Лес и влага кратко
Обновлено: 05.07.2024
В течение всего года в темнохвойном лесу влажность воздуха выше, чем на полянах и вырубках.
Наибольшие различия наблюдаются в теплые месяцы. В среднем за вегетационный период относительная влажность воздуха в спелых и приспевающих насаждениях выше, чем на открытых участках, на 9%.
Трансформирующее влияние леса на осадки проявляется особенно ярко. От общего количества осадков открытого места в спелых ельниках задерживается 27—31%, в пихтовых и кедровых насаждениях — 26—32%. По градациям дождей диапазон перехвата осадков расширяется до 8—82%.
Количество снега, проникающего под полог леса, характеризуется отношением снегозапасов в лесу к снегозапасам на небольших полянах. В различных частях ареала оно изменяется в пределах 0,68—0,99. Выявлена снегоаккумулирующая роль юса, когда коэффициент снегозапасов становится больше 1.
Расход на суммарное испарение в темнохвойных лесах различен в разных природных зонах и колеблется от 210 до 548 мм влаги; из них с покрова и почвы расходуется 55—182 мм и на транспирацию 100—343 мм.
В настоящее время водоохранная и водорегулирующая роль леса, известная человеку и используемая им с очень давних времен (о чем говорят указы Петра I в России 1701—1722 гг., запрещавшие рубку лесов по берегам рек), научно подтверждена и получила количественную оценку. Данные исследовании, накопленные различными областями науки, убедительно свидетельствуют, что с истреблением леса обводненность ландшафтов заметно уменьшается, водный режим рек значительно нарушается и в конечном итоге благодатные лесные и лесостепные местности превращаются в почти безжизненные пустыни с аренами развеваемых песков и обнаженных горных пород. Археологические исследования и сохранившиеся исторические документы подтверждают, что обводненность тех или иных областей обусловливается в значительной мере их облесением.
Все леса, расположенные в пределах водосборных бассейнов, а не только запретные полосы вдоль рек, выполняют водоохранные и водорегулирующие функции. Водоохранная и водорегулирующая роль леса количественно характеризуется повышением относительной влажности воздуха на 5—6%, увеличением запасов воды на полях за счет снежного покрова в 1,5—2 раза и более, снижением испарения влаги на 10—30%, повышением влагоемкости почв в 18 раз, снижением коэффициента поверхностного стока в 10—20 раз.
С увеличением лесистости бассейнов рек водный сток их повышается: на каждые 10% увеличения лесистости в пределах 10—60% водный сток повышается за год на 3—6 мм, или на 2—4% исходного его значения. Степень и характер проявления водоохранно-водорегулирующей роли леса в зависимости от конкретных естественноисторических и экономических особенностей изучаемых объектов заметно изменяется. Однако в большинстве случаев с повышением лесистости бассейнов рек водный режим их становится более равномерным в течение всего года, а водность заметно повышается.
На основании анализа и обобщения многолетних данных широкой сети станций гидрометеослужбы, В. В. Рахманов установил прямую связь между лесистостью бассейнов рек и их водным стоком. С увеличением лесистости бассейнов рек на каждые 10% средний годовой слой стока в них увеличивается на 10—15 мм. При этом заметное влияние леса на состояние занятой и защищенной им территории и водный сток рек проявляется в увеличении количества атмосферных осадков, снижении физического испарения влаги с поверхности почвы, более полном и экономном расходовании почвенной влаги, уменьшении амплитуды колебаний температуры почвы и воздуха, снижении скорости ветра, а в целом в создании более благоприятных условий накопления и использования влаги.
Водоохранная и водорегулирующая роль леса в зависимости от особенностей конкретных объектов проявляется по-разному: в бассейнах рек с преобладанием суходольных типов условий местообитания их водность заметно возрастает за счет уменьшения поверхностного стока и физического испарения воды, а в бассейнах рек с преобладанием заболоченных и избыточно увлажненных типов условий местообитания, наоборот, их водность заметно уменьшается за счет улучшения фильтрационной способности почвогрунта и значительного возрастания внутрипочвенного (грунтового) стока воды.
