Содержание к диссертации
Введение
1. Задачи гидрологических исследований хозяйственной деятельности и характе ристика ее видов в таежной зоне Европейского Севера России 12
1.1. Задачи гидрологических исследований антропогенного воздействия на водные системы 12
1.2. Лесохозяйственные и лесопромышленные работы 15
1.2.1. Лесной фонд Европейского Севера России 15
1.2.2. Рубки и восстановление леса 21
1.2.3. Таксационные и биометрические характеристики леса и способы их расчета 24
1.2.4. Зависимость продуктивности леса от климатических характеристик 29
1.3. Гидротехническая мелиорация 33
1.3.1. Мелиоративный фонд и его освоенность 33
1.3.2. Преобразование характеристик подстилающей поверхности 36
1.4. Сооружение водохранилищ и изменение физико-географических характеристик бассейна 43
1.5. Строительство населенных пунктов и дорог Карелии 46
1.5.1. Характеристика населенных пунктов 46
1.5.2. Характеристика дорог 48
2. Классификация антропогенных воздействий и методологические особенности исследования гидрологических последствий 51
2.1. Классификация антропогенных воздействий для решения гидрологических задач 51
2.2. Временная структура гидрологических процессов при различных видах хозяйственной деятельности 55
2.3. Существующие методы оценки изменения элементов водного баланса под влиянием антропогенного фактора 63
3. Методы определения испарения с леса и с вырубок 68
3.1. Транспирация древостоем 69
3.1.1. Интенсивность транспирации древостоем 69
3.1.2. Суммарная за теплый период и за год среднемноголетняя транспирация древостоем 73
3.2. Испарение атмосферных осадков, задержанных пологом леса 77
3.2.1. Величина задержания пологом леса влаги от единичного дождя и испарение этой влаги 77
3.2.2. Усредненная величина испарения осадков с полога леса за сезон и год 83
3.2.3. Испарение твердых атмосферных осадков с полога хвойного леса 89
3.2.4. Сравнение методов для определения испарения осадков с полога хвойного леса за год 92
3.3. Испарение под пологом леса 93
3.4. Испарение с вырубок 98
3.5. Сравнение методов определения среднемноголетней величины испарения с леса 100
4. Влагооборот осушаемых для сельскохозяйственного использования болот и расчет испарения 104
4.1. Влияние увлажненности на испарение с осушаемого торфяника 104
4.2. Приток грунтовых вод в зону аэрации 111
4.3. Расчет испарения с осушаемого торфяника 113
5. Методы оценок влияния различных видов хозяйственной деятельности на элементы водного баланса 116
5.1. Влияние рубок и последующего лесовосстановления на сток 116
5.2. Преобразование условий формирования стока под влиянием гидротехнической мелиорации 120
5.2.1. Изменение элементов водного баланса при осушении болота и заболоченного леса 120
5.2.2. Изменение максимального стока при гидротехнической мелиорации 137
5.3. Преобразование испарения и стока при сооружении водохранилищ 138
5.4. Оценка изменения элементов водного баланса на территории, занятой дорогами и населенными пунктами 142
6. Особенности формирования элементов водного баланса в производных и коренных лесах 146
6.1. Влияние на испарение с леса его характеристик и климатических факто ров 146
6.1.1. Зависимость суммарного испарения от возраста и продуктивности леса 146
6.1.2. Влияние климатических факторов на продуктивность леса и суммарное испарение 156
6.1.3. Испарение с эксплуатируемых (производных) и коренных лесов 162
6.2. Формирование снежного покрова на лесных водосборах Карелии 165
6.2.1. Существующие мнения о влиянии леса на снегонакопление 165
6.2.2. Влияние площади полян и вырубок на снегонакопление 167
6.2.3. Влияние температурного фактора на разницу снегозапасов в лесу и в поле 168
6.2.4. Соотношение испарения с леса и поля в зимний период 169
7. Гидрологический эффект гидротехнической мелиорации 172
7.1. Подземный водообмен болот 172
7.1.1 .Проблемы изучения подземного водообмена болот 172
7.1.2. Режим уровней почвенно-грунтовых и грунтово-напорных вод 173
7.1.3. Характеристики подземного водообмена 175
7.2. Изменение элементов водного баланса при осушении болот 180
7.2.1. Формирование влагозапасов почвогрунтов на осушаемом торфянике 180
7.2.2. Оценка изменения испарения при осушении болот и заболоченных лесов 190
7.2.3. Изменение стока при сельскохозяйственном освоении болот 194
7.2.4. Влияние гидролесомелиорации на элементы водного баланса 200
8. Изменение гидрологического режима водосбора после сооружения водохра нилища 208
8.1. Изменение уровенного режима озер после преобразования их в водохранилища 208
8.2. Изменение испарения и стока с бассейна после сооружения водохранилища 210
9. Влияние населенных пунктов и дорог на элементы водного баланса 218
9.1. Изменение испарения и стока при строительстве дорог в Карелии 218
9.2. Влияние города на испарение и сток 223
10. Речной сток с нарушенных хозяйственной деятельностью водосборов 226
10.1. Изменение годового стока с речных водосборов 226
10.2. Максимальный сток с осушаемых сельскохозяйственных полей Карелии 233
10.2.1. Весенний максимальный сток 233
10.2.2. Максимальный дождевой сток 251
Заключение 261
- Лесохозяйственные и лесопромышленные работы
- Временная структура гидрологических процессов при различных видах хозяйственной деятельности
- Испарение атмосферных осадков, задержанных пологом леса
- Формирование снежного покрова на лесных водосборах Карелии
Введение к работе
Актуальность работы. Одной из особенностей нашего времени является общее ухудшение экологической ситуации, что требует высокого уровня развития науки, при котором станет возможным управление деятельностью человечества, не допускающее ее стихийного проявления в процессах природообразования.
><ш
Преобразование атмосферных осадков в сток является следствием различных про
цессов, протекающих в атмосфере, почвогрунтах и растительном покрове, в значительной
степени подвергающихся антропогенному воздействию, гидрологическая роль которого
до настоящего времени остается недостаточно изученной. Несмотря на длительные иссле
дования, как справедливо отмечено в работе [111], вопросы формирования водных ресур
сов в условиях интенсивных антропогенных нагрузок на водосборы в полной мере не ре
шены. Хозяйственной деятельностью охвачена значительная часть площади суши нашей
планеты и, как утверждает Л. Н. Гумилев [104], «девственных» земель к настоящему вре
мени не осталось. Однако проявление этой деятельности в водном балансе водосборов
*^ зависит от ее видов, темпов развития различных направлений и физико-географических
условий, поэтому региональные исследования гидрологической роли хозяйственной деятельности являются важной частью «антропогенного направления» в гидрологии.
