные песчаники): В зависимости от залегания этих грунтов будет меняться и сток. Пески уменьшают поверхностный сток, но увеличивают подземный. Поэтому реки в песчаных грунтах имеют более равномерное питание в течение года. Большое регулирующее влияние оказывают торфяные почвы. Они способны впитать большое количество осадков, а затем медленным грунтовым стоком отдавать воду рекам. Глины, наоборот, увеличивают поверхностный сток и уменьшают грунтовый, а следовательно, способствуют увеличению паводков и сильному уменьшению стока в межень.

Водопроницаемость и влагоемкость одних и тех же почв может изменяться. Например, с повышением влажности почвы уменьшаются ее водопроницаемость и влагоемкость, что способствует увеличению поверхностного стока. При сухости почвы усиливаются впитывание и фильтрация осадков, а следовательно, уменьшается поверхностный сток. Поэтому после сухого лета и осени паводки обычно малые. При замерзании все почвы становятся почти водонепроницаемыми. Если зимой грунт промерзает глубоко, то весной талые воды почти полностью стекают. Сильно увеличивает поверхностный сток и вечная мерзлота почв, которая занимает значительные площади в СНГ.

3) рельеф: уклон, наличие тальвегов, высота над уровнем моря. Скорость течения воды по поверхности почвы (по склонам и тальвегам) пропорциональна уклону. Изрезанность поверхности и наличие отдельных небольших тальвегов, впадающих затем в реку, способствуют концентрации поверхностного стока.

В горных районах сток значительно больше, чем на равнине. Так, коэффициенты стока для равнинных рек европейской территории СНГ колеблются от 0,02 до 0,5, для ряда горных рек — от 0,5 до 0,9;

4) растительный покров. Травяной и особенно древесно-кустарниковый покров значительно увеличивает шероховатость поверхности почвы и тем самым замедляет сток. Лесная подстилка, обладая большой влагоемкостью, впитывает много осадков, предохраняет почву от заиления, сохраняет ее высокую водопроницаемость, что также уменьшает поверхностный сток. На этом основана водоохранная и водорегулирующая роль леса;

5) размер и форма водосборной площади. При больших площадях и удлиненных формах водосбора увеличиваются длина пути стекающей воды и время ее добегания. Поэтому чем больше водосборная площадь, тем меньше поверхностный сток (с единицы площади) и тем равномернее он распределяется в течение года. Наоборот, реки с малыми водосборами характеризуются неравномерным стоком.

6) озерность и заболоченность водосбора. Бессточное озеро, не связанное с речной системой, уменьшает сток, так как часть воды расходуется на испарение с его поверхности. Сточное озеро, например Байкал, регулирует сток, то есть во время паводка аккумулирует сток, а затем постепенно отдает его более или менее продолжительное время.

Влияние болот на сток очень сложное явление, так как болота действуют одновременно как элемент растительного покрова и как водная поверхность. Большинство исследователей считают, что болота регулируют сток. Весной и во время дождей болота запасают громадные количества воды и затем постепенно отдают ее рекам. Доказательством этого может служить то, что реки, вытекающие из болот, имеют более равномерное питание. В то же время болота испаряют много воды, тем самым уменьшают сток. В разных климатических и геологических условиях роль болот различна. Болота грунтового питания являются регуляторами стока; болота атмосферного питания в условиях высокого испарения могут уменьшать его.

Глава 2. Влияние леса на сток Не все атмосферные осадки, выпадающие над лесом, поступают в почву. Часть их задерживается кронами деревьев, испаряется и возвращается в атмосферу, другая часть расходуется на испарение с поверхности травяного покрова, почвы и также возвращается в атмосферу, третья стекает по поверхности почвы. Поступившая в почву вода расходуется на транспирацию древесной и травянистой растительности, часть ее стекает внутрипочвенным и грунтовым стоком, поступая в гидрографическую сеть или пополняет подземные воды. Наиболее полно все перечисленные выше статьи расхода воды, поступающей в виде осадков, представлены в таежной зоне на подзолистых почвах. Ориентировочные величины расхода воды по отдельным статьям, % суммы осадков (Роде, Смирнов, 1972), показаны на рис. 1. Внутрипочвенный и особенно поверхностный сток обычно наблюдается весной и осенью при перенасыщении почвы влагой. Рассмотрим особенности формирования стока в лесу и на не покрытых лесом площадях.

Рис. 1. Схема водного баланса почвы приводном режиме промывного типа (численные характеристики расходных статей баланса): 1 — задерживается кронами (30%); 2- поверхностный сток (5%); 3- физическое испарение и десукция напочвенным растительным покровом (10%); 4- почвенный сток (10%); 5 — десукция древесным пологом (30%); 6 — грунтовый сток (15%).

2.1 Особенности формирования стока в лесу и на безлесных участках Формирование стока в лесу и на безлесных участках существенно различается. Это обусловлено не только трансформирующим влиянием леса на осадки, температуру воздуха и почвы, ее промерзание и оттаивание, но и различиями в строении и свойствах лесных почв. Одной из отличительных особенностей лесных почв, особенно таежной зоны, является наличие на ее поверхности особого горизонта — лесной подстилки. Этот слой оказывает большое влияние на водный режим почв и формирование стока.

От мощности и сложения подстилки во многом зависят замерзание и оттаивание почвы. Под защитой подстилки лесные почвы промерзают менее глубоко, чем полевые, она сохраняет их пористость и способность впитывать воду. Подстилка значительно сокращает испарение воды с поверхности почвы. По данным Б. Д. Зайцева (1949), испарение с поверхности лесных почв, имеющих подстилку, на 39−69% ниже, чем с почв без подстилки. В более сухих условиях лесная подстилка уменьшает расход воды на испарение, а в увлажненных может усилить заболачивание почв. Лесная подстилка обладает высокой влагоемкостью и задерживает большое количество осадков.

В течение вегетационного периода влажность подстилки в лесу существенно изменяется. Весной подстилка обычно насыщена до состояния полной влагоемкости. Затем вследствие расхода воды на транспирацию растениями и на испарение влажность подстилки убывает и в летний период она бывает наименьшая.

Лесная подстилка имеет огромное значение в сохранении, водопроницаемости почвы.

Лесная растительность большое влияние оказывает и на формирование свойств почвы. Развитие мощной корневой системы растений способствует улучшению аэрации и структуры верхних слоев лесных почв. Положительное влияние леса на водно-физические свойства проявляется не только на подзолистых, но и на темно-серых почвах, а также на черноземах. Вместе с тем лесная растительность способствует ухудшению физических свойств горизонта В. У подзолистых почв эти изменения приводят к накоплению влаги в поверхностных горизонтах и усилению внутрипочвенного стока по поверхности горизонта В. У темно-серых и черноземных почв уплотнение горизонта В следует рассматривать как положительное явление, так как это способствует улучшению водного режима верхних слоев почвы. Даже в мерзлом состоянии лесные почвы обладают значительной водопроницаемостью, тогда как нелесные обычно не пропускают воду. Водопроницаемость дерново-подзолистых суглинистых лесных почв Урала, например, в замерзшем состоянии составляет 2,4 мм/мин, тогда как водопроницаемость почвы на старой вырубке, используемой под сенокос, равняется нулю.

Как было сказано выше, на открытых участках почва промерзает на большую по сравнению с лесом глубину и в замерзшем состоянии практически является водонепроницаемой. Под пологом лиственных и особенно смешанных древостоев она промерзает на меньшую глубину и даже в промерзшем состоянии пропускает в нижележащие горизонты значительно количество воды. В лесу и на открытых участках снег начинает таять почти одновременно, но интенсивность таяния в лесу меньше, а продолжительность значительно больше. Поэтому при таянии снега на открытых участках значительная часть талой воды, особенно в первый период снеготаяния, стекает в гидрографическую сеть по поверхности почвы (поверхностный сток).

Исследования П. А. Урываева (1953), проведенные на скрытоподзолистых песчаных почвах, показали, что коэффициенты поверхностного стока составили на мерзлой почве луга 0,92 и 0,88, на частично мерзлой 0,65 и на талой 0,01. Максимальные модули стока для мерзлой и частично мерзлой почв были близки и составляли около 10−12 л. с/га, тогда как на талой почве модуль стока не превышал 0,2 л. с/га.

На слой и коэффициент весеннего стока существенно влияет глубина промерзания почвы. По многолетним данным, полученным в условиях Придеснянской возвышенности (Черниговская обл.), на серых лесных среднеоподзоленных почвах в годы с промерзанием почвы на глубину 50−60 см коэффициент стока составлял 0,7−0,8, а в годы с незначительным промерзанием (менее 10 см) — меньше 0,1 (Колесов, Юрковский, 1975).

Во вторую половину периода снеготаяния, когда почва оттаивает, часть талой воды просачивается в нее, достигая водонепроницаемого горизонта или, на пахотных почвах, так называемой плужной подошвы. В этом случае образуется внутрипочвенная верховодка, которая стекает по уклону и выклинивается в логах и других участках гидрографической сети (внутрипочвенный сток). Суммарный сток, состоящий из поверхностного и внутрипочвенного, называют склоновым, а чаще логовым. Наблюдения А. И. Субботина (1966) за внутрипочвенной верховодкой на полевых участках Подмосковной стоковой станции показали, что здесь верховодка формируется не ежегодно. В годы с переувлажненной промерзшей почвой, не пропускающей талую воду, верховодка не образуется или образуется только после окончания снеготаяния. Следовательно, на не покрытых лесом участках преобладает поверхностный сток. В годы, когда сильно увлажненная почва промерзает глубоко, внутрипочвенный сток отсутствует. Но даже и в годы с влажной, и в годы с сухой почвой внутрипочвенный сток в поле играет подчиненную роль, так как при том соотношении интенсивности снеготаяния и просачивания воды в почву, которая обычно наблюдается в поле, преобладающая часть талых и дождевых вод успевает стечь в гидрографическую сеть по поверхности почвы.

По иному протекает формирование стока в лесу. Здесь, как уже отмечалось, почва промерзает обычно на меньшую глубину, но даже и промерзшая почва сохраняет значительную водопропускную способность. Благодаря этому, а также более медленному и более продолжительному снеготаянию талая вода поступает в почву. Лишь в еловых лесах в отдельные годы наблюдается поверхностный сток, который обусловлен здесь относительно небольшой высотой снежного покрова и значительным промерзанием почвы в суровые зимы.

Верхние горизонты почвы в лесах обладают, как уже отмечалось, значительно большей водопроницаемостью, чем иллювиальный горизонт. В период интенсивного поступления влаги в почву она быстро и легко просачивается через гумусовый и подзолистый горизонты и, дойдя до иллювиального горизонта, задерживается на его поверхности ввиду малой водопроницаемости. Вследствие этого подзолистый и гумусовый горизонты, а нередко и подстилка насыщаются влагой до полной влагоемкости. Эта влага называется почвенной верховодкой. На склонах она в большинстве случаев не имеет связи с постоянным горизонтом грунтовых вод. В ложбинах эти водоносные горизонты могут смыкаться. На ровных местах, особенно в микропонижениях, верховодка нередко выступает на поверхность, при наличии даже незначительного уклона местности она начинает стекать в толще подстилки, гумусового и подзолистого горизонтов. Почвенный сток наблюдается в почвах лесной зоны каждую весну (во время снеготаяния), иногда осенью и реже летом. Особенно рельефно внутрипочвенный сток проявляется в горах.

