Региональные особенности трансформации структуры водного баланса в ходе восстановительных сукцессий на вырубках темнохвойных лесов Енисейского кряжа

В статье обсуждаются особенности трансформации структуры водного баланса в темнохвойных лесах Енисейского кряжа, нарушенных рубками. Рассматривается динамика эвапотранспирации с учетом лесовосстановительных сукцессий на вырубленных участках. На основе спутниковых данных (MOD16A2) было проанализировано изменение параметров эвапотранспирации с учетом нарушений лесного покрова на водосборе. На фоне ее общей зависимости от метеорологических параметров показано, что на бассейновом уровне вариация суммарного испарения зависит от аккумулирующего эффекта нарушенности лесного покрова. Ранжирование площадей вырубок с учетом восстановительно-возрастной динамики лесного покрова позволило оценить вклад различных стадий восстановительного процесса в суммарное испарение в бассейне р. Сухой Пит и выявить, как влияет соотношение площадей свежих вырубок к площадям уже облесившихся лесосек на величину суммарного испарения. Исследования показали, что если вырубается менее 2% лесов от всей площади водосбора, тогда рубки вызывают незначительные изменения в величине суммарного испарения и речного стока.

1. Антипов А.Н., Антипова Н.Д. Оценка транспирации растительности таежных геосистем // География и природ. ресурсы. 1984. № 4. С. 115–124.

2. Бейдеман И.Н. Справочник по расходу воды растениями в природных зонах СССР. Новосибирск: Наука Сиб. отд., 1983. 257 с.

3. Будаговский А.И. Испарение почвенной влаги. М.: Наука, 1964. 244 с.

4. Будыко М.И. Тепловой баланс земной поверхности. Л.: Гидрометеоиздат, 1956. 255 с.

5. Буренина Т.А. Динамика восстановления лесогидрологических условий на экспериментальной вырубке Западного Саяна // Средообразующая роль лесных экосистем Сибири / отв. ред. В.В. Протопопов. Красноярск: Изд-во ИЛиД СО АН СССР, 1982. С. 106–114.

6. Буренина Т.А., Мусохранова А.В., Сулейманова Ж.Р. Динамика структуры водного баланса в ходе лесовосстановительных сукцессий на вырубках в темнохвойных лесах Енисейского кряжа // Управление лесными экосистемами в условиях изменения климата: матер. Международной науч.-практич. конф., посвященной 105-летию со дня рождения доктора биологических наук, профессора, заслуженного деятеля науки Петра Алексеевича Гана. Бишкек, 2021. С. 88–92.

7. Грибов А.И. Средообразующая роль лесных экосистем юга Средней Сибири. Абакан: Хакасский гос. ун-т им. Н.Ф. Катанова, 1997. 160 с.

8. Карпечко Ю.В., Мясникова Н.А. Оценка изменения элементов водного баланса в первый год после рубок в таежной зоне Европейского Севера России // Ученые записки Рос. гос. гидрометеорологического ун-та. 2014. Вып. 33. С. 31–44.

9. Корец М.А., Прокушкин А.С., Буренина Т.А. Пространственно-временные тенденции изменения средних показателей температуры воздуха и количества осадков в бассейне Среднего Енисея (зона тайги) на основе данных Climatic Research Unit (CRU TS V. 3.22): матер. III Всерос. науч.-практич. конф. “Современные тенденции и перспективы развития гидрометеорологии в России”. Иркутск, 2020.

10. Крестовский О.И. Влияние вырубок и восстановления лесов на водность рек подзон южной и средней тайги ЕТС // Водные ресурсы. 1984. № 5. С. 125–135.

11. Кутафьев В.П. Лесорастительное районирование Средней Сибири // Вопросы лесоведения. Красноярск: Изд-во ИЛиД СО АН СССР, 1970. Т. 1. С. 165–179.

12. Лапшина Е.И., Горбачев В.Н., Храмов А.А. Растительность и почвы Енисейского кряжа (Южной части) // Растительность правобережья Енисея / под ред. А.В. Куминовой. Новосибирск: Наука, 1971. С. 21–66.

13. Лебедев А.В. Гидрологическая роль горных лесов Сибири. Новосибирск: Наука СО, 1982. 182 с.

14. Молчанов А.А. Гидрологическая роль леса. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 487 с.

15. Онучин А.А. Общие закономерности снегонакопления в бореальных лесах // Изв. РАН. Сер. геогр. 2001. № 2. С. 80–86.

16. Пенман Х.Л. Растение и влага. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 161 с.

17. Побединский А.В. Изменение защитной и водорегулирующей роли леса под влиянием рубок // Вопросы географии. 1976. Вып. 102. С. 169–179.

18. Расулова А.М. Расчет эвапотранспирации на территории бассейна Ладожского озера // Тр. Карел. науч. центра РАН. Сер. лимнология и океанология. 2021. № 9. С. 146–156.

19. Раунер Ю.Л. Тепловой баланс растительного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 206 с.

20. Федоров С.Ф. О влиянии вырубки леса на изменение элементов его водного баланса // Труды ГГИ. 1979. Вып. 258. С. 30–42.

21. Федоров С.Ф. Изменение структуры водного и теплового баланса залесенных территорий под влиянием вырубок // Труды ГГИ. 1981. Вып. 279. С. 20–31.

