Koje šume srednje trake više isparavaju. Šuma i vlaga

Svježa voda- najvažnija komponenta kontinentalnih pejzaža. Gotovo svi oblici života na kopnu, uključujući ljudski život i njegovu ekonomsku aktivnost, nemogući su bez dosada.

Za život ljudskog organizma u prosjeku je potrebna 1 tona, za podmirivanje domaćih potreba jedne osobe - 36...180 tona vode godišnje. Poljoprivreda zahtijeva još više vode. Za uzgoj 1 tone suhe biljne mase godišnje se potroši 500 ... 1500 tona vode. Industrija troši ogromnu količinu vode. Za proizvodnju 1 tone koksa potrebno je 3 tone vode, 1 tona čelika - 20 tona, 1 tona rajona - 950 tona, 1 tona visokokvalitetnog papira - 3000 tona.

Rezerve slatke vode na planeti su male i iznose 30,5 miliona km3. Od ove količine, udio vode pogodne za praktičnu upotrebu (koja se nalazi u tlu, rijekama, jezerima) čini samo 3%.

Naša zemlja je na prvom mjestu po rezervama slatke vode. Na njenoj teritoriji postoji oko 6 miliona rijeka, potoka, jezera, velikih bara, vještačkih rezervoara sa ukupnim vodosnabdijevanjem od 31,5 hiljada km 3. Velike rezerve slatke vode akumulirane su u glečerima (11 hiljada km 3). Rezerve vode u močvarama su oko 3 hiljade km 3, a resursi podzemne vodečine 1 hiljadu km 3.

Preko 80% slatkovodnih resursa u našoj zemlji koncentrisano je u udaljenim, nerazvijenim područjima evropskog severa, istočnog Sibira i Dalekog istoka. U najnaseljenijim industrijskim i poljoprivrednim područjima naše zemlje sve je veća nestašica pitke vode. Najveći nedostatak vodnih resursa uočen je u aridnim područjima juga i jugozapada.

U mnogim oblastima problem slatke vode nije povezan sa kvantitativnim deficitom, već sa pogoršanjem njenog kvaliteta. Zagađenje slatke vode nastaje kao rezultat ispuštanja različitog industrijskog i kućnog otpada u rijeke, jezera, rezervoare. Ispuštanje 1 m 3 kanalizacije čini ga neprikladnim za potrošnju 40 ... 60 m čiste vode. Kao rezultat ispuštanja otpada i kanalizacije; najveće rijeke Evrope i SAD-a zagađene su cijelom dužinom. Količina vode zagađene industrijskim otpadom iz domaćinstva iznosi 16% ukupnog riječnog toka na svijetu.

Iscrpljivanje i zagađenje vodnih resursa narušava ravnotežu čitavih geografskih pejzaža i ekosistema nižeg ranga. Kao rezultat toga, mijenja se opći izgled krajolika i ekosistema, smanjuje se kvalitet staništa i produktivnost biogeocenoza, a pogoršavaju se uslovi za sve vrste privrednih aktivnosti.

U svim razvijenim zemljama svijeta ljudi su shvatili važnost korištenja prirodnih voda, vodeći računa o očuvanju ravnoteže geografskih pejzaža i ekosistema nižeg reda. Ovo se može učiniti samo uz tačno poznavanje vodnog bilansa određenog regiona, pejzaža ili ekosistema.

U poređenju s većinom prirodnih resursa kao što su ugalj, željezna ruda, prirodni plin i drugi minerali, voda ima prednost što je samoizlječiva. Smatra se da su zalihe vode na kugli zemaljskoj praktično nepromijenjene, ali su u neprekidnom kruženju, što se obično naziva vodnim bilansom.

Vodni bilans se podrazumijeva kao kvantitativni omjer između elemenata vodnog ciklusa bilo koje teritorije. Osnovna jednadžba ravnoteže vode je sljedeća:

O \u003d SP + SG + I,

gdje je O prosječna dugoročna suma tekućih i čvrstih padavina, mm; SP je prosječna dugoročna vrijednost površinskog oticanja, mm; SG - prosječna dugoročna vrijednost podzemnog oticaja, mm; I - prosječna dugoročna vrijednost ukupnog isparavanja (fizičko isparavanje + transpiracija), mm.

Kako se ne bi nanijela šteta krajoliku ili nekom drugom ekosustavu, preporučljivo je koristiti vodu samo u mjeri koja se može nadoknaditi prirodnim putem, odnosno u skladu sa komponentama vodnog bilansa određenog područja. Kvantitativni i kvalitativni odnos komponenti vodnog bilansa u velikoj mjeri zavisi od glavnih komponenti pejzaža: reljefa, stijena i tla, atmosfere, hidrosfere, flore i faune, elemenata ekonomske aktivnosti.

Nauka je dokazala da je šuma najvažnija komponenta geografskih pejzaža, koja ima najjači uticaj na vodni bilans. Za tačnu kvantitativnu procjenu vodoregulacijske uloge šume potrebno je imati jasnu predstavu i kvantitativne podatke o tome kako šumski traktati i zasadi različitih struktura utiču na komponente vodnog bilansa.

Glavni element vodnog bilansa teritorije bilo kojeg reda su padavine: snijeg, grad, kiša, kiša, rosa, mraz. Uticaj šuma na lokalne ili šire padavine je predmet rasprave. Postoji mišljenje da tamo gdje postoji šuma, količina padavina se povećava. U početku su glavni argument u prilog ovoj pretpostavci bili eksperimentalni podaci o obračunu padavina u šumi i polju. Zbog turbulencije vjetra uzrokovane šumskim krošnjama, više padavina pada u šumske oborinske komore nego u poljske. Kasnije je dokazano da su ovi zaključci bili pogrešni zbog nesavršenosti metoda i instrumenata koji se koriste za obračun padavina. Glavni argument u prilog konceptu povećanja količine padavina pod uticajem šuma je činjenica da je iznad šumskih površina sadržaj vlage u atmosferi često veći nego na površinama bez drveća zbog većeg isparavanja vlage šumskom vegetacijom u odnosu na isparavanje od strane šuma. vegetacija drugih vrsta zemljišta. Međutim, ova pretpostavka je opovrgnuta činjenicom da su padavine lokalnog porijekla, čak i na velikim teritorijama, poput evropskog dijela SSSR-a, neznatne (13%) u odnosu na one donijete sa drugih teritorija. Shodno tome, ako šuma ima bilo kakav uticaj na ukupnu količinu padavina koje padaju na nju, onda je on zanemarljiv.

Utjecaj šume na povećanje padavina uglavnom je povezan s njihovim horizontalnim presretanjem i preraspodjelom. U hladnom i vlažne zone planine, gdje su magle česte i oblaci dodiruju površinu zemlje, šuma, takoreći, „češlja“ oblake, kondenzirajući prolaznu parevu vlagu na granama, lišću, iglicama, stablima u obliku rose ili rose. Takav fenomen se zove horizontalno presretanje. Može se vidjeti i u ravničarskim šumama. U smreko-listopadnim šumama moskovske regije, količina kondenzacijskih padavina u prosjeku iznosi 25 ... 35 mm godišnje. Ova vrsta vlage dostiže najveće vrijednosti u planinama. Dakle, u pojedinim danima na šumovitim planinskim vrhovima Bavarske (DDR), količine padavina horizontalnog presretanja srazmjerne su vrijednostima običnih padavina.

Fenomen preraspodjele padavina povezan je s njihovim čvrstim oblikom - snijegom. U šumi, kao posljedica turbulencije vjetra, većina snijega koji pada i vjetrom ulazi u krošnje i međukrošnje, često doprinoseći povećanom taloženju snijega unutar šume u odnosu na njegovo taloženje na otvorenim prostorima, gdje ih ima malo. prepreke za transport snijega vođen vjetrom. Najbolja snježnoakumulativna svojstva karakterizira šumska sastojina u kojoj krošnje drveća ne formiraju neprekinute krošnje koje sprječavaju padanje snijega na tlo. Takva svojstva karakteriziraju listopadne plantaže, kao i svaku sastojinu s velikim brojem čistina u krošnji.

Zalihe vode (u mm) u snježnom pokrivaču, ovisno o plantaži, raspoređene su na sljedeći način (Eitingen, 1938):

• Sastojine smreke - 77.9
• Nasadi bora - 99.4
• Sastojke breze - 120.9
• Šumski proplanci - 131,0
• Polje - 107.4

Velika snježnoakumulativna uloga zaštitnih šumskih pojaseva na poljoprivrednim i drugim zemljištima povezana je i sa fenomenom preraspodjele snijega. Akumulacija snijega na rubovima šuma i u šumskim pojasevima premašuje njegovu akumulaciju na terenu u prosjeku 2...6 puta, što za šumsko-stepsku zonu i južni dio šumske zone iznosi 120... 200 mm. Ponekad takve akumulacije u smislu sloja vode dosežu 800 ... 1000 mm ili više sa zalihama snijega u otvorenoj stepi od 50 ... 60 mm.

Tako se na rubovima šuma iu zaštićenim pojasevima ukupna godišnja vlaga povećava za 30...60% u odnosu na vlagu na otvorenim poljima i za 25...45% više nego u velikim šumama. Iz navedenog proizilazi da šume koje se nalaze na slivovima rijeka u vidu zasebnih šuma, šumaraka, šumskih pojaseva i sl. više vlaže slivove nego velike šumske površine. Shodno tome, lokacija šume na slivnom dijelu također može utjecati na otjecanje rijeke na različite načine.

Podjednako važan uticaj šume na padavine povezan je sa ovom pojavom vertikalno presretanje. Kada kiša ili snijeg padne na šumu, dio padavina zadržavaju krošnje i stabla drveća. U budućnosti, jedan dio njih ocijedi ili padne na tlo, drugi ispari. Maksimalna količina padavina koju krošnja može zadržati naziva se Kapacitet zadržavanja vlage nadstrešnice. Ova vrijednost zavisi od sastava i gustine šumskih sastojina. U zatvorenim sastojinama četinara iznosi 24...46%, u listopadnim - 21...24% padavina. Za snijeg, kapacitet zadržavanja vlage krošnje u zasadima četinara je u prosjeku 22%. u listopadnim - 3%. Faktor vertikalnog presretanja padavina objašnjava niske snježnoakumulativne osobine gustih četinarskih sastojina, u kojima se padavine u velikoj mjeri zadržavaju zatvorenom krošnjom i isparavaju. Samo zbog razlika u zadržavanju padavina krošnjama, ciklus vlažnosti tla pod listopadnim zasadima uključuje otprilike 140–150 mm više vlage nego pod smrekom, uključujući oko 30–35 mm zimske padavinske vlage, od kojih je većina uključena u formiranje oticaja. Ako se uzme u obzir da su do trenutka odlaska ispod snijega rezerve vlage u tlu u listopadnim nasadima veće nego u šumama smreke za 35-40 mm, možemo pretpostaviti da listopadne sastojine mogu značajno povećati potrošnju vode za podzemno otjecanje. Ovo daje osnov da se preporuči stvaranje zasada listopadnih vrsta ili sa njihovim učešćem u šumama od posebnog značaja za zaštitu voda i regulaciju voda.

Važan element vodne ravnoteže krajolika je isparavanje. Isparavanje, posebno u suhim područjima, povezano je s "neproduktivnim" ciklusom ravnoteže vode, jer je vlaga koja isparava isključena sa površine i podzemne vode. U studijama vodnog bilansa, isparavanje se obično dijeli na fizičko isparavanje sa raznih površina i transpiracija(desukcija) vegetacijski pokrivač.

Utjecaj šume na isparavanje očituje se na sljedeći način. Dio padavina koje padaju na šumu zadržavaju krošnje drveća i drugi slojevi vegetacije i djelimično isparavaju. Padavine koje padaju na tlo također ne obnavljaju sve površinske i podzemne vode. Jedan dio se troši na fizičko isparavanje, drugi dio transpirira vegetacija svih šumskih slojeva.

Glavni gubici zaliha zemljišne vlage u šumi zbog transpiracije drvećem i isparavanja sa površine tla automatski se regulišu kapacitetom akumulacije vlage tla, učestalošću obnavljanja rezervi vlage u tlu i trajanjem sušnog perioda. Tamo gdje je sušni period dug, šuma može isušiti tlo do tačke trajnog uvenuća. Predviđanje brzine i oblik krivulje protoka su od velikog interesa za procjenu utjecaja šuma na vlagu tla. U dugim periodima suše, kao što je zapaženo u mediteranskom tipu klime, kada trajanje suše može premašiti 200 dana, tla se u početku brzo isušuju, ali se taj proces postepeno usporava i dostiže zanemarljive vrijednosti do trenutka kada se vlažnost u tlu poveća. dostiže nivo stabilnog uvenuća.

Kao što znate, drugačije vrste drveća karakteriziraju različiti transpiracijski kapaciteti. U tom smislu, ukupno isparavanje u šumi je u velikoj mjeri određeno sastavom vrsta koje formiraju šume.

Općenito, rezultati studija o šumskim i poljskim slivovima koji se nalaze u susjedstvu pokazuju da je godišnje ukupno isparavanje u šumi 5 ... 20% veće nego na terenu.

Razlike u ukupnom isparavanju iz otvorenih i šumskih površina mogu se efikasno koristiti za regulisanje vodnog bilansa teritorija. U područjima s prekomjernom vlagom, zasadi sa povećanim kapacitetom transpiracije štite teritorije od preplavljivanja i zalijevanja. Na primjer, u zoni tajge, gdje količina padavina premašuje ukupno isparavanje, sječa primarnih šuma smreke često dovodi do plavljenja zemljišta. Pošumljavanje na ovim područjima zaustavlja proces zalijevanja vode. Stvaranje plantaža od eukaliptusa, koji ima visok transpiracijski kapacitet, omogućilo je uspješno isušivanje i transformaciju nekadašnje močvarne i malarijom zaražene Kolhidske nizije na Kavkazu u plodnu zemlju. U onim prirodnim područjima i zemljama u kojima postoji akutna nestašica slatke vode, potpuna ili djelomična krčenje šuma i njihova zamjena livadskom i žbunastom vegetacijom doprinosi povećanju dotoka vode u akumulacije. Na primjer, u Sjedinjenim Državama eksperimentalno je utvrđeno da se krčenjem šuma u slivovima protok vode u vodena tijela može povećati za 1,5 ... 3 puta. U našoj zemlji, sudeći prema proračunima vodnog bilansa, šumski traktati, posebno iz zasada hrasta, u vododeficijentnim stepskim i šumsko-stepskim područjima imaju ulogu sušenja, a ovaj negativan efekat se može ispraviti zamjenom šumskih područja sistemom šuma. pojasevi.

Najvažniji element vodnog bilansa, koji formira resurse slatke vode dostupne za praktičnu upotrebu, je otjecanje. Vlaga koja je dospjela do površine tla i nije isparila kao rezultat fizičkog isparavanja i transpiracije vegetacijom dovodi do infiltracije vode u sloj tlo-zemlja, tlo, tlo i površinsko otjecanje.

Infiltracija je proces kojim vlaga ulazi u tlo. Podijeljen je u dvije faze: period namakanja, karakteriziran naglim smanjenjem intenziteta infiltracije, i period filtracije (curenja), karakteriziran konstantnim intenzitetom infiltracije.

Intenzitet infiltracije određen je uglavnom veličinom pora tla: što su veće, to je veći intenzitet. Veličina pora ovisi prvenstveno o granulometrijskom sastavu tla: što je grublje, to su pore veće. U tom smislu, pješčana tla imaju najveću vodopropusnost. U ilovastim i glinovitim zemljištima veličina pora je određena i stepenom agregacije, tj. sadržaj vodootpornih grudica tla (agregata) zalijepljenih organskim i mineralnim spojevima. U humusnim horizontima ovi agregati često dosežu nekoliko milimetara u promjeru i odlikuju se dovoljnom otpornošću na erozivno djelovanje vode. U takvim horizontima su i pore velike, pa je njihova vodopropusnost visoka.

U horizontima koji sadrže malo humusa, veličina agregata (tzv. mikroagregata) je mala - stoti dio milimetra. Propustljivost takvih horizonata je mnogo manja zbog male veličine pora. U horizontima obradivog tla, čak i sa dobrom prirodnom strukturom, veliki agregati se uništavaju tokom vremena tokom mehaničke obrade, c. Kao rezultat, propusnost takvih horizonata se smanjuje. Tome doprinosi i erozija agregata kišnim kapima, što dovodi do začepljenja pora tla česticama gline.

Utjecaj šume na propusnost noći je sljedeći. Pjeskovita tla i pod šumom i pod oranicama karakteriziraju slične vrijednosti vodopropusnosti, jer u takvim besstrukturnim tlima ona uglavnom ovisi o veličini zrna pijeska. Ilovastog i glinastog granulometrijskog sastava tlo pod šumom uvijek ima dobru strukturu. Čak i ako sam po sebi nije dovoljno jak, održava se kao rezultat guste mreže korijena koji prodire i drži tlo zajedno. Na oranicama se čak i dobra, čvrsta konstrukcija postepeno uništava mehaničkim tretmanima i kišnim kapima. Visoku propusnost šumskog tla podržava i šumska stelja, koja sama po sebi ima visoku propusnost i, osim toga, gasi živu snagu kišnih kapi i sprječava eroziju i uništavanje grudvica tla.

U pravilu, zbog veće rastresitosti, šumska stelja u četinarskim i crnogorično-listopadnim nasadima karakterizira visoka vodopropusnost i niska - u listopadnim.

Prikazana je veća vodopropusnost šumskog tla, posebno u početnom periodu infiltracije. U početnom trenutku upijanja vlage, vodopropusnost poljskog tla je približno 4 puta manja od one šumskog tla. Do početka filtracije pri konstantnoj brzini, ove brzine se upoređuju. U drugim slučajevima, visoka stopa filtracije u šumskom tlu traje i dalje. Općenito, u odraslim plantažama s razvijenom strukturom tla i šumskom steljom, tlo u većini slučajeva apsorbira sve ljetne padavine.

U proljeće vodopropusnost tla u velikoj mjeri zavisi od stepena i dubine njihovog smrzavanja. Ako je u jesen bilo malo padavina i pod snijegom se tlo osušilo, ono zadržava svoju vodopropusnost i u smrznutom stanju, a otopljena voda se slobodno upija i u proljeće prodire u tlo. U šumi tome doprinosi i sporo otapanje snijega. Ako je tlo u jesen otišlo pod snijeg vlažnije, a zatim se smrzlo, njegova vodopropusnost postaje zanemarljiva. Posebno smanjuje njegovu ledenu koru, koja nastaje tokom odmrzavanja, kada voda curi na površinu smrznutog tla i smrzava se na njemu.

Utjecaj šume na propusnost tla je sljedeći. Zbog činjenice da je snježni pokrivač u šumi obično deblji nego u polju, a temperatura zraka pod krošnjom drveća je viša zimi, tlo ispod šume slabije se smrzava i manje duboko. U šumi, mnogo češće nego u polju, uočava se odmrzavanje tla odozdo, koje se završava prije početka topljenja snijega. Kao rezultat toga, vraća se prirodna vodopropusnost tla i može se nesmetano odvijati infiltracija otopljene vode. Izuzetak od navedenog je proces odmrzavanja u gustim tamnim četinarskim šumama, u kojima snježni pokrivač, zbog zadržavanja snijega na krošnjama, može biti manje deblji nego na nuli, a shodno tome je i smrzavanje tla jače i dublje.

Ako intenzitet dovoda vlage na površinu tla za vrijeme topljenja snijega ili padavina premašuje mogući intenzitet infiltracije, određen vodopropusnošću tla u ovog trenutka, dio vlage ostaje na površini tla i počinje oticati duž nje, stvarajući površinski ili padinski oticaj.

U područjima sa stabilnim snježnim pokrivačem, najveća količina vlage ulazi u tlo najčešće u proljeće, za vrijeme topljenja snijega, kada se glavna nadoknada vlage u tlu dešava tokom godine. Ali postoje izuzeci. Prvo, u područjima sa nestabilnim snježnim pokrivačem, otopljena voda ulazi u tlo tokom cijele zime tokom odmrzavanja. Drugo, u područjima gdje nema stabilnog snježnog pokrivača (na primjer, u istočnim regijama SSSR-a s dominantnim monsunskim tipom distribucije padavina) i količina zimskih padavina, a samim tim i malo otopljene vode u proljeće, Zalihe vlage se uglavnom obnavljaju ljeti, kada padne maksimum padavina.

Osim proljetnog oticanja, može postojati i ljetno otjecanje, koje nastaje kada padaju jaki i dugotrajni pljuskovi. I u šumskim i u šumsko-stepskim zonama, olujni površinski oticaj ispod šume, u pravilu, ne nastaje zbog visoke vodopropusnosti šumskog tla.

Na obradivim površinama do olujnog oticanja obično dolazi kada padne najmanje 10 mm padavina.

Obično se karakteriše površinsko oticanje koeficijent oticanja. Ovaj izraz se odnosi na udio vlage drenirane površinskim otjecanjem za bilo koji vremenski period, od ukupne količine vlage koja je stigla tokom istog vremenskog perioda na datoj površini. Koeficijent otjecanja izražen je u udjelima jedinice ili u postocima.

Koeficijent proljetnog oticanja na pjeskovitim zemljištima je vrlo nizak zbog njihove visoke vodopropusnosti i varira od 0,01…0,02 do 0,10…0,15. Koeficijenti oticanja iz šumskih i nešumskih površina malo se razlikuju.

Na ilovastim zemljištima koeficijent proljetnog oticanja uvelike varira, uglavnom u zavisnosti od stepena i dubine smrzavanja tla. Prema zapažanjima na različitim tačkama, može varirati od 0, kada sva vlaga uđe u tlo, do 1,0, kada sva snježna voda teče niz površinsko otjecanje. Površinsko otjecanje iz šumskih područja na ilovastom tlu je 1,5…3,5 puta manje nego iz nešumskih područja. U šumskim predjelima proljetno površinsko otjecanje počinje tek nakon formiranja tla. Ima godina kada cjelokupno otjecanje otopljene vode, zbog sporog topljenja snijega, prelazi u podzemlje. U pravilu, proljetno otjecanje karakteriziraju najniže vrijednosti u slivovima prekrivenim četinarskim i mješovitim četinarsko-listopadnim zasadima, zbog sporog topljenja snijega i povećanog kapaciteta infiltracije šumske stelje i tla.

Veličina površinskog oticanja otopljene i kišnice u velikoj mjeri zavisi od privrednih aktivnosti koje se obavljaju u šumi. Istraživanja u raznim prirodnim zonama naših i drugih zemalja pokazuju da se nakon sječe šuma u slivovima koeficijent površinskog oticanja povećava za 4-5 puta ili više u prvim godinama nakon sječe, ovisno o širini sječe, a zatim , kako se šuma obnavlja, te se razlike smanjuju do potpunog izjednačavanja toka. Čista sječa povećava otjecanje u najvećoj mjeri u područjima sa visokim udjelom zimskih padavina.

Na tlima različitog mehaničkog sastava uticaj šume i sječe na površinsko otjecanje nije isti. Na pjeskovitim tlima promjena površinskog oticanja kao rezultat čistih sječa je manje izražena nego na ilovastim i glinovitim tlima, zbog razlika u njihovoj vodopropusnosti. Na primjer, na pješčanim tlima u borovim šumama Bjelorusije, koeficijent površinskog oticanja varira od 0,02 do 0,05, a na čistim sječama od 0,02 do 0,12.