В почве вода перемещается неравномерным слоем, часто, особенно на крутых склонах, она образует отдельные внутрипочвенные потоки, по которым стекает в гидрографическую сеть. Исследования А. И. Субботина (1966) на Подмосковной стоковой станции показали, что внутрипочвенная верховодка может перемещаться на значительные расстояния. Скорость внутрипочвенного стока достигает таких значений: на пашне при уклоне 2−3° - 50−60 м/сут.; на многолетней залежи при уклоне 5−6°-10−12, а при уклоне 20−22° -до 38 м/сут.; в лесу на склонах 3−4° - до 20 м/сут. В горных темнохвойных лесах Среднего Урала на дерново-подзолистых почвах скорость внутрипочвенного стока в лесу составляет от 8 до 90 м/сут., т. е. здесь она выше, чем в Подмосковье. В этом районе на покрытых лесом площадях почти везде наблюдается внутрипочвенный сток, поверхностный сток редок и составляет незначительную величину. В горных лесах Среднего Урала сток в логах возникает только после появления верховодки.

Наблюдения на Красноключевском стационаре (Башкирской ЛОС) показали, что уровень верховодки на горнолесных тяжелосуглинистых почвах почти точно копирует гидрограф весеннего стока, фиксируемого на водосливе. Это обусловлено, по-видимому тем, что относительный водоупор расположен здесь на небольшой (30−40 см) глубине. Иная картина наблюдается на песчаных и щебнистых почвах без водоупора. Здесь верховодка не образуется и, как правило, отсутствуют поверхностный и внутрипочвенный стоки. На таких почвах талая и дождевая вода пополняет запасы подземных вод, что имеет место и на других почвах, так как часть воды просачивается и через иллювиальный горизонт. Установлено, что поверхностные и подземные воды, особенно расположенные в верхних горизонтах, тесно связаны. Уменьшая поверхностный сток и переводя его в грунтовый, лес тем самым способствует поддержанию уровня воды в реках в меженные периоды, а также восстановлению запасов подземных вод, которые во все возрастающих размерах расходуются на водообеспечение городов, населенных пунктов, промышленных предприятий и на орошение сельскохозяйственных земель.

2.2 Влияние леса на сток рек До сих пор в лесоводственной и гидрологической литературе нет единого мнения о влиянии леса на общий объем речного стока. Некоторые зарубежные (Андерсон, 1970; Хьюлет, 1970; Лалл, 1970 и др.) и отечественные ученые (Львович, 1963; Субботин, 1966; Шпак, 1968 и др.) считают, что лес в результате большего по сравнению с другими угодьями расхода воды на испарение и транспирацию уменьшает речной сток. Противоположной точки зрения придерживаются В. В. Рахманов (1962, 1973), А. В. Лебедев (1964) и другие авторы, полагая, что с увеличением лесистости водосборных бассейнов речной сток возрастает. Такие противоречия в вопросе о влиянии леса на сток рек можно объяснить большим разнообразием физико-географических условий (осадки и их распределение по сезонам года, механический состав и генетическое строение почвы, особенности формирования стока и т. д.), в которых проводились исследования, неоднородным составом и строением лесов, выбранных в качестве объектов наблюдений, а также различиями в методических подходах к решению этой важной проблемы. Как уже отмечалось, сторонники мнения о том, что лес уменьшает речной сток, исходят из того, что с покрытых лесом участков больше, чем с других угодий, расходуется влаги на суммарное испарение. Однако по этому вопросу в литературе также высказываются разные точки зрения. По наблюдениям в Валдайской научно-исследовательской гидрологической лаборатории (Федоров, 1970), суммарное испарение с экспериментального водосбора, занятого лесом, оказалось лишь на 4% больше суммарного испарения с поля. Однако В. В. Осипов (1970) считает, что в том же районе (подзона южной тайги) суммарное испарение леса значительно выше луга и поля. По данным А. А. Молчанова (1970), в подзоне хвойно-широколиственных лесов (Московская обл.) расходуют при осадках в 560 мм на суммарное испарение, мм: еловый лес в возрасте 120 лет 460, сосновый лес 90 лет 440, клевер 560, овес 480, озимая пшеница 570, т. е. между лесом и полем существенной разницы в суммарном испарении нет. К подобному выводу этот же автор приходит применительно к лесостепной зоне.

По данным Н. А. Воронкова (1976), в Бузулукском бору в местах с благоприятным увлажнением (понижения с высокостоящими грунтовыми водами) лес расходует влаги меньше, а в местах недостаточного увлажнения больше, чем травянистые сообщества. Итак, в одних случаях лес может расходовать влаги больше, чем иные угодья, в других меньше.

Часто влияние леса на сток определяют с помощью уравнения водного баланса территории водосборов, покрытых различной растительностью. В упрощенном виде это уравнение имеет вид:

X = Vn + Vrp + е, Где: Xатмосферные осадки, мм; Vn — поверхностный (склоновый) сток;

Vrp — грунтовый сток; е — испарение.

Однако такой метод определения влияния леса на сток не всегда приемлем. Прежде всего следует отметить, что в настоящее время отсутствуют надежные методы определения испарения и особенно транспирации растений. Кроме того, не всегда можно получить точные данные и о приходной составляющей водного баланса, так как методы определения конденсационных осадков (росы, инея, изморози и т. д.) несовершенны, а, как известно, такие осадки в ряде районов составляют значительные величины.

Анализ многочисленных литературных данных показывает, что наиболее надежные данные о влиянии леса на сток можно получить путем непосредственных наблюдений. В настоящее время имеется несколько методов изучения влияния леса на сток, но наиболее часто применяются следующие. Исследования на стоковых площадях, покрытых лесом, и на соседних безлесных участках. На этих площадях определяется поступление осадков над растительностью и поверхностью почвы, поверхностный и внутрипочвенный сток. Чтобы изолировать стоковую площадку от поступления воды из соседних участков, по боковым ее сторонам прорывают канавки до горизонта В. образовавшиеся траншеи засыпают тяжелым суглинком, который тщательно утрамбовывают. Из суглинка устраивают также утрамбованный бортик. Иногда такой бортик делают из бетона или просмоленных досок. У верхнего конца площадки, с ее внешней стороны, устраивают канаву для отвода воды, поступающей с вышерасположенных участков. В нижней стороне площадки выкапывают траншею. Для улавливания поверхностного и внутрипочвенного стока в стенке траншеи монтируют металлические водосливные лотки. Их устанавливают в два ряда: верхний для перехвата поверхностного стока, нижний — в зависимости от залегания водоупорного горизонта В, на глубине 40−60 см. Вода из лотков поступает в приемный бак, имеющий водосливное устройство. Расход воды определяется с помощью самописца «Валдай» или оттарированными емкостями.

Для изучения не только поверхностного, но и грунтового стока, а также испарения устраивают водно-балансовые площадки. Строительство таких площадок должно осуществляться после составления рабочих и технических проектов с детальными расчетами. Наблюдения за стоком с малых водосборов. Обычно подбирается несколько водосборов примерно одинаковой площади, но имеющих разный процент лесистости, а иногда несколько водосборов, покрытых лесом. В этом случае после нескольких лет наблюдений за стоком на части водосборов лес вырубают сплошь или частично, и наблюдения за стоком продолжаются как с лесопокрытых, так и с вырубленных участков. Подобные наблюдения позволяют определить не только различия стока в лесу и в поле, но также выявить влияние на сток лесов различного состава, строения, возраста и типов леса. Исследования на малых водосборах позволяют также установить влияние способов рубок, механизированных лесозаготовок, различных способов подготовки почвы на изменение стокорегулирующей роли леса. На полях с помощью таких исследований можно выявить влияние на сток разных типов почв, агротехнических мероприятий, разных видов культур и способов их выращивания.

Для учета стока, поступающего с водосборных бассейнов, в нижней их части строят плотины с вмонтированными в них водосливами. Расход воды, поступающей через водослив, определяют с помощью самописцев.

Анализ массовых многолетних данных гидрологических и метеорологических наблюдений за стоком рек, имеющих различную лесистость водосборных бассейнов. Следует отметить, однако, что каждый из названных трех основных методов имеет свои достоинства и недостатки. Данные о стоке, получаемые со стоковых площадок и малых водосборов, характеризуют в основном поверхностный и склоновый стоки; при этом учитывается лишь часть грунтового стока. Общий сток с малых водосборов можно определить лишь в том случае, когда почва подстилается водонепроницаемыми скальными породами. Такие водосборы, даже малых размеров, встречаются крайне редко. Вместе с тем наблюдение за стоком с малых водосборов позволяет получить четкое представление об особенностях формирования стока в различных условиях произрастания леса, а также в лесах разного состава и строения и на различных безлесных участках. Подобные наблюдения дают надежные данные о стокорегулирующей роли лесов различного состава, строения, возраста, о влиянии пространственного расположения лесов по водосборам на сток, а также о влиянии различных лесохозяйственных мероприятий, проводимых в лесу (рубки, возобновление, механизированные заготовки), на изменение поверхностного и внутрипочвенного стоков. Кроме того, исследования А. И. Субботина (1966), Н. Л. Братцевой (1976), Н. А. Воронкова и др. (1976) показали, что в ряде случаев данные о стоке, полученные в период весеннего половодья с малых речных водосборов (около нескольких десятков квадратных километров), вполне сопоставимы со стоком крупных рек, бассейны которых расположены в тех же физико-географических условиях, а, следовательно, могут быть использованы для прогнозов весенних паводков.

Анализ данных многолетних стандартных наблюдений гидрологических станций и постов позволяет получить сведения о влиянии леса на суммарный сток с крупных речных бассейнов. Установлено, что в районах с интенсивным подземным питанием рек среднегодовой сток возрастает с увеличением площади водосборных бассейнов. Это происходит благодаря увеличению вреза русел и большему вскрытию водоносных горизонтов, а следовательно, большему поступлению грунтовых вод в реки (Рахманов, 1962; Субботин, 1966 и др.). Однако и этот метод не лишен существенных недостатков. Основной из них в том, что практически невозможно подобрать реки, имеющие бассейны с одинаковыми условиями. В пределах каждого природно-географического района гидрологическую роль леса необходимо рассматривать в комплексе с геологическим и геоморфологическим строением местности. Часто при одинаковой лесистости и одинаковых свойствах почвы подземное питание рек может существенно меняться в зависимости от наклона водных горизонтов и положения их относительно местных базисов эрозии.

В сходных физико-географических условиях влияние леса на речной сток во многом зависит от состава, строения, сомкнутости, возраста древостоев, типов леса и других лесоводственно-таксационных показателей. На практике очень трудно подобрать водосборы, которые бы не имели существенных различий в строении лесов по вышеназванным лесоводственно-таксационным показателям. Кроме того, рассмотренный метод исследования влияния леса на сток не позволяет получить надежные данные о влиянии рубок и других лесохозяйственных мероприятий на изменение стокорегулирующей роли леса. Чтобы получить достоверные данные, необходимо сочетание всех трех вышеперечисленных методов исследования.

На величину стока существенно влияет состав древостоя. По данным В. Н. Дьякова (1974), в спелом еловом лесу Карпат коэффициент стока в 2 раза выше, чем в буковом. Участие 20% бука в составе 30-летнего елового насаждения уменьшает сток в 3 раза по сравнению с чистыми еловыми культурами того же возраста.

Исследования на стоковых площадках в Прокудином бору (Московская обл.) показали, что в разных типах леса существенные различия имеет величина весеннего стока. Наименьший сток и коэффициент стока наблюдался в сосняке лишайниковом с песчаными почвами, а наибольший — в сосняках сфагновых и ольшаниках, где в период снеготаяния мощный слой торфа (около 50 см) не успел оттаять.

На летний сток различное влияние оказывают древостой разного возраста и состава. Эти данные получены методом искусственного дождевания элементарных площадок размером 20 м² по методике Бефани (1966). Дождевание на участках проводилось мотопомпой ПМП-Л. Количество осадков, поступающих на площадку, определялось по 10−15 равномерно расставленным осадкомерам. Средняя интенсивность составила 2,4 мм/мин, что соответствует интенсивности ливневых осадков 10%-ной обеспеченности в районе исследований (Краноключевский лесхоз Башкирской АССР). С площадки вода стекает в лотки, врезанные на глубину 5 см в вертикальную стенку траншей в нижней части площадки. Площадки закладывали в лесах-зеленомошниках с бурыми горнолесными слабоподзолистыми суглинитыми щебнистыми почвами, которые отличаются хорошими водно-физическими свойствами: низким объемным весом верхнего 20-сантиметрового слоя почвы (0,7−1,2 г/см3), высокой порозностью (61−73%) и водопроницаемостью (8,0 мм/мин).