Интерес к антропогенному фактору проявляется уже с начала XIX столетия, а наибольшее внимание, связанное с научно-техническим прогрессом, уделяется со второй половины XX века [207]. В последние десятилетия этому вопросу посвящается множество работ как в нашей стране, так и за рубежом.
В таежной зоне одним из основных антропогенных факторов является заготовка
, древесины и связанные с ней лесохозяйственные работы. Формирование лесных экоси-
С'Л%] стем происходит здесь на значительных площадях под влиянием лесохозяйственной деятельности человека. Средообразующая роль этих лесов меняется с возрастом. По составу растительных сообществ и возрастным показателям они отличаются от девственных (коренных) [65], и до настоящего времени остается нерешенным вопрос о допустимом соотношении площадей естественных и преобразованных биогеоценозов с точки зрения их экологических функций. Большие проблемы в оценке влагооборота в лесу возникают в связи с возможными преобразованиями условий произрастания растительности, вызванными долгопериодными колебаниями климатических характеристик.
Требуют дальнейшего изучения долгосрочные последствия выполненных ранее гидромелиоративных работ. Осушение болот ведет к коренному преобразованию водного и теплового режимов переувлажненных территорий, их взаимосвязей с окружающими ландшафтами. При этом процессы трансформации торфяной залежи не прекращаются во
*
времени в связи с разложением и потреблением органического вещества торфа, его уплотнением и осадкой. Интенсивность этих процессов, играющих определенную роль в формировании водного баланса на водосборе, зависит от вида использования торфяников и метеорологических характеристик. Снижение объемов мелиоративного строительства до его практически полного прекращения в настоящее время в России не отвергает возможности возобновления этих работ. Это предположение основывается на низкой, в сравнении с другими странами, освоенностью болот и заболоченных лесов в северных регионах нашей страны. По мнению Б. С. Маслова, Россия находится в начале пути мелиоративного освоения земель [253]. На необходимость продолжения гидролесомелиоративньгх работ с целью интенсификации лесного хозяйства в условиях высокой заболоченности указывается в статьях последних лет [52, 205]. Все это говорит о возможном расширении мелиоративных работ в будущем. Кроме того, совершенствование способов осушения, а также такие процессы, как осадка и сработка торфа, приводят к необходимости проведения ремонтных работ и реконструкций осушительных систем, при которых могут значительно меняться глубина и густота дренажной сети, уровень почвенно-грунтовых вод (УПГВ) и другие характеристики, определяющие гидрологическую роль данного объекта. Поэтому гидрологические исследования мелиорируемых земель на фоне противоречивых оценок изменений годового и максимального стока продолжают оставаться актуальными.,.
Одним из возможных направлений развития энергетики в Карелии является строительство малых и средних ГЭС [37]. В этой связи интерес представляет оценка природо-формирующей роли уже существующих здесь водохранилищ. К настоящему времени за пределами исследований, выполненных в рассматриваемом регионе, остались такие важ-ные, с точки зрения экологии, задачи, как оценки антропогенной составляющей уровенно-Ц^Щ го режима водохранилищ и изменения элементов водного баланса.
Недостаточно изучено преобразование гидрологических процессов под влиянием
градостроения и дорожного строительства. В результате урбанизации резко преобразуют
ся условия формирования элементов водного баланса, изменяется водообмен поверхност
ных и подземных вод. Кроме того, в пределах городских территорий для удовлетворения
нужд населения во влагооборот вовлекается большой объем воды. Действие всех этих
факторов может привести к нежелательным хозяйственным и экологическим последстви
ям.
(Мк При оценке влияния антропогенного фактора на формирование элементов водного
баланса практически не учитывается форма воздействия и временная структура процессов, возникающих и преобразованных в результате хозяйственной деятельности на водосборе. Серьезным недостатком при решении задач, связанных с оценкой влияния на сток
7 лесопромышленной деятельности, является отсутствие в гидрологических исследованиях
дифференциации лесов на коренные и производные. Поэтому усовершенствование методологии изучения гидрологической роли антропогенного фактора в различных природных условиях является в настоящее время важной задачей.
Оценка влияния деятельности человека на формирование элементов водного баланса и его результирующей части - стока является важной при решении возникающих в повседневной жизни практических вопросов. Несомненно, что исследования процессов, не обусловленных конкретными природными условиями, позволяют глубже понять роль отдельных факторов влагооборота в формировании стока и его различных фаз. Все вышеизложенное определяет актуальность выполненных исследований.
Цель исследования
Целью исследований является разработка методологии и методов оценки влияния хозяйственной деятельности на формирование элементов водного баланса в условиях таежной зоны Европейского Севера России (ЕСР) и оценка гидрологической роли наиболее распространенных здесь видов антропогенного воздействия, в том числе в условиях долгопериодных колебаний климатических характеристик.
Задачи исследований
Данная цель исследований предполагает решение следующих задач:
распределить все виды антропогенного воздействия, характерные для исследуемого региона, по формам воздействия, определяющим устойчивость преобразованных геокомплексов, продолжительность переходных периодов и выбор метода гидрологической оценки;
разработать методы оценки влияния лесопромышленных работ, гидротехнической мелиорации, строительства водохранилищ, дорог и городов на элементы водного баланса с учетом временной структуры преобразовательных процессов и форм воздействия;
разработать и апробировать методы определения элементов водного баланса на водосборах, преобразуемых в результате антропогенного воздействия;
разработать методы определения биометрических и таксационных характеристик растительного покрова, необходимых для расчета испарения;
оценить влияние возраста и условий произрастания производных лесов на испарение с них и выявить особенности их влагооборота по сравнению с девственными (коренными);
разработать метод оценки влияния возможных изменений и колебаний климатических характеристик на продуктивность и испарение лесов;
- собрать информацию о преобразовании водно-физических свойств осушаемых
8 торфяников и оценить изменения элементов водного баланса и максимального стока в
результате осушения болот и заболоченных лесов;
оценить величину антропогенной составляющей уровенного режима озерных водохранилищ и изменение испарения с водосборов в результате сооружений водохранилищ;
оценить гидрологическую роль строительства дорог и городов в зависимости от вида покрытия дорожного полотна и плотности городской застройки;
оценить комплексное влияние хозяйственной деятельности на годовой сток с водосборов исследуемой территории.