Period obnavljanja vodoregulacijskih svojstava šume nakon sječe zavisi od brzine obnove vegetacijskog pokrivača na sječi i njegove prirode. Uz obilnu i brzu regeneraciju izdanaka, izravnavanje površinskog oticanja u šumi i na čistinama završava se 5-6 godina nakon sječe. Vještačkim pošumljavanjem na čistinama, posebno sa krupnijim sadnim materijalom, izravnavanje oticanja može se završiti u kraćem vremenu. Uz naknadnu prirodnu obnovu, izjednačavanje oticanja se opaža nakon 15-20 godina. Na krčevinama sa sporim procesom pošumljavanja, obraslim zeljastim rastinjem ili korištenim za oranice, sjenokoše, pašnjake, izravnavanje površinskog oticanja može se produžiti na duži period, a ponekad se uočava i dalje povećanje oticaja.

Inače, površinsko otjecanje se mijenja tokom postepene i selektivne sječe šume, kada se za svaki korak siječe samo dio stabala, a područje je potpuno prekriveno šumom. Prilikom takve sječe vodno-fizička svojstva šumskog tla i površinskog oticanja gotovo se ne mijenjaju, osim u slučajevima kada se uslijed sječe gustina šumskih sastojina smanjuje na 0,5 ili manje.

U ravničarskim područjima koja nemaju kosinski oticaj, čista sječa šuma u zonama prekomjerne vlage doprinosi nastanku još jedne negativne pojave - zalijevanja, posebno na tlima teškog mehaničkog sastava i niske vodopropusnosti. U procesu pošumljavanja na posječenim površinama prestaje zalijevanje. Uz postepenu i selektivnu sječu, zalijevanje se u pravilu ne opaža.

U gornjim horizontima tla često se nalaze vodootporni glinoviti ili ilovasti slojevi niske vodopropusnosti, kao što je, na primjer, horizont B u podzolskim tlima; premašuju propusnost vodonosnika i voda se može akumulirati iznad njega. Ova voda se zove top water. Na horizontalnim lokacijama voda koja se nalazi u stagnaciji otežava aeraciju tla. Na padinama se ulijeva u slojeve tla; iznad vodootpornog horizonta i može doći do potoka, rijeka, jezera itd. Ova pojava se naziva oticanje tla. Zaliha vlage u vodi koja se nalazi na smuću je obično mala, pa se brzo troši fizičkim isparavanjem i transpiracijom.

Doticanje vode u podzemne horizonte i njeno stenjanje u debljini tla u potocima, rijekama, jezerima naziva se oticanje tla, a ukupna vrijednost oticanja tla i tla - oticanje tla.

Zbog veće infiltracije vlage u tlo u šumi u odnosu na infiltraciju na terenu, vrijednost oticanja tla i tla je 1,5 puta veća u šumskim slivovima nego na polju. Otjecanje tla i tla karakterizira nešto manja brzina od površinskog, pa se fluktuacije ukupnog oticaja javljaju 4-10 dana kasnije u šumskim slivovima i njihova amplituda je znatno manja nego u poljskim. Utjecaj šume na fluktuacije oticaja posebno se jasno manifestira u periodima poplava, poplava i malih voda.

Općenito, učinak šume na otjecanje je smanjenje površinskog oticanja i povećanje količine otopljene i kišnice koja prodire u tlo i podzemne vode. U šumi, u odnosu na polje, većina vlage ulazi u oticanje tla i ne učestvuje u procesu fizičkog isparavanja. Kao rezultat ove transformacije, tok rijeka se povećava s povećanjem šumskog pokrivača njihovih slivova i snižava se tokom cijele sezone.

U regiji Trans-Volga, Moskovskoj regiji, zapadnim i sjeveroistočnim regijama evropskog dijela naše zemlje, za svakih 10% povećanja šumskog pokrivača riječnih slivova, otjecanje se povećava za 9 ... 14 mm. U različitim regijama zemlje, uključujući stepe i šumske zone, sa povećanjem šumskog pokrivača riječnih slivova od 0 do 10%, povećanje oticaja je 18 ... 28 mm, od 11 do 20% - 7 ... 16 mm, od 21 do 30% - 5 . .. 12 mm, od 31 do 60% - 6 ... 11 mm.

Uz regulisanje površinskog i zemljišnog oticanja, šume imaju važnu ulogu u zaštiti vodnih resursa od fizičkog, hemijskog, biološkog i termičkog zagađenja. Poznato je da proizvodi vodene erozije tla, dolazeći sa otjecanjem u rijeke, jezera, rezervoare i druga vodna tijela, smanjuju čistoću vode, doprinose muljenju i stvaranju sedimenta. Šteta od zamuljavanja plovnih rijeka produktima erozije godišnje iznosi 20 miliona rubalja, a od zamuljavanja ribnjaka i akumulacija - 30 miliona rubalja. Čista voda potrebna ne samo ljudima, već i industrijskim preduzećima. Zagađenje vodenih tijela smanjuje sadržaj kisika u vodi, što vrlo štetno utiče na život vodene faune i flore.

Šumski pokrivač smanjuje eroziju vode tla na minimum. Nakon krčenja šuma, ispiranje tla može dostići 500…600 m 3 /ha. Vodena tijela koja nisu zaštićena šumama brzo postaju plitka kao rezultat mulja i sedimentacije. Sličan proces je tipičan, na primjer, za rezervoare Kuibyshev i Tsimlyansk. Mnoge akumulacije postaju zamuljene za 70% ili više za nekoliko godina.

Površina krčenih vodnih tijela prima višestruko više sunčeve energije u odnosu na pošumljene. S tim u vezi, temperatura vode u njima može biti viša za 7-8°C. Ovo povećanje temperature vode tokom vrućeg vremena negativno utiče na faunu. Poznato je da metabolizam riba zavisi od temperature vode. Povećanje temperature vode za 10°C povećava njihovu potrebu za kiseonikom za 2-3 puta. Postoje slučajevi kada je krčenje šuma uz obale malih rijeka dovelo do uginuća određenih vrsta riba.

Povećanje temperature vode zbog krčenja šuma može imati štetne posljedice na javne i industrijske vodosnabdijevanje zbog promjena u ukusu, mirisu i hemijskim i rashladnim svojstvima. Smatra se da je povećanje temperature vode za više od 3°C iznad povećanja uzrokovano vremenskim prilikama nepovoljno za navedene svrhe.

Zagrijavanje vode u rijekama i drugim akumulacijama moguće je regulisati šumarskim aktivnostima, stvarajući zasjenjene šumske pojaseve. Potoci mogu biti zasjenjeni žbunjem, a rijeke prugama drveća. U tom slučaju, maksimalno povećanje temperature vode neće prelaziti 10°C. Trake hlada mogu se postaviti duž obala rijeka sa nekim pauzama za plaže itd.

Kvalitet slatke vode u velikoj meri zavisi od sadržaja rastvorenih hemikalija u njoj. Šumski zasadi pozitivno utiču na kvalitet vode, smanjujući njenu tvrdoću, povećavajući alkalnost i poboljšavajući organoleptička svojstva.

U vezi sa intenzivnom sječom šuma, širokom upotrebom mineralnih i organskih gnojiva u poljoprivredi, ispuštanjem otpadnih voda u vodna tijela, javlja se problem hemijskog i bakterijskog zagađenja vodnih tijela.

Izvještaj Međunarodne zdravstvene organizacije Ujedinjenih nacija navodi da 85% cjelokupnog čovječanstva konzumira nezdravu vodu. Svake godine oko 500 miliona ljudi oboli od konzumiranja kontaminirane vode za piće. Prema statistikama, u zemljama zapadne Evrope svakog dana u rezervoare uđe 400 litara ili više kućnih i industrijskih otpadnih voda po stanovniku. Rajna je pretvorena u najveću septičku jamu u Evropi. U njega dnevno dospe do 30 hiljada kg fenola samo iz industrijske oblasti Rura. Količina hlorida koju Rajna sa svojim vodama donosi u Holandiju u prosjeku iznosi 225,6 kg/s. Da bi voda Rajne bila pogodna za potrošnju, potrebna su skupa postrojenja za prečišćavanje. Zbog povećanog zagađenja vode kupanje je zabranjeno u gotovo svim većim rijekama zapadne Evrope. Vode akumulacija zagađene organskim materijama odlična su sredina za razvoj protozoa. Postaju izvor opasnih bolesti. Crni truli mulj, koji emituje sumporovodik, prekriva dno rezervoara zagađenih kanalizacijom. Zagađenje voda nanosi ogromnu štetu nacionalnoj privredi i poprima takve razmjere da su potrebna ogromna sredstva za njegovo otklanjanje.

Šuma je jedno od efikasnih sredstava za sprečavanje zagađenja vode. U vodi šumskih akumulacija sadržaj hemikalija je obično nizak (do 0,9 mg/l), a nakon krčenja šuma njihov sadržaj se povećava 50 puta ili više. Sa svakog kvadratnog kilometra šumovitih slivova, do 7 tona rastvorenih hemikalija ulazi u vodna tijela; u nepošumljenim slivovima ova vrijednost se povećava na 17 t/ha. Kao rezultat ovako jakog hemijskog zagađenja, voda postaje neprikladna za kućnu i industrijsku upotrebu, često dolazi do cvjetanja vodenih tijela kao rezultat intenzivne reprodukcije algi itd.

Posebnu pažnju zaslužuje pitanje uticaja šume na bakteriološke pokazatelje vode. Norme za dozvoljeni sadržaj bakterija u vodi predviđaju njihov maksimalni nivo unutar 10.000 kolonija na 100 ml prema ukupnom sadržaju Escherichia coli. U nekim slučajevima, zbog ispuštanja nepročišćenih komunalnih i poljoprivrednih otpadnih voda u vodena tijela, sadržaj bakterija u vodi prelazi dozvoljene granice.

Šume mogu biti efikasno sredstvo za zaštitu slatke vode od bakterijske kontaminacije. Istraživanja su pokazala da su bakteriološki pokazatelji vode koja prolazi kroz šumske plantaže mnogo bolji od vode sa otvorenih površina. Broj bakterija u vodi koja prolazi kroz šumske pojaseve može biti 2-25 puta manji u odnosu na njihov broj u vodi koja prolazi kroz polje.

Različite vrste drveća i grmlja različito utiču na kvalitet vode koja prolazi kroz šumske plantaže. Ako je zamućenost vode koja teče iz područja bez drveća 100%, onda se nakon prolaska kroz plantažu bora smanjuje na 20, brijest - na 17, hrast sa jasenom - na 15%. Ako 1 litar vode koja ulazi u rezervoar sa pašnjaka sadrži 100% E. coli, onda se nakon prolaska kroz plantaže brijesta i bagrema broj ovih bakterija smanjuje za 10, kroz bor - za 18 puta, a kroz hrast sa primjesa pepela - za 23 puta. O oštrom poboljšanju kvaliteta vode koja prolazi kroz šumske nasade upućuju i podaci o kolitiru, koji iznosi 20 za vodu koja je prošla kroz plantažu bora, 15 za vodu koja je prošla kroz mješoviti zasad hrasta, a samo 1,1 za vodu koja dolazi sa pašnjaka. Dakle, šuma utiče kako na poboljšanje kvaliteta vode tako i na kvantitativne komponente vodnog ciklusa (padavine, oticanje, isparavanje) i može se efikasno koristiti u rešavanju problema uređenja i zaštite vodnih resursa, zaštite od erozije, hemijskih i bakterioloških voda. zagađenje itd.

Akumulirano iskustvo u sveobuhvatnom proučavanju vodozaštitne i zaštitne uloge šuma omogućava organizovanje i upravljanje privredom bez štete po vodnim resursima. Na osnovu istraživanja za pojedinačne prirodne zone naše zemlje, razvijene su norme za optimalnu šumovitost sliva, prema kojima se čuvaju i unapređuju vodozaštitna i vodoregulaciona svojstva šume i vodni bilans teritorija.

Norme optimalne pokrivenosti šumama zavise prvenstveno od prirodnih uslova određenog šumskog područja. Ako je u zonama prekomjerne vlage optimalna pokrivenost šumama 60% ili više, onda u aridnim područjima može biti 25% ili mnogo manje. Unutar istog šumskog područja, optimalna šumska pokrivenost slivova može varirati u zavisnosti od vodno-fizičkih svojstava tla.

Na tlima teškog mehaničkog sastava optimalna šumska pokrivenost treba da bude manja nego na lakim zemljištima.

Na tlima različitog mehaničkog sastava (uzimajući u obzir melioraciju šumskih drenaža) optimalna šumska pokrivenost (prema Molčanovu, 1973) je (%):

• Glina, buseno-podzolista - 50
• Ilovasti, buseno-podzolični - 40
• Peščano, buseno-podzolsto - 30
• Tamno siva i siva ilovasta - 25
• Izluženi černozemi - 20
• Pjeskovita tla (apsolutno šumska) - 100
• Humusno-treset-glej na pokrivnoj pjeskovitoj ilovači - 100

U područjima gdje postoji akutna nestašica vode, u cilju povećanja ukupnog oticaja, moguće je smanjiti normu optimalne šumovitosti krčenjem cijele ili dijela šuma i zamjenom zeljastom, žbunastom ili drvenastom vegetacijom. koji troši manje vode.

Slične studije i radovi se široko provode u SAD. Tako se, prema američkim naučnicima, povećanje oticaja u prvoj godini nakon sječe u malim slivovima u zapadnom dijelu Sjeverne Karoline kretalo od 152 do 432 mm. U Zapadnoj Virdžiniji, čista sječa šuma u slivovima i naknadno uništavanje drvenaste vegetacije herbicidima povećalo je otjecanje za 203...406 mm, u New Hampshireu - za 203...356 mm. Veličina povećanja ukupnog otjecanja kao rezultat krčenja šuma u velikoj mjeri ovisi o svojstvima vrsta drveća koje stvaraju šume koje troše vodu. U Wagon Wheel Gap-u, Colorado, čista sječa sastojina jasike rezultirala je godišnjim povećanjem oticaja od 25 mm, a čista sječa sastojina jele i pseudo-kukute u centralnoj Arizoni porasla je za 76 mm. U Arizoni i Kaliforniji, nakon čišćenja šikare i stvaranja travnatog pokrivača, postignuto je povećanje oticaja od 51…356 mm godišnje (u zavisnosti od količine zimskih padavina). U zapadnom Oregonu, čista sječa duglazije je bila praćena povećanjem godišnjeg unosa vode za 460 mm. Dakle, čista sječa malih površina može dati primjetno povećanje ukupnog oticanja. Uzmimo, na primjer, šumsko područje od 1.600 hektara sliva u kojem se uspijeva proizvoditi trupci sa prometom sječe od 80 godina. Čista sječa će se vršiti godišnje na 20 hektara. Ako u prvoj godini porast oticaja iznosi 254 mm, a zatim se u desetogodišnjem ciklusu linearno smanji na nulu, tada će prosječno godišnje povećanje ukupnog oticaja na površini od 1600 ha biti oko 13 mm, što odgovara 208 miliona litara godišnje. Ovo povećanje će zadovoljiti potrebe za vodom za dodatnih 845 ljudi (600 litara po osobi dnevno) ili će navodnjavati dodatnih 137 ha uz ukupnu stopu navodnjavanja od 152 mm.

Obećavajuće je povećanje ukupnog oticaja čistom sječom sa pojasevima uz vodotoke, gdje se očekuje visok nivo potrošnje vode. Seča uz obalu može dati povoljne rezultate u aridnim i polusušnim područjima, gdje rastu razni beskorisni freatofiti. Potrošnja vode kod freatofita je tolika da je njihovo uništavanje jedno od najvažnijih sredstava za povećanje vodosnabdijevanja. Freatofiti apsorbuju 610…1220 mm vode godišnje. Koliko se vode može uštedjeti sječenjem nekih od glavnih potrošača vode - topole, johe, tamariska itd.? Izračunato je da ako se potrošnja vode freatofita u 17 zapadnih američkih država smanji za 25%, tada će količina ušteđene vode biti 7,5 milijardi m 3 .

U dolini Rio Grande implementiran je opsežan američki program kontrole freatofita. U jednom području, izgradnjom kanala za navodnjavanje na području bez freatofita ušteđeno je oko 620 miliona m 3 vode godišnje. U drugom području, sječa freatofitne vegetacije na 2145 ha omogućila je uštedu 17 miliona m 3 vode godišnje.

Istovremeno, povećanje ukupnog oticaja krčenjem šuma na slivovima, duž obala rijeka i vodnih tijela može imati štetne posljedice (pojava poplava, poplava, vodena erozija tla, itd.), stoga , u svim slučajevima, krčenje šuma treba da bude praćeno njihovom zamjenom manje intenzivno trošne zaštitne vegetacije, očuvanjem šumske stelje i tla. Istraživanja u SAD su pokazala da zamjena crnogorične šume listopadnom šumom koja manje troši vodu doprinosi povećanju ukupnog oticaja za 60-100 mm godišnje, dok se vodozaštitna svojstva šume neznatno mijenjaju.

Povećanje ukupnog oticaja uz očuvanje vodozaštitnih svojstava šume može se postići i nečisnim sječama, kao što su selektivna, postepena, kao i proreda u mladim šumama. Kod ovakvih sječa u slivovima, otjecanje vode se povećava proporcionalno količini posječenog drva.

Maksimalno nakupljanje snijega, kasno otapanje i otjecanje snijega može se postići kamenim sječama, gdje se šuma seče na trake kako bi se stvorila hladovina kada sunčevi zraci udare u površinu padine pod uglom što je moguće bliže pravom. Rezanje trake omogućava zid od zrelih stabala za zasjenjenje i minimiziranje reflektovanog zračenja. Širina pruga treba da bude oko polovine visine prosečnog drveta na južnim padinama ispod 20° i od jednog do četiri puta veće visine drveta na severnim padinama veće od 20°. Razmaci između traka trebaju odgovarati broju reznica u zavoju. Upotreba ovog sistema u Sjedinjenim Državama smanjila je zimske gubitke vode kombinacijom presretanja, isparavanja sa površine snježnog pokrivača i transpiracije za 137 mm. Ljetni i jesenji gubici od zahvatanja vlage krošnjom i transpiracijom u prosjeku su iznosili 56, 102, odnosno 117 mm na dubinama tla od 91, 122 i 152 cm, respektivno, oko 254 mm, godišnji porast protoka će biti 85 mm.

U poljoprivrednim površinama bez drveća koje se nalaze u zonama nedovoljne i nestabilne vlage, deficit vode, koji ograničava produktivnost poljoprivrednih kultura, može se u velikoj mjeri nadoknaditi stvaranjem sistema antierozionih, poljozaštitnih i vodoupijajućih šumskih pojaseva. Proračuni pokazuju da je stvaranjem ovakvih sistema šumskih pojaseva za 10 ... 15 godina moguće smanjiti površinsko otjecanje sa oranica za 2 puta, uklanjanje snijega za 3 puta, neproduktivno isparavanje za 15 ... 20%, što će povećati vodosnabdijevanje poljoprivrede za 1,4 ... 1 ,5 puta.

Na osnovu brojnih studija u SSSR-u i stranim zemljama, utvrđeno je da sve šume ne obavljaju vodoregulacione i zaštitne funkcije u istoj mjeri. Na primjer, šume na slivovima imaju dominantnu ulogu regulacije vode, dok šume duž obala rijeka i drugih vodnih tijela imaju zaštitnu ulogu i ulogu upijanja vode. To se kod nas i nekih drugih zemalja uzima u obzir prilikom podjele šuma na grupe prema funkcionalnoj namjeni. Za svaku grupu šuma razvijaju se određeni sistemi ekonomskih mjera, čiji je cilj poboljšanje posebnih funkcija šuma.

U SSSR-u su vodozaštitne šume, zajedno s drugim šumama od zaštitnog značaja, svrstane u I grupu. Na osnovu posebnih studija za mnoge regione zemlje razvijeni su standardi za raspodelu vodozaštitnih šuma duž obala reka, jezera, akumulacija, mineralnih izvora itd. Kao zaštitne šume uz reke, šume na niskim vodama treba identifikovati obale, poplavne ravnice i padine primarnih obala riječne doline, vodoupijajuća traka za zaštitu grebena temeljne stijene riječne doline, koja se nalazi na području okosnice (50…200 m, ovisno o mehaničkom sastavu tla, nagibu područja okosnice i vrsti drveća).

Uz rijeke se razlikuju tri kategorije šuma: zabranjeni pojasevi; obalni zaštitni pojasevi u okviru zabranjenih pojaseva i pojasevi uz mrijestene rijeke.

Prema Institutu "Soyuzgiproleskhoz", glavne karakteristike šumarstva u šumama ograničenih područja duž rijeka, jezera i drugih vodnih tijela su:

• u maksimalnom povećanju šumovitog područja u zabranjenim pojasevima i ujednačenoj distribuciji šuma duž slivnog područja riječnog sliva sa optimalnom šumovitom pokrivenošću;
• u upotrebi ujednačenih, grupno-selektivnih, postepenih i čistih uskih sječa u slučajevima kada selektivna ili postupna sječa nije opravdana sa šumskouzgojnog gledišta;
• u proizvodnji useva onih vrsta drveća i grmlja koje po svojim zaštitnim svojstvima najbolje odgovaraju uslovima lokacije;
• u uzgoju ovakvih šumskih plantaža, koje, uzimajući u obzir vrijednost očuvanja vode, obezbjeđuju najveću produktivnost zasada i svode period pošumljavanja na minimum.

Seča pošumljavanja u šumama ograničenih područja uz rijeke, jezera i druga vodna tijela treba da ima za cilj poboljšanje zaštite voda, zaštite tla, klimatoloških, sanitarno-higijenskih i drugih funkcija. Istovremeno, moraju osigurati pravovremenu upotrebu drveta bez gubljenja njegovih tehničkih kvaliteta, poboljšanje starosne strukture i povećanje kvalitete i vrstnog sastava nasada. Način sječe u šumama ograničenih područja zavisi od namjene, sastava i produktivnosti, starosne strukture i gustine zasada. Uzimajući u obzir kompleks faktora, odabire se takav način sječe koji doprinosi najboljem obavljanju vodoregulacijskih, zemljišno-zaštitnih i drugih funkcija nasada. Način sječe treba osigurati pošumljavanje i formiranje zasada željenog sastava vrsta i visoke produktivnosti.

Na šumskouzgojne aktivnosti, metode i tehnologiju sječe postavljaju se sljedeći zahtjevi:

1. Kontinuirano očuvanje šumske sredine, u kojoj sve komponente šumske biogeocenoze zajedno obavljaju zaštitne funkcije. To se postiže laganim do umjerenim prorjeđivanjem krošnje drveća selektivnim ili postupnim sječama srednjeg intenziteta.

2. Neposredno pošumljavanje posječenih površina poželjnim vrstama kroz očuvanje šikare, brzu naknadnu regeneraciju ili uspostavljanje šumskih plantaža. U ovim uslovima, postepene reznice su najefikasnije, koje omogućavaju ne samo očuvanje, već i dobijanje podrasta glavne vrste. Otprilike isti cilj postiže se uskim čistim posjecima.

3. Poboljšanje sanitarnog stanja i kvaliteta sastojine uklanjanjem, prije svega, oboljelih, oštećenih stabala, kao i stabala smanjenog rasta i svih ili dijela stabala sekundarnih vrsta.

4. Postizanje maksimalnog rasta drveta na najboljim stablima. Postepena i selektivna sječa aktivira fiziološke procese (fotosintezu, transpiraciju itd.) preostalih stabala i povećava produktivnost šume i njena zaštitna svojstva.

Kao rezultat kompleksa šumarskih mjera, treba postići ujednačenu distribuciju šuma na cijelom slivu sa optimalnom šumovitošću.

