Формула_водного_баланса_леса

Формула водного баланса в лесу.

Водный баланс покрытой лесом площади и открытого места сильно различается в расходной части. В лесу водопроницаемость почвы настолько велика, что поверхностного стока не образуется или он очень мал. Вся или основная часть осадков насыщает почву и расходуется на питание подземных вод и на транспирацию.

Поверхностный сток в лесу редко бывает более 10%, напротив, грунтовый сток всегда больше (до 20%), расход воды на синтез органического вещества — около 3%. Это связано с задержанием части осадков древесным пологом, уменьшением скорости их попадания в почву, более медленным таянием снега, рыхлостью лесной подстилки и почвы и другими факторами. За счет этого увеличивается внутрипочвенный сток. Осадки, задерживаемые кронами деревьев, способствуют поддержанию высокой влажности воздуха в лесной экосистеме.

Формула Высоцкого (мм):

ОС = СП + Г + И + Т,

где ОС — общее количество осадков, выпадающих на поверхность суши;

СП — поверхностный сток (составляет 5-20% общего количества осадков в зависимости от уклона местности, насаждения);

Г — внутрипочвенный сток (15-35%);

И — физическое испарение с кроны и почвы (15-30%);

Т — транспирация (физиологическое испарение) (20-40%).

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

Водный баланс в лесу

Приходной частью водного баланса (Пр. ч.) конкретного участка леса являются: вертикальные и горизонтальные осадки (О), подземный приток влаги (П) со стороны выше расположенной местности (из водотоков или из глубины от напорных вод), поверхностный сток, включающий сдуваемый с других участков снег или снежные лавины (С). Незначительную роль в лесу по сравнению с открытым пространством играет в верхних горизонтах почвы конденсационная влага (К) из атмосферного воздуха, образующаяся при охлаждении почвы ниже температуры воздуха. Таким образом, приходная часть водного баланса может быть выражена формулой: Пр. ч. = О+П+С+К

Расходная часть (Р. ч.) зависит от климатических, почвенно-грунтовых условий, степени покрытия почвы растительностью и других условий. На поверхностный сток влаги (С) расходуется в среднем 15-35%, внутрипочвенный сток (П) – 20-40%, на испарение (И) — 15-50%, транспирацию (Т) – 30-50% общего количества всей влаги. Расходная часть водного баланса выражается формулой: Р. ч. =Т+И+С+П

Водный баланс в лесу выглядит следующим образом:

Лес оказывает существенное влияние на отдельные позиции водного баланса. Поверхностный сток в лесу значительно слабее, чем на открытом месте, и может быть близок к нулю. Испарение влаги с поверхности древесного яруса, подлеска и напочвенного покрова зависит от сезона года, интенсивности дождя, силы ветра, состава, формы, сомкнутости крон и возраста древостоя, оно может быть выше, чем с поверхности полевой растительности. Расход воды на испарение с поверхности почвы в лесу всегда ниже, чем в поле. Общий расход воды на транспирацию в лесу больше, чем в поле.

Влияние леса на уровень и сток грунтовых вод

В лесной зоне влияние леса на уровень грунтовых вод зависит, главным образом, от глубины их залегания и рельефа местности. При глубоком (недоступном для растений) залегании грунтовых вод уровень их под лесами повышается. При невыраженном мезорельефе (перепад высот до 10 м) неглубокий уровень малопроточных вод под лесом понижается. Деревья задерживают на кронах и транспирируют влаги больше, чем другая растительность, а корни осуществляют биодренаж, разрушая водонепроницаемые горизонты (при раскачивании, росте и отмирании корней).

Такое понижение уровня грунтовых вод лесом отмечается не только в лесной зоне. Зарубежные исследователи отмечают иссушение почв лесами особенно в местах систематических засух. Г.Н. Высоцкий на основе изучения водного режима водораздельной, почти ровной, нераспаханной степи после создания Велико-Анадольского леса сформулировал тезис: «Лес сушит равнины и увлажняет горы». Это происходит за счёт горизонтальных осадков, и кроме того, лес переводит поверхностный сток в грунтовый, и тем самым повышает уровень грунтовых вод.

На равнинных участках после рубки леса, несмотря на возникающий слабый поверхностный сток, уровень вод повышается на 0,5-1,0 м, иногда происходит заболачивание вырубки, т.к. корневые системы ещё живы, и «насасывают» воду, а транспирирующая поверхность удалена.

Источник

Контрольные вопросы

2. Понятия «требовательность» к влаге и «потребность» древесных пород во влаге?

3. Источники поступления влаги в почву?