Объекты и методы исследований. Решение поставленных задач основывалось на комплексном подходе, включающем полевые исследования гидрофизических и гидрологических процессов на нарушенных антропогенным фактором водосборах; теоретические обобщения особенностей формирования элементов водного баланса в различных природных условиях; теоретические обоснования, разработку и апробацию методов определения элементов водного баланса в условиях воздействия наиболее распространенных на ЕСР видов хозяйственной деятельности.
Полевые работы с участием автора выполнялись в период с 1978 по 2002 гг., в основном, на Корзинском мелиоративном стационаре (южная Карелия, среднетаежная подзона тайги).
Исследования выполнялись в рамках тем фундаментальных исследований Институтов биологии и водных проблем Севера КарНЦ РАН: «Изучение влияния мелиорации на гидрофизические свойства почв, водосборов и окружающую среду в Карельской АССР» (1980-1984 гг., № 0285.0035369); «Изучение путей регулирования основных режимов осушаемых почв для получения планируемых урожаев с учетом экологических последствий хозяйственной деятельности в условиях Севера» (1985-1990 гг., № 01.85. 0009892); «Исследование влияния хозяйственной деятельности на водосборе на режим и качество поверхностных и подземных вод Карелии» (1991-1995 гг., № 01.9.300033400); «Эколого-гидрологические и гидрогеологические последствия антропогенного воздействия в природно-территориальных комплексах Карелии» (1996-1998гг., № 01950006056); «Эколого-гидрологические проблемы хозяйственного освоения водосборов» (1999-2002 гг., №01.99.0007153).
Исследования проводились при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант 02-05-97510), программы фундаментальных исследований ОНЗ РАН «Изменения природно-территориальных комплексов России в зонах интенсивного техногенного воздействия», проект 9.
9 Предмет защиты. Решение важной проблемы оценки влияния хозяйственной деятельности с учетом временного фактора на формирование речного стока в таежной зоне ЕСР, являющегося одним из необходимых критериев при решении экологических задач и планировании водохозяйственных мероприятий. На защиту выносятся:
методы оценок и теоретические обоснования их выбора при определении гидрологической роли наиболее распространенных в таежной зоне ЕСР видов хозяйственной деятельности;
методы расчета элементов водного баланса водосборов в условиях антропогенного воздействия;
- оценки гидрологической роли лесопромышленных работ, гидротехнической мелиорации, строительства водохранилищ, дорог и городов на водосборах. Научная новизна:
- предложена классификация видов хозяйственной деятельности на водосборах
ЕСР в зависимости от формы воздействия и продолжительности начального периода ос
воения территорий, позволяющая более объективно подойти к выбору метода оценки пре
образований элементов водного баланса;
предложены формулы для расчета отдельных биометрических характеристик леса (прироста стволовой древесины, массы хвои (листвы), листового индекса), необходимых при решении гидрологических задач;
разработаны и апробированы методы определения составных частей среднемно-голетних величин суммарного испарения с леса (испарения с полога леса твердых и жидких осадков, испарение с наземного покрова за год и за зимний период) и вырубок за год и по сезонам;
получена зависимость соотношения величин испарения с хвойного леса и поля от массы хвои;
установлена зависимость динамики и общей величины суммарного испарения с эксплуатируемого леса от условий произрастания древостоя;
рассчитана динамика годовой величины суммарного испарения с наиболее распространенных для ЕСР типов леса;
разработан метод оценки изменения продуктивности леса и суммарного испарения при преобразовании климатических характеристик и рассчитана динамика суммарного испарения с наиболее распространенных для ЕСР типов леса для условий приращения среднегодовой температуры воздуха в пределах от -1 до +2 С;
рассчитаны величины суммарного испарения с некоторых типов девственных лесов и для них получена динамика антропогенной составляющей испарения, как относи-
(
10 тельно спелого производного ("относительная оценка), так и относительно девственного
(абсолютная оценка) леса;
- разработан метод расчета влагозапасов осушаемых низинных торфяников;
разработан метод оценки изменения элементов водного баланса при гидролесомелиорации, с помощью которого рассчитано изменение стока после осушения различных типов заболоченных лесов и болот для условий Карелии;
разработан метод расчета и получена динамика антропогенной составляющей стока с осушаемых болот и заболоченных лесов за период их освоения и эксплуатации в сельскохозяйственном производстве;
оценено изменение элементов водного баланса при строительстве водохранилищ, дорог и городов на территории Карелии и Мурманской области и получена зависимость изменения испарения от климатических факторов;
выполнена оценка влияния осушения болот на максимальные расходы весеннего половодья и дождевых паводков и предложены методы их расчета.
Практическая ценность и внедрение результатов исследований. На основании результатов исследований формирования стока на осушаемых для сельскохозяйственного использования болотах были подготовлены рекомендации для расчета максимальных расходов дождевых паводков (в соавторстве) и переданы для практического использования в Карельское отделение института "Ленгипроводхоз".
Результаты исследований по оценке изменений элементов водного баланса вошли в выполненный по заданию Министерства экологии и природных ресурсов Республики Карелия раздел комплексной программы 4.2.2 «Заонежье» «Поверхностные и подземные воды Заонежья и прилегающих заливов Онежского озера, влияние на них хозяйственной деятельности человека» и использовались в дальнейшем при оценке и контроле за состоянием природных ресурсов в Заонежье и проведении экспертиз проектов развития этого района.
Исследования влияния строительства водохранилищ на водный баланс водосборов и гидрологический режим рек и озер нашли применение при проведении экспертизы "Правил эксплуатации водохранилищ каскада ГЭС на р. Кеми".
Разработаны и переданы в комитет по природным ресурсам рекомендации, направленные на улучшение экологической ситуации в Карелии при лесопользовании.
Некоторые результаты исследований вошли в подготовленные автором методические указания к выполнению лабораторных и практических работ и используются в курсах "Агрометеорология", "Мелиорация" и "Лесная метеорология" при обучении студентов агрономических и лесохозяйственных специальностей.