Seča održavanja drveta u ograničenim područjima uz rijeke, jezera i druga vodna tijela trebala bi osigurati poboljšanje sastava vrsta nasada, povećanje kvalitete i stabilnosti zasada, smanjenje vremena uzgoja zrelog drveta i povećanje količina drva koja se koristi po jedinici površine. Pošumljavanje u zabranjenim područjima uz obale rijeka i oko akumulacija treba da osigura pošumljavanje svih nepošumljenih područja u kratkom vremenu (5...10 godina).

Za uspješan razvoj zasada u prirečnom dijelu plavnog područja na kanalskim pijescima, šumsko-vegetacijska svojstva kanalskih pijeska, visina iznad niske vode, debljina aluvijalnih naslaga, tok opadanja otopljenih voda, Dubina podzemnih voda, vlažnost pijeska tokom vegetacije i vremenski uslovi vegetacije su od velikog značaja. Da bi se zasadi sačuvali od negativnog uticaja poplava, leda i drugih faktora, ne treba ih dovoditi na liniju niske vode. Praksa je pokazala da je donja granica za stvaranje usjeva 100 cm iznad prosječnog niskog vodostaja u rijeci. U područjima ispod ove oznake potrebno je stvoriti aerohidrofitni pojas od poluvodenih biljaka - trske, trske itd.

Na površinama predviđenim za pošumljavanje zasadi mogu biti kontinuirani i klackasti. U zasadima kamenjara, sadne trake se izmjenjuju sa prugama golog pijeska. Čvrsta sadnja najpouzdanije osigurava sedimente. Međutim, kako su zapažanja pokazala, zasadi kamenjara smanjuju troškove pošumljavanja i doprinose prirodnom pošumljavanju pijeska (zarastanje samosjetnih međufaznih traka).

U cilju povećanja produktivnosti šuma ograničenih područja, preporučuje se sijanje vučije pod krošnjom šume i pri stvaranju šumskih kultura. Međutim, vučicu ne treba sijati na veoma suvim dubokim rastresitim peskovima i na vlažnim i vlažnim zemljištima.

Rekonstrukcija zasada je potpuna ili djelomična zamjena zasada koji ne mogu na zadovoljavajući način obavljati ulogu zaštite voda i vodoregulacije ili neefikasno koriste šumsko zemljište. Kao rezultat rekonstrukcije, moguće je uzgajati plantaže složenog oblika i mješovitog sastava koje se odlikuju dobrim vodozaštitnim svojstvima. Rekonstrukcija se vrši na sljedećim zasadima: mlade sastojine u kojima dominiraju niskovrijedne vrste drveća; mladi prirast male težine prirodnog i umjetnog porijekla; zasadi starije dobi gustine 0,4 i manje, kao i zasadi koji su u nezadovoljavajućem sanitarnom stanju i slabo obavljaju vodozaštitnu i zaštitnu ulogu.

U zavisnosti od zona rasta šuma i stanišnih uslova, rekonstrukcija zasada se vrši djelomičnom zamjenom niskovrijednih vrsta u mladim sastojinama sa neznatnim primjesom glavnih vrsta, zamjenom niskovrijednih mladih sastojina koje nemaju glavnu vrsta drveća u svom sastavu, kao i potpuno nezadovoljavajuće po svom stanju i vodozaštitnoj i zaštitnoj ulozi.

U vodozaštitnim šumama šumarski radnici su dužni stalno pratiti pojavu požara, izbijanja štetočina – šumskih insekata i gljivičnih bolesti, jer ti faktori dovode do uništavanja nasada i pogoršanja njihovih vodoregulacijskih i zaštitnih svojstava.

Sekundarne namjene šume mogu snažno uticati na njeno stanje, odnosno na sve oblike njene zaštite i usluge zaštite voda. Od svih sekundarnih namjena šume, ispaša ima najštetniji učinak na nju. Nereguliranom intenzivnom ispašom podrast potpuno nestaje, narušava se koherentnost legla i struktura tla. To dovodi do naglog smanjenja sposobnosti šume da zadržava i taloži aluvij (prvenstveno grubog mehaničkog sastava), smanjuje otpornost tla na eroziju, smanjuje njegova svojstva upijanja vode i povećava uklanjanje produkata erozije u rijeke.

Organizacija sekundarnog korištenja u šumi mora biti u skladu sa važećim uputama. Međutim, poplavne ravnice blizu rijeka i strme padine ne bi trebale biti područja za ispašu. Na nagnutim padinama, ispaša se može dozvoliti u vrlo ograničenom obimu. Kada se u vrijeme topljenja snijega i obilnih kiša pojave znaci primjetnog poremećaja stelje, zbijanja tla i stvaranja vodenih tokova duž padine, ispašu stoke treba odmah zabraniti.

U šumama koje imaju vodozaštitnu ulogu ne bi trebalo dozvoliti sakupljanje šumske stelje i čupanje panjeva. Svaki razvoj podzemlja na teritoriji vodozaštitnih šuma treba vršiti uzimajući u obzir karakteristike reljefa kako ne bi došlo do procesa erozije. Na kraju izgradnje, deponije i druga izložena područja treba pošumiti.

Šume u slivovima rijeka, jezera i akumulacija imaju pretežno vodenu ulogu i klasificirane su kao zaštitne i operativne. U takvim šumama, prema V. T. Nikolaenko i dr. (1973), šumsko-uzgojne mjere trebale bi očuvati i unaprijediti zaštitne, vodozaštitne i vodoregulacijske funkcije plantaža, spriječiti nastanak procesa erozije, poboljšati stanišne uslove za prirodnu obnovu. ekonomskih vrsta, povećanje produktivnosti i poboljšanje opšteg stanja šuma.

Metode sječe i tehnologija sječe utvrđuju se u zavisnosti od bioloških karakteristika vrsta drveća, tipova šuma, strmine i izloženosti padina, uslova pošumljavanja, stabilnosti tla protiv erozije, prisutnosti i stanja podrasta glavne vrste. Oni treba da obezbede očuvanje maksimalne količine održivog podrasta glavnih vrsta i da doprinesu uspešnoj obnovi šuma na proplancima u najkraćem mogućem roku sa ekonomski vrednim vrstama.

U zavisnosti od sastava nasada, bioloških karakteristika vrsta drveća, strmine i izloženosti padina, kao i od uslova rasta i prirode pošumljavanja u zaštitnim i operativnim šumama, kontinuirano dobrovoljno-selektivno, postepeno i grupno-selektivno seča se vrši. Proreda u ovim šumama ima za cilj poboljšanje sastava vrsta, sanitarno stanje, a posebno održavanje i jačanje zaštitne i vodozaštitne uloge. Nadmorska visina, strmina i izloženost padina, debljina i eroziona otpornost tla, kao i stanje nasada određuju prirodu i intenzitet prorjeđivanja.

Pošumljavanje u zaštitnim i operativnim šumama je uglavnom prirodno, stoga tokom procesa sječe treba sačuvati maksimalnu količinu održivog podrasta i drugog sloja glavne vrste. Nakon završene sječe seče se jako oštećeni podrast i podmladak hrasta, jasena i drugih lišćara.

Uz postepenu i grupnu selektivnu sječu, svaka naredna sječa se može izvesti samo ako na sječištu postoji dovoljno održivog podrasta glavne vrste za obnovu šume. Neguje se podrast četinarskih i lišćarskih vrsta koje zaostaju na sječi, što se sastoji u oslobađanju od ostataka sječe i ugnjetavanja podrastom i pokrivačem. Ako nema podrasta, poduzimaju se mjere za promicanje prirodne regeneracije ili stvaranje šumskih plantaža.

Sekundarna upotreba u zaštitnim i eksploatacionim šumama je ispaša. Na parcelama koje ulaze u sječu zabranjena je ispaša 10 godina prije sječe. Takođe nije dozvoljena ispaša stoke u mladim šumama 1. dobnog razreda, u posebno zaštićenim područjima šuma i na područjima na kojima su preduzete mjere za podsticanje prirodnog obnavljanja.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

Četinarske i listopadne šume su dva od tri glavna tipa šuma. Život u ovim šumama se razvija na različite načine, što se objašnjava razlikom u , što pokazuju primjeri na ovoj stranici.

čovek i šuma

Uticaj ljudskih aktivnosti na šume širom svijeta je ogroman. Šume su važan dio privrede mnogih zemalja - proizvođača drveta, papira, građevinskog materijala i namještaja. Ljudska intervencija u šumama im prijeti smrću. Posebno ozbiljni problemi nastaju kada se na mjestu posječenih šuma zasade plantaže drugih brzorastućih stabala: one narušavaju stanište, raseljavaju njegove stanovnike i dramatično mijenjaju krajolik. Plantaže su važan izvor drveta, ali mogu oštetiti šumske ekosisteme. Od ogromnih listopadnih šuma antike, do danas je preživjelo vrlo malo. To se objašnjava širenjem poljoprivrede i brzim rastom gradova. Destruktivna ljudska aktivnost, npr. kisela kiša, prijeti posljednjim ostacima šuma. Moramo zapamtiti ovu opasnost i poduzeti sve mjere da zaštitimo šume.

Četinari su dobili ime po zelenim iglicama koje prekrivaju njihove grane. U hladnim i oštrim klimatskim zonama, gdje je ljeto kratko i ima malo padavina, na primjer, u Sjevernoj Americi, u sjevernoj Evropi i Aziji, postoje ogromne šume smrče, kedra, bora, jele i ariša. Na jugu, crnogorično drveće raste pomiješano sa listopadnim drvećem u tzv. mješovitim šumama. Četinari su prekriveni iglicama umjesto lišćem. Površina iglica je manja od listova i manje isparava vlagu. Gotovo svi četinari su zimzeleni i zahvaljujući iglicama mogu proizvoditi hranu tijekom cijele godine. Četinari ne mogu poslužiti kao izvor hrane za životinje: njihove iglice su vrlo tvrde, a obično ima malo grana na deblu. Samo nekoliko biljnih vrsta može rasti na tlu u crnogoričnim šumama. To je zbog nedostatka solarne energije. Stoga je životinjski svijet u takvim šumama siromašan. Tamo je previše hladno, a većina bakterija i glista ne može živjeti i napredovati. Tlo ostaje nerastreseno, a stvara se vrlo malo humusa, pa je to razlog niske efikasnosti azotnih ciklusa mineralnih materija. Neke životinje su se prilagodile trajnom životu u šumi (vidi također članak ""). Dakle, los luta u zdjeli u potrazi za hranom, a medvjedi i veverice hiberniraju za zimu i žive od zaliha masti nakupljene ljeti i jeseni. Toplo kratko ljeto budi sva živa bića na aktivnost. Insekti se brzo razmnožavaju i služe kao hrana za ptice koje su se vratile na sjever da se razmnožavaju. Četinari pod obilnom sunčevom svjetlošću brzo rastu.

Četinari i njihove iglice

Gledajući oblik iglica, lako možete odrediti kojoj vrsti drveća pripadaju. Evo glavnih vrsta četinara:

1. Ariš. Snopovi za 12-20 kratkih igala. U jesen otpadaju.

2. Fir. Pojedinačne igle sa tupim vrhovima.

3. Cedar i kleka. Mali ravni ljuskavi listovi.

4. Pine. Dvije ili tri igle povezane u bazi.

5. Spruce. Oštre, tvrde tetraedarske igle.

6. Tisza. Plosnate kožne igle.

Na listopadnim stablima lišće cvjeta svake godine. Većina ovih stabala cvjeta u proljeće ili rano ljeto. Listopadne šume se nalaze na mjestima gdje je klima relativno blaga i ima dosta padavina. Pokrivaju većinu teritorija Evrope, Japana, istočne Azije i istočnih država Sjedinjenih Država. Postoji mnogo vrsta kao što su hrast, breza, javor i jasen. Listopadno drveće je prekriveno velikim, širokim listovima. Oni aktivno provode proces fotosinteze nekoliko mjeseci. U kasnu jesen listovi odumiru i lete okolo pod uticajem jakih vetrova i hladnoće. Svako drvo je izvor hrane za mnoge vrste živih bića. Na plodnim tlima, s obiljem sunčeve svjetlosti, razne biljke bujno cvjetaju. Oni pružaju hranu za mnoge životinjske vrste. Godišnji opadanje lišća i aktivnost nekrofaga doprinose formiranju tla bogatog humusom, nitratima i mineralima. Zimi životinje u listopadnim šumama vode aktivniji način života nego u crnogoričnim šumama. Ali život listopadnih šuma posebno je bogat u proljeće i ljeto: ima u izobilju biljaka, insekata, ptica i sisara. U južnoj Evropi, jugozapadu Sjedinjenih Država, Australiji, Novom Zelandu i sjevernoj Južnoj Americi, mnoga listopadna stabla su se prilagodila vrlo toplim i sušnim ljetima. Imaju neke zajedničke karakteristike sa četinarima. I sami su postali zimzeleni, a listovi su im manji i deblji, što im omogućava da bolje zadržavaju vlagu.

Kako izmjeriti visinu drveta

Pričvrstite traku papira na deblo drveta u visini svoje visine i izmjerite je 1 (u cm). Odmaknite se od drveta, držeći ravnalo na dužini ruke dok se gornja ivica trake ne poravna sa oznakom od 3 cm na lenjiru. Označite koja oznaka na ravnalu će odgovarati vrhu drveta, podijelite ovaj broj sa 3 i pomnožite sa svojom visinom (na primjer, 21 cm: 3 x 150 cm daje 1050 cm, ili 10,5 m).

Šumska tundra i crnogorične šume

Između zona tundre i crnogoričnih šuma nalazi se prijelaz - šumska tundra. Ovo je uski pojas u kojem distribucija vegetacije najviše zavisi od lokalnih uslova.

Na južnoj granici zone tundre, na mjestima zaštićenim od vjetra i zagrijanim, pojavljuju se najprije grmovi ili patuljasti oblici drveća, a zatim na jugu, s porastom ljetnih temperatura i dužinom vegetacije, drveće, uglavnom četinari. , također se pojavljuju. U staništima nepovoljnim za drvenastu vegetaciju česte su zajednice tundre južnih varijanti: na primjer, grmlje.

Južnije počinje zona crnogoričnih šuma, koja se često naziva tajgom. U početku je ovo ime pripadalo samo šumama, ali je potom prešlo u crnogorične šume u drugim regijama umjerenog pojasa sjeverne hemisfere. Južna granica tajge u Evroaziji ide od 60-61°N. sh. na Skandinavskom poluostrvu do ušća reke. Narva, zatim r. Oka, južnije od izvora rijeke. Kamy, kroz planine Urala; u Zapadnom Sibiru, nalazi se otprilike na 54. paraleli, a zatim prolazi kroz jug Centralnog Sibira do pacifičke obale, duž juga Sikhote-Alina i oko. Hokkaido. U Sjevernoj Americi se proteže od oko. Vancouver kroz Kordiljeru do vrha rijeke. Mackenzie, jezero Winnipeg, sjeverno od Velikih jezera, do ušća rijeke. St. Lawrence. Uslovi postojanja organski svijet biocenoze su takođe raznolike u ovoj zoni.

Unutar teritorije zone, prosječne temperature najtoplijeg mjeseca su 10-19°C, najhladnije mogu biti i relativno visoke, čak pozitivne (do 3°C), i vrlo niske (do -40°C) . Vegetacija je prilično kratka, a sa temperaturama iznad 10°C traje od jednog do četiri mjeseca. Snježni pokrivač se zadržava tokom cijele zime. Padavine premašuju isparavanje, tako da postoji višak vlage. Permafrost je prilično rasprostranjen u zoni, što doprinosi zalivanju vode. gornjih slojeva tlo. Sa prekomjernom vlagom, biljke su u uvjetima fiziološke suhoće zbog niskih temperatura i kisele reakcije vode u zemljištu.

Vegetacija i tla

Postoje neke vrste drveća koje stvaraju šume zajednička svojstva: imaju iglice, po pravilu, ne padaju za zimu, većina ih ima površinski korijenski sistem. Međutim, uz različite reljefne strukture i na različitim tlima, uslovi za formiranje tla i naseljavanje biljaka nisu isti. Otuda - ogromna raznolikost šumskih zajednica unutar zone.

U evropskoj tajgi prevladavaju šume smrče i bora na glacijalnim i vodeno-glacijalnim naslagama. Šume smrče raznih tipova, pretežno sa evropskom smrekom u gornjem sloju, rastu uglavnom na glinovitim i ilovastim tlima pod normalnim uslovima vlaženja. Ove šume su tamne biljke tolerantne na sjenu s dominantnom vegetativnom reprodukcijom koje žive pod krošnjama, mnoge zimzelene ili zimzelene vrste, bez efemera. U podrastu su česte kleka, vrba, ribizla, planinski jasen, u travnatom pokrivaču - kiseljak, zimzelen, dvolisni mahnik, septenar, paprat, grmlje: borovnice, brusnice. Zelenih mahovina ima mnogo, a u močvarama dominira sfagnum. Borove šume rastu na pjeskovitim tlima. Borovi mogu rasti čak i na stijenama, fiksirajući se u pukotinama stijena i na močvarama. Bijeli bor, sa svojim snažnim korijenskim sistemom, može živjeti tamo gdje druge vrste umiru, ista smreka, koja ima površinski korijenski sistem. Ali sadnice bora ne podnose sjenčanje, pa ih lako istiskuju druga stabla. U svijetlim četinarskim borovim šumama prevladava mahovino-lišajevski pokrivač, a česti su grmovi, kserofiti (na primjer, mačja šapa, mladi) i psamofiti - pješčani kim itd. Na močvarnim tlima, pokrivač drveća je potlačen, ali ipak opstaje. U europskoj tajgi postoji primjesa stabala sitnog lišća, a na mjestu krčenja i požarišta rastu sekundarne šume johe, breze i jasike.

U zapadnom Sibiru, slabo dreniranim nizijskim ravnicama dominiraju tamne šume smrče i jele. Ovdje dominiraju sibirska smreka i jela sa prilično velikom primjesom kedrovine. Centralni Sibir gotovo u potpunosti okupiran svjetlosnim šumama ariša otpornim na hladnoću, koji su izgubili meke iglice za zimu. Ariš raste bolje od drugih vrsta u uslovima permafrosta i oštro kontinentalna klima. Preovlađuju dvije vrste ariša: sibirski i dahurski. Na Dalekom istoku, planinska tajga je rasprostranjena uglavnom s dominacijom ajanske smreke i bijele jele. Još je više šikara kedra vilenjaka - puzavog oblika posebne vrste iz porodice borova. Prekrivaju padine planina i brda neprekidnim tepihom.

U Sjevernoj Americi, zona tajge također se proteže od okeana do okeana. Ona severna granica dostiže 48. paralelu na istoku kopna, a južni se spušta mnogo južnije nego bilo gdje drugdje u Evroaziji. Sastav vrsta američke tajge mnogo je raznolikiji od euroazijske.

Onim rodovima koji su uobičajeni u Evroaziji dodaju se više topline kukute, pseudo-kutule, tuje, sekvoje. Neki od njih nalaze se u istočnoj Aziji i na Himalajima, što ukazuje na njihovu nekadašnju florističku vezu sa sjevernoameričkim regijama. Smreke, borovi, jele, arišovi su u pravilu zastupljeni svojim posebnim vrstama. U ovoj tajgi ima mnogo stabala sitnog lišća, koja takođe pripadaju endemskim vrstama.

Kordiljere služe kao značajna prepreka širenju biljaka i životinja. Iako zona četinarskih šuma u planinama nije prekinuta i predstavlja planinsku tajgu sa uslovima karakterističnim za cijelu zonu, šume pacifičke obale oštro se razlikuju od istočne, takozvane kanadske tajge. Tu utiču kako razjedinjenost regiona u poslednjim fazama razvoja organskog sveta nakon formiranja planinske barijere, tako i razlike u savremenim uslovima za postojanje života.

Kanadska tajga je vrlo slična sjevernim šumama Evroazije.

Ovdje dominiraju kanadska smreka (bijela) i crni, američki ariš, blizak dahurskom arišu. Od vrsta sitnog lišća česte su breza od papira i američka jasika. Kao što se može vidjeti, vrste drveća koje stvaraju šume su iste kao u Evroaziji, ali su zastupljene endemskim vrstama. Balsamova jela, kanadska kukuta (istočna kukuta), istočna tuja rastu iz tipično američkih stabala. Na pjeskovitim tlima u borovim šumama dominira bor Banks. U sloju žbunja i travnatom pokrivaču postoji vrlo snažna sličnost sa šumama Evroazije.

Pacifičke crnogorične šume ograničene su na zapadno podnožje Kordiljera i uobičajene su u donjem sloju planina. Veoma se razlikuju od kanadske i evroazijske tajge. U sjevernom dijelu ove šume imaju neke sličnosti sa šumskom vegetacijom istočne Azije.

Ovdje dominiraju šume ariša sa aljaškim arišom blizu dahurija. Južno, u uslovima veoma vlažna klima sa blagim zimama i prohladnim ljetima, česte su osebujne „kišne“ šume, originalne i po strukturi i po sastavu vrsta. Unatoč obilnoj vlazi, ovdje gotovo da i nema stajaće vode, jer je reljef raščlanjen. U šumama dominiraju krupni četinari: sitka omorika, douglas (douglas "jela", ili pseudo-kukuta), zapadna kukuta (hemlock), džinovska tuja (preklopljena, crveni "kedar"). Često im se pridružuju balzamova jela, crvena smreka, žuti i murej bor i neke širokolisne vrste: javor, lipa, brijest. Šume su višeslojne, obično polidominantne, sa gustim grmljem i travnatim pokrivačem. Otpala debla i grane drveća često čine neku vrstu poda dva do tri metra iznad zemlje. Sa drveća vise mahovine i lišajevi, a izgledom ove šume ponekad podsjećaju na vlažne tropske šume, posebno na njihovu planinsku verziju. Stabla gornjeg sloja su dugovječna i mogu doseći gigantske veličine: visina douglasa je do 75 m (neki primjerci su i do 100 m), presavijena tuja je do 60 m, promjer kukute deblo je do 6 m. Cijeli gornji sloj je u pravilu visine 50-70 m. U drugom sloju ima više niskih četinarskih i listopadnih vrsta. Na jugu ove šume dosežu 40-50 ° N. sh. Prema termičkom režimu, ovdje su trebale rasti širokolisne vrste, ali u uvjetima velikih padavina u gornjem sloju dominiraju četinari, a u donjem sloju širokolisne vrste. Već navedenim vrstama pridružuju se bijela jela, šećerni bor, kedar od tamjana, na samom jugu - zimzelena sekvoja. U planinama Sijera Nevade, na nadmorskoj visini od 1500 m, sačuvani su šumarci divovskog sekvojadendrona (mamutovo drvo, wellingtonia), koji, kao i sekvoja, pripada drevnoj porodici Taxodiaceae. Ova stabla žive do 1500 (možda i više) godina i dostižu visinu do 100 m i prečnik debla do 15-18 m. Šumovi stabala mamuta se sada pažljivo čuvaju, svako drvo se evidentira i prati.

Flora američkih četinarskih šuma je vrlo endemična. Samo njima je svojstveno 50 vrsta smreke, 30 od 40 - jele, 80 od 100 - bora. Šume zapadne obale su što bogatije endemskim i reliktnim vrstama.

Pod četinarskim šumama obaju kontinenata najčešće se formiraju podzoli.

Odlikuju se prisustvom horizonta ispiranja sa površine ili na vrlo maloj dubini, bijele boje koji se sastoji od fino dispergovanog silicijum dioksida. Ulivni horizont je guste pločast, crveno-smeđe boje, obogaćen oksidima željeza. Takva tla se formiraju na krupnozrnim korama trošenja kristalnih stijena, na morenskim ilovačama, fluvioglacijalnim pijescima, sa rijetkim travnatim pokrivačem pod crnogoričnom stenom. Kada se leglo četinara raspadne, nastaju kiseline, a reakcija otopine tla u podzolskim tlima je kisela. Mobilne fulvokiseline doprinose ispiranju tvari iz gornjih horizonata u donje, gdje prelaze u stacionarno stanje. Humus se ne akumulira. Samo u prisustvu lisne stelje nižih slojeva i podrasta, razvoja travnatog pokrivača u nekim vrstama crnogoričnih šuma, formiraju se buseno-podzolska tla sa manje ili više moćnim humusnim horizontom. Pod šumama pacifičke obale, zbog listopadne stelje nižih slojeva, mogu se formirati i smeđa šumska tla s tamno obojenim, relativno snažnim humusnim horizontom.