1. Классификация различных древесных пород по отношению к влаге?
2. Формула водного баланса с указанием соотношения влаги в лесу и на вырубке в %?
3. Снеголом в древостоях: хвойных и лиственных, чистых и смешанных; в молодняках и спелых, густых и редких.
4. Влияние твердых осадков на лес?
5. Влияние леса на количество выпадающих осадков над лесом, за пределами леса и на значительном расстоянии от него?.
6. Влияние летней засухи на различные древостои?
7. Классификация древесных пород по отношению к влаге в почве?
8. Влияние леса: а) на поверхностный и внутрипочвенный стоки; б) на физическое испарение и транспирацию вла­ги ЖНП; в) на влажность почвы и уровень грунтовых вод?
9. Реакция древесных растений на подтопление и затопление?

«Лес и атмосферный воздух» (2 ч)

Цель работы: расширить представление студентов о значении атмосферного воздуха в жизни леса, изучить ряды фитонцидности древесно-кустарниковых пород, устойчивость растений к аэрополлютантам, лесохозяйственные мероприятия повышающие устойчивость насаждений к неблагоприятным факторам, влияние атмосферного электричества и молний на лес. Материалы и оборудование: плакаты, учебные пособия, методические указания, тетради, письменные принадлежности.

Состав воздуха

Взаимодействие атмосферного воздуха и леса проявляется в круговороте углерода и кислорода, в действии атмосферных за­грязнений на лес и взаимном влиянии ветра и леса. Сухой ат­мосферный воздух у поверхности Земли содержит 78,1% азота, 21,1% кислорода (0,000001 озона), 0,9% аргона и около 0,03% углекислого газа. На водород, неон, гелий, криптон, ксе­нон, аммиак, пероксид водорода, иод и другие газы приходится 0,01%. Кислород – один из наиболее распростра­ненных элементов на Земле. В атмосфере его примерно 1,5*10 15 т. Он необходим для нормальной жизнедеятельности всех живот­ных и растений, входит в состав белков, жиров, углеводов. В су­хом веществе дерева он составляет около 42%. Кислород необходим для дыхания — основного жизненного процесса. Организм получает его извне и выделяет в процессе дыхания продукты окисления — углекислый газ и пары воды. Корни растений получают кислород из почвы. Для их нормальной жизнедеятельности необходимо наличие в почве около 7–8% кислорода. За день в процессе фотосинтеза деревья выделяют ки­слорода в 5–6 раз больше, чем поглощают его в процессе суточного дыхания. Убыль атмосферного кислорода вслед­ствие дыхания, гниения и горения возмещается кислоро­дом, выделяемым при фотосинтезе, который обладает высокой степенью ионизации. В 1 м 3 лесно­го воздуха содержится в 2,5 раза больше отрицательных ионов, наиболее полезных для человека, чем в поле. При сжигании угля, нефти, газа расходуется до 10% кислорода, ежегодно выделяемого растениями в биосфере. Углекислый газ (CO₂) составляет незначительную часть атмосферного возду­ха, но он необходим для жизнедеятельности зелёных растений, т.к. участвует в процессе фотосинтеза и нужен растениям для питания. Углерод является составной частью углекислого газа (углекислоты). Сухое вещество деревьев примерно на 40–50% состоит из углерода. Основными источниками поступления углекислого газа в атмосферу явля­ются: дыхание биоты, горение, гниение, извержение вулканов и гейзеров, пожары. Концентрация углекислого газа в лесу изменяется, из-за его неравномерного потребления в суточном и годичном циклах и высоты над поверхностью почвы. В кронах дере­вьев углекислого газа меньше (0,02%), в приземном воздухе над живым напочвенным покро­вом — больше (0,04%), что зависит от породы, типа леса, возраста, полноты, сомкнутости древостоя. Увеличение содержания CO₂ в составе воздуха, окружающего растение, усиливает фотосинтез до определённого пре­дела. При объёме CO₂ более 0,3% фотосинтез замедляется, при объёме 2% у расте­ния закрываются устьица: такое количество CO₂ вредно для растений. Глобальную проблему представляет накопление углекислого газа в ат­мосфере. Годичное поступление в атмосферу углерода при сжигании ми­нерального топлива значительно превышает объём углекислоты, выдыхае­мой всем человечеством. Увеличение содержания CO₂ в воздухе с 0,03 до 0,06% может повысить среднюю температуру почвы на 4 0 С, что приведет к изменению климата и растительного мира. Существует ряд методов, направленных на регулирование содержания углекислого газа в атмосферном воздухе в целях повышения продуктивно­сти лесов. К ним относят: создание поглощающих СО₂ плантаций из молодых, быстрорастущих деревьев; введение под полог леса почвоулучшающих кустарников, быстрорастущих и почвоулучшающих пород — в основной ярус насаждения; минерализацию поверхности почвы для ускорения разложения лесной подстилки; пополнение органи­ческих веществ в почве за счёт порубочных остатков от рубок ухода; внесение в почву удобрений; известкование почвы и др.

Источник