11 Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на
различных конференциях и совещаниях, в том числе на конференциях по мелиоративной географии в г. Перми (1983), в г. Смоленске (1991), на международном семинаре «Биотическая регуляция окружающей среды» в г. Петрозаводске (1998), на международных конференциях «Биологические основы изучения, освоения и охраны животного и раститель-
ного мира, почвенного покрова Восточной Фенноскандии» и «Биологические ресурсы
х Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера» в г. Петрозаводске (1999).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 53 работы, в том числе 1 монография (соавтор И. М. Нестеренко), 9 статей в рецензируемых изданиях и 4 учебно-методические работы.
Объем и структура работы
Диссертация состоит из введения, 10 глав, заключения, приложения и списка литературы. Объем диссертации составляет 303 страницы текста, включая 100 таблиц, 44 рисунка и 8 приложений.
#
Лесохозяйственные и лесопромышленные работы
Большая часть территории ЕСР, включающей Архангельскую, Вологодскую, Мурманскую области и республики Карелию и Коми, расположена в таежной зоне (в основном в северо- и в среднетаежной подзонах) [210] и, соответственно, имеет высокую зале-сенность (рис. 1.1, табл. 1.1, 1.2). Поэтому здесь одним из основных видов хозяйственной деятельности человека, который может привести к заметным изменениям гидрологиче-v P ских процессов, является заготовка древесины. Рубки и выжигание лесной растительности относятся к наиболее древним видам хозяйственной деятельности. Леса ЕСР подвергались интенсивной эксплуатации уже с XVI века. С развитием в середине XIX столетия лесопильной промышленности потребность в древесине значительно возрастает. Наибольшее развитие лесопромышленные работы получили с внедрением в 30-х годах прошлого столетия сплошных концентрированных рубок [102]. Все это приводило к сокращению лесной площади, хотя и в меньших размерах, чем в южных регионах, наиболее благоприятных по физико-географическим условиям для проживания человека. По данным М. А. Цветкова, в северных губерниях Европейской России с 1696 по 1914 годы лесной фонд сократился на 16%, в то время как в южных - более чем на 47% [387].
Однако рост численности населения и научно-технический прогресс создают предпосылки и условия для более интенсивного в дальнейшем освоения и развития северных регионов. Леса таежной зоны в зависимости от состава растений и возрастной структуры делят на девственные (коренные) и производные (эксплуатируемые). Лесные экосистемы, которые длительное время (более 300 лет) не подвергались воздействию катастрофических факторов (рубки, ветровалы, массовое размножение вредителей, пожары и т. д.), называют девственными (коренными). Из приведенных в работах [63-65] определений следует, что коренные леса представляют собой относительно устойчивую фазу естественного развития лесных сообществ, наиболее соответствующую экологическим условиям данной местности в данный геологический период. Достаточно полные и конкретные признаки коренных лесов приведены в работе Л. Б. Заугольновой и Е. А. Платоновой [131]. К главным из этих признаков, с точки зрения их гидрологического значения, относятся следующие: - максимально полное наличие видов растений, экологические свойства которых соответствуют параметрам определенного экотопа; - все популяции древесных видов и кустарников характеризуются полночленными онтогенетическими спектрами, а древостой - абсолютной разновозрастностью.
Временная устойчивость возрастного и породного состава, характеризующая коренные леса, обусловливает устойчивость условий формирования элементов водного баланса в них. Поэтому в однотипных коренных лесах вариации испарения и стока связаны в большей степени с колебаниями метеорологических и климатических характеристик. Коренные леса, нарушенные деятельностью человека или природными факторами, называют производными. Основная, с гидрологической точки зрения, особенность производных лесов, большая часть которых относится к постоянно эксплуатируемым, заключается в значительной вариации площадей, занятых лесами различного породного состава и возрастных категорий. Это определяет как пространственные, так и временные вариации элементов водного баланса. При одинаковых от года к году объемах заготовки древесины такие вариации водного баланса могут быть заметны только на малых водосборах. Изменения интенсивности эксплуатации лесного фонда региона, приводящие к преобразованию возрастной структуры лесов, сопровождаются преобразованием водного баланса крупных водосборов.
Наблюдаемое изменение стока на ряде рек Карелии в последние десятилетия может быть объяснено уменьшением среднего возраста лесов от 119 лет в 1960 г. до 79 лет в 1997 г. Коренные леса встречаются в местах, удаленных от транспортных магистралей, населенных пунктов и промышленных объектов. Поэтому в Европе их массивы чаще встречаются на севере России. В настоящее время ведется работа по сохранению коренных лесов в различных природных условиях [103,129,297]. Россия относится к немногим странам мира, где коренные и малонарушенные леса занимают большую часть площади. Данные экосистемы относятся к тем сообществам, которые компенсируют антропогенные нарушения [87] и для поддержания устойчивого, пригодного для жизни состояния окружающей среды, коренные леса, по мнению В. В. Горшкова и др. [85], должны покрывать не менее 90%, а вторичные (производные) леса -не более 10% общей территории. В последние годы в освоенных лесных районах России отмечается тенденция увеличения площади лесов, где интенсивная лесопромышленная деятельность запрещена. В частности, на территории лесного фонда Карелии такая площадь на 1 января 1998 г. с учетом всех категорий защитности составила 3156.4 тыс. га или 17.5% от территории РК (включая и крупные водоемы) и около 21% от площади лесного фонда республики. В 1952 г. доля лесов первой группы составляла всего 2.6% площади лесфонда. Остальная же часть лесного фонда предназначена для интенсивной лесоэксплуатации. В Республике Коми рубки главного пользования запрещены на площади 15.5 млн. га [95], что составляет 37% от территории республики. Гидрологическая роль лесов во многом определяется, как это показано в работах О. И. Крестовского и А. А. Книзе [197], условиями произрастания древостоя, его продуктивностью и видовым разнообразием растительности. В зависимости от условий произрастания леса разделяются на типы. Тип леса представляет собой совокупность насаждений, однородных по породному составу и своим биологическим свойствам, происхождению и условиям среды [21]. Для исследуемой территории наиболее распространенными являются зеленомошные, долгомошные и сфагновые группы типов [193, 226, 260, 261] (табл. 1.4).