Осушение болот под влиянием леса — явление, наблюдаемое повсеместно в природе и широко используемое человеком в практической деятельности. Это явление еще во второй половине XIX в. А. И. Воейков объяснял тем, что корни деревьев разрыхляют почву и почвогрунт, способствуя увеличению внутрипочвенного стока воды.
В настоящее время едва ли не важнейшей проблемой становится качество воды. Так, заиление русел рек находится в прямой зависимости от облесения берегов. Смыв почвы с 1 га пашни составляет: в 100 м от облесенного водораздела 2,1 т, в 300 м — 14,6 т, в 600 м — 38,4 т. Во многих странах общественное водоснабжение становится все более важной частью ведения лесного хозяйства. И этот процесс, несомненно, будет углубляться по мере роста населения и потребления воды.
Во многих районах леса могут приобрести гораздо большее значение при регулировании водостока или использовании их в качестве зон отдыха, чем в производстве древесины. Прирусловые леса, оказывая влияние на состояние рек и водоемов, способствуют развитию судоходства, повышают энергетический потенциал рек и воздействие их на сельское и рыбное хозяйства.
Большой интерес представляет не только способность леса регулировать сток поверхностных вод, но и способность в результате фильтрации изменять их химический состав. Так, было установлено, что в условиях Центральной лесостепи лесные полосы шириной 40 м поглощают от 19 до 51% поверхностного ока, а полосы шириной 60 м — до 76%. Поверхностный сток может быть полностью зарегулирован при ширине полос 80 м. Кроме того, в ручьях и речках, протекающих через лесные массивы отмечено очень низкое содержание гербицидов даже после химической обработки насаждений.
Данные по Орловской обл. подтверждают положительное влияние защитных насаждений на органолептические свойства (прозрачность, цвет, запах, мутность, осадок) и химический состав вод, проходящих через них. Прозрачность воды, как известно, один из важнейших признаков ее доброкачественности. Она зависит от большего или меньшего содержания в воде взвешенных частиц и химических примесей. Наблюдениями установлено, что заметно уменьшается мутность воды, протекающей через лесную полосу, в ней резко сокращается содержание солей аммиака, азотистой и азотной кислот, являющихся основными показателями загрязнения воды. Мутность водного потока после прохождения через лесную полосу шириной 30 м уменьшается в 100—150 раз, содержание аммиака — в 1,5— 2 раза. Такое же влияние на состав и свойства воды окатывают и другие виды защитных лесных насаждений (водорегулирующие, приовражно-балочные полосы и т. д.).
Наряду с улучшением органолептических свойств и химического состава воды водоемов установлено также повышение ее бактериологической чистоты под влиянием защитных лесных насаждений.
При наличии древесной растительности по берегам водоемов их воды обычно чисты и бедны водорослями. Питательных веществ, имеющихся в воде, хватает лишь на ограниченное количество водных растений, которые к тому же интенсивно поедаются находящимися в воде живыми организмами. Таким образом, водоем находится в состоянии биологического равновесия.
Необходимо также подчеркнуть большую роль лесных защитных насаждений в предотвращении испарения воды и повышения ее температуры в водоемах. Повышение температуры воды оказывает воздействие на физические, химические и биологические процессы, которые определяют пригодность воды для ее обитателей, потребления и других хозяйственных целей.
К настоящему времени установлено положительное влияние леса на выпадение осадков и увлажнение атмосферы, регулирование грунтовых вод и накопление снега, а также на изменение водного баланса бассейнов под влиянием лесных насаждений.
Таким образом, водоохранно-водорегулирующая роль леса проявляется прежде всего в более полном и рациональном расходовании влаги как на внутрилесных, так и на защищенных лесом территориях, в эффективной защите и очистке воды от различного рода загрязнений.