Značajne prostore u zoni četinarskih šuma zauzimaju močvare i močvare. Ovdje su sve vrste uobičajene. Razvoj sfagnumskih močvara posebno je karakterističan za tamnu četinarsku tajgu. Sphagnum mahovine naseljavaju se u pokrivaču tla. Formiraju guste grozdove. Mahovine imaju higroskopna svojstva, akumuliraju vlagu, a na mjestima njihovog rasta formiraju se uzdignute močvare sa tresetinama.

Životinjski svijet

Fauna četinarskih šuma prilično je homogena u cijeloj zoni. Većina životinja ima debelo krzno, jer im je zimi potrebna zaštita od hladnoće. Klasifikovane su kao životinje koje nose krzno. Mnogi spremaju hranu ili hiberniraju za zimu. Glodari i ptice se takođe hrane sjemenkama četinara. Njihov broj zavisi od prinosa ovih sjemenki, jer zimi i u rano proleće ovo je praktično jedina vrsta hrane. To su veverice, šumske voluharice i miševi, zečevi, od ptica - oraščići, šuri, krstokljuni. Fluktuacija njihovog broja povlači za sobom promjenu broja mesoždera koji se njima hrane: kuna, samulja, risa. U tajgi žive veliki kopitari - losovi, ljeti ovdje dolaze jeleni iz južnijih, a zimi - iz sjevernih zona. Postoje grabežljivci: vukovi, lisice, risovi, vukodlake, kune, medvjedi. Dabrovi žive u barama. Sve ove životinje nalaze se u crnogoričnim šumama obaju kontinenata, ali su zastupljene različitim vrstama, podvrstama ili varijetetima, koje se obično malo razlikuju jedna od druge po načinu života i izgledu. Na svakom kontinentu ima endema. Šume Sjeverne Amerike, posebno Pacifika, najbogatije su njima. U potporodici jazavaca, tvor je endemičan, od glodara - mošusnog ili mošusnog štakora. Drvo dikobraza - iglana vuna (porkupin) u Evroaziji živi u suptropima, au Sjevernoj Americi - u tajgi. U rezervatima Sjeverne Amerike, au Euroaziji očuvani su bizoni, koji su u umjetnim uvjetima jedva spašeni od potpunog izumiranja ponovnim ukrštanjem pojedinačnih preživjelih primjeraka sa američkim bizonom i daljnjom selekcijom prema osobinama naslijeđenim od bizona.

Biološka produktivnost četinarskih šuma je veća od one tundre i šumatundre, ali značajno varira unutar zone. Najproduktivnije biocenoze nalaze se u južnom dijelu pacifičkih šuma Sjeverne Amerike. Prema ovom pokazatelju, nisu inferiorni u odnosu na širokolisne šume. I dalekoistočna i zapadnoevropska tajga su produktivne na južnim periferijama zone - do 100 c/ha. Ali na većem dijelu teritorije četinarskih šuma, biološka produktivnost se kreće od 40 do 80 q/ha.

Čovjek je značajno izmijenio četinarske šume obaju kontinenata. Odavno su posječeni, stradali od požara. I iz prirodnih razloga, a krivnjom ljudi, stotine i hiljade hektara šuma izgori svake godine. Tome doprinosi suho ljetno vrijeme, koje često traje dugo u kontinentalnoj klimi. Obnova biocenoza tajge ide sporo. Prvo, šume breze, šume jasike i johe rastu na čistinama i opožarenim područjima. Pod njihovim krošnjama je dosta dobro, iako se smrekova šuma polako obnavlja, a svjetloljubivi bor se mora uzgajati umjetno, vodeći računa o zasadima. Kultura šumarstva, uključujući pošumljavanje, je visoka u Kanadi, Švedskoj i Finskoj. U našoj zemlji šumarstvo nije sasvim racionalno. Često grane i neupotrebljiva debla ostaju na iskrčenim površinama, što otežava pošumljavanje i zaštitu od šumskih požara. Smanjenje površine crnogoričnih šuma dovodi do nestanka mnogih korisnih biljaka i životinja i nanosi nepopravljivu štetu cjelokupnom prirodnom kompleksu ovih teritorija. Međutim, postoje i nove šumske površine koje je stvorio čovjek. Uzgoj šuma ima različite ciljeve, a glavni je proizvodnja drvne građe. Ponekad se sade borove šume da bi se popravio pijesak. Zbog toga je bilo velikih površina borovih šuma u Landesu na Biskajskoj obali Francuske, gdje je trebalo zaustaviti pokretni pijesak dina. Istog su porijekla i veličanstvene borove šume na dinama Kuronskog ranja i na obali Riškog zaljeva.

Značaj vlage za rast šuma. Voda igra važnu ulogu u životu drveća i grmlja, otapa minerale tla, učestvuje u fotosintezi, transpiraciji, sastavni dioćelije. Većinu vlage biljke upijaju iz tla. Zajedno sa vodom, biljke troše mineralne hranljive materije neophodne za život šume.

Dajući vlagu kroz površinu lista, drveće reguliše svoj temperaturni režim. Voda je dio ćelija i tkiva životinja i biljaka, tla, atmosfere, ovisno o svom stanju i koncentraciji, mijenja temperaturu zraka i tla, čini hranjive tvari dostupnim biljkama, slabi sunčevo zračenje, pospješuje ili usporava rast i razvoj šuma.

U prirodi voda postoji u čvrstom, tekućem i gasovitom stanju. U ukupnom obimu svjetskih rezervi vode, voda u čvrstom stanju u obliku leda čini 1,65%. Količina slatke vode sadržana u rijekama, jezerima i zemljištu jednaka je 0,635% zapremine zemaljskih rezervi vode. Atmosferska voda je 0,001%, a svjetski okeani čine 93,96% ukupnih rezervi vlage. Ovi pokazatelji ukupne količine svjetskih rezervi vode su indikativni.

Čvrsta, tečna i gasovita vlaga varira kvantitativno u zavisnosti od intenziteta sunčevog zračenja i drugih faktora. Voda u tekućem stanju, apsorbirajući sunčevu energiju, pretvara se u atmosfersku vodenu paru, čija koncentracija u njoj određuje vlažnost zraka. Količina vlage u vazduhu zavisi od njegove temperature, kretanja, terena, kao i od godišnjeg doba i geografskog položaja. Visoke temperature, koje same po sebi mogu biti štetne za biljke, u kombinaciji sa dovoljnom vlažnošću vazduha i tla, pružaju im povoljne uslove za rast.

Vodena para, krećući se u atmosferi, pada u uslove nižih temperatura, kondenzuje se, oslobađa mnogo toplote i ispada u obliku padavina, od kojih neke obnavljaju zalihe vode na kopnu. Padavine koje padaju prodiru u zemlju ili teku s površine tla i ulaze u okean kroz rijeke.

Izvori vlage, njihov uticaj na šumu. Glavni izvori vlage u šumi su snijeg i kiša. Većina padavina u obliku kiše i otopljenog snijega otiče se površinskim otjecanjem u rijeke, jezera, mora, djelimično se zadržava na površini tla i vegetacije, a zatim isparava u atmosferu. Ako je količina padavina značajna, tada se dio troši na vlaženje tla i potrošnju korijena biljaka.

U različitim geografskim područjima zemlje količina padavina nije ista. Dakle, u aralno-kaspijskim stepama padaju samo 100 mm, u sjeveroistočnim regijama - do 300 mm, u središnjim - 500--600 mm, u stepi - 300--400 mm, u Sibiru je malo padavine: u srednjem delu 300 -400 mm, istočnom - 270 mm, Amurska oblast. 440 mm, na Sahalinu 540 mm. Najveća količina padavina pada na istočnoj obali Crnog mora u regionu Sočija i Batumija - 2000-2500 mm, na obali Ohotskog mora i na jugu Kamčatke - 800-1000 mm. Većina padavina pada u ljeto.

Vlaga koju apsorbira korijenje biljaka koristi se za fotosintezu i transpiraciju. Atmosferske padavine, koje prodiru duboko u vodootporni sloj, formiraju horizont podzemnih voda i odvode se u rijeke kao podzemni oticaj. Zimske padavine su od velikog šumarskog značaja. Snijeg je izvor vode za biljke. Snježni pokrivač štiti mlade biljke od niskih temperatura i mehaničkih oštećenja, a tlo od smrzavanja i na taj način osigurava prodiranje otopljene vode u tlo. Ali zimske padavine također mogu negativno utjecati na šumu, uzrokujući snježne padavine i snježne padavine. Snijeg koji se zadržava na krošnjama doprinosi lomljenju grana i vrhova drveća. Posebno crnogorične vrste - bor i cedar - pate od snježnih padavina. Javljaju se snježne padavine, značajne sa velikom gustinom šumske sastojine i blizinom krošnje.

Snježne hrpe manje oštećuju lišćare jer za zimu opadaju lišće i imaju fleksibilne grane. Osim kiše i snijega, izvori vlage su grad, rosulja, kiša koja se ledi, rosa, inje, inje, mraz.

Tuča - ledena jezgra ili kristali prečnika 0,5 do 2 cm, ponekad i do veličine kokošjeg jajeta - vrlo često prati obilne kiše i izaziva grad. Tuča često ubija usjeve i zasade šuma, ima tapaciranja kore krušaka, johe, lješnjaka.

Rominja - Padavine koje padaju iz stratusnih oblaka ili iz magle u obliku malih kapljica. Njihova brzina kretanja je vrlo mala i gotovo neprimjetna za oko. Sipa prodire svuda i svuda, vlaži zatvorene dijelove krošnje drveća, donje dijelove lišća i grana. Male kapljice kiše sa pojedinačnim česticama mineralnih materija rastvorenih u vazduhu, koje su suspendovane u vazduhu, obezbeđuju dodatnu folijarnu ishranu šume kroz lišće.

Smrznuta kiša - male ledene kuglice prečnika od 1 do 3 mm. Nastaju kada se kapi kiše smrznu dok prolaze kroz hladnije slojeve zraka.

Na površini biljaka, drveća, tla i pojedinačnih objekata često se uočavaju razne druge prirodne pojave (rosa, mraz, mraz i mraz).

Noću, u rijetkoj šumi, površina tla se donekle hladi. Prizemni sloj vazduha se hladi. Biljke i lišće drveća se još intenzivnije hlade. Ako temperatura površinskog sloja padne i postane ispod rosišta, počinje kondenzacija vodene pare i rosa se stvara na gruboj površini travnate vegetacije i krošnje drveća. Ako dođe do kondenzacije na negativnoj temperaturi, nastaje inje (fini kristali leda). Intenzitet stvaranja rose i mraza zavisi od brzine vjetra, vlažnosti zraka, temperature okoline i drugih fizičkih i meteoroloških faktora. 156

Tokom noći sloj rose dostiže 0,5 mm. Ovo je dodatna vlaga za biljke. Kada se pare kondenzuju, oslobađa se latentna toplota isparavanja. Ova toplina sprečava dalje hlađenje površinskog sloja vazduha, sprečavajući mrazeve, koji često izazivaju velike katastrofe za šumarstvo.

Inje se pojavljuje na iglicama, lišću drveća, grmlja i zeljastih biljaka. Njegovo fizičko značenje leži u činjenici da su nakon jakih mrazeva drveće i grmlje vrlo hladni. S naglim porastom temperature zraka (pojava toplog vjetra i sl.), na smrznutim granama i iglicama drveća formira se značajna masa dugih ledenih iglica, niti, lamelarnih ili prizmatičnih kristala. Inje služi kao dodatni izvor vlage za šumu. Pozitivna uloga inja je i u tome što se značajna količina amonijaka i drugih tvari potrebnih biljkama taloži u formiranim kristalima leda, koji otapanjem ulaze u tlo i postaju dodatni izvori ishrane. Inje također može imati negativnu ulogu, jer se kod velikih mraznih formacija lome grane drveća ili njihovi vrhovi. Ali to se retko dešava. Obično nastale iglice lako padaju i padaju na tlo. Kristali leda mogu sadržavati radioaktivne čestice koje su štetne za šumu. Međutim, ova negativna pojava može se manifestirati samo radioaktivnom kontaminacijom atmosfere.

Ozheled - sloj leda na površini grana i debla. Nastaje prilikom brzog početka kišnog vremena nakon mraza. Vlaga dolazi na grane prekrivene mrazom, koji se pretvara u led. Plantaže s otvorenom krošnjom češće oštećuju ozheled. Osim toga, pate pasmine s nefleksibilnim granama, kao što su jasika, bor.

Tokom noći na malom boru u dobi od 10-15 godina formira se do 150-180 kg leda. Grane i vrhovi stabala, ne mogavši ​​da izdrže težinu leda, s praskom se lome i huče i padaju na zemlju. U uslovima juga naše zemlje ovakve pojave su česte i štete šumi. tlo za sadnju vlaga drva kiselost

Mjere kontrole: stvaranje gustih resa od stabilnog tvrdog drveta na vjetrovitoj strani; stvaranje mješovitih zasada, povećanje gustine krošnje drveća, posebno u ranim fazama života zasada (20-40 godina).

Voda koju troši šuma. Voda ima izuzetno vrijedna svojstva koja osiguravaju postojanje živih organizama na Zemlji i razvoj njihovih životnih procesa. Voda je najbolji rastvarač, ima veliki toplotni kapacitet, deo je ćelija i tkiva životinja i biljaka. Kod mladih biljaka njegova količina može doseći 90-95% njihove ukupne mase. Ovisno o koncentraciji vode u biljnim tkivima mijenja se i količina apsorbiranog ugljičnog dioksida. U stablima drveća čuva se 0,5% energije, 0,04% vode i 22,4% ugljičnog dioksida. Maksimalna asimilacija se javlja pri optimalnom sadržaju vlage. Za disanje biljaka potrebno je 0,9% energije, 0,08% vode i 45% ugljičnog dioksida. Veliki gubitak vode od strane biljaka, takođe. kao i njegov nedostatak, negativno utiče na fotosintezu drvenastih, žbunastih i prizemnih biljaka. Zbog sposobnosti fotosinteze i asimilacije, biljke zauzimaju odlučujuće mjesto u ciklusu tvari u prirodi. Voda kao hemijsko jedinjenje uključena je u reakcije fotosinteze. Zelene mahovine sadrže vlagu od 8 do 500%, sfagnum - do 3000%. U plantažama sa rezervom drveta od 500 m3/ha voda iznosi 200-250 tona, a sa ukupnom rezervom od 700 m3/ha sa drvetom grana i korijena 360 tona. Za formiranje jedinice suhe tvari drvo transportuje ogromne količine vode. Dakle, 1 hektar bukove šume godišnje daje u proseku oko 7 tona suve materije, od čega 3,9 tona drveta i 3,1 tona lišća. Znajući da je za formiranje 1 kg suve organske materije potrebna količina isparavanja vlage 310 kg, nalazimo da je za ukupan godišnji prirast jedne bukove šume potrebno 2 miliona kg vode godišnje, odnosno više od 2184 m3/ ha, moraju se ukloniti iz tla i transportovati u atmosferu.

Snažno transponirajuće vrste drveća su breza, jasen, bukva i bor. Slabo transponuju vlagu grab, javor, hrast i smreka. Breza kao dio crnogorične šume u uslovima Valdaija, na primjer, prenosi onoliko vlage tokom vegetacije koliko je u sloju od 131 mm, bor - 153 mm, smreka - 137 mm. To je manje od potrošnje vode livadskom i poljskom vegetacijom, jer površina lišća trava znatno premašuje lisnu površinu drveća. Na primjer, površina lišća livadske trave kreće se od 22 do 50 ha na 1 ha bilja. Za detelinu dostiže 26 ha, za lucerku - 85 ha na 1 ha zasejane površine. Površina iglica duglazije dostiže 18-27 hektara na 1 ha plantaža, lišća bukve i hrasta - 10-20 hektara.

Za proizvodnju 1 kg biljne mase različite biljke u različitim uslovima troše od 150-200 do 800-1000 m3 vode za transpiraciju.

Za transpiraciju biljaka koje rastu u SSSR-u godišnje se potroši oko 3500 km3 vode, što je 1/3 godišnjih padavina. Aktivnost transpiracije ovisi o mnogim fizičkim i meteorološkim faktorima okoline: vjetru, vlažnosti zraka, vlažnosti tla, intenzitetu sunčevog zračenja, atmosferskom pritisku i samoj površini isparavanja. Dakle, transpiracija šume zavisi od vremenskih uslova i vlažnosti tla. Transpiracija drveta zavisi i od oblika i strukture krošnje, osvjetljenja i djelovanja vjetra na pojedine organe drveća i grmlja. Na primjer, s dovoljnom opskrbom vodom, krošnje smreke rade ravnomjerno, s nedostatkom vlage, gornji i osvijetljeni dio krošnje je najaktivniji.

Najprevoznije vrste su topole i vrbe, koje preferiraju vlažna mjesta. Srednju poziciju zauzima ostatak tvrdog drveta. Četinari su manje transportni. Šumska transpiracija omogućava samoregulaciju živih biljaka. Kroz transpiraciju drvo reagira na povećanje sunčevog zračenja ili ubrzanje kretanja zraka. Oštar pad relativne vlažnosti vazduha negativno utiče na transpiraciju listova kamenica. Proces transpiracije uključuje 97,9% energije i 99,8% vode. *

Transpiraciju šume treba smatrati jednim od najvažnijih procesa u njenom životu. Ovaj proces slabi ili se pojačava na drveću i općenito u krošnjama šume, ovisno o starosnoj strukturi šume, vrsti šume, prirodi tla i dostupnosti vlage, nivou podzemnih voda, meteorološkim prilikama, masa listova i njihova lokacija i mnogi drugi faktori.

Raspodjela padavina u šumi. Atmosferske padavine koje su pale na šumu prodiru ispod krošnje i slijevaju se s površine tla, dio prodiru u tlo, određeni dio zadržavaju krošnje drveća, grmlja, živi pokrivač, a dio isparava natrag u atmosferu. Nasadi smreke i jele zadržavaju najveću količinu padavina, borove i listopadne manje. Količina odloženih padavina zavisi od njenog intenziteta, kao i od sastava, gustine, starosti i strukture sastojine. Što padavine sporije padaju, to ih više zadržavaju krošnje i manje ulaze u tlo. Sa gustinom kruništa od 0,9, značajan dio padajuće kiše zadržavaju krošnje gornjeg sloja šumske sastojine. Međutim, prodiranje vlage ispod krošnje šume ovisi o trajanju i prirodi padavina. Mlade plantaže visoke gustine zadržavaju padavine svojim krošnjama više od zrelih plantaža.

Omjer vrsta drveća i vlage. Vrste drveća imaju različite stavove prema vlažnosti tla i zraka. Neke od njih rastu samo u toplim područjima sa visokom vlažnošću vazduha, kao što je bukva, dok druge vrste drveća mogu izdržati suhu klimu (hrast).

Opskrba vrsta drveća vlagom ovisi o količini padavina i temperaturi zraka. Što je temperatura vazduha viša, to je intenzivnije isparavanje sa površine tla i veća je potreba biljaka za vlagom tokom transpiracije.

Kod vrsta drveća koje rastu uz nedostatak vlage u tlu i zraku, korijenski sistem je obično jako razgranat, listovi ili iglice su prekriveni kožom (kod bora, hrasta, kleke). Kod nekih biljaka (saksaul) listovi su svedeni na ljuske. Druge vrste drveća, poput običnog jasena, dobro se osjećaju na niskim mjestima, crna joha na vlažnim zemljištima, ali uz tekuću vodu.

Ariš, smrča, jela, lipa, breza, hrast, bukva, orah itd. dobro rastu na svježim zemljištima. Na sastav i prirodu drvenaste vegetacije u velikoj mjeri utiču različiti režimi vlage. Na primjer, u planinskim područjima Sjevernog Kavkaza i Zakavkazja, Karpata, vlažne sjeverne i zapadne padine zauzima bukva, a suše južne i istočne padine zauzima hrast; na Uralu zapadne padine zauzima smreka, a istočne bor.

Mnoge vrste drveća slabo reaguju i na nedostatak i na višak vlage. Privremene poplave tolerišu vrste kao što su hrast, topola, vrba. Na vlažnim tlima uspješno rastu bijeli bor, sibirski kedar i breza. Prekomjerna vlaga često dovodi do zalijevanja šuma.

Potreba i potražnja za vlagom. Količina vlage potrebna za normalan život biljke naziva se potreba. Pod zahtjevnošću se podrazumijeva sposobnost biljaka da zadovolje svoje potrebe određenom vlagom u tlu. Zahtjevnost vrsta drveća i grmlja prema vlazi karakteriziraju skale P.S. Pogrebnyak (1968) i A.L. Bellegarde (1971).

Skala zahtjevnosti drvnih vrsta prema vlazi prema A.L. Bellegarde:

• 1) kserofiti - beli bor, medonosni skakavac, beli skakavac, ailanthus, hrast lužnjak, krimski bor, tamariks, virdžinska kleka;
• 2) mezokserofiti - kora breze, ruža pasa, laksativna bokvica, stepski bademi, stepske trešnje, crni trn;
• 3) kseromezofiti - hrast lužnjak, kora breze, kruška, obični jasen, jabuka;
• 4) mezofiti - grab, smrča, lijeska, brest, obična lipa, javor, prajd, bradavičasto i evropsko vreteno, bor Weymouth, sibirski ariš, javor javor;
• 5) mezohigrofiti - crna i bela topola, jasika, breza dlaka, brijest, krhka krkavina, crna bazga, viburnum;
• 6) higrofiti - bijela, krta i siva vrba, crna joha, ptičja trešnja, obični jasen (močvarni).

Prilikom karakterizacije pojedinih vrsta drveća prema njihovim zahtjevima za vlagom, treba imati na umu da neke vrste, poput bora, imaju širok raspon. Bor, kao i ostali četinari, takođe može biti mezofit.

Bilans vode je količina padavina jednaka zbiru isparene vlage i oticanja. Vodni bilans distribucije padavina u šumi općenito je karakteriziran formulom G. N. Vysotskog: N = A + F + V + T, gdje je N ukupna količina padavina koja pada na površinu kopna; A - površinsko oticanje, koje iznosi 15--35% količine padavina, zavisno od nagiba, prirode padavina i sadnje; F - podzemno otjecanje, koje iznosi 15--35%; V - fizičko isparavanje iz krošnje i tla, koje iznosi 15--50%; T - transpiracija, fiziološko isparavanje (20-40%).

Isparavanje vlage sa površine biljaka. Krošnje drveća zadržavaju značajan udio padavina, a zatim opet, pod utjecajem toplinske energije i kretanja zraka, prelazi u parno stanje i odlazi u atmosferu. Količina i brzina isparavanja vlage sa površine krošnje zavise od vrste šume, starosti stabala, stepena blizine šumske krošnje, kao i od intenziteta padavina, jačine vetra, vazduha. temperatura i vlažnost.

Za razliku od listopadnih nasada četinara, ljeti i zimi zadržavaju mnogo više padavina. Dakle, plantaže bora zadržavaju 17,4% padavina, breza - 24,7%, jasika - 26,6%, smrča - 53,4%.