Как в нашей стране, так и в зарубежных странах (США, Швейцария, Англия, ФРГ, Япония) при изучении вопроса о влиянии леса на сток чаще всего используют метод наблюдений на малых экспериментальных водосборах. Впервые такие наблюдения были начаты в 1900 г. в Швейцарии.

Для этой цели были выбраны два лога — Шпербель площадью 55,8 га и лесистостью 97% и Реппен площадью 69,7 га и лесистостью 35%. Наблюдения, проводимые до 1926 г., показали, что годичный сток под влиянием леса увеличивается незначительно. Однако в последующие годы (1927;1952) было установлено, что среднегодовой сток с малозаселенного водосбора Реппен превышал соответствующий сток с лесного лога Шпербель на 10−12%. На основании анализа стока за указанные периоды В. В. Рахманов (1962) сделал вывод, что многолетние данные с двух швейцарских логов являются противоречивыми и непригодны для суждения о влиянии леса на объем стока.

В нашей стране одним из старейших объектов, где проводятся исследования стока с водосборов различной лесистости, является Истринский опорный пункт ВНИИЛМ. Наблюдения здесь ведутся непрерывно с 1937 г. Истринский пункт расположен в южной части лесной зоны (Московская обл.), имеет три водосбора, лесистость которых колеблется от 13 до 90%. Почвы водосборов суглинистые, среднеи сильноподзолистые, сформированные на покрытых делювиальных суглинках, подстилаемых с глубины 2−2,5 м мореной. В районе Истринского пункта среднегодовая сумма осадков составляет 570 мм, с колебаниями по годам от 340 мм (1964) до 730 мм (1966). Среднегодовая температура воздуха 3,7° С.

По данным Воронкова (1976), средняя за 1964;1974 гг. глубина промерзания почвы составила, см: на открытом участке 35,8, в смешанном лесу 43,9, а максимальная соответственно 96 (1972 г.) и 125 (1969 г.). За 19 лет наблюдений (1951;1970 гг.) запас снеговой воды на полевом водосборе составил 134 мм, а в лесном 122 мм (Воронков и др., 1972). Это вызвано расчлененностью рельефа. На полевых водосборах имеются лога, где накапливается много снега, сдуваемого с возвышенных участков. Запас снеговой воды в логах составляет 150, а на остальных участках 129 мм. В отдельные годы запас снеговой воды в лесу был на 2−15 мм больше, чем в поле. Обычно это бывает в годы, когда снежный покров сохраняется в лесу от первых осенних снегопадов, в то время как на открытых местах первый снег часто стаивает. Наблюдения показали, что с полевого бассейна сток начинается на 5−6 дней раньше, чем с лесного: в отдельные годы этот разрыв увеличивается на 10−15 (1966 или уменьшается до 2 дней (1970 г). Окончание стока в лесном бассейне происходит позже, чем в полевом, в среднем на 5−6, а в отдельные годы на 12 дней. Средний весенний слой стока с полевого водосбора составляет 114, а с лесного 41 мм, т. е. в 2,8 раза меньше. В отдельные годы (1950, 1956, 1969) эти соотношения возрастают в 4−6 раз. В лесном бассейне среднегодовой коэффициент стока равен 0,24, в полевом 0,64. Средний максимальный модуль стока с лесного водосбора 1,23 л/с, а с полевого — 6,3 л/с с 1 га, или в 5 раз больше. В отдельные годы (1960; 1964, 1969) эта разница увеличивается в 10−11 раз (Воронков и др., 1976).

Согласно данным, во всех случаях сток талых вод как с полностью, так и с частично покрытых лесом водосборов в 1,5−3 раза меньше, чем с открытых участков. Однако, по данным А. И. Субботина (1966), в отдельные годы в лесостепной и степной зонах сток с частично залесенных водосборов может быть даже несколько больше, чем с безлесных. Это объясняется тем, что в результате сдувания снега и оттепелей снегозапасы на открытых водосборах в этих районах бывают меньше, чем на частично залесенных.

В северных районах на подзолистых почвах лотовый сток выше, чем на черноземах и серых лесных почвах, что обусловлено не только большими снегозапасами, но и строением почвы. На подзолистых почвах наличие иллювиального горизонта В затрудняет просачивание воды в нижележащий слой и способствует образованию внутрипочвенного стока, который выклинивается в логах. В северных лесах на увеличение стока с лесных водосборов большое влияние оказывает также наличие заболоченных пониженных участков. По данным А. А. Молчанова (1973), полученным в Прокудином бору Московской обл., коэффициент стока в сфагновом сосняке в 1947 г. составил 0,57, в 1948 г. 0,68, а в ольшанике соответственно 0,88 и 0,99, т. е. значительно больше, чем в других типах леса. В логу Таежном (Валдайская научно-исследовательская гидрологическая лаборатория), где заболоченные участки составляют 22% всей площади лесного водосбора, коэффициент стока равен 0,5. На Истринском опорном пункте и Подмосковной стоковой станции коэффициенты стока с лесных водосборов составляют соответственно 0,24 и 0,21. На этих водосборах заболоченные участки отсутствуют. Наличие заболоченных мест способствует не только увеличению коэффициента стока, но и более равномерному питанию ручьев и речек в течение всего года. Это, по мнению В. Н. Поджарова (1969), обусловлено тем, что на заболоченных участках скапливаются снеговые и ливневые воды, которые вследствие очень низкой скорости внутрипочвенного стока (8−12 см в сутки) постепенно отдают воду в гидрографическую сеть.

В ряде районов тайги, особенно европейской части, в значительных объемах ведутся осушительные работы. В связи с этим возникает вопрос — как они сказываются на гидрографическом режиме рек? На основании немногочисленных литературных источников можно сделать предварительный вывод, что осушение заболоченных лесных площадей в большинстве случаев не вызовет, по-видимому, изменений в сложившемся суммарном годовом стоке рек, однако в ряде случаев приведет к его перераспределению по сезонам года. Весной с осушенных площадей, особенно при частом расположении осушительных канав, сток может возрасти, а затем уменьшиться в меженный период.

Исследования в Латвийской ССР показали, что практикуемое в настоящее время осушение лесных торфянистых почв с относительно редкой (60−200 м) сетью неглубоких (0,8−1,0 м) осушителей не вызывает неблагоприятных изменений в речном стоке. На гидроморфных минеральных почвах, наоборот, наблюдается более интенсивный сброс избыточной воды, а устойчивый меженный сток отсутствует (Айре, 1977).

В степных и лесостепных зонах даже при небольшом проценте лесистости весенний сток резко сокращается. Судя по многочисленным данным (Молчанов, 1960, 1973; Львович, 1963; Китредж, 1951; Субботин, 1966), в степной и лесостепной зонах весеннего стока из леса практически не бывает. Основная причина этого — более медленное таяние снега в лесу и усиленное просачивание талой воды в почву. Благодаря высокой водопроницаемости почв леса в этих районах обеспечивают перевод поверхностного стока, поступающего с вышележащих безлесных пространств, во внутригрунтовый.

Еще большее влияние на сток оказывают горные леса. Водосборы, сплошь покрытые лесом, имеют очень низкие слой и коэффициент стока. Если в равнинных лесах Подмосковья весенний сток в лесу начинается обычно на 5−6 дней позже и продолжительность его сравнительно мало отличается от безлесных водосборов, то этого нельзя сказать о горных лесах Среднего Урала. Там сток с лесных водосборов начинается на 10−12, а заканчивается на 10−20 дней позднее, чем в безлесных.

Следует отметить, что в течение суток сток с покрытых лесом водосборов не имеет больших колебаний, тогда как с безлесных они значительны. Наблюдения Л. С. Азмайпарашвили и Р. Г. Чагелишвили (1971) в горных районах Грузии на участках с различной лесистостью показали, что на водосборах с высокой, до 70%, лесистостью поверхностный сток и сильные колебания амплитуд весеннего и ливневого стока отсутствуют, то время как при лесистости водосборов до 30−40% наблюдается резкое повышение паводков и возникают эрозионные процессы. В горных районах коэффициент стока в большей мере зависит от крутизны склонов.

В летний период и особенно осенью иногда наблюдается лотовой сток и на пересыхающих водотоках. Обычно это происходит только после достаточного увлажнения верхнего слоя почвы и образования верховодки. На песчаных почвах верховодка образуется только в тех случаях, когда в почве имеются глинистые прослойки или почвенно-грунтовая вода, расположенная на небольшой глубине. Чаще всего летний и осенний сток наблюдается на водосборах, где значительную долю всей площади составляют лога и тальвеги. В них уровень почвенно-грунтовых вод находится обычно недалеко от поверхности. В период дождей он поднимается, что создает условия для образования внутрипочвенного и поверхностного стока, в том числе и с прилегающих к тальвегам и логам участкам, где уровень верховодки также недалек от поверхности почвы. Кроме того, благоприятные условия для возникновения поверхностного стока создаются на участках, с которых смыты верхние более пористые слои почвы и иллювиальный горизонт выходит на поверхность.

Итак, наблюдения на стоковых площадках и небольших экспериментальных водосборах позволяют выявить влияние различных почв, а также лесов разного состава, строения и возраста на особенности формирования и величину поверхностного и внутрипочвенного стока. Однако этих данных явно недостаточно для того, чтобы судить о влиянии лесов на величину суммарного годового речного стока, который слагается не только из поверхностного и внутрипочвенного стока, но и из грунтовых вод, выклинивающихся в водотоки. В настоящее время в нашей стране и за рубежом накоплены достоверные данные расходов воды на многочисленных реках.

Анализ этих данных позволяет сделать ряд важных выводов об изменении режима стока рек в зависимости от изменения лесистости водосборных бассейнов. В нашей стране наиболее длительные наблюдения проводились по Неману, у его устья (с 1812 г.), по Дону (с 1831 г.), Днепру, у Лоцманской Каменки (с 1862 г.), Волге, у Ярославля (с 1877 г.), а также у Куйбышева (с 1878 г.) и Чебоксар (с 1876 г.). Анализ этих данных показал, что уменьшение процента лесистости водосборных бассейнов не привело к уменьшению общей водности рек, но на отдельных реках вызвало некоторое перераспределение стока по сезонам года, а также существенное изменение в них руслового режима (Дубах, 1951). Значительно снизился летне-осенний минимум стока по р. Москве, в нижнем течении Волги и по Неману. На всех реках отмечено ухудшение руслового режима, характеризующегося изменением поперечных и продольных профилей русла, вызываемых размывами берега и отложениями наносов. Однако не все эти изменения можно отнести за счет сокращения лесистости. По данным П. Ф. Идзона и О. Д. Матвеевой (1973), с конца XIX в. лесистость снизилась не во всех бассейнах рек, которые А. А. Дубах брал для анализа. В бассейне верхней Волги, например, она уменьшилась на 5, а в бассейне Днепра на 15%; в бассейне Немана изменения лесистости не отмечалось. Несколько иные данные о влиянии лесистости на сток рек приводит М. X. Абдулов (1971). На р. Белой у створа «Арский Камень» (Белорецкий р-н Башкирской АССР) за 1936; 1949 гг. средний годовой расход воды составлял 16 м3/с при средней сумме осадков 580 мм в год. В период с 1950 по 1965 г. после значительного снижения лесистости в результате рубок расход воды составил лишь 11 м3/с при осадках в 610 мм. Следует, однако, отметить, что указанный метод определения изменения режима рек имеет существенные недостатки. При этом методе нельзя, например, установить, какие изменения за период исследования претерпел сток в результате колебаний климата. Ссылаясь на исследования ряда ученых (Тортуэна, Улига и др.), В. В. Рахманов (1962) указывает, что колебания средней годовой температуры только в 1 °C приводят к изменению испарения при одинаковой сумме осадков и стока на 25−30 мм.