Средозащитные функции леса не могут быть заменены никакими другими видами использования земли. Лес — это совершенная система защиты почвы и вод, очищения атмосферы от пыли и вредных газов. Но и его емкость имеет пределы. Неся огромную средозащитную службу, лес сам в значительной мере страдает от запыленности и загазованности атмосферы. Загрязнение атмосферы вредными выбросами уменьшает интенсивность процессов фотосинтеза. На территориях, подверженных задымлению, полностью отсутствует пихта, быстро усыхают хвойные, что наносит значительный ущерб окружающей среде и хозяйству. Поэтому в СССР уделяется большое внимание созданию и выделению водоохранных лесов и ведению хозяйства в них.
Вода является составной частью живого растения. В воде растворяются вещества, необходимые для питания растения. Нормальное течение физиологических процессов в растении возможно только при достаточной насыщенности его клеток водой. Большое количество воды расходует растение на транспирацию: от 10 до 250 г в час с 1 м 3 поверхности листьев.
Знаменитый российский ученый-лесовод Г. Ф. Морозов предложил различать потребность древесных растений во влаге и их требовательность к влажности условий местообитания. Потребность следует рассматривать как биологическое свойство растения в расходовании определенного количества воды. Требовательность — это экологическое свойство, т. е. способность растения удовлетворять свою потребность в воде в тех или иных условиях местообитания. Для практических целей важно знать требовательность растений к влаге. По этому признаку принято различать следующие группы растений: ксерофиты — растения сухих местоположений; мезофиты — растения среднеувлажненных мест; гигрофиты — растения влажных мест; гидрофиты — водные растения. Между этими группами могут быть переходные.
По Г. Ф. Морозову, сосна, ель, пихта имеют примерно одинаковую потребность во влаге, но предъявляют разную к ней требовательность: сосна — ксерофит (двойной); ель и пихта — мезофиты. В таблице ниже приведены наиболее распространенные в нашей стране древесные породы по их отношению к к влаге, как фактору окружающей среды. Несоответствие места произрастания оптимальным условиям обуславливает низкий бонитет насаждения.
Лес влияет на количество влаги и характер ее распределения. Над лесом воздух всегда влажный, конденсация водяных паров больше. Водорегулирующая роль лесов зависит от лесистости водосбора и размещения в нем лесных массивов. При равномерном распределении лесов по водосборному бассейну с увеличением лесистости до 40% поверхностный сток уменьшается, при дальнейшем увеличении лесистости сток почти не увеличивается.
В. В. Докучаев — один из первых русских ученых-почвоведов, который оценил роль леса как гидрологического фактора и научно обосновал значение лесоразведения в засушливых степных районах, улучшающего водный режим почв и повышающего урожайность сельскохозяйственных культур.
На гидроклиматическую роль лесов северо-запада и севера, которую они играют по отношению к южным районам страны, указывал Г. Н. Высоцкий. Его гипотеза о трансгрессивной роли леса заключалась в том, что транспирируемая лесами влага на севере в огромных количествах переносится в южные районы и увлажняет их.
П. С. Погребняк, подчеркивая гидрологическое значение леса, пришел к выводу о том, что лес увлажняет климат и почву и высушивает болота и подпочву. Действительно, в степных районах лес является увлажнителем, на севере он может быть осушителем. Эти особенности леса имеют большое значение при его выращивании и эксплуатации.
Деление лесов по их гидрологическому значению. Леса выполняют водоохранную и водорегулирующую роль, снижают паводки и предупреждают наводнения. Реки, протекающие среди лесных массивов, круглый год имеют достаточное количество воды, в то время как реки безлесных районов весной выходят из берегов, а в летнее время часто пересыхают.
В степных условиях лес является собирателем и накопителем влаги на полях. Лесные массивы и лесные полосы в степях повышают влажность атмосферы и почвы, задерживают снег на полях, способствуют пополнению грунтовых вод, закрепляют почвы, приостанавливают черные бури. В горных условиях лес предохраняет склоны от разрушения потоками воды. В весеннее время снег в лесу тает медленнее. Образовавшаяся влага проникает в почву и пополняет грунтовые воды, а грунтовые воды в свою очередь являются источником равномерного пополнения водой горных рек и озер.
