Динамики стока на водосборах с нарушенным рубками лесным покровом в бассейне реки Ангара

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В связи с масштабными рубками в регионах Средней Сибири проблема восстановления гидрологического режима на водосборах представляется весьма актуальной. Наиболее показательным в отношении нарушенности лесов является бассейн реки Ангары. Цель настоящей работы заключалась в том, чтобы оценить влияние площади нарушенности лесного покрова и послерубочного лесовосстановления на гидрологический режим притоков Ангары с использованием климатических баз данных и данных дистанционного зондирования. В работе проведен анализ динамики стока на четырех притоках Ангары (реки Иркинеева, Чадобец, Мура, Карабула), водосборы которых были пройдены масштабными рубками. Для решения этой задачи использовали данные многолетних наблюдений за стоком на гидрологических постах и атмосферными осадками на метеостанциях исследуемого региона. Анализ изменения лесистости на исследуемых водосборах с учетом площадей вырубок выполнялся по данным ресурса Global Forest Change (GFC) 2000—2020 (https://earthenginepartners.appspot.com/science-2013-global-forest) и спутниковым изображениям серии Landsat. На основе собственных лесоводственных исследований и материалов лесоустройства была проанализирована направленность лесовозобновления и траектории лесовосстановительного процесса. Установлено, что в результате лесозаготовок за последние два десятилетия наблюдается снижение стока исследуемых рек от 1.5 мм (р. Мура) до 4 мм в год (р. Чадобец). Относительное выравнивание стока наблюдается при зарастании вырубок 16—20-летней давности, когда молодняки начинают переходить в стадию жердняков. Полученные результаты и численное моделирование зависимости стока от площади нарушенности лесного покрова показали критические значения доли свежих вырубок для сохранения стабильности водности средних и малых притоков Ангары. Например, для самой малой по площади реки (Карабула) из рассматриваемых водотоков площадь невозобновившейся вырубки не должна превышать 2 % от площади водосбора. Рубка примыкающих лесосек возможна только после формирования на первой вырубке сомкнутого молодняка. Исследования показали некоторую определенность в изучении сопряженности динамики стока и критических переходов производных фитоценозов, обусловленных постепенным изменением растительного покрова в процессе лесовосстановления после нарушенности лесного покрова на водосборе. В результате постоянных изменений в структуре растительного покрова будущие сценарии гидрологического режима рек после вырубки определяются как дальнейшими климатическими изменениями, так и траекториями сукцессий растительного покрова.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. В. Данилова

Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: tiv80@mail.ru
Россия, ул. Академгородок, д. 50/28, Красноярск, 660036