Наиболее надежные данные о влиянии леса на сток можно получить путем сопоставления стока с лесистостью бассейнов большого количества рек за один и тот же период, т. е. в одинаковых по времени климатических условиях. При таком сопоставлении площадь водосборных бассейнов, по мнению В. В. Рахманова (1962), должна иметь средние размеры, от нескольких сотен до нескольких тысяч квадратных километров. Нельзя в качестве объекта брать большие водосборы, так как разные их части будут находиться во время наблюдений в неодинаковых климатических и почвенно-геологических условиях. Бассейны же небольших размеров не могут в достаточной мере характеризовать грунтовую составляющую речного стока. В целях получения более объективных данных анализ стока необходимо проводить по районам, внутри которых климатические и почвенно-геологические условия сравнительно одинаковы. Учитывая, что лес, по мнению ряда ученых, расходует большее, чем другая растительность, количество влаги на испарение и транспирацию, В. В. Рахманов (1962) проанализировал данные о стоке за 1936;1940 гг., относящиеся к одному из засушливых периодов времени. При этом он исходил из того, что в засушливые годы лес должен израсходовать большое количество почвенно-грунтовых вод, а это в свою очередь должно особенно рельефно отразиться на стоке рек с наибольшим процентом лесистости водосборных бассейнов.

Для анализа В. В. Рахманов (1962) отобрал около 35 с разной лесистостью бассейнов в двух сравнительно небольших районах европейской части СССР, один из них — в верховьях Днепра и Оки, другой — в бассейне Вятки.

Анализ показал, что в первом районе с ростом лесистости на каждые 10% средний годовой сток увеличился на 18, а во втором на 12 мм.

Для проверки этого вывода в другой, более влажный период (1949; 1955 гг.) В. В. Рахманов (1962) проанализировал данные речного стока в трех районах европейской части СССР, различающихся физико-географическими условиями. Во всех трех районах с увеличением лесистости бассейнов средний годовой сток возрос и во влажный.период. Наибольшее увеличение наблюдалось в западной части зоны избыточного увлажнения. Анализ данных за 1952;1965 гг., полученных на 44 гидрометеорологических створах 35 рек (притоков верхней Волги) с естественным водным режимом, подтвердил вывод об увеличении годового стока при возрастании лесистости водосборов (Рахманов, 1975). Анализ данных стока 15 рек Припятского бассейна (Белорусская ССР) показал, что среднегодовой модуль стока с 1 км² площади водосборных бассейнов составляет, л/с: при лесистости бассейна 17- 23% -3,67, при 23−32% -4,26 и при 30−50% -4,52. Особенно интенсивно сток увеличивается при возрастании лесистости до 25−30% (Будыко, 1956). Близкие данные о влиянии леса на сток были получены для европейской части СССР и другими учеными (Соколовский, 1959; Сидоркина, 1956: Бочков, 1954 и др.).

Исследования А. В. Лебедева (1964) в пяти лесостепных районах бассейна рек Оби и Енисея также показали достаточно четкую зависимость годового речного стока от лесистости водосборных бассейнов. По мнению А. В. Лебедева, увеличение стока в лесных бассейнах обусловлено увеличением осадков и снижением коэффициента испарения. Наиболее значительно это влияние сказывается в районах с недостаточным увлажнением, менее выражено оно в районах достаточного и избыточного увлажнения. По данным Р. В. Опристовой (1966), на Суйфуно-Ханкайской равнине Приморского края общий годовой сток с облесенных водосборов также значительно возрастает по сравнению с безлесными или малооблесенными.

Большой научный и практический интерес представляют результаты сопоставления годового и минимального стока рек с различной облесенностью водосборных бассейнов, полученные в лаборатории лесоведения АН СССР по массовым данным сети гидрометеорологических станций (Идзон, Пименова, 1975). Для этого в пределах европейской части СССР было отобрано 300 пар водосборных бассейнов. Вся территория, где расположены бассейны, была разделена на девять отличающихся друг от друга по физико-географическим условиям районов; по три района, расположенных в подзоне южной тайги, в зоне хвойно-широколиственных лесов и в зоне широколиственных лесов и лесостепи. В пределах районов пары бассейнов рек с различной лесистостью подбирались на небольшом (до 150 км) расстоянии друг от друга. Кроме того, если безлесный бассейн сравнивался с лесным, расположенным на север от него, то сток с безлесного бассейна в этом случае сравнивался с другим лесным, расположенным южнее. Расчеты выполнялись по нескольким вариантам. При первом варианте — по всем парам бассейнов; при втором не учитывались те пары рек, в которых разница в средней высоте бассейнов превышала 60 м; при третьем помимо пар с разницей в высоте 60 м исключались водосборы, где лесистость малооблесенных водосборов составляла более 30−40%; при четвертом были исключены, кроме перечисленных, бассейны, где разница в заболоченности превышала 10% или имелись карстовые явления.

В пределах отдельных районов влияние лесистости бассейнов на сток рек проявляется по-разному. По данным П. Ф. Идзона и Г. С. Пименовой (1975), в подзоне южной тайги по всем вариантам подсчета сток с лесных рек больше, чем с малолесных. Такая же картина наблюдается в центральной части зоны смешанных лесов, западной, хорошо увлажненной части зоны широколиственных лесов и в лесостепи. На востоке и западе зоны смешанных и в центральной и восточной частях зоны широколиственных лесов годовой сток на лесных реках в среднем оказался примерно равным или меньше, чем на малооблесенных.

Итак, анализы стока большого количества рек свидетельствуют о том, что в большинстве районов годовой сток рек с увеличением лесистости водосборных бассейнов возрастает. Однако наиболее существенно благоприятное влияние леса проявляется в регулировании стока рек по сезонам года и в улучшении качества воды.

Если в вопросе о влиянии леса на общий сток рек нет единой точки зрения, то этого нельзя сказать о водорегулирующей роли леса, которая признается учеными всех стран. Как было сказано выше, в период снеготаяния суммарный поверхностный и внутрипочвенный сток с покрытых лесом элементарных водосборов ниже, чем с безлесных. На основании этого часто в лесоводственной литературе делается вывод о том, что лес в весенний период резко уменьшает сток рек.

Анализ материалов весеннего стока, проведенный в лаборатории лесоведения АН СССР на 300 парах рек европейской части СССР, показал, что по объему половодья реки с большой лесистостью водосборов сравнительно мало отличаются от рек с водосборами небольшой лесистости. При анализе многолетних (1950;1965 гг.) данных стока 25 рек Литвы и Калининградской обл. выяснилось, что в реках с более залесенными бассейнами объем весеннего стока меньше, чем в реках со слабозалесенными бассейнами (Рагуотис, 1973).

Водорегулирующая роль леса проявляется также в увеличении стока за летне-осенний и зимний периоды, т. е. в выравнивании его по сезонам года, что имеет большое практическое значение. При сопоставлении стока рек с различной лесистостью водосборных бассейнов европейской части СССР оказалось, что во всех районах, за исключением центральной части лесостепной зоны, модули минимального стока на реках с большим процентом лесистости в основном выше, чем на малооблесенных (Идзон, Пименова, 1975). По данным А. Рагуотиса (1973), в Литве и Калининградской области в летне-осенний период больший процент годового стока отмечается также на реках с более облесенными бассейнами. Подобные же выводы делает Т. Н. Чижмакова.

В бассейне верхней Волги летне-осенне-зимний сток возрастает на 0,8−1,2 мм на каждый процент лесистости (Рахманов, 1975). При увеличении лесистости наблюдается снижение летних паводков и уменьшается амплитуда колебаний расхода воды в реках в течение вегетационного периода. В Белорусском Полесье при лесистости бассейнов 6% подъем воды в наибольший паводок летом возрастает по сравнению с предпаводковым периодом в 7−8 раз, а при лесистости 70% всего в 2 раза (Юркевич, 1976).

В том же районе с повышением лесистости на каждые 10% наибольший паводковый среднесуточный модуль стока уменьшается на 1,8 л/с/км2.

Исследования, выполненные в Румынии (Gaspar, Abagin, 1974), показали, что с увеличением лесистости водосборных бассейнов максимальный сток при выпадении ливневых осадков резко снижается. Если с водосборов с лесистостью менее 25% удельный сток равнялся в среднем 2,90 м3/с/км2, то с водосборов, где лесистость была более 75%, он составил 1,46м3/с/км2.

По данным А. П. Клинцова (1973), даже в горных районах с большим количеством осадков (Сахалин) лес резко снижает образование катастрофических паводков. Например, 8−11 ноября 1968 г. в полностью облесенном бассейне максимальный модуль стока был примерно в 6 раз меньше по сравнению с малооблесенным. На равнинах водорегулирующее влияние леса, как показали исследования Л. И. Сидоркиной (1956), Д. Л. Соколовского (1959) и А. В. Лебедева (1964), более рельефно проявляется в маловодные годы.

Влияние леса на сток зависит не только от процента лесистости, но и от состава и возраста древостоев, а также от типологической структуры лесов. На водосборах Дальнего Востока преобладание лиственных древостоев (более 75% площади) приводит к значительному увеличению весеннего стока и уменьшению летне-осеннего по сравнению с водосборами, где господствуют хвойные породы. Это обусловлено различиями в снеготаянии и особенностями формирования стока в лиственных и хвойных лесах (Опритова, 1970).

Исследования, проведенные в Румынии (Gaspar, Бbagin, 1974), показали, что при выпадении ливневых осадков максимальный сток с водосборов, где преобладают хвойные породы, составил 1,35 м3/с/км2, а с водосборов, покрытых в основном лиственными породами, — 1,75 м3/с/км2.

Вместе с тем по-разному проявляется и водорегулирующая роль хвойных лесов. Наибольшее водорегулирующее влияние оказывают насаждения с более глубокой корневой системой, которые изменяют водно-физические свойства почвы на большой глубине. К таким породам относятся сосна и лиственница. Пихта и ель чаще имеют неглубокую корневую систему, поэтому рыхлящее влияние их корней проявляется на небольшую глубину, что способствует лишь увеличению внутрипочвенного стока (Лебедев, 1964). Для тех бассейнов рек, где преобладают лишайниковые, вересковые и брусничниковые боры, характерна более интенсивная инфильтрация вод, в связи с чем увеличиваются подземная составляющая стока, а следовательно, продолжительность половодья и питание рек в летне-осенний период (Юркевич и др., 1976).

Лес оказывает влияние и на качественные показатели стока. Одним из показателей качества воды является ее температура. При повышении температуры усиливаются многие физические, химические и бактериологические процессы, которые определяют пригодность воды для потребления человеком и как среды обитания рыб. Любой запах или привкус воды более заметны при повышении ее температуры. Наиболее благоприятные условия для нереста рыб создаются при температуре воды, °С: лососевых 12−14, осенней кеты 5−6, симы 9−12. Для инкубации икры горбуши в зимнее время необходима температура выше 0 °C, а кеты +2−3°С. Повышение температуры воды во время нереста до 20−25Х вызывает прекращение захода лососей в реки (Клинцов, 1973). Резкие колебания температуры и перегрев воды оказывают отрицательное влияние на нерест и развитие молоди лососевых рыб.

Лес играет важную роль в обеспечении оптимального теплового режима воды в реках. В теплое время года более низкая по сравнению с открытыми участками температура почвы в лесу понижает и температуру воды, которая через внутрипочвенный и грунтовый сток поступает в реки, водоемы и действует на них охлаждающе. В ряде случаев этот процесс продолжается почти до середины лета из-за медленного таяния снега и меньшего нагревания почвы под пологом леса. В Литовской ССР и Калининградской обл., например, во всех залесенных бассейнах температура воды рек в апреле-октябре ниже, чем в реках с малолесными водосборами (Рагуотис, 1973). В зимний же период грунтовые воды, температура которых выше, подогревают нерестовые реки, предохраняя нерестилища от промерзания.

