Анализ влияния изменения лесистости водосборов на речной сток

Работа со спутниковыми снимками и данными лесного мониторинга подтвердила актуальность выбранной темы - крупные лесные пожары действительно уничтожают огромные территории лесного покрова Прибайкалья, как например на реке Иликте, где за одно лето 2015 года сгорело более половины площади лесных массивов водосбора. Распространение пожаров и их периодическая повторяемость требуют постоянного мониторинга не только за состоянием лесного покрова после обезлесения, но и за состоянием гидрологического режима местных рек.
Поставленные в ВКР задачи были выполнены - был проведен анализ литературы, посвященной гидрологической роли леса, как отечественной, так и зарубежной, во многом противоречащей и не согласующейся друг с другом. В настоящее время, многие ученые приходят к выводу что нельзя вывести универсальную, единую и однозначную теорию гидрологической роли лесного покрова - влияние леса на сток зависит от множества различных факторов, напрямую с лесом не связанных - почвами, климатом, и другими критериями, которые чрезвычайно варьируются по распространению на Земле [19, 26, 31]. Из этого следует, что исследование гидрологической роли леса (а стало быть и влияния обезлесения на сток) должно учитывать региональные особенности территории и проводиться в районах с однородными физико-географическими условиями. Несмотря на разнообразное количество подобных отечественных исследований (проводимых и красноярским Институтом леса для юга Средней Сибири [3, 4, 18] и Валдайским филиалом ГГИ для Северо-Запада РФ [26]), их все равно недостаточно, большая территория нашей страны все еще остается неизученной в вопросе гидрологической роли леса.
Полученные в процессе анализа результаты оказались неоднозначными. Наиболее наглядным примером возможного влияния обезлесения на гидрологический режим реки послужили резкие, интенсивные и достаточно большие по объему половодья на р. Иликта в 2016 и, в особенности, 2017 году - в то время как на реке-аналоге весенние подъемы воды были выражены достаточно слабо и растянуто. Эти особенности можно объяснить тем, что пожар 2015 года, уничтоживший около 55 % лесного покрова на водосборе привел к резкому ухудшению фильтрационных особенностей почвы, которая в условиях до пожара характеризовалась промывным режимом и высокой фильтрацией. Ухудшение фильтрационной способности почв и активное таяние снега весной, в отсутствии притеняющего лесного покрова, привело к интенсивному и резкому половодью на водосборе исследуемой реки. К сожалению, сложный гидрологический режим рек Прибайкалья не дает возможности дать количественную оценку этому возрастанию стока. Гидрологические фазы паводков и половодий, которые характеризуются чрезвычайной непостоянностью в водности не позволяют количественно отделить влияние пожара на сток от влияния метеорологических характеристик местности, оставляя возможность судить лишь о качественных изменениях.
Согласно изложенным в предыдущих главах концепциям внутригодового изменения стока, интенсификация весеннего половодья ведет к истощению почвенных запасов влаги и уменьшению количества воды в грунтовых водах, что неминуемо ведет к падению расходов воды в период летней межени. Однако на реке Иликте не было отмечено изменений в меженном режиме, ни на суточных, ни на среднемесячных гидрографах.
В продолжение разговора о гидрографах разных сроков, интересно, что явно отмеченные на среднесуточных гидрографах изменения в половодном режиме реки Иликты не отражаются на среднемесячных и среднегодовых гидрографах. Из этого стоит сделать вывод, что анализ гидрологической информации при подобных исследованиях должен содержать как можно более полные сведения, собранные с различной периодичностью. От этого напрямую зависит фиксирование произошедших изменений.
Что касается р. Анга, где выгорело около 18 % лесного покрова, то были отмечены изменения лишь в среднемесячном стоке - увеличение доли половодья. Не представляется возможным оценить эти изменения количественно, ввиду указанных выше причин. Вместе с тем, нет уверенности что эти изменения вызваны сугубо пожарами и являются достаточно значимыми, ввиду того, что анализ среднесуточных гидрографов не продемонстрировал существенного различия в динамике расходов исследуемой реки Анги и реки-аналога Бугульдейки в период после пожара 2015 г.
Не получается проследить четкого влияния разной площади пожара на речной сток - реки восточного побережья оз. Байкал, несмотря на отличающиеся масштабы гарей, не демонстрируют четких различий в ходе расходов между собой. Касаемо данных бассейнов восточного побережья, стоит отметить, что все они больше 3000 км2 по площади, вместе с тем, гидрологический эффект обезлесения тем больше, чем меньше площадь водосбора, а, следовательно, сильнее роль локальных стокоформирующих факторов. Возможно крупные водосборы рек Турка и Курба (более 5000 км2) просто «не ощутили» пожаров, уничтоживших 23 и 15 процентов лесного покрова соответственно. Этот факт, однако, не объясняет отсутствие явного гидрологического эффекта пожара на водосборе р. Анга - площадью меньше 1000 км2.
Стоит отметить, что несмотря на то, что в работе использовался достаточно короткий период наблюдений после пожара (только два года - 2016 и 2017), это не приуменьшает значимость анализа. Во всех работах, посвященных гидрологической роли леса отмечается, что наибольшие изменения в речном стоке происходят сразу же после обезлесения - уже на следующий год, с постепенным уменьшением эффекта со временем.
Из всего этого стоит сделать вывод, что лесные пожары не оказали значительного влияния на речной сток Прибайкалья. Возможно, ввиду того, что лесной покров не является решающим стокоформирующим фактором для данного района. Большинство работ, приведенных в обзоре литературы, рассматривали в качестве объекта исследования реки, питание которых было преимущественно снеговым. В данной же работе, у рек смешанное питание, и режим сильно обусловлен ливневыми жидкими осадками. Вероятно, лесной покров, как стокоформирующий фактор, оказывает меньшее влияние на перераспределение ливневых жидких осадков, чем на перераспределение твердых осадков.
Также вероятно, что большую роль в уменьшении гидрологического влияния лесного покрова сыграл уклон водосборов - все исследуемые водосборы характеризовались горным рельефом. Возможно, что ухудшение фильтрационных свойств почвы прошло для стока «незамеченным», ввиду того, что из-за крутых склонов водосборного бассейна фильтрация в грунтовые воды всегда невысока, несмотря на естественный промывной режим почв.
Отсутствие наблюдаемых эффектов пожара на речной режим, конечно же, не означает что они совсем отсутствуют. Тема гидрологического влияния леса еще недостаточно изучена и сведений об отложенном по времени воздействия пожаров на речной сток немного.
Исследование гидрологических последствий обезлесения остается перспективной и необходимой задачей, которая требует дальнейшего подбора районов исследования и расширения списка анализируемых рек. Даже оценивая стокоформирующее влияние обезлесения в Прибайкалье, нельзя считать данную работу завершающей - дальнейшее исследование данного региона должно включать в себя анализ новых рек, с меньшими площадями водосборов, анализ типовых характеристик лесного покрова, и, возможно, использование метода моделирования стока, с целью сравнения эффективности используемого в данной работе метода подбора рек-аналогов.


Купить