22. Allen R.G., Tasumi M., Morse A., Trezza R., Wright J.L., Bastiaanssen W., Robison C.W. Satellite – based energy balance for mapping evapotranspiration with internalized calibration (METRIC) – Applications // J. Irrig. Drain Eng. ASCE. 2007. Vol. 133. P. 395–406.

23. Bastiaanssen W., Menenti M., Feddes R., Holtslag A. A remote sensing surface energy balance algorithm for land (SEBAL). 1. Formulation // J. of Hydrol. 1998. Vol. 212. P. 198–212.

24. Bosch J.M., Hewlett J.D. A review of catchment experiment to determine the effect of vegetation changes on eater yield and evapotranspiration // J. of Hydrology. 1982. Vol. 55. Р. 3–23.

25. Burenina T.A., Borisov A.N., Shishikin A.S. Changes of Snow Moisture Balance in Logging Areas in Dark-Needled Forests of the Yenisei Ridge, Central Siberia // Forest Ecosystems: Management, Impact Assessment and Conservation / Deborah Elliott (Ed.). Nova Science Publ., 2017. P. 129–154.

26. FAO 2006: Global Forest Resources assessment 2005: Progress towards sustainable forest Management. Rome: Food and Agriculture organization of the United Nations, 2006.

27. Fu B.P. On the calculation of the evaporation from land surface // Chinese J. of Atmospheric Sciences. 1981. Vol. 5. P. 23–31.

28. Hibbert A.R. Forest treatment effects on water yield // Forest hydrology, Proceedings of a National Science Foundation Advanced Science Seminar. Oxford: Pergamon Press, 1967. P. 527–543.

29. Monteith J.L. Evaporation and environment // XIX Symposium Society for Experimental Biology. Swansea: Cambridge Univ. Press., 1965. P. 205–234.

30. Morton F.I. Operational estimates of areal evapotranspiration and their significance to the science and practice of hydrology // J. of Hydrology. 1983. Vol. 66. № 1–4. P. 1–76. DOI: 10.1016/0022-1694(83)90177-4

31. Morton F.I. What are the limits of forest evaporation? // J. of Hydrology. 1984. Vol. 74. P. 373–398.

32. Mu Q., Heinsch F.A., Zhao M., Running S.W. Development of a global evapotranspiration algorithm based on MODIS and global meteorology data // Remote Sensing of Environment. 2007. Vol. 111. № 4. P. 519–536. DOI: 10.1016/j.rse.2007.04.015

33. Mu Q., Zhao M., Running S.W. Improvements to a MODIS global terrestrial evapotranspiration algorithm // Remote Sensing of Environment. 2011. Vol. 115. № 8. P. 1781–1800. DOI: 10.1016/j.rse.2011.02.019

34. Onuchin A.A., Burenina T.A. Hydrological role of the Forest in Siberia / Trends in Water Research. NOVA Sci. Publ., 2008. P. 67–92.

35. Sun G., Zhou G., Zhang Z., Wei X., McNulty S.G., Vose J.M. Potential water yield reduction due to reforestation across China // J. of Hydrology. 2006. Vol. 328. P. 548–558. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2005.12.013

36. Turner K.M. Annual evapotranspiration of native vegetation in a Mediterranean-type climate // Water Res. Bull. 1991. Vol. 27. № 1. P. 1–6. DOI: 10.1111/j.1752-1688.1991.tb03107.x

37. Vertessy R.A., Bessard Y. Anticipating the negative hydrologic effects of plantation expansion: Results from a GISbased analysis on the Murrumbidgee basin / Forest management for water quality and quantity. Proceeding of the second forest erosion workshop. 1999.

38. Wang Y. Water-yield reduction after afforestation and related processes in the semiarid Liupan Mountains, northwest China // J. of the American Water Res. Association. 2008. Vol. 44. № 5. P. 1086–1097. DOI: 10.1111/j.1752-1688.2008.00238.x

39. Wei X., Zhou X.F., Wang C.K. The influence of mountain temperate forests on hydrology, Northeast of China // Forest Chronicle. 2003. Vol. 79. Р. 297–300. DOI: 10.5558/tfc79297-2

40. Yang D., Sun F., Liu Z., Cong Z., Ni G., Lei Zh. Analyzing spatial and temporal variability of annual water-energy balance in nonhumid regions of China using the Budyko hypothesis // Water Res. Research. 2007. Vol. 43. DOI: 10.1029/2006WR005224

41. Zhang L., Dawes W.R., Walker G.R. Response of mean annual evapotranspiration to vegetation changes at catchment scale // Water Res. Research. 2001. Vol. 37. № 3. P. 701–708. DOI: 10.1029/2000WR900325

42. Zhang L., Zhao F.F., Brown A.E. Predicting effects of plantation expansion on streamflow regime for catchments in Australia // Hydrology and Earth System Sciences. 2012. Vol. 16. P. 2109–2121. DOI: 10.5194/hess-16-2109-2012

43. Zhang Y., Peña-Arancibia J.L., McVicar T.R. Multi-decadal trends in global terrestrial evapotranspiration and its components // Scientific Reports. 2016. Vol. 6. № 1. DOI: 10.1038/srep19124