Особенно велика роль приречных лесов вдоль узких рек. Когда по берегам таких рек произрастает высокий лес, они освещаются солнцем небольшой период, что не способствует нагреву воды. Наиболее отзывчивы на поступление тепла солнечной радиации мелководные реки в меженный период. Наблюдения на двух водотоках Сахалина с облесенностью 100 и 20% показали, что в период с июня по сентябрь вода в полностью облесенном бассейне была холоднее по сравнению со слабооблесенным на 3,7°С (по среднедекадным данным); в отдельные дни разница достигает 4,1°С.

По данным Р. Ф. Тарранта (1970) и Д. С. Ротачера (1970), в северо-восточной части США удаление прибрежной растительности на расстоянии 0,8 км от реки привело к увеличению температуры воды в ней на 5,5−8°С.

Интересные данные зависимости химического стока от лесистости водосборов, получены на трех рядом расположенных водосборах в Ульяновском Поволжье, имеющих разную залесенность, но одинаковое геолого-геоморфологическое строение (Чесовникова, 1977). По данным за 1974 г., вода с безлесного водосбора (пашня) во время половодья содержала в 3,6 раза больше растворенных веществ, чем с покрытого лесом (дуб, липа, клен, осина, береза).

Весенняя вода, стекающая с лесных и не покрытых лесом водосборов, обладает определенными химическими и физическими свойствами. Различные древесно-кустарниковые породы неодинаково влияют на качество воды. Очень существенно, что в воде, прошедшей через насаждения, особенно через сосновые, уменьшается количество азота аммиака — важнейшего показателя загрязнения.

Существенно различается бактериологическое состояние воды, поступающей с покрытых лесом и безлесных водосборов. По данным Е. С. Спиридонова (1965), в 1 л воды, поступающей в водохранилище с выгона, обнаружено 920 кишечных палочек (коли-индекс), в воде же, поступающей из сосновых насаждений, их в 18 раз, а из смешанного дубового в 23 раза меньше. Коли-титр воды (наименьшее количество воды, в которой содержится одна кишечная палочка), прошедшей через смешанное дубовое насаждение, равен 15, а поступающей с выгона лишь 1,1. По данным В. Г. Николаенко и др. (1973), количество кишечных палочек (бактерий) в ил воды, прошедшей через лесную полосу шириной 30−45 м (Московская область), в 2 раза меньше, чем в воде, стекающей с открытых площадей. Число бактерий в 1 см³ воды, проходящей через полезащитную, водорегулирующую и приовражно-балочную лесные полосы (Орловская обл.), сокращалось в 26 раз и более.

Итак, вышеприведенные данные свидетельствуют о значительных принципиальных отличиях формирования стока с лесных и безлесных участков, а также об огромной стокорегулирующей и водоохранной роли лесов, которая в пределах однородных физико-географических условий во многом зависит от состава, возраста, типов леса и других лесоводственно-таксационных показателей. Стокорегулирующая и водоохранная роль лесов зависит также от процента лесистости и размещения их по водосбору.

Более благоприятный гидрологический режим рек наблюдается при сравнительно равномерном распределении лесов, а также при наличии их на склонах водоразделов, вдоль гидрографической сети, вокруг озер и водохранилищ.

Глава 3. Классификация лесов по водоохранно-защитному значению Как было показано в предыдущих разделах, все лесные массивы в той или иной мере выполняют водоохранно-защитные функции. Леса, произрастающие в горных районах, а также вдоль гидрографической сети, играют огромную водоохранную, водорегулирующую и почвозащитную роль. В то же время леса, расположенные на равнинных и пологих участках с хорошо дренированными суглинистыми почвами, имеют сравнительно меньшее защитное значение. Водоохранно-защитную роль леса всегда необходимо рассматривать в комплексе с геологическим и геоморфологическим строением местности. Под влиянием различных лесохозяйственных мероприятий, в первую очередь рубок главного пользования и механизированных заготовок, водоохранно-защитные функции леса могут, как мы уже отмечали, существенно изменяться. Следовательно, при проведении лесохозяйственных мероприятий в пределах природно-географического района необходимо в каждом конкретном случае учитывать его водоохранно-защитную роль, для чего необходимо разработать научно обоснованную классификацию лесов по их водоохранно-защитному значению. Однако даже при наличии самой совершенной классификации нельзя успешно решать вопросы, связанные с рациональным использованием лесов и усилением их многогранной защитной роли. Наиболее успешное выполнение указанных функций, особенно в малолесных районах, возможно только в том случае, когда в пределах каждого водосборного бассейна площадь лесов будет соответствовать той оптимальной лесистости, при которой наиболее полно проявляется водоохранная, почвозащитная и климаторегулирующая роль леса.

3.1 Размещение лесов на водосборах Во всех природно-географических районах, за исключением тайги, водосборные бассейны облесены лишь частично. Наряду с лесными участками на них расположены сельскохозяйственные угодья (пашни, луга, выгоны и т. д.). В связи с этим часто приходится решать вопрос о том, как лучше разместить в пределах водосборов леса и другие угодья, чтобы наиболее полно использовать их положительное влияние на гидрологический режим рек, предотвращая водную и ветровую эрозию, улучшая качество воды, повышая урожай сельскохозяйственных угодий. В последние годы в нашей стране проведены широкие исследования по определению оптимальной лесистости.

Оптимальной лесистостью местности следует считать такой процент лесной площади (на определенной территории), при котором древостой вместе с остальными компонентами леса наиболее полно и разносторонне удовлетворяли бы запросам народного хозяйства в древесине и других полезностях леса, выполняли водоохранную, почвозащитную и климаторегулирующую роль, создавали благоприятные условия для жизни рыб в водоемах и полезных животных в лесу, способствовали бы повышению продуктивности сельского хозяйства, а также улучшению состава воздуха и качества воды (Молчанов, 1973). А. А. Молчановым (1973) разработаны нормативы определения оптимальной лесистости для некоторых областей, краев, автономных республик. Оказалось, что в ряде областей, например Орловской, Тульской, Ростовской и других, лесистость значительно ниже оптимальной. Оптимальная водоохранная лесистость речных водосборов равнинной части Украинской ССР разработана А. И. Миховичем (1976). Согласно его определению, под оптимальной водоохранной лесистостью следует понимать лесистость, при которой положительное влияние лесных насаждений на водный баланс водосборов и речной сток проявляется в максимальной степени. По данным А. И. Миховича, в Полесье УССР оптимальная водоохранная лесистость колеблется по отдельным речным бассейнам от 35 до 65%, в лесостепи от 20 до 35%, в степи от 15 до 20%. При достижении указанной лесистости подземная составляющая речного стока во всех районах увеличится в 2−2,5 раза, что особенно важно, так как в этом случае будет поддерживаться более высокий уровень воды в летне-осенний период. Суммарный речной сток при оптимальной водоохранной лесистости в Полесье возрастет в среднем на 21%, а в степи на 32%. Следует отметить, однако, что средних показателей оптимальной лесистости для зон и административных областей далеко недостаточно, чтобы обеспечить наиболее благоприятное влияние леса на гидрологический режим рек, снижение водной и ветровой эрозии, улучшение качества воды, повышение урожайности сельскохозяйственных угодий. Успешное решение этих задач в значительной мере зависит от рационального размещения лесов в границах каждого водосборного бассейна рек, а каждом бассейне — на отдельных мелких элементарных водосборах, в которых формируются ключи, ручьи и временные водотоки.

Оптимальная лесистость в бассейнах с более расчлененной территорией должна быть выше, чем в бассейнах со 140 слаборасчлененной. Можно привести много примеров, когда лесистость водосборов, находящихся в близких природно-географических условиях, одинакова, но влияние их на гидрологический режим рек и окружающую среду различно. Часто водосборы с меньшим процентом лесистости оказывают более благотворное влияние на режим рек, чем водосборы более облесенные. В. В. Рахманов проанализировал весенний сток двух рек: Суры до г. Пензы (площадь 15 400 км2) и Мокши до г. Темникова (15 800 км2). Обе реки имеют почти одинаковую площадь водосборов и расположены в сходных природно-географических условиях. Лесистость водосборного бассейна Суры — 27%, леса расположены главным образом вдоль реки и основного его притока — р. Кадады. Лесистость бассейна Мокши — 16%, леса расположены преимущественно на склонах и водоразделах. На р. Суре наблюдается кратковременное половодье с очень высокими пиками. Это обусловлено тем, что на полностью безлесной части водосбора происходит дружное одновременное таяние снежного покрова. В лесу снег начинает таять позднее, но так как леса расположены вдоль реки, то талые воды, как с безлесных, так и лесных участков попадают в реку почти одновременно, вызывая образование дружных, но кратковременных паводков. Иная картина наблюдается на р. Мокше. Здесь лес сравнительно равномерно размещен по водосбору. Вода с безлесных нижних частей склона, расположенных ближе к речным долинам, поступает в реку быстрее. Значительное время требуется для стекания талых вод, которые образуются от медленного таяния снега на удаленных от реки участках леса. Большое количество воды, образующейся в лесах и перехваченной ими с вышележащих безлесных участков, просачивается в грунт и постепенно поступает в реки.

Благодаря этому половодье становится длительным, максимальные расходы воды в реке уменьшаются, а в меженный период поступление воды усиливается. Как было указано выше, при относительно равномерном размещении лесов по водосбору не только происходит постепенное поступление воды в реки в период снеготаяния и ливневых осадков, но улучшается также качество воды и усиливается противоэрозионная роль леса. При этом наибольший эффект получается при условии, если облесены и берега гидрографической сети (овраги, балки, ручьи, речки, водоемы). Когда на площади того или иного водосбора проводится лесоразведение, оно обязательно должно осуществляться с учетом имеющихся и запланированных полезащитных полос, государственных лесных полос, а также участков существующих лесов. На непригодных для сельского хозяйства площадях (песчаные и супесчаные легкоразвеваемые почвы, заболоченные участки) целесообразно создавать сплошные лесные массивы, конфигурация которых должна соответствовать геоморфологии местности и почвенным условиям. На площадях с развитой эрозионной сетью под лес должны быть использованы в первую очередь овраги, балки, их бровки и крутые склоны. На склонах между балками целесообразно создавать водопоглотительные и почвозащитные полосы шириной от 30 до 50 м, на пологих склонах — на расстоянии 400−500 м, а на крутых с тяжелыми, плохо водопроницаемыми почвами — не более 250 м. При подборе древесных пород следует учитывать, кроме почвенно-климатических условий, целевое назначение лесов (почвозащитное, кольматирующее, водорегулирующее и т. д.). Если в малолесных районах основное внимание уделяется рациональному размещению лесов в пределах водосборов, то в многолесных и особенно в горных районах при проведении рубок и осуществлении других лесохозяйственных мероприятий следует обращать внимание не только на выбор тех способов ведения хозяйства, которые бы способствовали сохранению и усилению водоохранно-защитных функций лесов, но и рациональному размещению лесосек в пространстве.

3.2 Классификация лесов В нашей стране разработано несколько классификаций лесов по водоохранно-защитному значению. Наиболее полной является классификация И. В. Тюрина (1949), которая построена на зональной основе. В пределах зон в ней учитываются рельеф местности, почвенные условия, состав древостоя, виды водоохранно-защитной роли леса. Все леса по степени выполнения ими водоохранно-защитной роли делятся на четыре класса.

I класс — леса с наивысшей степенью проявления водоохранно-защитных свойств.

1. Противоэрозионные (берегои склонозащитные) и руслоохранные леса: берегозащитные заросли ивняков и кустарников по кромке поймы и по крутым подмываемым берегам; склонозащитные леса по высоким крутым склонам (коренным берегам) речных долин, суходолов, балок, оврагов, логов, при всех степенях облесения водосборов.