Наиболее продуктивными являются зеленомошные леса, среди которых преобладают черничники и брусничники. В этих лесах заготовляется наибольшее количество древесины, и изменения объемов биомассы в них в значительной степени определяют водный баланс водосборов. Количественной характеристикой лесорастительных условий, определяющих продуктивность леса и запас древесины, является бонитет. Абсолютная величина класса бонитета уменьшается в южном направлении, свидетельствуя о повышении продуктивности древостоя с улучшением климатических условий (ростом температуры воздуха) и увеличением плодородия почв. В среднем в пределах рассматриваемой территории для всего древостоя изменение бонитета по направлению с севера на юг происходит от V.5-V до IV.5-IV класса [193,226,260,261]. 1.2.2. Рубки и восстановление леса Заготовка древесины в лесу осуществляется посредством рубок, которые разделяются на рубки главного пользования и рубки промежуточного пользования (рубки ухода). Гидрологическая роль рубок зависит от их вида. Рубками промежуточного пользования решаются задачи по созданию жизнеустойчивого высокопродуктивного леса. К ним относятся рубки осветления, прочистки, прореживания и проходные. Рубки осветления и прочистки способствуют формированию состава древостоя, при прореживании осуществляется уход за формой ствола и кроны, а с помощью проходных рубок достигается повышение прироста лучших деревьев и в целом древостоя. При выполнении этих рубок меняются радиационные характеристики леса, породный состав, плотность и запас древесины, а, следовательно, и соотношения величин испарения различными частями леса. Рубками главного пользования осуществляется заготовка древесины и замена спелого или переспелого леса молодым. Количество заготавливаемой древесины при этом соответствует объему расчетной лесосеки (объем вырубаемого древостоя).
Для определения последнего существует множество подходов, основным принципом которых является поддержание неистощимого лесопользования, что достигается при соответствии между объемами вырубаемого и прирастающего древостоя. В зависимости от организации и технологии выполнения рубок главного пользования они подразделяются на сплошные, постепенные и выборочные. Два последних способа по своим гидрологическим последствиям на водосборе можно, в определенной степени, приравнять к рубкам промежуточного пользования. Сплошные рубки, предназначенные для заготовки древесины в больших объемах в лесоизбыточных районах России, к которым относится территория Европейского Севера, имеют наибольшее распространение [21, 222]. При этом способе весь древостой удаляется за один прием в течение короткого периода с площади до 200 га [21], что приводит к коренным изменениям условий формирования элементов водного баланса. Однако такие резкие преобразования происходят на ограниченной территории и поэтому могут оказывать существенное влияние только на малых водосборах. Площадь ежегодных рубок, проводимых в 90-х годах в регионах ЕСР, и их доля от лесопокрытой части лесного фонда приводится в табл. 1.5.
Временная структура гидрологических процессов при различных видах хозяйственной деятельности
Важным фактором, определяющим успешность решения задач, поставленных при исследовании гидрологической роли хозяйственной деятельности, является временная структура процессов, преобразующих компоненты ландшафта при переходе его после воздействия в другое состояние. Вместе с тем, этот фактор до настоящего времени относится, к сожалению, к недостаточно изученным и малоучитываемым при гидрологическом анализе и оценке проводимой на водосборе хозяйственной деятельности. Важность временного фактора при гидрологическом исследовании последствий деятельности человека подчеркивается Н. И. Коронкевичем [207]. Особенно велико значение времени в гидрологических процессах после гидролесомелиорации и рубок. На протяжении всего периода роста и развития леса после рубок происходят непрерывные изменения взаимосвязей древостоя и в целом биогеоценоза со средой. Следует отметить, что в некоторых работах влияние леса на сток до настоящего времени оценивается без учета его возрастной структуры.
Переход природного комплекса из одного состояния в новое или возврат в старое не происходит мгновенно и, как отмечается в работе [152], каждое воздействие можно рассматривать как начало динамической траектории геокомплекса. При этом следует учитывать, что каждый компонент обладает собственными темпами изменения [125], поэтому продолжительность перехода в новое состояние будет различной. В этой связи следует отметить, что некоторые из полученных к настоящему времени оценок влияния антропогенного вмешательства на элементы водного баланса можно относить только к определенной точке или отрезку динамической траектории данного геокомплекса. На преобразуемых в ходе хозяйственного освоения территориях можно выделить несколько периодов, существенно различающихся по условиям формирования, динамике и соотношениям элементов водного баланса. По различным исследованиям, их количество изменяется от двух [188, 207] до трех [186, 211, 221]. В последнем случае они могут быть названы периодом воздействия (строительным), переходным и периодом динамической стабилизации. Такое деление, с нашей точки зрения, детальней отражает динамику гидрологических процессов при освоении территории, хотя количество выделяемых периодов в большой степени зависит от вида хозяйственной деятельности и решаемой задачиВ строительный период выполняются соответствующие для каждого вида хозяйственной деятельности работы. При гидротехнической мелиорации сооружается осушительная сеть, а на объектах сельскохозяйственного назначения проводятся также культур- технические работы, включающие уборку древесной растительности, разделку дернины и выравнивание поверхности. При строительстве водохранилища выполняется подготовка ложа и сооружается плотина, а лесопромышленная деятельность включает рубку деревьев и их вывоз. При строительстве дорог, жилых и промышленных объектов к этому периоду следует также отнести и работы по подготовке территории.
При гидротехнической мелиорации основная особенность этого этапа состоит в том, что по мере сооружения дренирующей сети начинается сброс "вековых" запасов вод с осушаемого болота и со смежной территории в результате снижения уровней почвенно-грунтовых и грунтовых вод. Кроме того, отмечается уплотнение торфяников и понижение их поверхности, сопровождаемые дополнительным стоком. При этом происходит резкое уменьшение испарения за счет снижения влагозапасов верхнего слоя почвогрунтов, уничтожения естественной растительности при подготовке земель для сельского хозяйства и выпадения гидрофильных видов наземного растительного покрова при отсутствии их замены при гидролесомелиорации. Резкое снижение испарения происходит и на лесных участках после удаления древесной растительности при рубках. Можно также утверждать, что сокращаются потери на испарение с территорий различных застроек, в том числе и с территорий, подготавливаемых для затопления водохранилищами. На основании вышеизложенного можно констатировать, что с гидрологической точки зрения в большинстве случаев данный этап характеризуется снижением испарения с осваиваемой территории и увеличением стока. Продолжительность периода зависит от ряда объективных и субъективных факторов и в зависимости от вида деятельности может длиться от нескольких месяцев до нескольких лет. В результате воздействия ландшафты вступают в наименее устойчивое для данных физико-географических условий состояние, поэтому в следующий период, который называется переходным, наблюдается интенсификация всех процессов, направленных на возврат преобразуемого геокомплекса в старое или переход в новое, отвечающее измененным условиям, состояние. Продолжительность периода зависит от вида хозяйственной деятельности. При гидротехнической мелиорации чаще всего наблюдается рост суммарного испарения (исключение составляют осушаемые для добычи торфа участки), так как на осушаемых для сельского хозяйства полях сразу же после окончания культуртехнических мероприятий начинают выращивать различные культуры, водопотребление большинства из которых превышает транспирацию болотной растительности. Существенные изменения, ведущие к увеличению суммарного испарения, происходят в растительности при осушении переувлажненных угодий для лесохозяиственных целей. Здесь уже в первые годы отмечается уменьшение гидрофильных видов растений и увеличение массы и проективного покрытия видов, присущих суходольным лесам [96, 97, 428]. Происходят изменения, приводящие к увеличению транспирации и в древесном ярусе [203, 259, 306, 351]. Интенсивность и объем преобразований зависят от нормы осушения, возраста и типа осушаемого леса.