М. Е. Ткаченко разделил все леса в зависимости от их назначения и роли на 4 категории: водоохранные, водорегулирующие, защитные и водоохранно-защитные.
Водоохранные — леса, обеспечивающие непрерывное и равномерное поступление воды в реки, озера и другие водоемы и предохраняющие естественные и искусственные водоемы от загрязнения и засорения.
Водорегулирующие — леса, предотвращающие наводнение и заболачивание и содействующие лучшему дренажу почв.
Защитные — леса, предохраняющие почву от обвалов, размыва и смыва (водной и ветровой эрозии) и защищающие поля и населенные пункты от неблагоприятных последствий атмосферных осадков.
Водоохранно-защитные— леса, выполняющие одновременно и водоохранные и защитные функции.
Разделение лесов по их роли и назначению носит условный характер, так как все леса в какой-то степени выполняют водоохранную, водорегулирующую и защитную роли. Более дробные деления лесов по их водоохранному значению • даны Б. Д. Жилкиным, И. В. Тюриным и др.
Недостаток и избыток влаги. Атмосферные осадки являются основным источником влаги для жизнедеятельности насаждений. Недостаток влаги, как и ее избыток, отрицательно влияет на рост и развитие древесных пород. Насаждения, произрастающие на сухих почвах, характеризуются однообразным составом, редким размещением деревьев. По площади насаждения, произрастающие на умеренно влажных почвах, имеют примесь других пород в составе, деревья крупнее, количество их на единицу площади возрастает.
Насаждения, произрастающие на сильно увлажненных почвах с застойной водой, не достигают крупных размеров по высоте и диаметру, качество древесины низкое. Недостаток влаги в почве может привести к гибели лесных культур ели, а также приводит к снижению среднего годичного прироста и общей продуктивности насаждений. В период подтопления наблюдается кратковременный избыток влаги в лесу. В весеннее время в период разлива рек, в местах водохранилищ, где изменяется уровень водьг, отдельные насаждения затопляются. У ивы и ольхи черной в период избытка влаги не нарушаются физиологические процессы роста. Дуб реагирует болезненно на временные подтопления, а длительные не переносит — погибает. Сосна замедляет рост, а иногда подтопление вызывает изменения в корневой системе.
Исследование влияния влаги на лес. Ознакомление с современными существующими шкалами отношений древесных растений к влажной среде обитания. Определение и классификация гидрологических функций лесов. Рассмотрение влияния леса на количество осадков.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.09.2017 |
| Размер файла | 26,7 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Лабораторная работа 4
Цель: дать оценку влияния влаги на лес, ознакомиться с существующими шкалами отношений древесных растений к влаге, дать оценку влияния леса на количество осадков; познакомиться с классификациями гидрологических функций лесов.
Материалы и оборудование: рисунки, фотографии, плакаты.
Основные понятия по теме
Вода - это строительный материал для клеток и тканей. Она необходима для жизнедеятельности плазмы, поддержания клеточного тургора, для усвоения и передвижения поглощенных корнями из почвы минеральных веществ в ствол и крону, перемещения пластических веществ для транспирации. Растения потребляют зольные элементы и азот в виде водного раствора из почвы. Только при наличии воды могут протекать биохимические процессы ассимиляции и диссимиляции, газообмен, обмен веществ и энергии и другие жизненно важные процессы. Недостаток воды - один из факторов, задерживающих рост и снижающих продуктивность лесов. Непосредственно на питание деревьями используется лишь незначительная доля поглощаемой воды (около 0,001%); большая же часть ее расходуется на транспирацию, защиту от перегрева, чрезмерного обезвоживания и усыхания.