2. Грунтоувлажняющие леса: водопоглощающие и кольматирующие по склонам и дну лощин с карстовыми воронками; стокоперехватывающие по водосборным ложбинам и поперек падения пологих склонов при безлесной вышележащей площади водосбора; колки по степным западинам; родниковые леса (ольшаники) вдоль водотоков (ручьев) в поймах и надлуговых террасах.

3. Почвозащитные (пескоукрепительные) леса: сосновые боры на сухих песчаных почвах и в первую очередь в степных и лесостепных зонах; пойменные леса на песках вблизи русла реки.

4. Полезащитные полосы в лесостепной и степной зонах. В лесах I класса И. В. Тюрин (1949) выделяет подкласс 1а с наивысшей степенью водоохранно-защитных свойств. В него включены берегозащитные ивняки, леса по высоким крутым склонам, водопоглощающие леса по лощинам с карстовыми воронками, осиновые колки по степным западинам и пескоукрепительные леса.

II класс — леса, характеризующиеся высокой степенью проявления водоохранной и защитной роли.

1. Противоэрозионные леса: на покатых склонах вдоль всех звеньев гидрографической сети, за исключением площадей, относящихся к I классу, и лесов на покатых склонах возвышенностей, удаленных от речных долин; пойменные на суглинистых почвах при слабой облесенности склонов водосбора.

2. Грунтоувлажняющие леса: на нижних частях пологих склонов при необлесенности вышележащих частей склона; на ровных террасах в части, прилегающей к необлесенным вышележащим склонам; отдельные небольшие участки или полосы леса на пологих склонах, широких террасах и водораздельных плато, занятых полевыми или луговыми угодьями.

3. Почвозащитные (пескоукрепительные) леса: сосновые боры на сухих песчаных почвах при бугристом рельефе в северной половине лесостепной зоны, в зоне смешанных и частично хвойных лесов; леса на песчаных наносах в поймах рек при значительной облесенности водосборов (в таежной зоне я в зоне хвойно-широколиственных лесов).

III класс — леса, характеризующиеся средней степенью проявления водоохранно-защитной роли. В этот класс включены: лесные площади значительных размеров на пологих склонах и водораздельных плато при умеренной облесенности водосборов в лесостепной зоне, в зоне хвойно-широколиственных лесов и частично в таежной зоне; сосновые леса на свежих и влажных песках и супесях при равнинном рельефе в лесостепной зоне и в зоне хвойно-широколиственных лесов; пойменные леса на суглинистых почвах при значительной облесенности склонов водосборов в зоне хвойно-широколиственных лесов.

IV класс — леса низкой степени проявления водоохраной и особенно защитной роли. В этот класс отнесены крупные лесные массивы, расположенные в таежной зоне. Указанная классификация разработана для равнинных лесов европейской части СССР. С некоторыми изменениями и дополнениями ее можно применять и в равнинных лесах Сибири. Как уже отмечалось, горные леса имеют высокую степень проявления водоохранно-защитных свойств, и все они, за исключением лесов на пологих склонах, должны быть отнесены к I и II классам. В горных районах, кроме лесов, перечисленных в рассмотренной классификации, большую водоохранно-защитную роль выполняют леса, произрастающие по границам с высокогорными безлесными пространствами, на крутых склонах с мелкими почвами и на лавиноопасных участках, в местах оборудования минеральных источников, вдоль бровок и осыпей, вокруг мест образования наледей и ледников и других. Среди условий, определяющих гидрологический режим, ведущее место в горных районах принадлежит высотно-поясным комплексам, отличающимся природно-климатическими особенностями. В каждом таком поясе — своеобразный гидрологический режим, в частности и режим стока. По результатам исследований, проведенных в бассейне о. Байкал, установлено, что тундрово-гольцовый комплекс, занимая 15% площади, формирует 28% стока, поступающего с этой территории в озеро (Лебедева, Усков, 1975). Кедрово-таежный пояс, занимающий 4,3% всей площади, формирует 8% стока, поступающего в озеро, кедрово-пихтовый и пихтовый (6,8% площади) — 7,4, лиственно-таежный (37,5% площади) — 39,4, подтаежно-степной (19,5% площади) — 10, лугово-степной (17% площади) — 17%. Всего горно-таежный пояс обеспечивает перевод в грунтовый сток 70−80% осадков, тогда как нижнегорный только 30−50%. Подобные же данные получены и в других регионах.

По данным И. П. Коваля (1976, 1977), в высокогорном поясе Черноморского побережья Кавказа, занятом высокопродуктивными насаждениями, где выпадает 2000;3000 мм осадков в год, в водном балансе преобладает инфильтрация в почвоподстилающие породы (65%); суммарное испарение составляет 29%, на склоновый сток приходится 6% годовой суммы осадков, а доля поверхностного стока незначительна — 0,01%. Леса в этом поясе способствуют накоплению снега в зимний период (175 мм), при снеготаянии вода поступает в почвогрунты и расходуется в течение 6 и более месяцев. Иная картина наблюдается в нижнем поясе, где выпадает 500−800 мм осадков и произрастают низкобонитетные дубравы. Здесь основная доля расходной части водного баланса (65%) падает на суммарное испарение, а на сток и инфильтрацию приходится 35% осадков. Результаты исследований показывают, что площади под дубовыми насаждениями Северного Кавказа не могут регулировать дренажным стоком ливни интенсивностью более 30−40 мм, тогда как почвы под буковыми древостоями в верхнем поясе способны вместить воды в 2,5−3 раза больше (Коваль, 1976). По данным В. И. Таранкова (1970), в горных лесах Приморского края с увеличением высоты над уровнем моря от 650 до 1050 м мощность снежного покрова возрастает в 3 раза, а запас воды более чем в 2 раза. Эти примеры убедительно показывают, что различные пояса гор выполняют далеко не одинаковую гидрологическую роль, поэтому режим хозяйства в них должен иметь существенные различия. Классификации лесов по водоохранно-защитному значению, предложенные И. В. Тюриным и другими авторами, применяются при лесоустройстве, научных исследованиях, разделении лесов на группы, а также учитывались при разработке «Основных положений по проведению рубок главного пользования в лесах СССР» (1967) и региональных правил рубок. Согласно «Основам лесного законодательства Союза ССР и союзных республик» (ст. 15), леса государственного значения разделяются на первую, вторую и третью группы, а колхозные леса — на первую и вторую группы. К первой группе относятся: водоохранные леса (запретные полосы лесов по берегам рек, озер, водохранилищ и других водных объектов, включая запретные полосы лесов, защищающие нерестилища ценных промысловых рыб); защитные леса (противоэрозионные, в том числе участки леса на крутых горных склонах, государственные защитные лесные полосы, ленточные боры, степные колки и байрачные леса, защитные полосы лесов вдоль железных дорог, автомобильных дорог общегосударственного, республиканского и областного значения, особо ценные лесные массивы); санитарно-гигиенические и оздоровительные леса (городские, зеленых зон вокруг городов, других населенных пунктов и промышленных предприятий, зон санитарной охраны источников водоснабжения и округов санитарной охраны курортов); леса заповедников, национальных и природных парков, заповедные лесные участки, а также леса, имеющие научное или историческое значение, природные памятники, лесопарки, леса орехопромысловых зон, лесоплодовые насаждения, притундровые и субальпийские леса.

В лесах первой группы рубка леса проводится способами, направленными на улучшение лесной среды, состояния древостоев, водоохранных, защитных и других свойств леса и на своевременное и рациональное использование спелой древесины. Ко второй группе относятся: леса в районах с высокой плотностью населения и развитой сетью транспортных путей, имеющие защитное и ограниченное эксплуатационное значение, а также леса с недостаточными лесосырьевыми ресурсами, для сохранения защитных функций которых требуется более строгий режим лесопользования; все колхозные леса, не вошедшие в состав первой группы. В лесах второй группы рубки главного пользования проводятся способами, направленными на восстановление лесов хозяйственно-ценными древесными породами и на сохранение защитных и водоохранных их свойств, позволяющими вести эффективную эксплуатацию этих лесов. К третьей группе относятся леса многолесных районов, имеющие преимущественное эксплуатационное значение и предназначенные для непрерывного удовлетворения потребностей народного хозяйства в древесине без ущерба для защитных свойств этих лесов. Участки леса, выполняющие исключительно большую водоохранно-защитную роль, относятся к особозащитным и в них предусматривается ограниченный режим лесопользования.

Особозащитные участки выделяются в лесах первой и второй групп, а в горных лесах во всех группах. В горных районах в категорию особозащитных участков следует включать полосы леса шириной 250−500 м по границам с горными тундрами и субальпийскими лугами. Почвы этих угодий обычно отличаются слабой водопроницаемостью и во время снеготаяния и летних ливней здесь имеет место поверхностный сток. Расположенный ниже этих безлесных пространств лесной пояс отличается почвами с благоприятными физическими свойствами. Это обеспечивает перевод поверхностного стока с вышележащих безлесных пространств во внутрипочвенный. Кроме того, в полосах леса, расположенных близ безлесных пространств, накапливается мощный слой снега. На Северном Урале, например, высота снежного покрова в таких лесах составляет 4−5 м. Этот мощный снежный покров, содержащий огромное количество воды, тает медленно и обеспечивает поддержание высокого уровня воды в реках в засушливый период. Полосы леса по границам с безлесными участками способствуют также сохранению лесорастительной среды на нижерасположенных вырубках, что создает благоприятные условия для естественного и искусственного возобновления леса. Велика роль этих лесов на лавиноопасных склонах: они гасят кинетическую энергию лавин, предохраняя нижерасположенные населенные пункты, сельскохозяйственные и лесные угодья от их опустошительного действия. В тех случаях, когда имеются постоянные русла снежных лавин, к особо защитным следует относить полосы леса шириной 100 м вдоль этих русел. В горных лесах к особо защитным необходимо относить и полосы леса (шириной до 100 м) вдоль бровок обрывов и осыпей. Переводом поверхностного стока в почвенно-грунтовый они уменьшают рост не пригодных для выращивания леса площадей. Все участки с выходом на поверхность камней и скальных пород, а также леса вдоль гребней и водоразделов также следует относить к вышеназванной категории. Как уже указывалось, леса, занимающие крутые склоны, имеют большое водоохранно-защитное значение, и они отнесены также в категорию особо защитных. В бассейне оз. Байкал в эту категорию включены все леса, произрастающие на склонах крутизной свыше 25°, в остальных горных районах — на склонах в 30°.

Велика и многогранна роль лесов вдоль гидрографической сети и вокруг водоемов и водохранилищ. Эти леса защищают места выклинивания подземных вод от заиления. Известно, что поверхностные и подземные воды, расположенные в верхних слоях земли, тесно связаны между собой. Наиболее четко эта связь проявляется в долинах рек и близ водоемов. Нередко можно наблюдать, как небольшие ручьи превращаются за счет дренирования родников в речки. Благодаря выклиниванию подземных вод происходит питание рек в меженные периоды (летом и зимой). Леса речных долин защищают от загрязнения подземные воды, так как в период паводков, когда затапливается значительная часть поймы, происходит питание грунтовых вод, а затем их подпор. Следует иметь в виду, что подземные пресные воды, особенно расположенные в верхних слоях земли, являются важным, а очень часто и единственным источником снабжения пресной водой городов, других населенных пунктов и промышленных предприятий. Леса, произрастающие непосредственно вдоль гидрографической сети и вокруг водоемов, имеют также большое санитарно-гигиеническое и эстетическое значение. Они являются местом отдыха населения. В данное время почти половина жителей городов и поселков отдыхает у водных источников. Поэтому во всех приречных лесах, в том числе и в запретных полосах, необходимо выделять особо защитные участки. Утверждение «Основ лесного законодательства Союза ССР и союзных республик» вызывает необходимость пересмотра некоторых вопросов, связанных с выделением запретных полос и особо защитных участков в приречных лесах. Например, на Южном Урале, в верховьях р. Белой, из общей длины, водотоков 5709 км запретные полосы выделены на протяжении 484 км, что составляет 8,5% общей длины водотоков. На Уфимском плато (Башкирская АССР) протяженность запретных полос не превышает 13% длины всех водотоков. Подобная картина наблюдается и в других районах. 148 Уместно отметить, что существующая практика выделения запретных полос вдоль рек, имеет существенные недостатки.