Т. А. Буренина

Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН

Email: tiv80@mail.ru
Россия, ул. Академгородок, д. 50/28, Красноярск, 660036

Список литературы

  1. Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесная промышленность, 1982. 552 с.
  2. Буренина Т.А., Овчинникова Н.Ф., Федотова Е.В. Изменение структуры водного баланса на вырубках черневого пояса Западного Саяна // География и природные ресурсы. 2011. № 1. С. 92—100.
  3. Буренина Т.А., Онучин А.А. Динамика стока на водосборах Северного Приангарья // География и природные ресурсы. 1999. № 2. С. 42—46.
  4. Буренина Т.А., Мусохранова А.В. Пространственно-временная динамика элементов водного баланса на водосборах гор Южной Сибири под влиянием природных и антропогенных факторов // Известия Национальной академии наук Кыргызской Республики. 2016. № 3. С. 27—31.
  5. Буренина Т.А., Мусохранова А.В., Сулейманова Ж.Р. Динамика структуры водного баланса в ходе лесовосстановительных сукцессий на вырубках в темнохвойных лесах Енисейского кряжа: Материалы Международной научно-практической конференции «Управление лесными экосистемами в условиях изменения климата». Бишкек, 2021. С. 88—92.
  6. Буренина Т.А., Федотова Е.В., Овчинникова Н.Ф. Изменение структуры влагооборота в связи с возрастной и восстановительной динамикой лесных экосистем // Сибирский экологический журнал. 2012. № 3. С. 435—445.
  7. Коржуев С.С. Средняя Сибирь // Равнины и горы Сибири. М.: Наука, 1975. С. 122—244.
  8. Крестовский О.И. Влияние вырубок и восстановления лесов на водность рек подзон южной и средней тайги ЕТС // Водные ресурсы. 1984. № 5. С. 125—135.
  9. Крестовский О.И. Влияние вырубок и восстановления лесов на водность рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 119 с.
  10. Кутафьев В.П. Лесорастительное районирование Средней Сибири // Вопросы лесоведения. Красноярск, 1970. С. 165—180.
  11. Лебедев А.В. Гидрологическая роль горных лесов Сибири. Новосибирск: Наука, 1982. 182 с.
  12. Лиханов Б.В. Природное районирование // Средняя Сибирь. М.: Наука, 1964. С. 327—364.
  13. Любимова Е.Л., Хотинский Н.А. О некоторых особенностях лесов юга Центральной Сибири // Лесное хозяйство. 1960. № 9. 23—25 c.
  14. Онучин А.А. Причины концептуальных противоречий в оценке гидрологической роли бореальных лесов // Сибирский лесной журнал. 2015. № 2. С. 41—54.
  15. Онучин А.А., Буренина Т.А., Фарбер С.К., Шишикин А.С. Экологические последствия рубок главного пользования в Нижнем Приангарье // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Красноярского края. Вып. 9. Красноярск, 2007. С. 34—43.
  16. Онучин А.А., Буренина Т.А., Зирюкина Н.В., Фарбер С.К. Лесогидрологические последствия рубок в условиях Средней Сибири // Сибирский лесной журнал. 2014. № 1. С. 110—118.
  17. Побединский А.В. Изучение лесовосстановительных процессов. М.: Наука, 1966. 64 с.
  18. Побединский А.В. Рубки и возобновление в таежных лесах СССР. М.: Лесная промышленность, 1973. 200 с.
  19. Попов В.В., Марцинковский Л.А. Состояние естественного возобновления леса на концентрированных вырубках в сосняках Красноярского края // Развитие производительных сил Восточной Сибири. М.: АН СССР, 1960.
  20. Специализированные массивы для климатических исследований. Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. ВНИИГМИ-МЦД, 2016. http://meteo.ru/it/178-aisori.
  21. Соколов В.А., Аткин А.С., Фарбер С.К. и др. Структура и динамика таежных лесов. Новосибирск: Наука, 1994. 168 с.
  22. Соколов В.А., Фарбер С.К. Организация лесопользования в Нижнем Приангарье. Новосибирск: СО РАН, 1999. 218 с.
  23. Фарбер С.К., Коневина К.С., Кузьмик Н.С. Особенности лесовосстановления на вырубках Нижнего Приангарья // Лесная таксация и лесоустройство. 2011. № 1—2 (45—46). С. 70—76.
  24. Фарбер С.К., Соколов В.А., Казымов С.А. Динамика лесовосстановления на сосновых вырубках Приангарья // Лесная промышленность. 1995. № 3. С. 26.
  25. Чеботарев А.И. Гидрологический словарь. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 308 с.
  26. Шелутко В.А. Численные методы в гидрологии: учебник для вузов по спец. “Гидрология суши”. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 238 с.
  27. Bosch J.M., Hewlett J.D. A review of catchment experiment to determine the effect of vegetation changes on water yield and evapotranspiration // Journal of Hydrology. 1982. № 55. P. 3—23.
  28. Burenina T.A., Onuchin A.A., Fedotova E.V. Hydrological effect of forest logging in boreal zone of Siberia // Forest Ecosystems: Biodiversity, Management and Conservation. 2014. Chapter 6. P. 117—148. (ISBN: 978-1-63117-815-3) http://scholar.sfu-kras.ru/publication/023476173-356483468
  29. Burenina T.A., Shishikin A.S., Onuchin A.A. Snow cover in clearings in spruce-pine forests of the Yenisei Ridge // Lesovedenie. 2013. № 6. P. 26—36. http://lesovedenie.ru/index.php/forestry/article/view/217
  30. Buttle J.M., Creed I.F., Moore D. Advances in Canadian forest hydrology, 1999—2003 // Hydrological Processes. 2005. V. 19. P. 169—200.
  31. Grip H., Fritsch J.M., Bruijnzeel L.A. Soil and water impacts during forest conversion and stabilization to new land use // Forests, Water and People in the Humid Tropics. Cambridge University Press, 2005. P 561—568.
  32. Guillemette F., Plamondon A.P., Prevost M., L´evesque D. Rainfall generated stormflow response to clearcutting a boreal forest: peak flow comparison with 50 world-wide basin studies. Journal of Hydrology. 2005. V. 302. № 1. P. 137—153. https://doi.org/10.1016/j. jhydrol.2004.06.043
  33. Hamilton L.S., Pearce A.J. What are the soil and water benefits of planting trees in developing country watersheds? // Sustainable resource development in the third world. Boulder, Colorado, USA, Westview Press, 1987. P. 39—58.
  34. Hansen M.C., Potapov P.V., Moore R., Hancher M., Turubanova S.A et al. High-Resolution Global Maps of 21st-Century Forest Cover Change // Science. 2013. V. 342. № 6160. P. 850—853. doi: 10.1126/science.1244693
  35. Nisbet T.R., McKay H. Sustainable forestry and the protection of water in Great Britain: Proceedings International Expert Meeting on Forests and Water. Shiga, Japan. Tokyo, International Forestry Cooperation Office, Forestry Agency, 2002. P. 101—112.
  36. Onuchin A.A., Burenina T.A., Gaparov К.К., Ziryukina N.V. Land use impacts on river hydrological regimes in Northern Asia // Hydroinformatics in Hydrology, Hydrogeology and Water Resources. 2009. V. 331. P. 163—170.
  37. Li Q., Wei X., Zhang M., Liu W., Giles-Hansen K., Wang Y. The cumulative effects of forest disturbance and climate variability on streamflow components in a large forest-dominated watershed // Journal of Hydrology. 2018. V. 557. P. 448—459. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2017.12.056
  38. Wei X., Giles-Hansen K., Spencer Sh.A., Ge X., Onuchin A., Li Q., Burenina T., Ilintsev A., Hou Y. Forest harvesting and hydrology in boreal Forests: Under an increased and cumulative disturbance context // Forest Ecology and Management. 2022. V. 522. № 13. P. 120468. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120468.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расположение изучаемых водосборов.

Скачать (687KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Тренды стока исследуемых водотоков по выделенным периодам: а) 1957—1966 гг., б) 1967—1988 гг., в) 1989—2017 гг.

Скачать (664KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Динамика стока исследуемых рек с учетом годовой суммы осадков и нарушенности лесного покрова на водосборах ((а) Карабула, (б) Чадобец, (в) Мура, (г) Иркинеева).

Скачать (529KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изменение коэффициента стока и динамика лесовосстановления вырубок на исследуемых водосборах ((а) Карабула, (б) Чадобец, (в) Мура, (г) Иркинеева).

Скачать (583KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025