На осушаемых болотах в этот период продолжаются интенсивные преобразования водно-физических свойств почвогрунтов: разложение органического вещества, изменение объемной массы и плотности твердой фазы торфа, приводящие к сработке торфяников и осадке их поверхности. Эти процессы сопровождаются дополнительным сбросом воды в осушительную сеть [289]. Кроме того, продолжается сброс грунтовых вод с окружающей болото территории. В соответствии с расчетами, выполненными нами по данным наблюдений на Корзинской низине (южная Карелия), среднегодовая величина дополнительного стока только с болота за первые 5 лет его сельскохозяйственного освоения составила 65 мм ( 25% среднерегиональной величины годового стока) (рис. 2.1). Следовательно, процессы, протекающие в этот период на мелиорируемых территориях, ведут как к увеличению, так и к снижению стока. Кроме того, при уплотнении торфяника происходит снижение коэффициента фильтрации, которое может привести к изменению соотношения между поверхностным и дренажным стоком. За окончание второго этапа при гидротехнической мелиорации можно принять окончание интенсивных преобразований водно-физических характеристик почвогрунтов, обусловливающих достаточно интенсивный дополнительный сток с торфяника за счет его уплотнения, сработки и осадки поверхности. С продолжительностью сброса вековых запасов болотных вод увязывает длительность второго периода Ю. М. Корчоха [211]. По мнению авторов работы [289], сброс запасов воды из осушаемого торфяника достаточно интенсивно происходит в первые 3-5 лет после осушения. Это соответствует выводам И. М. Нестеренко, которые были сделаны им на основании анализа собственных и полученных многими авторами в различных регионах данных о том, что в большинстве случаев после 3-5 лет после осушения объемная масса изменяется очень мало [279]. Наши исследования в Карелии на осушаемых более 40 лет сельскохозяйственных полях, занятых многолетними травами, показали, что в условиях севера увеличение объемной массы низинных торфов (около 6 кг/м3год) наблюдается в первые 10-15 лет, после чего наступает стабилизация. Продолжительность периода с наиболее интенсивной осадкой также не превышает 5 лет [50, 187] (рис. 2.1).
Следует добавить, что дополнительный сброс воды с осушаемого торфяника за счет понижения отметок поверхности болота может продолжаться, как это показано на рис. 2.1, достаточно длительный период. В значительной степени интенсивность преобразования зависит от вида использования осушаемых угодий и климатических условий. По-видимому, этим можно объяснить расхождения наших выводов с результатами И. Л. Калюжного и К. К. Павловой, исследовавших изменения водно-и теплофизических характеристик при сельскохозяйственной мелиорации различных типов торфа и получивших, что интенсивное увеличение плотности торфа происходит в течение 20-25 лет [165]. Выбор нами сельскохозяйственной культуры объясняется тем, что многолетние травы занимают до 70% всех посевных площадей сельскохозяйственных культур в Карелии и до 40-50% во всех остальных регионах ЕСР
Испарение атмосферных осадков, задержанных пологом леса
Величина задержания пологом леса влаги от единичного дождя и испарение этой влаги При моделировании стока с залесенного водосбора с временным шагом не более 78 суток возникает проблема определения испарения с крон древостоя в период дождя и после его окончания. Эта задача включает в себя два вопроса: определение количества задержанной влаги и расчет ее испарения. Проверки этих формул, выполненные авторами, а также проверка С. Ф. Федоровым формулы Г. Ф. Хильми [373] свидетельствуют об удовлетворительном соответствии между расчетными и измеренными величинами. Однако достаточно большое число параметров и сложности их определения сдерживают использование формул на практике. Кроме того, идеализированная схема равномерного распределения осадков над лесом при любой сомкнутости крон может не соответствовать действительности из-за наличия аэродинамического эффекта и экранирующего действия стены леса, окружающей прогалину [373]. Структурами данных формул рассматривается только отвесное падение капель, тогда как в реальных условиях их траектория в большинстве случаев может отличаться от вертикальной. Это, по мнению С. Ф. Федорова, приводит к неравенству между вычисленными и измеренными величинами задержанных осадков. Поэтому можно ожидать, что учет неравномерности насыщения крон, усложняющий расчетную схему и требующий наличия трудноопределяемых параметров, не будет подкреплен повышением точности расчета.
В связи с вышеприведенным, на практике для определения количества задержанных (пропущенных) пологом леса осадков используются более простые зависимости. Часто применяются зависимости экспоненциального вида [55, 84, 176]. Справедливо предположив, что приращение смоченной части удельной поверхности фитомассы, соответствующее приращению слоя осадков, убывает пропорционально этой поверхности, Ю. Б. Виноградов [55] получил выражение Pt = Ртах(1 - ЄХр(- Р/Ртах)). (3.42) Изменение задержания осадков с приращением фитомассы, вызванное изменени ем сомкнутости крон и мощности кронового пространства, зависит от породы древостоя. Поэтому нами расчетная зависимость была представлена в следующем виде [176]: Р, = Ртах(1-ехр(.-кР)), (3.43) где Р - количество осадков над лесом, мм; Р, - величина задержанных осадков от единичного дождя, мм; Ртах - емкость насыщения для данного древостоя, мм; к - коэффициент, зависящий от водоудерживающих свойств фитомассы. Параметры формулы (3.43) получены нами при обобщении опубликованных данных наблюдений в различных типах леса [15, 16, 124, 241, 267, 331, 397]. Величина А для соснового леса составляет 0.077, для елового - 0.092, для березового - 0.088. Значение Ртах в формуле определяется по зависимости Ртах = Р\ахт, (3.44) где Р тах - удельная емкость насыщения кроны влагой, мм/т. Величина удельной емкости насыщения составляет для крон сосняков 0.35, ельников 0.28, березняков 0.45 мм/т.