Manje zadržavanje padavina kod bora u odnosu na smreku objašnjava se strukturom grananja i listanja i smjerom grana prema gore, što povećava otjecanje stabljike. Krošnje izoliranih stabala zadržavaju vlagu za 8-13% više nego u sastojinama. Otjecanje padavina po stablima iznosi 0,6--5% i zavisi od vrste drveća i prirode kiše. Zasadi jele i smreke visoke gustine prolaze najmanje padavina ispod krošnje šume. Listopadne šume bukve i lipe zadržavaju više padavina od nasada breze i jasike. Ako pod listopadnom šumom na površini tla u nekim slučajevima padne 424 mm padavina, onda je na istoj površini pod krošnjom bora 280 mm. Tako četinarska šuma mnogo više vlaži vazduh, vraćajući u atmosferu do 10--22% godišnjih padavina.

Promjenom sastava šume, njene cjelovitosti, oblika i starosne strukture, moguće je regulisati količinu padavina koje se zadržavaju na krošnjama i prodiru pod krošnje šume.

Isparavanje sa površine tla. Značajan dio padavina prodire ispod krošnje šume, dospijeva do površine tla i isparava te se vraća u atmosferu. Istovremeno isparava i vlaga, koja se zbog različitih razloga zadržava na površini tla i diže se kroz kapilare tla. Ovu vlagu prenose prizemne biljke, unoseći je u različite horizonte tla.

Brzina isparavanja sa površine tla ovisi o mnogim faktorima. Glavni su: vrsta šume, gustina, oblik, raznovrsnost vrsta prizemnih trava, žbunja i srodna vlažnost vazduha, vetar i sunčevo zračenje. Osim toga, na isparavanje s površine tla ispod krošnje šume utječu mehanički sastav tla, temperatura i dubina podzemnih voda. Općenito, tlo ispod krošnje šume isparava vlagu manje od tla na otvorenom prostoru. To nastaje kao posljedica oslabljenog glatkog kretanja zraka u šumi blizu površine tla, što nastaje zbog nižih temperatura zraka i tla ljeti. Osim toga, šumsko tlo je rastresito, izdubljeno od crva, krtica, ličinki insekata itd.

Bolje isparavanje vode iz gornjih horizonata tla omogućavaju i korijenski sistemi koji kontinuirano mijenjaju svoju veličinu, stanje i smjer rasta. Svaka vrsta šume ima šumsko tlo. Kao prirodna guma, štiti tlo od sunčeve zrake i vetar. Predstavnici životinjskog svijeta koji se u njemu neprestano kreću i samim procesom njegove razgradnje prekidaju kapilarnu vezu sa tlom i time odlažu isparavanje sa površine tla za 4-6 puta u odnosu na isparavanje na otvorenom prostoru. Brzina isparavanja vlage ovisi o sastavu i strukturi šumske stelje.

Oticanje površinske vlage i kretanje snijega. Veličina i priroda površinskog oticanja određuju se stanjem površine tla, a zavise i od količine i intenziteta tečnih padavina. Dio padavina pada ili se otpuhuje sa površine tla koju zauzima šuma, te pada u jaruge, potoke, rijeke, a zatim u mora i okeane. Kroz teritoriju naše zemlje protiče više od 150 hiljada rijeka ukupne dužine oko 3 miliona km. Pored njih, tu su i brojna jezera i akumulacije, bare i akumulacije. Svi se oni u velikoj mjeri nadopunjuju kretanjem snijega i površinskih voda koje otiču iz tla. Šuma prenosi 80-100% površinskog oticanja u podzemni i prizemni oticaj. Količina i brzina oticanja zavise od stanja tla, trajanja i intenziteta kiše, nagiba terena, strukture šumskog tla i drugih faktora.

Od velikog značaja u formiranju površinskog oticanja su vodno-fizička svojstva tla: infiltracija, vlažnost, nasipna gustina, mehanički sastav.

Površinsko otjecanje u šumi je znatno manje izraženo nego na otvorenom. Pod krošnjama dio vode prelazi u tlo i malo isparava s njegove površine. To je zbog rastresitosti šumskog poda, posebno u crnogoričnim šumama, i guste mreže korijenskih grana koje prodiru u tlo i olakšavaju prodiranje vlage u tlo. U proljeće se snijeg u šumi topi sporije nego u polju. Za to vrijeme većina vode ima vremena da prodre u tlo, jer snježni pokrivač, štiteći stelju i površinski sloj tla od smrzavanja, osigurava da snježna voda u proljeće brzo uđe u tlo. Topljenje snijega u šumi je mnogo sporije, 4-5 sedmica duže nego na otvorenom.

Smanjena brzina i slab intenzitet topljenja snijega u šumi objašnjava se zadržavanjem značajnog dijela direktnog i sunčevog zračenja krošnjama i stablima šume, kao i slabom brzinom vjetra u šumi. U šumi je intenzitet topljenja snijega najveći u otvorenim i šumskim sastojinama male gustine, au šumama breze i jasike veći nego u čistim borovim šumama. Najmanji intenzitet topljenja snijega uočen je u mješovitim borovo-smrekovim sastojinama, a posebno u borovim šumama sa gustim slojem smrče. Šuma ima odlučujuću ulogu u topljenju snijega. Uticaj šume na otapanje snijega zavisi od gustine šumske sastojine, visine stabala i položaja stabala jedno u odnosu na drugo.

Topljenje snega varira u velikoj meri i zavisi od stepena suvoće snega. Svježi suhi snijeg možda neće biti podložan topljenju, jer se sastoji od gotovo potpuno smrznute vode, a njegova emisivnost je također visoka. Mokri snijeg može sadržavati do 20% nezamrznute vode, što smanjuje njegova termička svojstva. Intenzitet topljenja u šumi je samo 50 do 60% topljenja na otvorenim površinama. Postoje razlike u intenzitetu topljenja snijega u gustoj šumi na otvorenom prostoru i na čistinama. Trajanje topljenja snijega na čistinama varira od 6 do 12 dana, na proplancima - od 10 do 20 dana, u čistim borovim šumama - od 15 do 25 - 30 dana, u mješovitim - od 22 do 30 - 45 dana. Nagib terena donekle ubrzava oticanje vode sa površine zemljišta prekrivenog šumom, posebno u planinskim uslovima. Međutim, labavi sloj šumskog poda, poput sunđera, upija vodu u proljeće i ljeto i daje je donjim slojevima tla.

Višak vlage, koji nema vremena da apsorbira gornji sloj tla, polako se pomiče niz padinu, susrećući se s malim otpuštanjem, stablima, izbočenim korijenjem i trulim drvenim otpadom. Tako se gubi na svom putu, zasićujući gornji horizont šumskog tla i prelazeći u otjecanje tla. U zavisnosti od vrste šume, površinsko oticanje vode je različito. U suhoj borovoj šumi koja raste na suhim krupnozrnim pijescima podslojenim tlom laganog mehaničkog sastava i tankom šumskom steljom, površinsko otjecanje je slabije nego u borovim šumama koje rastu na ilovastim tlima podloženim plaštnim ilovačama ili glinama. Intenzitet oticanja je značajno smanjen zbog zadržavanja padavina na površini trave, mahovine i druge vegetacije ispod šumskih sastojina.

Proljetne zalihe snijega na čistinama su za 25% veće nego pod krošnjama šume (tamne četinare). Zalihe snijega u listopadnim mladim šumama su blizu snježnim rezervama na čistinama. Intenzitet topljenja snijega u šumi je 1,5-2 puta manji nego u sječi.

vlažnost tla. Ulazak padavina u tlo zavisi od vrste šume, šumske stelje, gustine šume i drugih faktora. Različite količine vode prodiru u tlo, u rasponu od 1,5 do 6% padavina godišnje.

Prema zapažanjima G. N. Vysotskog, u 25-godišnjoj plantaži javora jasena, vlažnost tla bila je veća gdje je njegova površina bila više prekrivena krošnjama drveća. Najmanja vlažnost zemljišta na dubini od 0,1--0,5 m je utvrđena ispod neoranih devičanskih zemljišta, zatim (u pravcu povećanja vlage) - pod njivom, šumom i crnim ugarom. Najveća vlažnost, a time i najmanje isušivanje tla, bilježi se nakon obrade pod crnim ugarom, jer su kapilare tla zatvorene.

U šumi je koncentracija vlage u tlu i njena distribucija drugačija nego na obrađenom i netaknutom polju. Gornji horizont tla može biti vlažniji, iako se više suši. Korijenski sloj tla siromašniji je vlagom zbog isisavanja korijenjem drveća i grmlja. U stepskoj zoni šuma služi kao akumulator i čuvar vlage zbog velike akumulacije zimi. I iako ga šuma troši mnogo, još uvijek ima više vlage u dubokim slojevima šumskog tla nego u stepi.

Rezerve vlage u tlu se obnavljaju kao rezultat infiltracije kišnice i otopljene vode. Vrijeme povlaštene potrošnje vlage iz tla podijeljeno je u dva perioda: proljeće-neljeto, karakterizirano najintenzivnijim isparavanjem (2-4 mm dnevno) i ljeto-jesen (isparavanje 0,5-2 mm dnevno) , ograničeno količinom padavina u ovom periodu. Vlaga tla utiče na njegovo smrzavanje i odmrzavanje. Tlo se smrzava na temperaturama ispod 0 °C. To je zbog činjenice da je vlaga u tlu otopina raznih soli i kiselina: što je veća koncentracija otopine, to je niža temperatura smrzavanja tla. Sadržaj otopine ovisi o mehaničkom sastavu tla i vegetacije koja na njemu raste. Reljef područja utiče na sadržaj vlage u tlu. Na brdima se tlo u šumi više smrzava nego u udubljenjima, gdje se nakuplja mnogo snijega, štiteći tlo od smrzavanja. Smrznuto tlo počinje da se otapa u proljeće zbog topline sunca i topline koja dolazi iz dubljih slojeva matične stijene koja leži ispod tla.

Podzemne vode. Dio vode koji je prodro u tlo kao rezultat prezasićenja gornjih slojeva pod utjecajem njegove mase ide duboko i nadopunjuje zalihe podzemnih voda. Akumuliraju se u pjeskovitom kamenitom ili pjeskovitom ilovastom tlu koje leži na vodootpornim glinenim i granitnim slojevima matične stijene. Podzemne vode se obnavljaju uglavnom u proljeće i jesen tokom topljenja snijega i intenzivnih padavina. Podzemne vode, polako se krećući duž zasićenih horizonata, pronalaze izlaze na površinu tla u obliku izvora koji ljeti obnavljaju potoke, rijeke, jezera i druge rezervoare. Šumske rijeke su uvijek punotočne, jer se nadopunjuju vodom na račun podzemnih voda. Podzemne vode se također dižu kroz kapilare i nadopunjuju gornje horizonte tla vlagom, u kojima se razvijaju korijenski sistemi drveća i grmlja. Šumski zasadi pogoduju prodiranju padavina u tlo. Nivo podzemne vode ispod šume je niži nego u susjednim područjima bez drveća. To se objašnjava potrošnjom vlage od strane šume za njenu transpiraciju. U nekim slučajevima, stanje nivoa podzemne vode može porasti u šumi ili biti isto kao i nivo vode u područjima bez drveća. Zavisi od terena, mehaničkih i fizičkih svojstava tla, godišnjeg doba i drugih faktora.

Dakle, na pjeskovitim zemljištima nema primjetne razlike između nivoa podzemnih voda u šumi i van šume, a njihova kolebanja u godišnjim dobima mogu biti ista, što zavisi i od padavina. U ravničarskim područjima srednjeg i sjevernog pojasa evropskog dijela SSSR-a, nivoi podzemnih voda u šumi su visoki kao i na otvorenom.

Podzemne vode se različito nalaze u različitim vrstama šuma. Na primjer, u borovoj šumi, pojava podzemnih voda je 2,8--3,5 m, ljeti nivo lagano opada (za 10 cm); kada je nivo podzemne vode 1,4--1,7 m u šumi borovnice, pad podzemnih voda leti dostiže 0,4--0,5 m. U zasadima smreke nivo podzemne vode opada više nego u borovim šumama za 20--30 cm, jer smrče intenzivnije prenosi vlagu i zadržava padavine s krošnjama više nego bor.

Krčenje šuma utiče na nivo podzemnih voda. Na sjeveru zemlje postoje brojne činjenice o porastu podzemnih voda nakon sječe, požara i drugih katastrofa. Podizanje nivoa ponekad dovodi do zamagljivanja čistina. Ova pojava se uočava u ravničarskim šumama koje rastu na slabo dreniranim tlima, odnosno gdje ima malo ili nimalo oticanja podzemnih voda. Dopunjavanje podzemnih voda uslijed padavina dovodi do oslobađanja stajaće vlage na površinu, a zatim drveće, grmlje i prizemne biljke mijenjaju izgled, slabo rastu, suše se i mogu umrijeti. Stalni višak vlage u zemljištu ne podnose bukva, jela, smreka, jasen itd. Na zemljištima zasićenim vodom uspješno rastu močvarni čempres, tuja, vrba, kedar, bor, crna joha i dr.

Suše su praćene smanjenjem nivoa podzemnih voda, koji nastavlja da opada nakon godinu dana suše 1-2 godine. U drugoj i trećoj godini nakon suše u šumi se uočava prerano sušenje lišća, posebno na grmlju, slab rast u visinu i promjer, suhe krošnje drveća, au nekim slučajevima i masovno isušivanje šume.

Šuma i čista voda. Šuma ima pozitivan učinak na čistoću otpadne vode koja ulazi u vodna tijela iz slivnih područja. Šumski zasadi smanjuju alkalnost, tvrdoću, poboljšavaju organoleptička svojstva vode (providnost, boju, miris i dr.). Da bi dobio bogatu žetvu, osoba koristi sve više mineralnih gnojiva. Hemikalije se također koriste za suzbijanje štetočina i korova. Većina njih ostvaruje svoj cilj. Ali još jedan dio s otopljenom vodom u proljeće, kao i za vrijeme obilnih kiša, ulazi u rezervoare i tada te tvari postaju opasne. Otpad iz industrijskih preduzeća također ulazi u vodu. Sada zemlja ima zakonodavstvo koje utvrđuje odgovornost za čistoću okruženje. Grade se posebni objekti za prečišćavanje industrijskih otpadnih voda. Ali takve strukture se ne mogu graditi na ogromnim površinama poljoprivrednih polja. Jedini zaštitnik ovdje može biti šuma. Voda nosi razne nečistoće u jezera. Ali ovdje na putu potoka ima raznih zasada. Sila strujanja se gasi. Šumsko tlo, poput sunđera, upija vodu. Susrećući se s malim korijenjem, labavljenje u tlu, voda postepeno prodire u tlo, nadopunjuje podzemne vode, izlazi na površinu, hrani rijeke, jezera, rezervoare. Prodor vode u tlo zavisi od njegovih fizičkih svojstava, a prvenstveno od njegove propusnosti. Gustina čvrste faze raste sa dubinom i dostiže najveću vrijednost u B horizontu, a opet opada u C horizontu. Ali najmanja gustina čvrste faze je u horizontu A, gde ima mnogo organske materije, više nego na oranicama. Dok voda prolazi kroz tlo, ona se filtrira, kemijski štetne tvari najčešće reagiraju s elementima tla i neutraliziraju se.

Utvrđeno je da je broj Escherichia coli upola manji u 1 litri vode koja je prošla kroz šumski pojas širine 30-45 m, a broj bakterija u 1 cm3 vode koja prođe kroz jarugu, zaštitu terena i šumski pojas se smanjuje za 26 puta ili više.

Obično je najznačajniji pokazatelj zagađenja vode sadržaj amonijaka u njoj. Voda koja prolazi kroz šumski pojas sadrži 0,16 mg/l amonijaka. A u vodi iz područja bez drveća - 0,24 mg / l. Efekat filtriranja šumskog pojasa zavisi od njegove širine. Na primjer, sa padine bez drveća dužine 380 m, voda se apsorbira (° / o): tlo 56, 10-metarski pojas šume 80, 20-metarski 84, 40-metarski 93, 80-metarski 99, tj. površinski otjecanje gotovo u potpunosti se prenosi u zemlju.

Zasadi utiču na čistoću i kvalitet vode na različite načine. Voda koja dolazi iz područja bez drveća ima visoku boju, a nakon prolaska kroz plantažu borova, boja naglo opada. Prozirnost vode koja dolazi iz područja bez drveća izostaje, a nakon prolaska kroz plantažu bora se povećava. Šumske plantaže smanjuju tvrdoću vode. Dakle, šumski nasadi igraju ulogu prirodnog filtera za pročišćavanje i poboljšavaju organoleptička svojstva vode.

Šuma utiče na promjenu hemijskog sastava vode; na primjer, atmosferska vlaga, koja prodire kroz krošnju, obogaćuje se mineralima, čija kvaliteta i količina zavisi od sastava, starosti i kompletnosti zasada. Količina hemijskih elemenata u sedimentima koji prodiru u krošnje drveća veća je nego u sedimentima koji padaju na površinu bez drveća. Atmosferske padavine koje prodiru kroz plantaže jasena sadrže više hemijskih elemenata od padavina koje prodiru kroz krošnje zasada hrasta. Voda, u dodiru sa zemljištem koje zauzima šuma, i ostacima organskih materija, ispire iz njih različite spojeve, dobijajući određeni hemijski sastav. Stoga načini sječe i krčenja sječe utiču na kvalitet vode.

Hidrološki značaj šume. Šuma utiče na količinu vlage i prirodu njene distribucije. Iznad šume zrak je uvijek vlažan, a više je kondenzacije vodene pare. Vodoregulaciona uloga šuma zavisi od šumskog pokrivača sliva i položaja šuma u njemu. Ujednačenom distribucijom šuma po slivu, s povećanjem šumovitosti na 40%, površinsko otjecanje se smanjuje, s daljnjim povećanjem šumskog pokrivača, otjecanje se gotovo ne povećava.

V.V. Dokučajev je jedan od prvih ruskih stručnjaka za tlo koji je procijenio ulogu šume kao hidrološkog faktora i naučno potkrijepio značaj pošumljavanja u sušnim stepskim područjima, čime se poboljšava vodni režim tla i povećavaju prinosi usjeva.

G. N. Vysotsky je ukazao na hidroklimatsku ulogu šuma sjeverozapada i sjevera, koje one igraju u odnosu na južne regije zemlje. Njegova hipoteza o transgresivnoj ulozi šume bila je da vlaga koju prenose šume na sjeveru u ogromne količine prenosi se u južne krajeve i vlaži ih.

P.S. Pogrebnjak je, ističući hidrološki značaj šume, došao do zaključka da šuma vlaži klimu i tlo i isušuje močvare i podzemlje. Zaista, u stepskim regijama šuma je ovlaživač, na sjeveru može biti ovlaživač. Ova svojstva šume su od velikog značaja u njenom uzgoju i eksploataciji.

Podjela šuma prema njihovom hidrološkom značaju. Šume imaju vodozaštitnu i vodoregulirajuću ulogu, smanjuju poplave i sprječavaju poplave. Rijeke koje teku među šumama imaju dovoljnu količinu vode tokom cijele godine, dok rijeke bez drveća izlivaju iz korita u proljeće i često presušuju ljeti.

U stepskim uslovima šuma je sakupljač i skladište vlage u poljima. Šumske površine i šumske trake u stepama povećavaju vlažnost atmosfere i tla, zadržavaju snijeg na poljima, doprinose obnavljanju podzemnih voda, popravljaju tla i zaustavljaju crne oluje. U planinskim uslovima šuma štiti padine od uništavanja vodenim tokovima. U proljeće se snijeg u šumi sporije topi. Nastala vlaga prodire u tlo i nadopunjuje podzemne vode, a podzemne vode, zauzvrat, predstavljaju izvor jednolične nadoknade vodom planinskih rijeka i jezera.

M.E. Tkačenko je podijelio sve šume ovisno o njihovoj namjeni i ulozi u 4 kategorije: vodozaštita, vodoregulacija, zaštitna i zaštita i zaštita voda.

Zaštita voda - šume koje osiguravaju kontinuiran i ravnomjeran tok vode u rijeke, jezera i druga vodna tijela i štite prirodna i vještačka vodna tijela od zagađenja i začepljenja.

Vodoregulirajuće – šume koje sprečavaju poplave i navodnjavanje i podstiču bolju drenažu tla.

Zaštitne - šume koje štite zemljište od urušavanja, erozije i ispiranja (vodene i vjetroerozije) i štite polja i naselja od štetnog djelovanja padavina.

Vodozaštitne - šume koje istovremeno obavljaju i vodozaštitne i zaštitne funkcije.

Podjela šuma prema njihovoj ulozi i namjeni je uslovna, jer sve šume u određenoj mjeri obavljaju zaštitu voda, regulaciju i zaštitu voda. Detaljnije podjele šuma prema njihovoj vodozaštitnoj vrijednosti daju B.D. Zhilkin, I.V. Tjurin i drugi.

Nedostatak i višak vlage. Atmosferske padavine su glavni izvor vlage za život zasada. Nedostatak vlage, kao i njen višak, negativno utječe na rast i razvoj vrsta drveća. Plantaže koje rastu na suvim tlima karakteriše ujednačen sastav, rijedak smještaj drveća. U pogledu površine, plantaže koje rastu na umjereno vlažnim zemljištima imaju u svom sastavu primjesu drugih vrsta, stabla su veća, povećava se njihov broj po jedinici površine.

Plantaže koje rastu na visoko vlažnim tlima sa stajaćom vodom ne dostižu velike veličine po visini i prečniku, kvalitet drveta je nizak. Nedostatak vlage u tlu može dovesti do odumiranja zasada smreke, a također dovodi do smanjenja prosječnog godišnjeg prirasta i ukupne produktivnosti zasada. U periodu plavljenja u šumi postoji kratkotrajni višak vlage. U proljeće, tokom poplava rijeka, na mjestima akumulacija gdje se mijenja vodostaj, plavljuju se pojedinačni zasadi. Kod vrbe i crne johe, u periodu viška vlage, fiziološki procesi rasta nisu poremećeni. Hrast bolno reagira na privremene poplave, ali ne podnosi dugotrajne poplave - umire. Bor usporava rast, a ponekad poplava uzrokuje promjene u korijenskom sistemu.

Mineralna ishrana biljaka. Od mnogih minerala biljkama su potrebna tri: azot, fosfor, kalijum. U različitim periodima života, ovi elementi su potrebni u različitim količinama. Na primjer, u periodu intenzivnog rasta biljkama je potreban dušik, u periodu plodonošenja - fosfor, na kraju vegetacije potreban je kalij, što povećava otpornost na mraz. Biljkama je potreban i element pepela, koji je spoj metala (gvožđe, kalcijum, magnezijum, cink, itd.). Hranjive tvari ulaze u tlo uglavnom zbog raspadanja legla. U rasadnicima, u nedostatku stelje, unosi se kompleks mineralnih đubriva. Azot takođe ulazi u tlo iz atmosfere, zahvaljujući munjama. Dio dušika ulazi u tlo kao rezultat aktivnosti nodusne bakterije mahunarke, koje često koriste šumari, siju lupinu, bagrem na lošim šumskim zemljištima.

Vrijednost šume je višestruka. Pozitivno utiče na zadržavanje atmosferskih padavina, na njihovu distribuciju po površini tla, smanjuje isparavanje zemljišne vode, doprinosi ravnomernijem površinskom oticanju padavina, a primetno utiče na nivo stajaćih podzemnih voda. Svima je poznata velika uloga šuma u socijalističkoj nacionalnoj ekonomiji i svakodnevnom životu.