Несмотря на принципиальные отличия строения речных долин в равнинных и горных лесах, до сих пор при выделении запретных полос лесоустройство пользуется одинаковыми нормативами. Ширина выделения таких полос в ряде случаев не имеет должного научного обоснования. Нередко в горных районах в запретные полосы включают участки, расположенные на склонах, обращенных в противоположную от реки сторону. Если в особо защитных участках, выделение которых предусмотрено в запретных полосах, лесное хозяйство ведется, как правило, с учетом сохранения водоохранно-защитных функций, то этого нельзя сказать о тех приречных лесах, в которых запретные полосы еще не выделены. Там заготовка древесины, особенно в лесах третьей группы, проводится сплошными лесосеками, вследствие чего по берегам рек и речек часто возникают эрозионные процессы и оползни. Иногда в результате рубок и неумеренной пастьбы скота отсутствует возобновление древесных пород, и коренные берега представлены обнаженными склонами с выходом на поверхность коренных пород. Под влиянием сплошных рубок на многих лесосеках идет усиленная смена хвойных пород лиственными, а такие древостой, особенно в молодом возрасте, не всегда удовлетворительно выполняют водоохранно-защитные функции. Чтобы обеспечить выполнение лесами водоохранно-защитных функций и создать условия для нереста рыб, необходимо установить соответствующий режим хозяйства не только в выделенных запретных полосах, но и во всех приречных лесах. Вдоль водотоков, вокруг водоемов и водохранилищ необходимо выделять особо защитные участки.

Ширина таких участков в разных природно-географических условиях должна быть различна. Например, в горных лесах Урала особо защитные участки, как показали исследования (Побединский, Чурагулов, 1975), целесообразно выделять на крупных реках от уреза воды до вершины первого склона, обращенного к водохранилищу или к реке. В этом районе в подавляющем большинстве случаев ширина таких участков обычно не будет превышать 0,5−0,8 км. Вдоль остальных горных рек этого региона ширина участков должна составлять от 50 до 200 м по каждому берегу реки. При установлении ширины полос следует учитывать лесоводственные свойства древесных пород, крутизну и протяженность склонов, почвенные условия. В тех случаях, когда запретные полосы или особо защитные участки, расположенные вдоль рек и вокруг водохранилищ, прилегают к сельскохозяйственным угодьям, сформировавшийся на этих угодьях поверхностный сток часто проходит сквозь полосу леса сосредоточенным потоком, неся с собой огромную массу эрозионного материала, минеральных и органических удобрений. Это способствует заилению русел рек, озер и водохранилищ, а также ухудшению в них качества воды. Чтобы обеспечить перевод поверхностного стока во внутрипочвенный и предохранить воду от химического, бактериологического и физического засорения, необходимо в местах возникновения таких потоков создавать простейшие гидротехнические сооружения (например, водозадерживающие валы и т. д.). Перечисленные и некоторые другие особо защитные участки являются общими и их следует выделять во всех природно-экономических районах, другие особо защитные участки являются региональными и выделяются в определенных районах. Например, в Забайкалье в качестве таких участков необходимо выделять полосы леса (шириной до 100 м) вдоль мест образования наледей, снежников: они создают условия для постепенного таяния снега и льда. Весной (в мае-июне) в этих районах мало осадков, поэтому до выпадения интенсивных летних осадков многие ручьи питаются за счет медленного таяния снежников и Наледей.

В районах с развитым карстом весь слой талой воды, образующейся на закарстованных водосборах в период таяния снега, поступает в карстовые образования, а оттуда в гидрографическую сеть (Письмеров, 1973). Наблюдения показали, что в процессе тракторной трелевки, особенно в бесснежный период, многие карстовые воронки заиливаются, теряя способность поглощать талую и ливневую воду. В результате этого вода быстро стекает с поверхности почвы. Поэтому в период снеготаяния и ливней расход воды в реках резко возрастает, а в другие периоды уменьшается. Для устранения этих отрицательных явлений целесообразно при отводе лесосек в рубку оставлять защитные участки вокруг карстовых воронок и запрещать прокладку по ним трелевочных волоков. В особо защитных участках должны проводиться выборочные и иногда постепенные рубки. Выборочные рубки проводятся преимущественно в разновозрастных лесах, остальные в одновозрастных. В каждый прием следует удалять не более 20−25% запаса древостоя. Рубки сплошными узкими лесосеками следует допускать в особо защитных участках только по лесоводственным соображениям. Лесосечные работы при всех способах рубок должны осуществляться преимущественно в зимний период и с соблюдением ряда лесоводственных требований, о которых говорилось в предыдущем разделе.

Заключение

Лес оказывает огромное трансформирующее влияние на солнечную радиацию, температуру и влажность воздуха, почвы, на осадки, снегоотложение и снеготаяние, промерзание и размерзание почвы, а следовательно, на водный баланс, формирование стока, гидрологический режим водных источников и рек. Трансформирующее влияние леса в различных природных условиях проявляется по-разному. В пределах каждого природно-географического района гидрологическую роль леса необходимо рассматривать в комплексе с геологическим и геоморфологическим строением местности. Иногда при одинаковой лесистости и одинаковых свойствах почвы подземное питание рек может существенно меняться в зависимости от наклона водоносных горизонтов и положения их относительно местных базисов эрозии. В сходных условиях трансформирующее влияние леса зависит от состава, строения, сомкнутости и возраста древостоя, от типа леса и других лесоводственно-таксационных показателей.

Различными лесохозяйственными мероприятиями трансформирующее влияние леса можно усилить или ослабить. В период снеготаяния и ливней поверхностный сток в лесу, как правило, отсутствует или бывает незначителен. Существенный удельный вес на покрытых лесом участках имеет внутрипочвенный сток, доля которого на безлесных участках невелика — не более 10% (здесь, особенно в весенний период, преобладает поверхностный сток). При весеннем снеготаянии с безлесных участков в гидрографическую сеть поступает значительно большее количество воды, чем с лесных. Слой и коэффициент стока с безлесных участков в этот период в 2−4 раза больше, чем с лесных. В отдельные годы эта разница становится еще более существенной. Средний максимальный модуль стока с безлесных водосборов в 5, а в отдельные годы в 10−12 раз выше, чем с лесных. Более высокий суммарный поверхностный и внутрипочвенный сток наблюдается в северных районах на подзолистых почвах, меньший на черноземах и серых лесных почвах лесостепи. Это вызвано не только большими снегозапасами, но и строением почв. На подзолистых почвах наличие иллювиального горизонта В затрудняет просачивание воды в нижележащие слои и способствует образованию внутрипочвенного стока, который выклинивается в логах. Еще более рельефно стокорегулирующая роль леса проявляется в горах, где суммарный коэффициент весеннего стока обычно составляет сотые доли, тогда как на открытых участках он часто возрастает в десятки раз. Таким образом, в период весеннего снеготаяния, а также при выпадении ливневых осадков лес по сравнению с открытыми участками способствует не только усилению внутрипочвенного стока, но и переводу значительной части воды в нижележащие горизонты, пополняя тем самым запасы подземных вод, которые обеспечивают питание рек в меженные периоды.

Следует особо подчеркнуть, что подземная пресная вода является важным, а часто основным и в ряде случаев единственным источником снабжения водой городов, других населенных пунктов, промышленных предприятий; часто она используется и для орошения сельскохозяйственных земель. Реки, водосборы которых имеют незначительный процент лесистости, в период весеннего половодья несут 60−70, а в степных районах до 90% общего годового количества воды. Такой резкий сброс воды уменьшает запас влаги в почве, что отрицательно сказывается на росте растительности, затрудняет судоходство и уменьшает запасы используемой человеком пресной, в том числе и подземной воды. Анализ многолетних данных большого количества гидрометеорологических станций, выполненный в последние годы для разных природно-географических районов нашей страны, показал, что в большинстве случаев с увеличением лесистости водосборных бассейнов суммарный годовой сток рек несколько возрастает. Получены также данные о положительном влиянии леса на регулирование стока рек по сезонам года и на улучшение качества воды. Установлено, что по объему половодья реки с большой лесистостью водосборов в сходных природно-географических условиях мало отличаются от рек, бассейны которых имеют меньшую лесистость. Вместе с тем доля стока половодье первых рек (с более высокой лесистостью) уменьшается и составляет одну треть годового, тогда как с малолесных бассейнов сток в период половодья составляет более двух третей годового стока. С ростом лесистости водосборных бассейнов замедляется подъем половодья и увеличивается его продолжительность, а также уменьшается максимальный модуль весеннего стока.

Особенно заметно водорегулирующая роль леса проявляется в летне-осенний и зимний периоды. Анализ многолетних данных гидрометеорологических станций показал, что модули минимального стока, характеризующие подземное питание рек, во всех районах, за исключением центральной части СССР, на реках с большим процентом лесистости выше, чем на малооблесенных водосборах. Увеличение лесистости способствует также снижению летних паводков. Исследования последних лет убедительно свидетельствуют о том, что в сходных условиях влияние леса на сток зависит не только от процента лесистости, но и от состава, возраста древостоев, а также от типологической структуры лесов. На водосборах с преобладанием лиственных лесов, особенно молодого возраста, увеличивается составляющая весеннего стока и уменьшается летне-осенняя, по сравнению с водосборами, покрытыми хвойными и хвойно-лиственными древостоями. В бассейнах рек с преобладанием лишайниковых, вересковых и брусничниковых типов леса вследствие более сильной инфильтрации воды и уменьшения внутрипочвенного стока, в сравнении с другими типами леса, возрастает продолжительность половодья и улучшается питание рек в летне-осенний период. В последние годы все большее признание находит не только водорегулирующая, но и водоохранная роль леса, которая проявляется в увеличении суммарного стока рек. Однако эту роль нельзя сводить только к количественной оценке, необходимо также учитывать те весьма важные водозащитные функции, которые выполняют леса. Установлено, что лес оказывает существенное влияние на качество воды, поступающей в реки и водоемы. Вода в реках с более облесенными водосборами и особенно на тех из них, где вдоль рек, оврагов, балок имеются лесные насаждения, отличается пониженной температурой, более благоприятными физическими, химическими и бактериологическими показателями, чем вода в реках с безлесными и малолесными водосборами. Следовательно, все леса, произрастающие вокруг водохранилищ, вдоль рек и других элементов гидрографической сети, выполняют весьма важные водозащитные функции. Лес имеет не только водоохранное, водорегулирующее, но и большое почвозащитное значение. Он предохраняет почву от ветровой и водной эрозии как на той территории, где произрастает, так и на значительном расстоянии.