Эти значения были определены как отношение величины задержанных осадков при полном увлажнении полога к массе хвои (листвы). При таком определении «влагоемкость» хвои (листвы) получается завышенной, так как включает влагу, затраченную на смачивание всей кроны и ствола. Видимо, это является одной из причин того, что рассчитанная по данным Д. П. Лохова [235] удельная влагоемкость хвои сосны и ели и листьев березы получилась меньше (хвоя сосны - 0.10, ели - 0.15, листва березы - 0.14), чем приведенные выше значения. В работе [459] задержание влаги на кронах до их насыщения описывается следующей зависимостью: Р,=РхР, (3.45) рх = 1-(0.5)ш. (3.46) Для случаев, когда осадки превышают величину насыщения полога леса, применялась зависимость близкая к (3.44): P, = Pmax = k,LAI, (3.47) где к\ - количество осадков, задержанных единицей листовой поверхности, мм/га. В некоторых как зарубежных, так и отечественных работах [106, 424, 440] количе ство задержанных осадков до насыщения полога леса влагой приравнивается к величине выпавших осадков: Р, = Р прпР = Ртах. (3.48) В этом случае принимается, что насыщение крон влагой происходит при выпадении количества осадков, равного емкости насыщения для данного древостоя. Максималь-ное количество задержанной влаги определялось по зависимости (3.47) [440]. Однако многими исследованиями в России показано, что для полного насыщения крон требуется значительно большее количество осадков, в 2-3 раза превышающее их емкость. В этих упрощенных эмпирических зависимостях (3.42)-(3.48) влияние неравномерности кронового пространства и сомкнутости крон на количество задержанной влаги приближенно учитывается параметрами, осредненными для тех условий, при которых проводились наблюдения. Большая часть задержанной пологом леса влаги от одного дождя в теплый период года испаряется. Это дает основание в отдельных случаях приравнивать величину испарения осадков с крон даже после одного дождя к количеству осадков, задержанных в кроновом пространстве. Однако полное испарение этой влаги может наблюдаться только при определенных, благоприятствующих этому процессу, погодных условиях. Часть капелек воды может срываться с крон, особенно при усилении ветра, и достигать поверхности земли. Частично это явление учитывается в параметрах, которые определялись по данным наблюдений, относящимся к различным, в том числе и по скорости ветра, погодным условиям. Существенные расхождения между величинами задержанной и испарившейся влаги могут наблюдаться в том случае, если в течение бездождевого периода задержанная от предшествующего дождя влага не успела полностью испариться. Поэтому во многих работах эти два процесса оцениваются отдельно [440].
При расчете испарения задержанных пологом елового леса осадков в работе [440] принималось, что при наличии влаги на кроне вся поглащаемая солнечная энергия будет затрачиваться на ее испарение: E, = B/L. (3.49) Наиболее распространенным методом расчета этой части суммарного испарения за рубежом является метод Пенмана-Монтейса [459]. Следует отметить, что этот метод применяется для определения испарения задержанных атмосферных осадков луговой и сельскохозяйственной растительностью [439]. Испарение задержанной кронами влаги определяют также методом температурных коэффициентов [459]: Е, = СЕТ, (3.50) где Г- температура воздуха; СЕ - температурный коэффициент. Среднегодовое значение СЕ в этой работе принималось равным 0.16 мм/С. В течение года месячные величины СЕ корректировались, в результате чего диапазон изменений СЕ составлял от 0.11 для холодного сезона года и до 0.26 для теплого периода [459]. 3.2.2. Усредненная величина испарения осадков с полога леса за сезон и год Для продолжительного периода (месяц, сезон, год) величину испарения осадков с полога леса принимают равной величине задержанных за расчетный период. Обобщенные уравнения для расчета усредненной величины испарения жидких осадков с крон за месяц, сезон и год были получены многими исследователями. Для темнохвойного древостоя Сибири В. В. Протопопов [311] получил логарифмическую зависимость относительной величины испарения от массы хвои: Е1Г%=\00Е,/Р = 31.9 lgmd- 31.8, (3.51) где Е1Г% - доля осадков, испарившихся с полога леса, %; rrid - масса сухой хвои, ц/га. Для березовых лесов Красноярского края расчетное уравнение было предложено А. И. Грибовым [98]: ЕІГ% = ЮОЕ,/Р = 21.5 (lg mc -1), (3.52) где mc - масса сухой кроны, ц/га. О. И. Крестовским [197, 214] было предложено простое соотношение для расчета годовой величины испарения с крон различного по породному составу древостоя: Е, = атР, (3.53) где Е, - величина испарения с полога леса за год, сезон или месяц, мм; т - масса хвои (листвы) в сыром виде, т/га; а = 0.0115 (для сосны, ели) и а = 0.025 (для березы в теплый период). Величину испарившегося с крон лиственного древостоя снега рекомендуется принимать равной 1% от величины зимних осадков [197].
Приведенные значения коэффициента «а» были получены и апробированы О. И. Крестовским только в условиях южной подзоны тайги. Можно предполагать, что вариация средней по сезонам и среднегодовой величины «а» в лесах с равными таксационными показателями обусловливается различием метеорологических характеристик. К основным из этих характеристик относят испаряемость и распределение частоты выпадения различных по величине дождей в течение периода наблюдений в исследуемом районе [241, 311]. Последнее, по мнению А. А. Лучшева, является основным климатическим фактором, обусловливающим количество задерживаемых осадков [241]. Предполагается, что возрастание в расчетном периоде доли числа дождей малой величины приводит к увеличению относительного значения задержанных осадков, а, следовательно, и к увеличению их потерь на испарение. Влияние временной изменчивости повторяемости выпадения различных по величине дождей на количество задержанных осадков за теплый сезон (май-сентябрь) мы оценивали с использованием данных наблюдений на метеостанции Пряжа (южная Карелия) [176]. Расчеты выполнялись по нескольким эмпирическим формулам, в том числе и по (3.43, 3.44). Для оценки влияния пространственной изменчивости рассматриваемого фактора на задержание осадков пологом леса нами использовались данные 60 метеостанций бывшего Союза, расположенные в разных климатических условиях. Расчеты производились для различных по породному составу и запасам фитомассы лесов [176]. Наибольшие изменения расчетных значений наблюдаются между месячными величинами в теплый период. В частности, для соснового леса с массой хвои 10 т/га размах относительных значений этих колебаний за 20 лет в каждом из месяцев периода май-август составляет около 13% (Cv=0.11). Относительная величина задержанных осадков таким же лесом за весь вегетационный период (май-сентябрь) каждого расчетного года изменяется в меньших пределах: от 15% до 24% (С„=0.10).