Zadržavanje padavina krošnjama šume. Krošnje šume zadržavaju značajnu količinu padavina. U šumskim zasadima akumulira se značajna debljina snježnog pokrivača čija je debljina povezana sa sastavom zasada: šume smrče akumuliraju najmanje snijega, borove više, a šume breze još više; mješoviti višeslojni zasadi daju deblji sloj snijega od jednostavnih i jednoslojnih zasada. Šuma doprinosi dužini zadržavanja snježnog pokrivača, što zavisi i od sastava plantaže, sprečava skliznuće snijega niz padine i izbacivanje s otvorenih polja; sve to osigurava ravnomjernije nakupljanje vlage u tlu.

Isparavanje sa površine tla u šumi. Atmosferske padavine koje krošnja ne zadržava upijaju se u tlo i djelimično isparavaju s njegove površine. Isparavanje s površine u šumi je jedan i po do dva puta manje nego s površine otvorenih mjesta. To je zbog niže temperature zraka i tla u šumi, slabije snage vjetra nego na otvorenim površinama i prisustva šumske stelje koja sprječava isparavanje zemljišne vlage. Stoga je isparavanje sa površine šumskih vodnih tijela obično neznatno i konstantno; fluktuacije u vodi u njima, i dugoročne i dnevne razine po sezoni su male. Ovo čini šumska vodna tijela trajnim u sušnim godinama, što jeste važnost i za park šume.

Unutrašnje i površinsko otjecanje vode u šumi. Atmosferska voda koja je prodrla kroz krošnje plantaže, došavši do tla, djelimično se upija u njega, a zatim odlazi podzemno u rijeku (unutrašnje otjecanje), a dijelom se ulijeva u rijeku direktno sa površine tla (površinsko otjecanje). Količina vode koju daje površinsko otjecanje određena je površinom ograničenom linijom sliva koja prolazi kroz povišene tačke. Ovo područje se naziva sliv ili sliv date rijeke.

Veličina prosječnog protoka vode iz bazena naziva se koeficijent oticanja; izražava se kao procenat prosječnih dugotrajnih padavina i služi za procjenu uloge šume u vodnom režimu područja.

U šumskim područjima prosječni koeficijent površinskog oticanja je neznatan (13%), dok je na oranicama i livadama znatno veći (28-32%), a na pašnjacima sa zbijenim zemljištem dostiže još veću vrijednost (49%). ).

vlažnost tla. Oborinska voda se u značajnoj količini troši na vlaženje tla, natapajući ga do znatne dubine.

U stepskoj zoni, u sušnim godinama, dubina navlaženog sloja tla smanjuje se na 1-1,5 m, a u vlažnim godinama povećava se na 3-4 m.

U Moskovskoj oblasti, vlaga tla pod četinarsko-listopadnim zasadima smanjena je, u poređenju sa vlagom tla pod sječama, do male dubine čak i tokom sušnog perioda 1938-1939, ne više od 0,8 m; na ovoj dubini, korijenski sistemi se snabdijevaju vodom podizanjem rezervi podzemne vode iz nižih horizonata, ponekad ne dostižući najgornje horizonte.

Transpiracija vode šumom. Atmosferske padavine koje ulaze u tlo biljke djelomično isparavaju, povećavajući cirkulaciju vlage. Proces isparavanja vlage od strane biljaka naziva se biljna transpiracija. Sposobnost transpiracije kod različitih vrsta drvenastih biljaka je različita. Četinarske vrste troše manje vode na transpiraciju od listopadnih; fluktuacije u količini isparene vode po vrstama također su manje kod četinara nego kod listopadnih. Međutim, otpornost na sušu mnogih stepskih vrsta - hrasta, brijesta, bijelog skakavca, javora, jabuke, kruške, duda - nije povezana s njihovom manjom sposobnošću isparavanja, već se objašnjava dubokim korijenskim sistemom koji može iskoristiti vlagu duboko horizonti tla.

Količina isparene vode zavisi od stepena fotofilne prirode stijene i povezana je s anatomskom strukturom lista; što stena više voli svetlost i, posledično, što je njena kruna prozirnija, to više isparava vodu. Na primjer, prozirna kruna ariša isparava više vlage od stijena s gustom krunom (sjenom).

Prema sposobnosti isparavanja stijena, mogu se rasporediti otprilike u sljedećem opadajućem redoslijedu: breza, jasen, hrast, javor, četinari. Ove razlike, međutim, nemaju značajan značaj u ocjenjivanju ukupne transpiracije cijele sastojine u cjelini. Na proces transpiracije cijele plantaže više utiču količina zemljišne vlage koju plantaža nije iskoristila do kraja prethodne vegetacije (1. oktobra) i meteorološki uslovi prethodne zime i jeseni. To znači da određena količina padavina u datoj godini može uticati na potrošnju vode plantaže tek u narednoj godini, što oštro odbacuje šumu od polja, gdje fluktuacije u zalihama vlage u tlu utiču na žetvu iste godine.

Nedostatak vlage u tlu utiče na smanjenje rasta stabala. Za regulaciju vlažnosti tla u plantažama se prorjeđuju. Istovremeno, treba uzeti u obzir da prekomjerno uklanjanje stabala tokom proredjenja plantaže povećava otjecanje vode, stvara uslove za busenje tla, zbog čega se rezerve zemljišne vlage u nasadu mogu promijeniti. biti čak i manji nego prije njegovog stanjivanja.

Uticaj šume na nivo podzemnih voda. Pod zemljom plantaže nalazi se tzv. zemlja, podvučena vodootpornim stijenama. Na prvom vodootpornom sloju tla akumuliraju se otopljene i kišnice koje prodiru kroz tlo, koje se nazivaju podzemne vode, a njihovo područje distribucije ispod tla je vodonosni sloj.

U vlažnom tlu, voda tla ponire do tačke veze sa vodonosnikom; kada se tlo osuši, voda u tlu raste. Pojava podzemnih voda u blizini zemljine površine često je povezana sa zalivanjem tla. U park-šumama je potrebno poduzeti odgovarajuće mjere za otklanjanje zalijevanja.

Fluktuacije u debljini vodonosnika zavise od količine padavina, barometarskog pritiska i godišnjih doba. S obzirom da je varijabilnost godišnjeg nivoa podzemnih voda neznatna, obezbjeđuje se ujednačeno vodosnabdijevanje rijeka, potoka i akumulacija.

Utjecaj vlažnosti tla na rast plantaža. Utječe nedostatak vlage u tlu, kao i njen višak spoljni znaci drveće koje raste na takvim tlima.

Privremeni nedostatak vlage u tlu u proljeće uzrokuje skraćivanje godišnjih izdanaka, a ljeti - smanjenje širine godišnjih prstenova i prerano sušenje lišća. Uz oštar nedostatak vlage, drveće se suši. Privremeni nedostatak vlage u tlu može uzrokovati fiziološku suhoću tla, odnosno takvo stanje vlažnosti tla kada je potrošnja vlage za pojačano isparavanje drveća veća od njenog ulaska u tlo, iako je apsolutna količina padavina dovoljna. Ova pojava se opaža tokom jakih vjetrova i naglog povećanja temperature zraka; štetno djeluje na rubna stabla ivica i pojedinačna stabla koja su ostavljena u sječištima za njihovo sjeme.

Znakovi stalnog nedostatka vlage u tlu su rijetka sastojina zasada i niska stabla u njoj, što se uočava u pojasu između šume i stepe.

Prekomjerna vlaga tla s nedostatkom zraka u njemu dovodi do propadanja vertikalnih korijena i pojačanog razvoja horizontalnih; ovo uzrokuje kržljavo drveće i smanjenje njihove sposobnosti da izdrže udar vjetra. Prekomjerna vlažnost tla primjećuje se uglavnom u sjevernim srednjim dijelovima SSSR-a.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

Proučavanje svjetskih iskustava u poljoprivredi pokazuje sasvim određene trendove usmjerene transformacije prirodnog zemljišta, zamjene prirodnog zemljišta vještačkim kako bi se zadovoljile potrebe čovječanstva u prehrambenim proizvodima, u biljnim i životinjskim sirovinama.

Jedna od rasprostranjenih transformacionih mjera u ovom pravcu je zamjena šuma oranicama i livadama. prema sredini XX Vjekovima je obradivo zemljište zauzimalo oko 21% ukupne površine koja nije bila pokrivena šumama, a otprilike isto toliko - livade. Ukupno su oranice i livade zauzimale oko 40 miliona km 2 (Uspensky, 1956).

U šumskim provincijama umjerenih, suptropskih i tropskih geografskih širina, te u hilejima ekvatorijalne zone, ovaj proces je, u suštini, započeo čim se poljoprivreda počela razvijati zajedno sa stočarstvom.

Moguće je da je proces krčenja šuma započeo u ranijoj fazi razvoja čovječanstva – od vremena prvog požara.

prema sredini XX stoljeća, ukupna površina svih šuma na Zemlji iznosila je oko 30,3 miliona km 2, uključujući 35% površine koju zauzimaju crnogorične šume, 16% umjerene listopadne šume i 49% tropske listopadne šume.

Tačni podaci o površini posječenih šuma u cijelom istorijskom periodu još nisu dostupni. Ali prema preliminarnim studijama (Yablokov, 1960), u proteklih 10.000 godina, 2/3 svih šuma je uništeno na Zemlji.

Ovakva razmjera krčenja šuma nije mogla a da ne utječe na ciklus vlage, ako ne cijele Zemlje, onda barem onih prirodnih zona koje su bile intenzivno podvrgnute transformacijama.

Približni proračuni pokazuju da je u zoru ljudske istorije odnos površina pod šumom i bez drveća bio 3:1, au drugoj polovini XX veka 1:3.

S obzirom na uticaj promjene šumske pokrivenosti teritorije na ciklus vlage, suočeni smo sa dijametralno suprotnim sudovima i zaključcima. Neki istraživači, kao što je G. N. Vysotsky, tvrde da „šuma suši ravnice i vlaži planine“, drugi su suprotnog mišljenja, a neki smatraju da je glavni utjecaj šume na ciklus vlage preraspodjela površinskog i podzemnog oticanja. . Treća tačka gledišta u suštini ostavlja otvorenim pitanje o posljedicama na ciklus vlage zamjene šuma drugim zemljištima.

Prilikom procjene uticaja šumskih površina na ciklus vlage, neminovno se postavljaju dva pitanja koja određuju suštinu ove vrste transformacije teritorije: a) kako šuma utiče na povećanje padavina u odnosu na druga novonastala zemljišta na njenom mjestu; b) da li iu kom pravcu novonastalo zemljište mijenja količinu isparavanja. Pozitivno rješenje oba pitanja može se smatrati pokazateljem povećanja intenziteta obrtanja vlage, što opet znači značajnije nakupljanje biljne organske tvari ili, drugim riječima, povećanje produktivnosti biokomponente biljke. prirodni pejzaž.

Više od stotinu godina u literaturi su izražena kontradiktorna mišljenja o uticaju šume na padavine. Teorijski preduslovi ukazuju na neminovnost povećanja padavina pod uticajem šuma. Šumu karakteriše veća hrapavost od močvare, livade, oranica. Šuma uzrokuje, kao i brda, intenzivnija uzlazna strujanja zraka i strujanja, šuma doprinosi taloženju horizontalnih padavina u obliku mraza, leda iu tečnom obliku. Posebno veliki uticaj na padavine primećuje se u planinskim šumama tropskih, suptropskih, umerenih geografskih širina i na obalama gde je česta magla.

U šumskom pojasu Kilimandžara, neke guste šume su dobile poseban naziv "maglovite šume" zbog svoje sposobnosti da zadrže velike količine horizontalnih padavina (Keller, 1965). Slične šume nalaze se u Južnoj Americi, u Andima.

U Veliko-Anadolskoj šumi, oko 80% godišnjih padavina, odnosno 35 mm čvrstih padavina, pada u obliku mraza i leda (Alisov, Drozdov, Rubinshtein, 1952).

Jedan od razloga koji otežavaju procjenu uticaja šuma na atmosferske padavine je, kao što je poznato, nepreciznost evidentiranja čvrstih padavina kišomjerima tokom hladnog perioda godine, kada je uticaj vjetra posebno jak.

U Sovjetskom Savezu, nakon rada S. I. Kostina (1948), koji je proučavao uticaj šuma na padavine u toplom periodu godine, kada je kišomer manji nego zimi, iskrivljuje stvarnu količinu padavina, tamo došlo do određenih promjena u ovom pitanju. Pojedinačni istraživači (Kostin, 1948; Kalinjin, 1950; Drozdov, 1950; Rakhmanov, 1959; Kuznjecova, 1961; Rauner, 1966) izvršili su detaljne proračune vezane za problem uticaja šume na padavine i većina njih je došla do pozitivnih zaključaka. - šuma povećava količinu padavina. U umjerenim geografskim širinama ovo povećanje u apsolutnom iznosu najčešće iznosi 20-100 mm. Međutim, ovi brojevi još uvijek nisu u potpunosti dokazani. Relativno gledano, u srednjim geografskim širinama porast padavina je 10-20%.

Pitanje uticaja šuma na promjenu količine padavina u umjerenom pojasu zapadne Evrope još uvijek nije riješeno. Ali čak i tamo, pojedinačna zapažanja potvrđuju pozitivan uticaj šuma na količinu padavina u roku od nekoliko desetina milimetara.

Takođe je utvrđeno da na količinu padavina utiče površina šume (pozitivna korelacija) i položaj koji zauzima jedan ili drugi njen deo u odnosu na preovlađujuće vetrove. Istovremeno, u šumskim područjima u zavjetrini uočava se određeno smanjenje količine padavina.

Na niskim geografskim širinama nemamo podatke koji karakterišu uticaj šuma na padavine. P.W. Richards (1961), opsežna monografija o tropskim prašumama, ne bavi se ovim pitanjem.

Poznato je da je jedna od glavnih razlika između klime ekvatorijalne zone i klime umjerenih geografskih širina slabo razvijena ciklonalna aktivnost, oštra prevlast konvektivnih padavina nad advektivnim. Najčešće pljuskovi padaju sa grmljavinom, a vrlo rijetko ima dugih kiša frontalnog tipa.

Ove karakteristike geneze atmosferskih padavina u ekvatorijalnoj zoni, po svemu sudeći, isključuju, barem na ravnicama, značajan uticaj šuma, kao mehaničke grube barijere, na atmosferske padavine.

Uočljiviji efekat na padavine u tim uslovima će verovatno biti lokalno isparavanje. Uz visoku relativnu i apsolutnu vlažnost zraka u ekvatorijalnoj zoni, uloga lokalnog isparavanja koja stimulira padavine trebala bi biti značajnija nego u umjerenim geografskim širinama.

U planinskim područjima, kao što je već spomenuto, iu niskim i umjerenim geografskim širinama, šume bi trebale imati veći utjecaj na padavine nego ravnice. „Maglene šume“ najčešće su ograničene na planinska područja, što je direktan dokaz intenzivnijeg uticaja na padavine zavjetrinih planinskih padina. Lako je pronaći fizičko objašnjenje za ovo, ako uporedimo uslove uspona vazdušne mase uz grube šumovite i glatke travnate padine.

Utjecaj zaštitnih pojaseva na količinu padavina još nije eksperimentalno procijenjen. Dostupne prognoze u ovom pravcu su pretežno spekulativne i zahtijevaju uvjerljivije dokaze, potkrijepljene velikim iskustvom u proučavanju ciklusa vlage u različitim prirodnim zonama u šumsko-poljskom sistemu.

Teoretski se može pretpostaviti blagi porast količine padavina pod uticajem terensko-zaštitnog pošumljavanja, imajući u vidu povećane turbulencije nad šumskim pojasevima. Međutim, ne dospijeva u "zonu" kondenzacije, a dodatno isparavanje zbog smanjenja oticanja nije u mogućnosti značajno stimulirati padavine. Osim toga, za postizanje opipljivog efekta šumskih pojaseva na količinu padavina potrebna je dovoljno velika pokrivenost šumama polusušnih i aridnih teritorija, što je neprikladno. Postojeće pošumljavanje polja u provincijama polupustinja i stepa obično ne prelazi 1-3% ukupne površine i malo je vjerovatno da će ikada biti značajno izmijenjeno.

Ono što je rečeno o zaštitnim pojasevima, međutim, ne umanjuje njihov značaj u promjeni drugih aspekata ravnoteže vode, kao što su otjecanje i isparavanje, o čemu će biti riječi u nastavku.

Kao rezultat kratkog razmatranja pitanja uticaja šuma na padavine, dolazimo do pozitivnog zaključka – šuma povećava količinu padavina. Istovremeno, ne može se zanemariti stimulativna uloga šume na padavine povećanjem relativne vlažnosti zraka zbog značajnijeg isparavanja.

Uništivši 2/3 svih šuma tokom istorijskog perioda, čovjek je doprinio ovim promjenama u prirodnom ciklusu vlage na gore. S tim u vezi, njegove reformske mjere, zbog materijalnih potreba, negativno su se odrazile na cirkulaciju planetarne vlage.

Ako se uzme u obzir da kao rezultat uništavanja šuma „nedostatak“ atmosferskih padavina iznosi u prosjeku oko 50 mm, što nije pretjerano, posebno za vlažna ravničarska i planinska staništa, onda općenito za cijelu Zemlju, pri najmanje 3.000 milijardi .m 3 slatke vode. Ovi proračuni su uzeli u obzir krčenje šuma od 60 miliona km 2 u periodu od približno 10.000 godina.

Drugi kardinalni način za procjenu uticaja na ciklus vlage zamjene šumskog zemljišta obradivim oranicama i livadama je uzimanje u obzir promjena u ukupnom isparavanju.

Teorijski preduslovi omogućavaju da se utvrdi direktna zavisnost potrošnje vode biljaka ne samo od meteoroloških uslova, već i od trajanja njihove vegetacije: što je dužina vegetacije biljne zajednice, to je veća potrošnja vode. Na osnovu toga je predloženo, potvrđeno iskustvom (Alpatiev, 1954, 1958, 1967), da drvenaste biljke, uz višegodišnje zeljaste biljke, budu na prvom mjestu po ukupnoj potražnji za vodom, a jednogodišnje zeljaste biljke na drugom mjestu. .

Detaljnije istraživanje omogućilo je da se identifikuju sljedeće uvećane grupe i podgrupe biljaka u opadajućem redoslijedu prema njihovoj ukupnoj potrebi za vodom (Tablica 10).

Upoređujući potrebe za vodom različitih biljaka i njihovih zajednica, mislimo na njihovo poređenje u sličnim meteorološkim uslovima, kao i ukupno isparavanje u uslovima optimalne ili njoj bliske opskrbe vlagom,

šta u vivo vlaga se uočava na ograničenom području.

Generalizacija o direktnoj zavisnosti ukupnog isparavanja (transpiracija plus isparavanje sa površine tla) od trajanja vegetacije biljaka važi i za slučajeve nestabilne i nedovoljne opskrbe vlagom, ako se poređenje vrši na osnovu dugotrajnosti. godišnji prosjek, kada je isključen efekat slučajne distribucije padavina.

U tabeli. Na slikama 11, 12a i b prikazani su uporedni podaci o ukupnom isparavanju u šumi i na polju, kao i o zaštitnim pojasevima šuma. Za stepsku i šumsko-stepsku zonu korišteni su primarni podaci različitih autora koje je revidirao A. S. Skorodumov (1964) prema jedinstvenoj metodologiji, što daje više osnova za njihovo poređenje.

Prema ovim podacima, uzetim za ilustraciju, može se zaključiti da šuma isparava više od polja i devičanskih zemljišta (djevičanske zemlje u rezervatu Kursk, Dzhanybek).

Na osnovu petogodišnjih posmatranja u stepskim predelima Kubana, dobili smo sledeće ukupne količine vode u šumskom pojasu i na poljima kultivisanih biljaka različito trajanje vegetacije (Tabela 11).

Iz ovih podataka, koji se mogu potvrditi na velikom eksperimentalnom materijalu dobivenom u različitim geografskim uvjetima, jasno je da vrste drveća više isparavaju zeljaste biljke ako su resursi vlage dovoljni. Višegodišnje trave zauzimaju srednji položaj, ali obično stoje bliže drvenastim i često nisu inferiorne u odnosu na masu isparavanja.

U posljednje dvije decenije rađena su mnoga istraživanja u ovom pravcu u različitim zemljišnim i klimatskim uslovima, ali rezultati nisu uvijek bili jednoznačni. Razlika u ukupnoj potrošnji vode između neprekidne šume i polja je mnogo manja od razlike između šumskih pojaseva i polja, što je povezano sa dodatnim nakupljanjem snijega u pojasevima.

Pristalice priznavanja šume kao prirodne formacije, koju karakteriše značajnije ukupno isparavanje su: P. V. Ototsky, G. N. Vysotsky, P. K. Falkovsky, G. F. Morozov, Yu. F. Gottschalk, A. F. Bolshakov, A. A. Rode, T. Ya. Kissis, M. N. Polsky, N. I. Makkaveev, F. S. Chernikov, S. F. Fedorov, Yu. L. Rauner, L. M. Ananyeva, A. R. Konstantinov, L. R. Struzer, D. G. Smaragdov, A. M. Alpatiev i mnogi drugi.

Međutim, postoje i protivnici ovog koncepta, kao što su, na primjer, A. P. Tolsky, A. I. Akhromeiko, S. V. Zonn, A. A. Molchanov, V. V. Rakhmanov, A. P. Bochkov i drugi.

Konačno, postoji i treća grupa istraživača koji smatraju da zamjena šume poljem nije praćena značajnom promjenom obima prometa vlage, ili nije jednoznačno po svojim posljedicama u godinama različitih meteoroloških prilika (P. S. Kuzin, V. I. Rutkovsky, I. V. Vasiljev, A. I. Čebotarjev, S. I. Harčenko).

Namjerno smo citirali imena mnogih istraživača koji često zauzimaju suprotne stavove po pitanju totalnog isparavanja šume i polja, kako bismo pokazali nelegitimnost jednoznačnog rješenja ovog kompleksnog problema od velikog teorijskog i ekonomskog značaja.

Spor se uglavnom vodi oko fraze G. N. Vysotskog: "Šuma suši ravnice i vlaži planine."

Vaganje moguće posljedice zamjenom šuma oranicama i livadama za isparavanje i otjecanje, došli smo do zaključka (1958) da su u različitim prirodnim zonama nedvosmislene, tj. u svim prirodnim zonama koje smo proučavali (45-60° N. geografske širine), šuma isparava više od zeljastih fitocenoza. Istovremeno je zaključeno da na niskim geografskim širinama razlika u ukupnom isparavanju šume i polja dostiže maksimalnu vrijednost, a na visokim geografskim širinama - minimum. Ovu pravilnost objasnili smo činjenicom da se napredovanjem na više geografske širine smanjuje razlika u trajanju vegetacije šumskih nasada i zeljastih formacija. Konkretno, na geografskoj širini od oko 45 ° S. sh. trajanje vegetacije hrasta lužnjaka na evropskoj teritoriji SSSR-a je oko 186 dana, a jare pšenice 91 dan; na geografskoj širini od 60° S. š.-129 i 94 dana, respektivno. U prvom slučaju razlika dostiže tri mjeseca, u drugom - nešto više od jednog mjeseca. Ova razlika značajno utiče na smanjenje jaza između isparavanja šume i polja sa napredovanjem na više geografske širine.