Основным источником влаги для растений являются:
- атмосферные осадки - дождь, снег, град;
- конденсационные осадки - роса, иней, изморозь, гололед, туман;
К твердым осадкам относятся: снег, снежная крупа, ледяная крупа, ожеледь. Они оказывают как положительное, так и отрицательное влияние на основные компоненты леса. Положительное влияние снега заключается в том, что он служит источником увлажнения почвы, теплоизолятором, предохраняют почву от глубокого промерзания, а корневые системы растений, семена, всходы, почвенную фауну - от повреждения морозом. При толщине снежного покрова 50 см и более разность температур на поверхности снега и почвы под ним достигает 20 °С. Снег содействует распространению семян древесных пород (по снежному насту), способствует гибели вредителей. Отрицательное влияние снега в том, что, скапливаясь на кронах деревьев, под действием своей тяжести он вызывает снеголомы и снеговалы (снеговал - вывал деревьев с корнями; снеголом - повреждение вершин, сучьев, кроны, ствола), а также деформацию стволов у молодых деревьев. От них, прежде всего, страдают хвойные породы. Подвержены снеголому сосна, а также осина и тополь. Молодые деревца высотой до 4-5 м после сброса снега выпрямляются, а более высокие приходится убирать из-за необратимой деформации механических тканей.
Особенно страдают от обледенения густые жердняки дуба, повреждаются также тополь, береза, осина.
Огромный вред питомникам и культурам наносит град. Снегопады в конце весны губительно отражаются на цветении, плодоношении, общем состоянии молодых растений и фауны. Град и ожеледь повреждают листья, цветки, плоды, камбий, ветви и кроны.
Лес оказывает огромное влияние на распределение осадков, влажность воздуха и почвы. Так, в лесу выпадает на 12-14 % больше осадков, чем на открытом участке местности. Леса способствуют увеличению атмосферных осадков за счет отдачи паров в атмосферу, снижения ее температуры и давления. влага лес осадок древесный
В лесу образуется больше росы, чем в поле.
Водоохранное и водорегулирующее значение лесов заключается в накоплении ими влаги и регулировании ее расхода на сток, увеличении внутрипочвенного (грунтового) стока за счет уменьшения поверхностного в результате высоких инфильтрационных свойств лесных почв. Водорегулирующее влияние на сток проявляется в уменьшении максимальных потерь паводкового стока, в увеличении и стабилизации межевого стока. Защитная роль - в предохранении почв от эрозии, заиления водоемов и рек.
Для оценки водоохранно-защитной роли, планирования и проведения лесохозяйственных мероприятий в конкретном участке леса предложены классификации лесных земель по их водоохранно-защитной роли.
Классификация М. Е. Ткаченко (1939). Выделены: водоохранные; водорегулирующие; защитные и комплексные водоохранно-защитные категории лесов.
Для оценки водоохранно-защитной роли леса более полной является трехчленная пятибальная классификация Б. Д. Жилкина (1940, 1958). Известны также классификации водоохранно-защитных лесов И. В. Тюрина (1946) и А. С. Козменко (1947).
1 Определите характер и причины отрицательного воздействия влаги на отдельные древесные породы (таблица).
Различные древостои нуждаются в воде по-разному, лес и влага – неотъемлемая часть зеленой природы. Сосна обыкновенная, береза повислая, лиственница сибирская не столь капризны к наличию влаги и терпимо обходятся малым количеством. А вот, например ольха черная нуждается в достаточном количестве влаги, даже чрезмерном. Однако следует отметить, что излишняя влага, или же наоборот – недостаток воды, негативно влияет на рост древостоя. В качестве примера следует привести сосну, которая при избытке влаги, а также ее недостатке произрастает достаточно плохо и имеет низкие бонитеты. Вследствие мелиораций земель, сосна способна улучшить свое развитие.
Стена леса оберегает почву от воздействия ветров, а это в свою очередь позволяет замедлить испарение влаги, по этой причине растительная поверхность всегда более сырая, нежели на открытом месте. Дожди и талая вода попадают на землю в лесопокрытом массиве значительно медленней, тем самым не вызывая явного разрушения и размыва лесной почвы. Лежащий снег на лесной подстилке намного медленней тает с наступлением тепла, поэтому равномерно впитывается землей и самой подстилкой. Насытившийся грунтовой влагой лес, равномерно отдает воду в водоемы, тем самым регулирует объем поступающей влаги.
Лес и влага играют значительную роль в жизни нашей планеты.
Читайте также: