Поиск по сайту

Элементы водного баланса ландшафтов и их динамика.

Все элементы водного баланса испытывают зависимость от литогенной основы, энергетической базы и биоты ландшафта. Даже такой элемент водного баланса, как количество атмосферной влаги, менее других элементов связанный с подстилающей поверхностью, характеризуется большим разнообразием в пределах сравнительно небольших площадей. Так, почти все соседние метеостанции и гидропосты, удаленные друг от друга на десятки километров и находящиеся в равнинной местности практически на одной высоте, заметно различаются по количеству выпадающих осадков. Даже в пунктах, расположенных буквально по соседству, на расстоянии нескольких километров, выпадает разное количество атмосферных осадков.
Лесные участки, способствуя поднятию и увеличению турбулентности проходящих над ними воздушных потоков, а также градиента влажности, являются причиной увеличения количества выпавших осадков. Разница в количестве осадков между лесом и полем может достигать 12-27%.
Определенное влияние на количество перераспределяемой влаги оказывают впагопроницаемость и влагонасыщенность горных пород и почв, их гранулометрический состав, инфипьтрационная способность. Например, на насыщенных влагой песчаных почвах быстро просачивающаяся влага почти не перераспределяется по поверхности, а сложенные песками природные комплексы увлажняются более или менее равномерно по всей площади.
В большей степени, чем дождевые осадки, в ландшафтах перераспределяются снег и талая вода. Метелевый перенос рыхлого снега и его задержание формами рельефа и растительностью являются главными причинами перераспределения снега. Известно, что в районах с частыми
оттепелями, выпадением малоподвижного мокрого снега распределение снежного покрова по территории равномернее, чем в условиях сухой и холодной зимы. На лесопокрытых площадях с ровной поверхностью снег также распределен сравнительно равномернее, чем на открытой местности с пересеченным рельефом. Разница в высоте снежной толщи и снегозапасов между отдельными природными комплексами может достигать больших размеров — от полного отсутствия снега в определенных местоположениях (открытые вершины холмов, крутые склоны и т.д.) до накопления мощных снежных сугробов в понижениях или у подножий некоторых склонов.
Снегозапасы в лесных массивах могут быть в полтора раза больше, чем на полях. Наличие полезащитных лесных полос приводит к увеличению снегозапасов в них в 3-5Г раз по сравнению с открытыми участками. Это свойство растительности (увеличивать шероховатость деятельной поверхности) лежит в основе некоторых агротехнических мероприятий, направленных на накопление снега на полях -оставление высокой стерни, пахота снега и т. п.
Образуемая при таянии снега вода частично идет на увлажнение тех мест, где лежал снег, частично стекает. Величина стока зависит от рельефа, растительности, влажности и оттаянности почв. Не насыщенные влагой, не имеющие мерзлоты к моменту таяния снега почвы поглощают до половины талых вод, тогда как мерзлые или влагонасыщенные почвы почти не впитывают воду. Значительная часть вод, поступающих на поверхность интенсивно и в больших количествах, обычно стекает. Сток происходит в том случае, если влаги поступает больше, чем ее может впитать за это время почва. На сток, кроме количества и режима выпадения осадков, большое влияние оказывают подстилающая поверхность, литогенная основа ландшафтов и растительный покров.
Растительность способствует сокращению стока. Она создает на поверхности почвы микронеровности, на которых задерживается вода, препятствует уплотнению почвы, увеличивает ее инфильтрационную способность; растительные остатки на почве впитывают влагу и т. д. Особенно большое задерживающее, влияние  на   сток   оказывает  лесная
растительность. Вместе с тем в лесу возрастает величина подземного, внутрипочвенного стока и валовый запас воды.
Полный сток с лесных и луговых участков различается сравнительно мало. На луговых участках лесной зоны он на 1/5 — 1/3 больше, чем на лесопокрытой площади. Однако в случае нарушения естественной растительности количество стекаемой поверхностным стоком воды резко возрастает.
Испарение определяется наличием способной испаряться влаги, температурой и влажностью воздуха, скоростью его движения. Все упомянутые величины весьма изменчивы во времени и пространстве, что обусловливает изменчивость количества испаряемой влаги. Различается испарение с открытой водной поверхности, поверхности почвы, транспирация (продуктивное испарение), суммарное испарение. При этом транспирация во многом зависит от характера растительного покрова и фазы вегетации, что ведет к неоднородности испарения. Испарение с открытой водной поверхности является максимально возможным в данных условиях и называется испаряемостью. Оно определяется наличием тепла, затрачиваемого на испарение влаги. В связи с территориальной неравномерностью радиационного баланса испаряемость также испытывает изменения в зависимости от конкретных условий природных комплексов.
При избыточном увлажнении наибольшее испарение происходит в понижениях и нижних частях склонов в связи с поступлением сюда дополнительной воды. Меньше всего испарение на средних и верхних частях южных склонов из-за нехватки воды. Разница в количестве воды, испаряемой в нижних и верхних частях южных склонов, достигает 25-30%. На северных склонах она уменьшается в два раза (Щербаков, 1979).
Испарение с поверхности почвы находится в сильной зависимости от характера растительности, по-разному затеняющей эту поверхность. Так, под лесом с поверхности почвы испаряется в 4-6 раз меньше, чем с луга. Вместе с тем растительность тратит много влаги на транспирацию. Величина транспирации определяется характером растительного покрова. Особенно мнСго транспирирует лесная растительность, превосходя в этом отношении травянистую в несколько раз. Поэтому величина транспирации зависит от
распределения растительного покрова. Нередко испарение с почвы и испарение растительностью компенсируют и взаимно уравновешивают друг друга. Суммарное испарение в таких случаях различается от места к месту не столь контрастно. Так, между ельником и суходольным лугом разница в суммарном испарении составляет всего 10-15%.
Оставшаяся после стока и испарения вода учитывается как запас влаги в почве, играющий большую роль в жизни ландшафтов, особенно их биоты. Даже в зоне оптимального и избыточного увлажнения, к которой относится территория Псковской области, можно встретить как переувлажненные участки, так и относительно засушливые. Так, на верхних частях крутых склонов, небольших по площади вершинах холмов и т. д. наблюдаются периоды нехватки влаги для нормального развития растений. Песчаные, трещиноватые грунты при низком положении уровня грунтовых вод также способствуют осушению территории.
Как известно, кроны деревьев и травяная растительность обладают способностью перехватывать и удерживать некоторую часть осадков, которые затем непродуктивно испаряются. Количество осадков, задерживаемых пологом древесной растительности, существенно зависит от типа и густоты (сомкнутости) леса. Известны случаи, когда более половины месячной нормы осадков задерживалось кронами деревьев и испарялось, не достигнув почвы (Келлер, 1965). По Р. Гейгеру (1960), в 60-летнем зрелом хвойном лесу при слабом дожде (до 5 мм) две трети всего количества осадков перехватывалось кронами. Чем сильнее и продолжительнее дождь, тем меньше доля, расходуемая на смачивание крон.
Однако, по свидетельству того же автора, даже при самых сильных дождях одна пятая часть осадков все же не попадает внутрь леса. А количество осадков, проникающих сквозь кроны и таким образом попадающих на земную поверхность, достигает половины выпадающих над лесом только в том случае, если сумма их превышает 10 мм. В древостоях с высокой сомкнутостью крон только небольшое количество выпадающих осадков достигает почвы.  В кронах деревьев,  в
зависимости от степени сомкнутости и состава древесных пород, может задерживаться 25-45% годового количества осадков.
При малом количестве осадков, не обеспечивающих фазу полного насыщения смоченных наземных органов дерева, задержание осадков кронами выражено наиболее отчетливо. Большое количество осадков или продолжительное их выпадение обусловливают смачивание крон и наступление фазы полного насыщения, после чего деревья теряют способность к дальнейшему задерживанию осадков. В таких условиях степень их перехвата кронами выражается слабее. Наглядной иллюстрацией данного явления могут служить приводимые в таблице 1 количественные данные дожде-мерных наблюдений.
По наблюдениям автора, даже при довольно обильных, но кратковременных и эпизодических осадках, т. е. выпавших на сухую поверхность, кроновый перехват выражен сильнее, чем, например, при близких, к этому или гораздо меньшем количестве осадков, но выпавшем на уже смоченную поверхность.
По данным наших наблюдений, на рис. 1 приведены графики связи между величиной кронового задержания и количеством осадков, выпавших на открытом месте.
.

Страницы: 1 2

Этой темы так же касаются следующие публикации:
  • Роль снежного покрова
  • Мезоклиматический эффект Псковско-Чудского озера.
  • Составляющие радиационного баланса и теплоэнергетическая изменчивость природных комплексов.
  • Влияние рельефа на геофизические свойства ландшафтов.
  • Интересное