Naše zaključke o maksimalnom isparavanju vrsta drveća u poređenju sa zeljastim fitocenozama potvrdili su LM Anan'eva (1962) i Yu. L. Rauner (1965, 1966). Rauner je to ustanovio na masivnoj opservacijskoj osnovi pronalazeći razliku u evapotranspiraciji između šumskih područja i područja bez drveća na različitim geografskim širinama. On također smatra da je duža vegetacija šumske vegetacije jedan od faktora povećanja isparavanja. Osim toga, on koristi i druge faktore da objasni povećano isparavanje šume: a) veću optičku gustoću vegetacijskog pokrivača u šumskim nasadima i b) značajnije nakupljanje vlage ispod krošnje šume do početka vegetacije u odnosu na na područja bez drveća. Rauner je došao do zaključka da razlika između ukupnog isparavanja u šumi i na zemljištima bez drveća dostiže maksimum (100-110 mm) u srednjim geografskim širinama - u podzoni širokolisnih šuma i u zoni šumsko-stepske, tačnije , u onim provincijama gdje je indeks suhoće R/ lrje jednako 1,1-1,2. Sjeverno i južno od ovih zona i podzona razlika se smanjuje sa 100-110 na 40-50 mm.

Razmotrimo koliko su univerzalni zaključci o značajnijem ukupnom isparavanju šuma u odnosu na oranice, livade i djevičanske površine. Očigledno, postoje uslovi koji ograničavaju ove zaključke, na šta direktno i indirektno ukazuju i protivnici koncepta uticaja šume koja isuši teritoriju.

Različiti tipovi šuma međusobno se značajno razlikuju po ukupnom isparavanju, zadržavanju čvrstih i tečnih padavina, akumulaciji vlage u zemljištu i debljini sloja tla koji je pokriven ciklusom vlage.

Ukupno isparavanje šume zavisi i od oporezivanja i drugih karakteristika šumskih sastojina – njihove produktivnosti, starosti, gustine. Sve je to prilično uvjerljivo prikazano u radovima Zona i Molčanova. Skorodumov i mnogi drugi istraživači šumskih plantaža.

Potrebno je izabrati najtipičnije za sve šume, po čemu se razlikuju od zeljastih fitocenoza, i odrediti uslove pod kojima se opravdano može tvrditi da šuma manje ili više isparava poljske i livadske fitocenoza.

Prvo na čemu se treba zadržati, karakterizirajući moguće posljedice za ciklus vlage zamjene šuma zeljastim fitocenozama u različitim klimatskim uvjetima, je hidrološka procjena takvog faktora kao što je trajanje vegetacijskog perioda fitocenoza. Da li je zamjena dužih vegetativnih šuma kraćim vegetativnim zeljastim fitocenozama uvijek praćena smanjenjem ukupnog isparavanja? Ovo pitanje ćemo razmatrati u aspektu poređenja prosječnih dugoročnih vrijednosti isparavanja, budući da se u roku od jedne godine, u zavisnosti od rasporeda padavina i termičkih uslova, o rezervama vlage u zemljištu, do početka vegetacije dobija rezultat može biti i pozitivno i negativno.

Poznato je da u šumi sve padavine ne dopiru do površine tla, te se stoga smanjuje udio padavina koje padaju u tlo i podzemne vode. Količina zadržavanja padavina u krošnjama drveća uvelike varira u zavisnosti od vrste šume, starosti, gustine i drugih faktora i teško je statistički procijeniti.

Prema zapažanjima u šumama zapadne Evrope (Keller, 1965), utvrđeno je da listopadne šume zadržavaju znatno manje padavina od šuma smrče: bukove šume zadržavaju do 11% padavina, šume smrče do 26%. Iz ovoga se zaključilo da je moguće promijeniti vodni bilans tla i riječnog sliva zamjenom zasada smreke listopadnim.

Dugoročna opažanja taloženih sedimenata na krunama započeo je N. S. Nesterov, a nastavio G. R. Eitingen (1946) kod Moskve. Pokrivaju period od 34 godine (1906-1940). Utvrđeno je da zrela šuma breze zadržava na krošnjama u prosjeku 10% padavina godišnje, zrela borova šuma - 13-16% i sredovečna čista gusta šuma smreke - 32%.

Prema devetogodišnjim zapažanjima A. A. Molčanova (1961) u zoni šumsko-stepske (šuma Tellerman) na Ruskoj ravnici, hrastove šume sa gustinom od oko 0,9 zadržavale su na krošnjama u prosjeku oko 12-16% godišnjih padavina. .

V. V. Rakhmanov (1962) procjenjuje gubitak atmosferskih padavina za njihovo zadržavanje krošnjama u prosjeku oko 25% godišnje količine, u šumama različitih tipova ta vrijednost se kreće od 15 do 35%.

Prema šestogodišnjim zapažanjima A. S. Skorodumova (1964), u južnoruskim stepama (stanica Vladimir) u šumama širokog lišća sa prevlašću hrasta u dobi od 31 godine, padavine na krošnjama bile su u prosjeku 16% godišnje. , u šumskim pojasevima - 22%.

U suptropskoj prašumi južnog Brazila, prema F. Freiseu (Keller, 1965), oko 67% padavina je zadržano u krunama. Koliko godina su ova zapažanja vršena nije poznato. Međutim, uzimajući u obzir veću visinu sastojina tropskih i suptropskih prašuma, veću gustinu, a takođe i višeslojnost, treba očekivati ​​veću količinu padavina koje krošnjama presreću u ovim uslovima u odnosu na šume umerenih geografskih širina. Čini se da Freiseovi podaci ispravno odražavaju trend ka povećanom zadržavanju padavina u kišnim šumama niske geografske širine.

Dakle, pod bilo kojim prirodnim uslovima, pod krošnjama šume, u prosjeku, manje padavina pada na površinu tla nego na susjednim teritorijama bez drveća, ako imamo u vidu dovoljno velike nizove. Presretanje padavina krošnjama u određenoj mjeri izravnava povećanje padavina zbog uticaja šume na proces padavina. U mnogim slučajevima to može dovesti do potpune kompenzacije jednog od drugog.

U SAD-u se formula (Keller, 1965.) koristi za izračunavanje količine padavina koje zadržava krošnja šume:

gdje J- količina padavina zadržana na jedinici površine šumske krošnje,S- vododrživost šume, k - odnos površine isparavanja lišća prema površini njegove ukupne projekcije, ε - intenzitet isparavanja tokom padavina, T- prosječna količina padavina po kiši tokom vegetacijske sezone, Ps - osnovna površina stabala drveća. Formule ove vrste nemaju univerzalnu vrijednost, jer vrsta šume, gustina, starost, kvalitet, višeslojnost i drugi faktori utiču na zadržavanje padavina.

Potpuna ili djelomična kompenzacija krošnjama dodatnih padavina formiranih nad šumskim površinama zbog povećane hrapavosti ne daje osnova za tvrdnju da šumske formacije više isparavaju od zeljastih. Potrebno je pozabaviti se i drugim faktorima – uporednim rezervama vode u snježnom pokrivaču i zemljištu, površinskom i podzemnom oticanju u šumskim i nešumovitim područjima. Veće rezerve vode u snježnom pokrivaču i šumskim zemljištima, uz smanjenje oticanja, kao što je poznato, pouzdani su pokazatelji koji potvrđuju povećanu potrošnju vode za isparavanje.

U prirodnim zonama sa izraženim hladnim periodom godine, šumska područja obično karakteriše deblji snježni pokrivač. Od nedavno objavljenih radova o ovom pitanju, pozivamo se na rad Instituta za geografiju Akademije nauka SSSR-a (Malik, 1966), koji je proučavao akumulaciju snijega u tajgi regije Sjeverni Ob pod krošnjama šume i na otvorenom. područja, na osnovu dugoročnih osmatranja 12 meteoroloških stanica Hidrometeorološke službe i Zapadnosibirske ekspedicije IGAN-a. Pokazalo se da su u prosjeku tokom zime u četinarskim i brezo-jasika-četinarskim šumama zalihe snijega 20-40% više nego na poljima. U gustoj crnogoričnoj šumi razlika u korist šume se smanjuje na 10% zbog, očigledno, povećanja udjela čvrstih atmosferskih padavina presječenih krošnjama.

VV Rakhmanov (1962) proučavao je akumulaciju snijega u šumama i poljima Ruske ravnice na teritoriji koja se nalazi između 50 i 60°N. sh. Došao je do zaključka da su zalihe snijega u šumama svih godina i na svim područjima veće nego na otvorenim površinama. Istovremeno, u sitnolisnim i mješovitim šumama rezerve snijega su 23%, au četinarskim šumama 12% više nego u polju. U nekim tačkama (na 17 od 125) snježne rezerve u šumama su se pokazale manje od zaliha snijega na terenu, što se, očigledno, može pripisati slučajnim greškama. Rakhmanov smatra da je dodatno nakupljanje snijega u šumi za 10-30 mm više nego u polju.

Nešto ranije, VN Paršin (1953) je došao do sličnih zaključaka proučavajući uporednu akumulaciju snijega u šumi i na polju na teritoriji sjeverne polovice Ruske ravnice. Prema njegovim riječima, u šumama sitnog lišća akumulacija snijega iznosi 15-20%, au četinarskim, prilično zatvorenim šumama, 5-10% više nego u polju.

Prema V. I. Rutkovskom (1956), u podzoni mješovitih šuma evropske teritorije SSSR-a, akumulacija snijega u šumama sitnog i širokolisnog lišća je maksimalna, u četinarskim šumama je manja, a na poljima je minimalno.

Nešto drugačije zaključke izveo je V. D. Komarov (1959), koji je generalizirao 20-godišnja promatranja Valdai N.-and. hidrološku laboratoriju i druge naučne institucije. Utvrdio je da su zalihe vode u snježnom pokrivaču u četinarskim šumama srednje gustine i na otvorenim površinama gotovo iste ako nema jakih odmrzavanja tokom zime.

Konačno, neki istraživači (Galahov, 1940; Eitingen, 1946; Molčanov, 1961) smatraju da su u šumama smrče rezerve vode u snežnom pokrivaču manje nego u polju, au borovim šumama, šumama breze i proplancima - više. . Prema 15-godišnjim zapažanjima na šumskoj eksperimentalnoj dači Moskovske poljoprivredne akademije. K.A. Timiryazev, smanjenje rezervi vode u šumama smrče u odnosu na polje iznosilo je samo 7% (6 mm), dok se njihovo povećanje u borovoj šumi, šumi breze i čistinama pokazalo 20-25%, odnosno 18-47 mm.

U Prokudin boru Moskovske oblasti, u proseku tokom četiri godine posmatranja, zalihe vode u snežnom pokrivaču u zatvorenoj smrekovi šumi (65 godina starosti) su 73 mm, u zatvorenoj borovoj šumi iste starosti - 129 mm, na brdovitom prostranom polju od 5 hektara - 120 mm (Molčanov, 1961). Slični rezultati dobijeni su tokom pet godina posmatranja Instituta za geografiju Akademije nauka SSSR-a (Baza, 1963) na severu grebena Klin-Dmitrov u podzoni mešovitih šuma. Na ovom području, općenito, potvrđen je redoslijed lociranja različitih zemljišta po rezervama vode u snježnom pokrivaču. Istovremeno je utvrđeno da smrekova šuma i polja, u zavisnosti od karakteristika zimskog vremena, mogu zauzimati različita mjesta.

Sumirajući razmatranje pitanja uticaja šuma na rezerve vode u snežnom pokrivaču u šumskim provincijama sa prilično stabilnim zimama, mora se reći da su najnovija zapažanja generalno potvrdila stare zaključke iz prve polovine XX veka. (A. I. Voeikov, N. S. Nesterov, G. N. Vysotsky, A. D. Dubakh, G. D. Richter, itd.). Međutim, u drugom poluvremenu XX stoljeća, bilo je moguće pouzdanije potkrijepiti kvantitativne odnose koeficijenata skladištenja snijega po vrstama zemljišta i vrstama šuma za ove geografske uslove.

Sada se nepogrešivo može konstatovati da sve vrste četinarskih (osim smreke), sitnolisnih i mješovitih šuma, uz proplanke, doprinose značajnijoj akumulaciji snijega u njima u odnosu na polja.

Fizička argumentacija prednosti šumskog zemljišta kao snježnog akumulatora data je u radovima P. P. Kuzmina (1954).

U svim slučajevima gdje je to bilo moguće, upoređivali smo nakupljanje snijega u šumama i na poljima na kojima se nalazi kultivirano bilje, imajući u vidu generalnu perspektivu zamjene šuma uglavnom oranicama.

U inostranstvu, u zapadnoj Evropi i SAD, u provincijama šumske zone srednje širine, postoji sličan odnos između akumulacije snijega u šumama i poljima.

Budući da naš zadatak ne uključuje detaljan pregled dostupnih studija o ovom pitanju, ograničavamo se na pozivanje na pojedinačne radove A. A. Molčanova (1963) i V. V. Rakhmanova (1962), koji iznose prethodne i savremene strane podatke koji karakterišu koeficijente akumulacije snijega. za šume i polja. Ovdje je važno napomenuti da se najoštrija razlika u akumulaciji snijega u šumama i poljima uočava za vrijeme čestih ciklona (Rakhmanov, 1962), kada je sublimacija snijega u šumama znatno manja nego u poljima. Posredno za zapadnu Evropu to potvrđuje i značajnije nakupljanje snijega u šumama.

Za uslove šumsko-stepskih, stepskih i polupustinjskih zona, gdje postoje ili otočne širokolisne šume ili poljozaštitni šumski pojasevi, u suštini se može izvesti isti zaključak kao i za šumsku zonu. I u ovim zonama se uočava slična slika: akumulacija snijega u šumama i zaštićenim pojasevima je veća nego na poljima. Međutim, u nekim godinama postoje izuzeci od ovog pravila, posebno u zapadnim provincijama Ruske ravnice, gdje su snježne oluje prilično rijetke, a otopljenja česta.

Učinak akumulacije snijega je obično veći u šumskim pojasevima, a manji u kontinuiranim šumskim nasadima.

Za suptropske, tropske i ekvatorijalne zone, gdje praktički nema snježnog pokrivača, sa izuzetkom visokih planina, razmatranje ovog pitanja, očigledno, izgleda besmisleno.

Dakle, u šumama umjerenih i visokih geografskih širina, kao i u poljozaštitnim šumskim plantažama u sušnim zonama umjerenih širina, češće nego u polju, akumulira se više snijega nego na polju, što predodređuje povećano isparavanje vode od njih i, posljedično, intenzivniji ciklus vlage ako je otjecanje vode sa ovih zemljišta manje.

Očigledno, nema posebne potrebe dokazivati ​​da šuma smanjuje površinsko otjecanje i povećava podzemno otjecanje. To su već dokazale brojne studije sovjetskih naučnika, među kojima spominjemo A. P. Bočkova (1954), S. V. Basea (1963), P. F. Idzona (1963), P. S. Kuzina (1949), D. L. Sokolovskog (1959), V. I. Rutkovskog (1954). ). R. Keller (1965) u svojoj monografiji potvrđuje zaključak o smanjenju površinskog oticanja u šumama Švicarske, Savezne Republike Njemačke, Čehoslovačke i Sjeverne Karoline u odnosu na teritorije bez drveća. U Švicarskoj se ovo pitanje proučava više od 60 godina na šumskim (56 ha) i pašnjacima (59 ha) parcelama u Sperbelu i Rappenu, a ispostavilo se da je otjecanje sa šumske parcele manje.

Spor se sada tiče konkretnijih pitanja - uticaja na oticanje šumskog pokrivača teritorije, vrste šume, njene starosti i poreznih karakteristika, krčenja šuma, ispaše, močvare itd.

Međutim, posljednjih desetljeća, kada se raspravljalo o pitanju promjene ukupnog obima oticanja pod uticajem šumskih zasada, ponovo su se pojavile velike nesuglasice.

Neki istraživači, među kojima najkategoričniju poziciju zauzima VV Rakhmanov (1962), tvrde da šuma, uprkos smanjenju površinskog oticanja, povećava ukupni godišnji protok rijeka zbog značajnog povećanja podzemnog oticanja.

Međutim, nema direktnih dokaza koji podržavaju ovaj zaključak u provincijama šumske zone, kako u SSSR-u, tako iu zapadnoj Evropi i SAD.

Mnogi istraživači kod nas i u inostranstvu dijele suprotno gledište, vjerujući da šuma smanjuje protok u rijeke i jezera.

Istovremeno, u šumama šumsko-stepskih i stepskih zona, kako je G. N. Vysotsky odavno dokazao, a u posljednjoj deceniji to su potvrdili mnogi istraživači, nema uslova za formiranje značajnog podzemnog oticanja i postoje uslovi koji otežavaju upijanje tla u podzemne vode. Budući da ne možemo detaljnije da se zadržimo na tome, pozivamo se na generalizujući rad A. S. Skorodumova (1964), u kojem se ova pitanja iscrpno razmatraju.

Smanjenje površinskog oticanja u šumama u odnosu na teren je nesumnjivo, dok povećanje podzemnog oticanja u provincijama šumske zone umjerenih geografskih širina nije kvantitativno potvrđeno u uvjetima rigoroznog eksperimenta. Ne postoje uvjerljivi teorijski preduslovi koji potvrđuju značajno povećanje protoka podzemnih voda u ovim provincijama.

Vrijednosti podzemnog oticanja u šumama umjerenih geografskih širina mogu biti mnogo veće nego u poljima, pod uslovom da je do jeseni manje sušenja i veći infiltracijski kapacitet tla, kao i veće sniježne rezerve u šumama. Ovo zadovoljava drugi i treći uslov. Prvi uslov se teško može uzeti u obzir, jer je do jeseni vlažnost tla u šumama ili manja nego u poljima, ili nema značajne razlike u rezervama vode između ovih zemljišta, posebno u podzonama tajge i mješovitih šuma. .

Nema razloga da se preuveličava značaj infiltracionog kapaciteta šumskih tala, jer je povećana infiltracija dokazana samo za gornje horizonte.

Osim toga, dubina prodiranja korijenskog sistema vrsta drveća u močvarnim šumama, čija se površina naglo povećava od južne tajge do srednje i sjeverne, obično je mala (0,5 m), pa je debljina tla sa visokim kapacitetom infiltracije je značajno smanjena.

Kao rezultat toga, nameće se zaključak da do sada nauka i praksa nemaju tačne podatke o podzemnom oticanju u šumama umjerenih geografskih širina.

Jedini pouzdani kriterij za hidrološku procjenu šuma su podaci koji karakterišu uporedno isparavanje u šumi i na terenu.

Kao što je gore prikazano, šuma i polje, u zavisnosti od niza faktora, mogu mijenjati svoja mjesta u smislu mase isparene vode. Shodno tome, zamjena šuma oranicama i livadama u nekim slučajevima će smanjiti, au drugim povećati volumen vodnih resursa uključenih u biofizički ciklus vlage.

Teorijski preduvjeti biološkog i fizičkog poretka svjedoče u prilog prepoznavanju formacija drveća kao potencijalno snažnijih isparivača vlage u odnosu na zeljaste: šuma s dovoljnom vlagom i odsustvom zalijevanja uvijek isparava više vlage nego polje koje zauzima jednogodišnje ili višegodišnje zeljaste biljke. zajednice. Prije svega, tome doprinosi duži period vegetacije drvenastih biljaka. Na niskim geografskim širinama, gdje nema promjene godišnjih doba i gdje nema sušnog perioda, tropska prašuma isparava kontinuirano tokom cijele godine, dok zeljaste zajednice na kultiviranim zemljištima na ovim geografskim širinama završavaju svoju vegetaciju u kraćim periodima.

U srednjim i visokim geografskim širinama različite vrstešume, od širokolisnih do četinarskih, također vegetiraju duže od zeljastih zajednica. Ali razlika u trajanju vegetacije i jednog i drugog kontinuirano se smanjuje s napredovanjem u tundru. Već u sredini, posebno u sjevernoj tajgi, približava se minimumu, što nam omogućava da ove prirodne podzone smatramo krajnjom granicom, gdje je isparavanje šume tek nešto više od isparavanja iz polja.

Upoređujući ukupno isparavanje šuma i polja po geografskim širinama, mislimo na visokoproduktivne nemočvarne šume i polja unutar svake zone, što se, kao što je poznato, ne odvija uvijek u realnim uslovima. Samo na dobro dreniranim zemljišnim masivima sa dovoljnim resursima vlage drvenaste biljke mogu ostvariti svoje potencijalne biološke prednosti - sposobnost razvoja dubokog, dobro razgranatog korijenskog sistema, što omogućava uključivanje značajnijih biljaka u ciklus vlage.

mase vode.

Uz duboko vlaženje tla proljeća i duboku pojavu podzemnih voda, uočeno je značajno uklanjanje vlage korijenjem drvenastih biljaka u šumskim stepama, stepama i polupustinjama u debljini tla do 4-5 m i dublje (S. V. Zonn, A. S. Skorodumov, T. Ya. Kissis). U međuvremenu, za većinu kultiviranih zeljastih biljaka, debljina intenzivnog uklanjanja vlage iz tla ograničena je na 1-2 m, a samo nekoliko njih, na primjer, lucerna, uzima vodu dublje (do 3 m).

U vlažnim tlima, razlike između drvenastih i zeljastih biljaka u pogledu dubine prodiranja korijenskog sistema potpuno su izravnane, što se posebno jasno vidi u tajgi. U ovim uslovima drvenaste biljke ne mogu iskoristiti svoje biološke prednosti u procesu povlačenja vode iz dubokih horizonata tla.

Naravno, ne mogu se sve vrste drveća klasificirati kao potencijalno duboko ukorijenjene, na primjer, smreka je vrsta niske plastičnosti u odnosu na korijenski sistem. Međutim, struktura i dubina korijenskog sistema većine drvenastih i zeljastih biljaka zavise ne samo od njihovih bioloških svojstava, već i od uslova okoline.

SV Zonn (1954) vjeruje da močvarne šume smrče isparavaju približno 20% manje od složenih, nemočvarnih šuma.

Prema A. A. Molchanovu (1961), u blizini Moskve, šume smreke kiselice, obično ne preplavljene ili blago preplavljene, isparile su 460 mm, a šume smreke duge mahovine, nastale u uslovima viška vlage, 339 mm.

Razlog za razlike leži u nejednakoj produktivnosti sastojine: niska produktivnost močvarnih šuma ograničava korištenje resursa vlage. Stoga, niskoproduktivne močvarne šume mogu manje ispariti od visoko produktivnih livada i oranica. U ovom slučaju postoji potpuna analogija sa močvarama: u isušenoj močvari dobar bilje ispari više od lošeg bilja u neisušenom.

Mlada šuma, kao i prezrela, zbog smanjene produktivnosti ispari manje od srednjevječne šume: u Tellermanovom oglednom šumarstvu hrastove sastojine stare 40-60 godina isparile su u prosjeku oko 500 mm tokom 7 godina, u dobi od 220 godina. godine - 418 mm, u dobi od 4-10 godina - 352 mm (Molčanov, 1961).

Šuma često ne može ostvariti povećani evaporotranspiracijski kapacitet ni u uslovima nedovoljne opskrbe vlagom. U prirodnim zonama i provincijama nedovoljne vlage, šuma, kao i svaka druga formacija, isparava onoliko koliko ima vlage u tlu i koliko padavina padne tokom vegetacije. U sušnim uvjetima u vlažnim godinama, ukupno isparavanje odrasle šume uvijek je veće od isparavanja polja: u ovom slučaju se jasno očituje utjecaj duže vegetacije drvenastih biljaka. Pod istim uslovima, u sušnim godinama, šuma isparava koliko i polje, ili manje ako su na početku vegetacije rezerve vlage u šumi manje nego u polju.

Ovi se zaključci, po svemu sudeći, mogu proširiti na monsunske i savanske šume tropskih i suptropskih geografskih širina, koje odbacuju lišće s početkom sušnog perioda.

U aridnim uslovima umerenog pojasa, gde podzemne vode obično leže duboko, može se zaključiti o zavisnosti ukupnog isparavanja šume i polja od resursa vlage (zalihe vode u tlu na početku vegetacije plus padavine tokom vegetacije). sezone) pouzdano je potvrđeno u radovima S. V. Zonn (1959), A. S. Skorodumova (1964), F. S. Chernikova (1957), A. A. Rode (1963), A. M. Alpatiev (1954), A. R. Konstantinova (1963) itd.

Istovremeno, u granicama, isparavanje šuma i polja u uslovima neograničenih resursa vlage približava se isparavanju, što smo ustanovili za šumske pojaseve (1958) na osnovu posmatranja na Kubanu.

niska šuma IV- VBonitet, uz česta odmrzavanja, akumulira manje snijega na ravnicama nego na polju, što predodređuje ograničenije rezerve vlage u njemu do početka vegetacije i smanjuje ukupno isparavanje. Primjer takvih uvjeta je eksperimentalna stanica za melioraciju agrošuma Vladimirovskaja u Novobugskom okrugu Nikolajevske regije na južnim ilovastim černozemima stepske zone, podzemne vode 9-10 m.

Prema A. S. Skorodumovu (1964), ukupno isparavanje u šumi na ovoj stanici bilo je 100 mm, au šumskom pojasu - 55 mm manje nego u polju. Prosječna visina kontinuiranog zasada hrasta izdanačkog tipa na stanici Vladimirovskaja je 7,5 m, starost 31, klasa kvaliteta IV, punoća 0,6-0,7. U tako niskoj, nisko zatvorenoj šumi, sa čestim otapanjem, snijeg i voda nisu se mogli akumulirati u tlu više nego u polju, što i sam Skorodumov primjećuje. U prosjeku, tokom 5 godina, opskrba vodom koja je biljkama dostupna u proljeće u sloju tla od dva metra pokazala se ovako: u šumi 155 mm, u šumskom pojasu 172 mm, na otvorenom polju 264 mm, u međutračnom polju 248 mm.

Zbog nedostatka vlage, koji je posebno bio izražen u šumi, ispostavilo se da je trajanje perioda potrošnje vlage u prosjeku za 4 godine 175 dana u ovim uslovima u polju i 165 dana u šumi - uočena činjenica u prirodi kao izuzetak. Obično se događa suprotno - drvenaste biljke vegetiraju duže od zeljastih, ako suša na silu ne zaustavi vegetaciju.

Dakle, većina drvenastih biljaka, u poređenju sa zeljastim biljkama, može formirati dublji korijenski sistem, ako se to ne spriječi zalivanjem tla, a i vegetira duže vrijeme, ako vegetacija nije prekinuta nedostatkom vlage, mraza ili bolesti i štetočina.

Obje biološke karakteristike drvenastih biljaka uzrokuju povećano ukupno isparavanje šume i, posljedično, intenzivniji ciklus vlage.

Često, iako ne uvijek, šuma je slojevitija od polja, što također doprinosi intenzivnijem korištenju vode.

Nije slučajno da su u evoluciji biljnog svijeta mnogi drvenasti oblici ustupili mjesto zeljastim: formiranje područja sa hladnom i suhom klimom u procesu diferencijacije prirode kopnene površine dovelo je do izumiranja mnogih drvenasti i pojava novih filogenetski mladih zeljastih oblika, manje zahtjevnih na vlagu i otpornijih na hladnoću.

Pored bioloških prednosti, šuma kao poseban biofizički sistem (Hilmi, 1966) pokazuje se da se fizički razlikuje od travnatih formacija. U tom pogledu zaslužuju pažnju istraživanja Yu. L. Raunera i N. I. Rudneva (1962), kao i L. M. Ananyeve (1962). Prvi je otkrio da je na području Klinsko-Dmitrovske grebena radijacijska ravnoteža šume bila 17% veća od radijacijske ravnoteže livade. Prema zapažanjima L. M. Ananyeve, u istom području, potrošnja topline za isparavanje u šumi pokazala se 18% više nego na livadi.

Slične generalizacije i lična zapažanja Yu. L. Raunera (1965) dovela su ga do važnog zaključka: šumske plantaže karakteriše niži albedo u odnosu na livade i polja. Prema njegovim proračunima, zbog nižeg albeda, zatvorena krošnja šume u maju-septembru prima dodatnih oko 5 kcal. efektivno zračenje u poređenju sa okolnim područjem bez drveća. Ovo je ekvivalentno isparavanju sloja vode od oko 80 mm.

Slijedom toga, uz isti priliv ukupne radijacije na različita obližnja zemljišta (šuma, livada, njiva), toplinski i energetski resursi šumskih nasada pokazuju se najvećim, što zbog povećane potrošnje vode za isparavanje stvara fizičke preduslovi za intenzivniju cirkulaciju vlage.

Naravno, različite vrste šuma, u zavisnosti od blizine, slojevitosti, lisnatosti, daće različite toplotne i energetske efekte, što, međutim, ne menja fizičku suštinu posmatranog fenomena.

Dakle, zamjena šuma oranicama i livadama u toku višestoljetnog ljudskog gospodarskog djelovanja trebala bi u svim prirodnim zonama dovesti do nekog slabljenja biofizičkog ciklusa vlage na površini zemljišta, ako se uzme u obzir dobro poznata činjenica uništavanje prvoklasnih šuma, koje se odlikuju najvećim kapacitetom evaporotranspiracije, prije svega.

U različitim geografskim zonama, zamjena šuma oranicama i livadama različito je utjecala na ciklus vlage.

U hileama ekvatorijalnog, tropskog i suptropskog pojasa ovaj je proces trebao biti najuočljiviji ako je ukupna površina posječenih šuma u tim zonama jednaka ili veća od slične površine u umjerenom pojasu. U tropskim geografskim širinama razlika između trajanja vegetacije šuma i kultiviranih biljaka koje su ih zamijenile, među kojima riža zauzima prvo mjesto u svijetu (prema drugim izvorima, drugo nakon pšenice i sivog kruha) po površini zauzima najveći.

Međutim, mora se imati na umu da na ovim geografskim širinama, gdje se vrši navodnjavanje ili nakon žetve glavnog usjeva, padavine padaju, seje se drugi usev, čime se smanjuje razlika u ukupnom isparavanju šume i polja.

U srednjim geografskim širinama, gdje su tople i hladne sezone dobro izražene, razlika u trajanju vegetacije drvenastih i zeljastih oblika, posebno višegodišnjih zeljastih biljaka, nešto je manja. Ali među kultiviranim biljkama na ovim geografskim širinama prevladavaju jednogodišnje biljke koje, ovisno o vrsti i sorti, završavaju svoju vegetaciju 2-3 mjeseca ranije od drvenastih biljaka, pa je u srednjim geografskim širinama zamjena šuma oranicama također donekle oslabljena. intenzitet cirkulacije vlage.

U visokim geografskim širinama, sjeverno od 60-62 ° S. sh., razlika u trajanju vegetacije drvenastih i zeljastih oblika, pa i jednogodišnjih biljaka, približava se minimumu. U praksi se može zanemariti u komparativnoj procjeni ukupnog isparavanja šume i polja. Na ovim geografskim širinama većina šuma je zamijenjena livadama i pašnjacima zbog prevlasti stočarstva nad ostalim granama poljoprivrede. Na području ovih zemljišta u visokim geografskim širinama vegetacija livadskog bilja nastavlja se do kasne jeseni, što doprinosi djelomičnom niveliranju razlike između šume i livade u ukupnom isparavanju.

U vlažnim planinskim predjelima, livade i pašnjaci prevladavaju nad poljima ne samo u visokim, već iu srednjim geografskim širinama. Dakle, na ovim prostorima zamjena šuma vrlo ograničenim površinama obradivog zemljišta takođe nije mogla značajno uticati na promjenu ukupnog isparavanja.

Međutim, albedo livadske vegetacije je nešto veći od onog kod drvenaste vegetacije, što čak i na visokim geografskim širinama, unatoč nivelaciji razlike u trajanju vegetacije šume i livade, uzrokuje smanjenje ukupnog isparavanja kao rezultat djelomične zamjene šuma livadama i pašnjacima. Ovaj zaključak potvrđuju studije Yu. L. Rauner (1966), prema kojima na 60-62 ° N. sh. Uticaj šuma na ukupno isparavanje je još uvijek primjetan, naime u šumi je gotovo 40 mm više nego na livadi.

Dakle, u svim geografskim zonama i pokrajinama, u kojima je, kao rezultat viševekovnog delovanja ljudskog društva, uništavanja šume i njene zamene oranicama, livadama i pašnjacima, došlo je do smanjenja ukupnog isparavanja u skladu sa skale transformacije. To je neizbježno moralo za sobom povući smanjenje biofizičke cirkulacije vlage.

Proces slabljenja intenziteta cirkulacije vlage usled krčenja šuma nastao je kao rezultat istovremenog uticaja dva faktora: smanjenja padavina i smanjenja ukupnog isparavanja.

Uzmimo minimalnu razliku u ukupnom isparavanju šume i polja jednaku 50 mm, što odgovara vrijednosti "nedostatka" padavina kao rezultat uništavanja šuma, koju smo ranije usvojili.

U ovom slučaju, prema proračunu, iz godišnjeg ciklusa vlage Zemlje ispalo je najmanje 3.000 milijardi kubnih metara vode. gospođa slatke vode, ako je pouzdan broj od 60 miliona km 2 posječenih šuma u proteklim milenijumima.

Regionalni značaj zamjene šuma oranicama i livadama ne može se zanemariti kada se ocjenjuju transformacijske mjere u onim zonama i pokrajinama u kojima je došlo do značajnog krčenja šuma. Smanjenje atmosferskih padavina za samo 10% kao rezultat krčenja šuma u srednjim geografskim širinama iznosi najmanje 40-70 mm, što se ne može zanemariti prilikom procjene regionalnih ciklusa vlage. Krčenje šuma je utjecalo na smanjenje intenziteta cirkulacije vlage ne samo u nekadašnjim šumskim područjima, već iu područjima koja ih okružuju.

Osim toga, kao rezultat krčenja šuma, odnos površinskih i podzemnih tokova značajno se promijenio, što je zauzvrat neizbježno promijenilo hidrološki režim ovih teritorija.

Da bismo zaokružili razmatranje pitanja hidrometeoroloških posljedica zamjene šuma oranicama, livadama i pašnjacima, zadržimo se ukratko na sličnoj karakteristici zaklonskih pojaseva.

U smislu planetarnog značaja, njihov uticaj na ukupan ciklus vlage je zanemarljiv, jer će površine koje zauzimaju u datom regionu sada iu budućnosti teško prelaziti 3-5%.

Teritorijalne mogućnosti ekonomska upotreba poljozaštitni šumski pojasevi ograničeni su uglavnom na polusušna i sušna područja. Regionalni značaj hidrometeorološkog uticaja na lokalni ciklus vlage je prilično velik.

Nema potrebe da se detaljnije zadržavamo na proceni hidrometeorološke efikasnosti terensko-zaštitnih šumskih pojaseva, jer je ona prilično iscrpno ocenjena u radovima A.P. Bočkova, I.A. Goltsberga, O.A.Drozdova, A.R.Konstantinova, M.I. dr.

Ovaj događaj je najdetaljnije razmatran u nedavno objavljenoj monografiji A. R. Konstantinova i L. R. Struzera (1965).

Hidrometeorološki uticaj zaštićenih pojaseva u mnogome je sličan uticaju kontinuiranih šumskih nasada na mikroklimu i vodni režim tla. Šumski pojasevi, osim uticaja na brzinu vjetra, temperaturu zraka i vlažnost, doprinose povećanju padavina, posebno u hladnoj sezoni. Snježni pokrivač i sam po sebi i na zaštićenim poljima uz njih je obično snažniji nego na otvorenom polju. Isto se uočava, uz nekoliko izuzetaka, kada se proučavaju rezerve vlage u zemljištima pod šumskim pojasevima, zaštićenim i otvorenim poljima: one su gotovo uvijek veće u tlima ispod šumskih pojaseva i na njima zaštićenim poljima.

U skladu sa takvim uticajem na međutračna polja, površinsko oticanje se smanjuje, a podzemno povećava, isparavanje se smanjuje, isparavanje se povećava zbog veće akumulacije vode u tlima do početka vegetacije.

Međutim, još uvijek ne postoji konsenzus o kvantitativnoj ocjeni hidrometeorološke efikasnosti zaštitnih pojaseva.

O. A. Drozdov (1952), u jednom od svojih ranih radova, suštinski je došao do poricanja pozitivnog uticaja šumskih pojaseva na padavine (povećanje količine padavina za samo 2-3 mm tokom vegetacije) u sušnim stepama i polu- pustinja evropskog dijela SSSR-a i do njenog priznavanja u šumsko-stepskim provincijama (povećanje padavina za 20 mm tokom vegetacije).

U kasnijem radu (Drozdov i Grigorieva, 1963), Drozdov smatra da se na ravnicama, pod uticajem šumskih pojaseva, padavine povećavaju za 5%, ne objašnjavajući na koju prirodnu zonu se ovaj broj odnosi.

Prema proračunima A. R. Konstantinova (1965), u zapadnim oblastima terensko-zaštitnog pošumljavanja na evropskoj teritoriji SSSR-a, ukupan porast padavina biće oko 50 mm, u istočnim - 33 mm, a na jugu - istočni - 16 mm, pod uslovom da se priredba odvija po cijelom suhom.

Rezultati oba proračuna i proračuna O. A. Drozdova otkrivaju isti trend – smanjenje hidrometeorološke efikasnosti šumskih pojaseva sa napredovanjem od vlažnijih ka sušnim zonama i provincijama, što je usko povezano sa smanjenjem u istom pravcu relativna vlažnost vazduha. U suhim stepama i polupustinjama ono je toliko malo da dodatno isparavanje, zbog utjecaja šumskih pojaseva na zadržavanje vlage u troposferi, nije u stanju osjetno stimulirati padavine.

Sveobuhvatna procena promena u vodnom bilansu Ukrajine (Konstantinov, Sakali i dr., 1966), uzimajući u obzir kombinovani uticaj šumskih pojaseva i poljoprivredne tehnologije, dovela je autore do sledećih zaključaka: padavine će se povećati u budućoj poljoprivredi. za 9%, ukupno isparavanje za 11%, ukupno otjecanje će se smanjiti za 4%.

Općenito, intenzitet biofizičkog ciklusa vlage će se povećati u onim regijama gdje će zaštitni pojasevi zauzeti svoje pravo mjesto u zajednički sistem transformacijske mjere u poljoprivredi.

Promjena ciklusa biofizičke vlage u povoljnom smjeru stvorit će preduslove za rast biološke produktivnosti polja. Istovremeno, povećanje prinosa zbog smanjenja štetnih učinaka erozije, obilnije korištenje gnojiva i poboljšanje sortnog sastava gajenih biljaka uvelike će povećati rast intenziteta cirkulacije vlage.

Gore je pokazano da se napredovanjem na više geografske širine razlika u ukupnom isparavanju šume i polja postepeno smanjuje zbog izjednačavanja trajanja vegetacije drvenastih i zeljastih biljaka, ali ne nestaje u potpunosti zbog razlika u albedo šume i polja.

Za diferencirani sagledavanje budućih posljedica zamjene šuma livadama, pašnjacima i oranicama, potrebno je, pored ovih faktora, uzeti u obzir i stvarni udio šuma po prirodnim zonama, kao i vrste i kvalitetu šuma. šume. Prema podacima koje je objavio A. A. Molchanov (1963), na evropskoj teritoriji SSSR-a dolazi do isparavanja zbog šuma: u sjevernoj tajgi - sa 61% površine, u srednjoj tajgi - sa 47%, u podzoni mješovite šume - od 26%, u sjevernoj šumsko-stepskoj sa 8% i stepi - sa 3,5% površine. Korekcija za stvarnu površinu isparavanja šume po zonama značajno mijenja teorijske proračune zonskih promjena intenziteta biofizičkog prometa vlage po jedinici površine.

Treba se ukratko zadržati na hidrološkoj procjeni kontinuiranih šumskih plantaža i šumskih pojaseva, imajući u vidu formulu G. N. Vysotskog: "Šuma suši ravnice ...".

Kao što je već spomenuto, u protekle dvije decenije, ova krilatica je više puta kritikovana od strane brojnih istraživača koji su proučavali problem "šuma - polje" u njegovom hidrološkom aspektu (I. M. Labunsky, A. P. Bochkov, V. I. Rutkovsky, S. V. Zonn, V. V. Rahmanov i drugi).

U pogledu bioloških svojstava, formacije drveća se odlikuju potencijalno značajnijim ukupnim isparavanjem u odnosu na zeljaste, što je potvrđeno direktnim proučavanjem vodnog bilansa različitih zemljišta, kao i proučavanjem toplotnih i energetskih svojstava šuma i polja! Istovremeno, u pogledu prometa vlage ocrtava se sljedeća rastuća serija: 1) njive u kojima dominiraju jednogodišnji usjevi, 2) livade i pašnjaci, 3) šume. Šume se odlikuju najvećim biofizičkim prometom vlage u prirodi, ako to ne sprječavaju ekološki uslovi.

Razlika u ukupnom isparavanju šume i polja najveća je na niskim geografskim širinama, ako su do početka vegetacije zalihe vode u tlu šume veće ili jednake poljskim. Minimalna vrijednost razlike tipična je za visoke geografske širine, gdje se trajanje vegetacije šumskog, livadskog i poljskog bilja ne razlikuje toliko značajno kao na niskim geografskim širinama i gdje su proljetne rezerve vlage u tlima svih ovih zemljišta bliske. jedni drugima.

Na geografskim širinama gdje je snježni pokrivač dobro izražen i prilično stabilan, šuma, uprkos povećanom ukupnom isparavanju, malo mijenja ukupno otjecanje zbog povećanja atmosferskih padavina nad pošumljenim područjima i veće akumulacije zaliha vode u snježnom pokrivaču. Ipak, šuma značajno smanjuje površinsko otjecanje.

Međutim, u realnim uslovima šuma ne zauzima uvijek prvo mjesto po prometu vlage. Česti su slučajevi kada vrste drveća ne mogu formirati dubok korijenski sistem, zbog čega rezerve vlage dubokih slojeva tla i tla mogu biti uključene u ciklus vlage. Takvi slučajevi su česti u raskvašenim zemljištima, u zemljištima sa karbonatnim horizontima blizu površine i horizontima akumulacije lako rastvorljivih soli sa njihovim karakterističnim plitkim vlaženjem do početka toplog perioda godine.

U tim slučajevima pojedini korijeni također prodiru na znatnu dubinu i time uključuju rezerve vlage dubljih horizonata u ciklusu vlage. Ali masa vode izvučena iz ovih horizonata, na primjer, iz sloja od 2-4 m, računajući od površine tla, prema opažanjima u polusušnim uvjetima, rijetko dostiže 20-25% ukupnog isparavanja. Češće ne prelazi 10-15% ili se približava nuli s plitkim vlaženjem tla.

Na močvarnim tlima, ukupno isparavanje neproduktivnih šuma je 20-25% manje od isparavanja šuma boniteta I- II(S. V. Zonn, A. A. Molchanov).

Očigledno, voda i borove šume pješčanih masiva malo isparavaju, čija kvaliteta, zbog loše ishrane, najčešće odgovara niskoj produktivnosti.

Ako se niskoproduktivne šume posjeku i zamjene visokoproduktivnim poljima, livadama ili pašnjacima, tada će ukupno isparavanje na pretvorenim zemljištima u zoni šuma umjerenih geografskih širina ili biti jednako isparavanju šuma ili će biti veće od njega. . U ovom slučaju, masa vode koja učestvuje u lokalnom ciklusu vlage neće se značajno promijeniti kada se jedno područje zamijeni drugim.

Poređenje primarnih niskoproduktivnih šuma sa sekundarnim visokoproduktivnim zemljištima je sasvim legitimno, budući da će u budućnosti upravo ova zamjena šuma oranicama, livadama i pašnjacima biti najčešća u ljudskim transformacijskim aktivnostima, s obzirom da će do sada su šume na kopnu. I- IIboniti su gotovo potpuno posječeni. U ovom slučaju, može se tvrditi sa visokim stepenom vjerovatnoće da niskoproduktivne šume ne isušuju ravnice, jer njihova zamjena visokoproduktivnim zemljištem ne može značajno promijeniti obim prometa vlage.

Međutim, u sušnim područjima, gdje su podzemne vode duboke i gdje korijenski sistem drvenastih biljaka može prodrijeti do znatne dubine, niskoproduktivne šume će isušiti ravnice.

Izuzetak će biti slučajevi kada su rezerve vlage u tlu do početka vegetacije u šumi manje nego u polju, ili kada tokom vegetacije šume padne manje padavina nego tokom vegetacije travnatog tla. formiranje.

Izraženo je mišljenje da šuma u sušnim godinama isušuje tlo, a u vlažnim akumulira vlagu. Jedan od pristalica ovog koncepta je V. I. Rutkovsky (1954).

Čini nam se da je takav koncept fizički neopravdan za sve prirodne zone. Poznato je da je u aridnim zonama isparavanje u dugom periodu jednako atmosferskim padavinama. Šuma u ovim uvjetima nije izuzetak i poštuje opći geografski obrazac. Ako su podzemne vode duboke, onda u vlažnim godinama šuma u sušnim zonama uvijek više isparava, a u sušnim godinama - manje, jer u drugom slučaju ima malo vlage. Ovo je dijametralno suprotno mišljenju V. I. Rutkovskog i može se lako dokazati na osnovu velikog broja terenskih opažanja.

U šumskom pojasu umjerenih geografskih širina zaključak V. I. Rutkovskog čini mi se opravdanim. U ovoj zoni, posebno u podzoni tajge, u vlažnim godinama šuma isparava manje nego u sušnim godinama, jer je u vlažnim godinama isparavanje u velikoj mjeri ograničeno nedostatkom topline.

U istoj zoni, uglavnom u vlažnim godinama, u šumi se uočava obnavljanje podzemnih voda, koje izostaje u toplom periodu u sušnim godinama.

Međutim, svi ovi argumenti, koji preciziraju različite slučajeve hidrometeoroloških uslova isparavanja, nisu u stanju da poljuljaju opšti zaključak o maksimalnom prometu vlage u šumi, na osnovu uzimanja u obzir njenih bioloških i fizičkih svojstava. Šuma s dovoljno visokim prinosom uvijek isparava više od polja, osim ako je isparavanje ograničeno toplinom ili nedostatkom vlage. Iz ovoga moramo zaključiti da je krčenje pretežno visokoproduktivnih šuma u prošlosti neminovno trebalo dovesti do određenog smanjenja ciklusa biofizičke vlage na Zemlji. Naime, ova promjena u tipu zemljišta, izvršena na planetarnom nivou, doprinijela je smanjenju ukupnog isparavanja i trebala je uzrokovati povećanje ukupnog oticanja ako je količina atmosferskih padavina nakon krčenja šuma ostala nepromijenjena.

Kao što je gore prikazano, značajno smanjenje šumske pokrivenosti teritorija dovodi do određenog smanjenja padavina zbog promjena u hrapavosti donje površine. Smanjenje padavina nakon krčenja šuma ukazuje na značajnu činjenicu da se od ove transformacijske mjere nije nužno očekivalo povećanje ukupnog oticanja.

Ipak, činjenica povećanja intenziteta i volumena površinskog oticanja nakon krčenja šuma ne može se sumnjati.

Dakle, šuma isušuje teritorije, ako ekološki uslovi dozvoljavaju šumskim sastojinama da ostvare svoje biološke i fizičke prednosti u odnosu na travnate formacije. Uz to, šuma savršenije reguliše otjecanje od livada i oranica.

- Izvor-

Alpatiev, A.M. Rotacije vlage u prirodi i njihove transformacije / A.M. Alpatiev. - L.: Hidrometeorološka izdavačka kuća, 1969. - 323 str.

Broj pregleda: 12