Особенно велика почвозащитная роль леса в тех случаях, когда он произрастает на песчаных легкоразвеваемых почвах по берегам рек, водохранилищ, в овражно-балочных системах, в местах образования лавин и селей. Большую кольматирующую роль выполняют леса в поймах рек, вокруг карстовых воронок. Велика почвозащитная роль и всех горных лесов. Вследствие большого выпадения осадков и значительной крутизны склонов безлесные участки в горах имеют очень высокие коэффициенты стока и подвержены эрозионным процессам. Вместе с тем следует отметить, что отдельные пояса гор выполняют далеко неоднородную гидрологическую роль. Особенно велика роль лесов по границам с тундрово-гольцовыми комплексами, альпийскими и субальпийскими лугами. Все высокогорные леса выполняют значительно большую водоохранную роль, чем нижерасположенные. Поэтому приемы ведения лесного хозяйства в различных поясах должны существенно различаться. Водоохранные, водорегулирующие и почвозащитные функции лесов взаимосвязаны. Основной причиной водной эрозии почв является поверхностный сток. Леса, выполняющие одновременно водоохранные и защитные функции, называют водоохранно-защитными. Во всех природно-географических районах, за исключением многолесных таежных, водосборные бассейны облесены лишь частично. Поэтому возникает вопрос об установлении оптимальной лесистости, при которой леса наиболее полно и всесторонне выполняли бы водоохранную, почвозащитную, климаторегулирующую функции и способствовали повышению продуктивности сельского хозяйства. В настоящее время разработаны нормативы оптимальной лесистости, по которым она уже определена для ряда районов страны. Однако успешное выполнение лесами водоохранно-защитной роли во многом зависит также от рационального размещения лесов в границах каждого водосборного бассейна рек, а в пределах их — и на отдельных мелких элементарных водосборах, в которых формируются ключи, ручьи и временные водотоки. Наиболее ярко водоохранно-защитные свойства лесов проявляются в тех случаях, когда они сравнительно равномерно размещены по площади водосбора и в первую очередь — на склонах водоразделов, вдоль оврагов и балок, коренным и меженным берегам рек, а также вокруг озер и водохранилищ.

Под влиянием различных лесохозяйственных мероприятий (рубки главного и промежуточного пользования, механизированная трелевка леса, лесовосстановительные работы и т. д.) могут существенно изменяться водоохранно-защитные функции леса. Как было показано выше, эти изменения имеют не только локальное, но и общегидрологическое значение. Из всех способов рубок, применяемых для заготовки древесины, наибольшие изменения в водоохранно-защитную роль лесов вносят сплошные и в первую очередь концентрированные рубки. Отрицательное влияние этих рубок особенно сильно проявляется в горных лесах и в районах с холмистым рельефом. В ряде случаев сплошная рубка леса большими площадями может отрицательно сказаться и на гидрологическом режиме не только малых, но и более крупных рек (усиление паводков, уменьшение уровня воды в меженный период и т. д.). Для устранения таких отрицательных последствий необходимо, в первую очередь в горных лесах, переходить к ведению хозяйства с учетом границ элементарных водосборных бассейнов. При проведении рубок в многолесных горных районах не следует снижать лесопокрытую площадь менее 50−60% общей площади элементарных водосборов. На тех водосборах, где лесопокрытая площадь составляет менее 40−50%, целесообразно проводить только выборочные и постепенные рубки. Механизированные лесозаготовки, проводимые без учета лесоводственных требований, оказывают не менее существенное влияние на изменение водоохранно-защитных функций леса, чем способы рубок. В настоящее время разработаны лесоводственные требования к проведению механизированных лесозаготовок, практическое осуществление которых без существенного увеличения затрат труда и денежных средств на лесозаготовки уменьшает возможность усиления поверхностного стока, эрозии, снижения плодородия лесных почв и ухудшения качества воды.

При проведении лесозаготовок в горных лесах необходимо стремиться к уменьшению размера минерализованной поверхности почвы. Это достигается применением на трелевке воздушно-трелевочных установок и совершенствованием технологического процесса лесозаготовок при тракторной трелевке. Исследования показали, что при оценке новой лесозаготовительной техники нельзя исходить только из учета повышения производительности труда на лесосечных работах и снижения стоимости заготовленного кубометра древесины; в этом случае должен быть всесторонний подход. В первую очередь следует отдать предпочтение тем машинам и технологическим схемам организации лесосечных работ, при которых суммарные затраты труда и денежных средств на заготовку древесины и восстановление каждого гектара леса будут наименьшими, а лесорастительная среда будет лучше сохранена. Протекающая в настоящее время под влиянием сплошных рубок смена хвойных лесов на лиственные часто снижает водоохранно-защитные функции лесов. Лиственные древостой, особенно в молодом возрасте, значительно хуже выполняют водорегулирующую роль, чем смешанные хвойно-лиственные. Это обстоятельство следует учитывать при проведении основных лесохозяйственных мероприятий в лесу. Некоторые приемы лесовосстановления горных лесов, например посев и посадка в площади и полосы, подготовленные корчевателями и бульдозерами, не способствуют выполнению основной задачи горного лесоводства — сохранению водоохранно-защитной роли и повышению продуктивности лесов. При таких способах создания лесных культур водоохранно-защитные свойства лесов восстанавливаются обычно через 30−40 лет. Установлено, что все леса в той или иной мере выполняют водоохранно-защитную роль, но в пределах каждого лесного массива не все лесные участки выполняют ее в одинаковой мере. Трудно переоценить водорегулирующую, защитно-аккумулятивную роль лесов, произрастающих вдоль водотоков.

Эти леса обеспечивают также защиту от заиления многочисленных родников — естественных мест выхода подземных вод на дневную поверхность. Велика почвозащитная и водорегулирующая роль степных колок, овражно-балочных лесов, которые занимают малопригодные для сельского хозяйства площади. Их благотворное воздействие проявляется в улучшении микроклимата, равномерном распределении снежного покрова на полях, снижении опасности ветровой эрозии, регулировании стока. Этим они способствуют повышению урожая сельскохозяйственных культур. Овражно-балочные леса приостанавливают также рост оврагов и балок. В то же время леса многолесных районов тайги на ровных и пологих участках имеют сравнительно небольшое почвозащитное значение. Но и в таких лесах встречаются участки, обладающие высокими водоохранно-защитными свойствами. Поэтому при проведении всех лесохозяйственных мероприятий и, в первую очередь рубок необходимо знать, какую водоохранно-защитную роль выполняет тот или иной участок, в котором осуществляется то или иное лесохозяйственное мероприятие. Для этой цели целесообразно пользоваться классификациями лесов по их водоохранно-защитному значению, а также указаниями, изложенными в «Основных положениях по проведению рубок главного пользования в лесах СССР» (1967) и региональных Правил рубок главного пользования. Согласно этим документам при отводе лесосек в рубку должны выделяться особо защитные участки, в которых разрешаются выборочные и иногда группово-выборочные и постепенные рубки (с интенсивностью при каждом приеме не более 20−25% запаса). Рубки сплошными узкими лесосеками здесь допустимы только по лесоводственным соображениям. Лесосечные работы в особо защитных участках должны проводиться преимущественно в зимний период. В некоторых особо защитных участках, например в лесах, произрастающих по склонам оврагов, балок, у истоков рек и ручьев, вокруг карстовых образований, по берегам рек, каналов, озер и других водоемов, а также на легко размываемых и выветриваемых грунтах, допускается только уборка деревьев, требующих рубки по состоянию. В целях сохранения и улучшения качества воды, а также увеличения дебита минеральных источников в лесах первого и второго пояса зон санитарной охраны источников водоснабжения, в первой и второй зонах округов санитарной охраны курортов допускаются только рубки ухода за лесом и санитарные рубки.

Близкий режим ведения хозяйства предусмотрен в запретных полосах лесов, защищающих нерестилища ценных промысловых рыб, где наряду с рубками ухода и санитарными лишь в отдельных случаях допускаются выборочные рубки. Однако в ряде случаев рубками ухода и санитарными рубками невозможно обеспечить сохранение, а тем более усиление тех многогранных средообразующих функций, которые выполняют перечисленные категории лесов. Поэтому перед лесоводами стоит задача: разработать систему лесоводственных мероприятий в лесах с ограниченным режимом пользования древесины. В таких лесах удельный вес санитарных рубок должен составлять незначительную долю, так как все сухостойные, ветровальные и усыхающие деревья подлежат удалению в процессе рубок ухода. Если же санитарные рубки проводят одновременно на большой площади и со значительным удалением деревьев, водоохранно-защитная роль леса может снизиться. По-видимому, значительная часть древостоев вышеперечисленной категории лесов лесоводственными приемами должна быть постепенно переведена в разновозрастные и в ряде случаев в разнопородные. Установлено, что разновозрастные леса по сравнению с одновозрастными меньше подвержены ветровалам, повреждениям вредными насекомыми и грибными болезнями, отличаются лучшей устойчивостью к рекреационным нагрузкам. Итак, выполненные в последние годы в различных природно-географических условиях нашей страны многочисленные исследования позволили не только выявить ряд важных зональных и внутризональных особенностей средообразующей роли лесов различного состава и строения, но и установить влияние лесохозяйственных мероприятий на изменение их водоохранно-защитной роли. В результате этих исследований разработан ряд предложений, практическое осуществление которых будет способствовать сохранению и усилению тех полезных функций, которые выполняют все леса нашей страны.

1. Горчаковский П. Л. Водоохранное и почвозащитное значение высокогорных лесов Урала / П. Л. Горчаковский // Лесное хозяйство. — 1952. — № 4.

2. Лалл Г. У. Возможности увеличения полного стока посредством лесохозяйственных мероприятий / Г. У. Лалл // Доклады иностранных ученых на международном симпозиуме по влиянию леса на внешнюю среду. — М., 1970.

3. Лебедев А. В. Гидрологическая роль горных лесов в бассейне озера Байкал / А. В. Лебедев, Л. М. Усков // Тезисы докладов Всесоюзного совещания по водоохраннозащитной роли горных лесов. — Красноярск, 1975.

4. Мельчанов В. А. Влияние хвойных и лиственных молодняков на поверхностный и внутрипочвенный сток / В. А. Мельчанов // Состояние возобновления и пути формирования молодняков. — Архангельск, 1971.

5. Михович А. И. Оптимальная водоохранная лесистость речных водосборов равнинной части УССР / А. И. Михович // Лес и его роль в охране окружающей среды. — Таллин, 1976.

6. Молчанов А. А. Гидрографическая роль лесов в различных природных зонах СССР / А. А. Молчанов // Гидрографические исследования в лесу. — М., 1970.

7. Опритова Р. В. О влиянии лесистости на сток некоторых рек СейфуноХанкайской равнины Приморского края / Р. В. Опритова // Изд. Сиб. отд. АН СССР. — 1966, вып. 2. — № 8.

8. Опритова Р. В. Влияние состава лесов на водный режим рек Супутинки и Раковки / Р. В. Опритова // Лесоводственные исследования на Дальнем Востоке. — Владивосток, 1970.

9. Побединский, А. В. Водоохранная и почвозащитная роль лесов: изд. 2- е / А. В. Побединский. — Пушкино: ВНИИЛМ, 2013. — 208 с.

10. Рахманов В. В. Водоохранная роль лесов / В. В. Рахманов. — М., 1962.

11. Рахманов В. В. Влияние лесов на водность рек в бассейне верхней Волги / В. В. Рахманов. — Л., 1971.

12. Рахманов В. В. Водорегулирующая роль лесов / В. В. Рахманов. — Л., 1975

13. Таранков В. И. Гидрологический режим хвойно-широколиственных лесов южного Приморья / В. И. Таранков. — Л., 1970.

14. Таррант Р. Ф. Изменение качества воды с лесных водосборов, обусловленных деятельностью человека / Р. Ф. Таррант // Доклады иностранных ученых на международном симпозиуме по влиянию леса на внешнюю среду. — М., 1970

15. Ткаченко М. Е. Общее лесоводство / М. Е. Ткаченко. — М.-Л., 1939. Ткаченко М. Е. Общее лесоводство / М. Е. Ткаченко. — М-Л., 1952.

16. Тюрин И. В. Опыт классификации лесных площадей водоохраной зоны по их водоохранно-защитной роли / И. В. Тюрин // Исследования по лесному хозяйству. — М., 1949.

17. Урываев П. А. Сток по талой и мерзлой почве в период весеннего снеготаяния / П. А. Урываев // Метеорология и гидрология. — 1953. — № 5.

18. Уткин А. И. О роли вечной мерзлоты в лесах Центральной Якутии / А. И. Уткин // Новые лесоводственные исследования. — М., 1960.

19. Шпак И. С. Влияние леса на водный баланс водосборов / И. С. Шпак. — Киев, 1968.