Формирование снежного покрова на лесных водосборах Карелии
Существующие мнения о влиянии леса на снегонакопление При исследовании формирования различных характеристик стока (в том числе минимальных, максимальных, сезонных и др.) важной задачей является оценка особенностей снегонакопления в лесу. В настоящее время общепризнанна зависимость снегонакопления в лесах от их таксационных характеристик. Следовательно, значительную роль в пространственном распределении снегозапасов играет структура лесного фонда на водосборе. Установлено, что в хвойных лесах с увеличением плотности древостоя, сомкнутости крон и массы хвои снижаются снегозапасы и возрастает количество задержанных пологом леса и испарившихся твердых осадков [71, 197, 270, 314]. Таким образом, наименьшее количество снега накапливается в высокополнотньгх еловых насаждениях, а наибольшее - в лиственных лесах. Сосновые леса занимают промежуточное положение [319, 331]. Увеличением площади испаряющей поверхности в условиях леса объясняется тот факт, что под кронами древостоя, по данным ряда исследователей, накапливается снега меньше, чем на открытых участках [32, 154, 166, 256, 293, 336]. Вместе с тем, во многих случаях отмечается положительная роль леса в снегонакоплении [270, 304, 319, 331, 366, 414]. В частности, превышение лесных снегозапасов над полевыми в Карелии по литературным данным составляет 17 - 23% [365]. Это можно объяснить увеличением осадков над лесом, разницей в интенсивности снеготаяния в период зимних оттепелей и повышенным испарением на открытых участках, которое, по мнению А. К. Дюнина [119], существенно возрастает при метелевом переносе снега. По мнению ряда авторов, лес не вызывает заметного увеличения количества твердых осадков [304, 373]. Основываясь на данных наблюдений в районе г. Валдая, в Подмосковье и Смоленской обл., В. А. Шутов [414] утверждает, что основными факторами, определяющими разницу снегозапасов в лесу и в поле, являются сумма положительных температур за зимний период и породный состав древостоя.
Однако по выводам В. В. Рахманова [319], положительная роль леса в снегонакоплении проявляется и в безотте-пельные периоды, что может свидетельствовать как о повышенном испарении в поле, так и о большей величине осадков над лесом. Однако последнее, по его мнению, для сильно залесенных территорий маловероятно. Таким образом, до настоящего времени не существует единого мнения в оценке роли факторов формирования снегозапасов на водосборах лесной зоны. В то же время определение значения леса в снегонакоплении важно при изучении влияния лесохозяйствен-ных работ на гидрологический режим водных объектов, условий формирования весеннего половодья и качественного состава вод. Все это подчеркивает необходимость получения количественных оценок роли факторов, определяющих снегонакопление на различных ландшафтах и в различных регионах. Такая работа для территории Карелии была выполнена с использованием данных наблюдений за формированием снежного покрова в поле и лесу на 18 станциях и постах гидрометеослужбы и на стационарах Институтов биологии и леса Карельского научного центра РАН, расположенных в южной части Карелии (среднетаежная подзона).
Исследования на стационарах проводились в соответствии с методикой, принятой на сети гидрометеослужбы [264, 275]. 6.2.2. Влияние площади полян и вырубок на снегонакопление Формирование снежного покрова на открытых участках зависит от многих факторов, среди которых определенную роль играют их размеры, что показано во многих отечественных и зарубежных работах [270, 293, 373, 429, 430]. Зависимость снегонакопления от величины лесных полян объясняется разницей в проявлении таких факторов, как испарение, снеготаяние в период зимних оттепелей, снегоотложение при метелевых переносах. Выделить роль каждого из этих факторов в настоящее время не представляется возможным, что отмечается и в работе [430]. Размер полян влияет и на количество выпавших осадков за счет аэродинамического эффекта и экранирующего действия стены леса, окружающей поляну [373]. Результатом аэродинамического эффекта является изменение направления воздушного потока и снижение скорости ветра над поляной, что приводит к увеличению вероятности возрастания количества выпавших осадков. В противоположность этому экранирующее влияние древостоя отрицательно отражается на величине осадков и снегонакоплении. Действие последнего фактора преобладает на малых полянах, с увеличением их размеров усиливается роль аэродинамического эффекта [373]. На основании данных трехлетних наблюдений сотрудников Института леса КарНЦ РАН [181] получена хорошо выраженная зависимость максимальных предвесенних запа сов воды в снеге от размеров открытых участков, которые характеризовались величиной угла закрытости горизонта в центре (а) (рис. 6.9). Снегозапасы представлены в процентах относительно их величины на полянах с углом закрытости горизонта 50 (Sso)- Данная ве личина угла закрытости в качестве исходной принята потому, что по С. Ф. Федорову [373], на таких полянах выпадает наибольшее количество осадков. Полученная в Карелии зависимость описывается полиномом третьей степени [181] S50 = 63.385 -1.048«+ 0.098а2 - 0.001 л . (6.4) Зависимость (6.4) показывает, что при высоте древостоя 20 - 25 м наибольшие снегозапасы наблюдаются на полянах или вырубках площадью 0.2 - 0.3 га и снижаются как при уменьшении площади, так и при ее увеличении.
При величине площади более 1 га влияние размеров полян на снегонакопление несущественно. На таких участках наблюдаются наименьшие снегозапасы (рис. 6.9). Средние пределы колебаний предвесенних запасов воды в снеге на полянах, обусловленных их размерами, составляют около 40%. Показанная на рис. 6.9 зависимость хорошо согласуется с зависимостью, полученной С. Ф. Федоровым [373] по данным наблюдений за атмосферными осадками на различных по величине полянах. Поэтому можно предполагать, что основным фактором, определяющим влияние размеров полян на снегонакопление, является особенность поступления атмосферных осадков к поверхности земли.
