Лес лесу рознь

До сих пор, говоря о гидрометеорологической роли леса, мы умышленно старались не усложнять и без того сложную проблему. Поэтому пользовались таким обобщенным, несколько абстрактным понятием: «лес».

В подавляющем большинстве исследований, которые упоминались выше, ученые не говорят прямо, о каком лесе идет речь: лес и все. Возможно, происходит это потому, что исследования, касающиеся влияния леса на климат и воды, выполнены главным образом гидрологами и метеорологами. Они не рискуют углубляться в дебри лесоведения — особой, большой и сложной науки. Лес они рассматривают как некое механическое препятствие на пути водообмена между атмосферой и гидросферой.

Такой схематизированный подход в какой-то мере оправдан на определенной стадии исследований, так как позволяет сосредоточить внимание на главном — общем для любого леса. В конце концов в механизме влияния леса на гидроклиматический режим, несомненно, есть что-то общее: лес влияет на температуру и влажность воздуха, изменяет условия выпадения осадков, влажность почвы, испарение, сток талых и дождевых вод. Известным оправданием такого подхода является также и то обстоятельство, что в пределах бассейна, особенно значительного размера, лес редко бывает однородным. Поэтому гидрологи вынуждены пользоваться, как правило, обобщенной характеристикой залесенности бассейна.

Иначе смотрят на проблему гидроклиматической роли леса лесоводы. Для них лес — это сложное растительное сообщество, которое развивается по своим физиологическим законам. Лес может быть разного видового состава: хвойным, лиственным, смешанным. Хвойный лес может быть еловым, сосновым; в лиственном лесу может преобладать береза, осина, дуб, граб и т. д. Лес может произрастать на глинистых, песчаных, супесчаных и других почвах. По возрасту он может быть молодым, спелым или перестойным, по густоте — различным в зависимости от степени сомкнутости крон.

Общеизвестно, что лесные сообщества различны в каждой природной зоне. Гидрологическая роль леса, как справедливо считают лесоводы, в значительной мере определяется видовым составом, возрастом и полнотой лесонасаждений. Вот как излагает эту мысль известный ученый-лесовод А. А. Молчанов, в течение многих лет возглавляющий гидрологические исследования в Институте леса АН СССР: «Накопленный лесоведением большой фактический материал свидетельствует о наличии различных стадий в жизни леса. В каждом из них рост и развитие древостоев происходит по-разному, что в свою очередь должно вызвать различие гидрологических процессов в почвах (выделено нами. — А. С.). Одновременное изучение водного режима почв в древостоях одного и того же типа леса, но различных возрастов позволяет установить развитие гидрологического процесса в почве в связи с ростом и развитием насаждений. При таком подходе становится возможным разобраться во взаимоотношениях между ростом леса и влажностью почвы. Вполне понятно, что совершенно неправильно решать вопрос о гидрологической роли леса (выделено нами. — А. С.) без участия компонентов леса — древостоев различного возраста, состава и полноты, изменяющихся во времени».

Лесоводы понимают, что надежно установить влияние леса на климат и водный режим во всем многообразии сочетаний видового состава, возраста и полноты насаждений — задача нелегкая. И, конечно, они пока не в состоянии ее решить в такой широкой постановке. Тем не менее проведенные ими исследования подтверждают необходимость если не полного, то хотя бы частичного учета основных особенностей реального леса. Посмотрим, как водоохранная роль леса зависит, по исследованиям лесоводов, например, от возраста лесонасаждений, о котором в предыдущих главах мы совсем не упоминали.

Если под водоохранной ролью леса, следуя И. В. Тюрину, понимать «совокупность тех влияний леса, в результате которых усиливается значение производительных, или полезных, сторон водного баланса за счет уменьшения непроизводительных, или вредных, сторон этого баланса» (к числу которых, как известно, относятся сокращение поверхностного стока и перевод его в грунтовый, сокращение физического испарения, обеспечивающее производительный расход влаги на транспирацию), то можно привести такой пример, показывающий, как изменяется водоохранная роль леса по мере увеличения возраста лесонасаждения для леса типа бор-брусничник (по А. А. Молчанову):

Комментируя эти данные, можно, следовательно, сказать, что сосновый лес в 20—50-летнем возрасте, обладающий большой потребностью в воде и расходующий большое количество воды на испарение, отрицательно влияет на водный баланс. В то же время водоохранная роль более молодых и более старых насаждений положительная (большая доля осадков переводится в грунтовый сток). Следовательно, водоохранная роль насаждения за время его жизни не остается постоянной: она положительная — в молодом возрасте, отрицательная — в зрелом и вновь положительная — в старом лесу, потребляющем мало влаги.

Вот как, например, представляет себе изменение водного баланса лесного участка после сведения леса в ходе лесовозобновления О. И. Крестовский, под руководством которого в течение последних лет (1975—1980 гг.) проводились детальные воднобалансовые исследования в бассейне р. Вятки на открытых и залесенных водосборах (участках леса) разного возраста и полноты насаждений. В первые годы после сведения леса на вырубке резко уменьшается испарение и за счет этого возрастает сток. Через 5—6 лет наступает максимум стока и минимум испарения и начинается обратный процесс — уменьшение стока и увеличение испарения. Примерно к 20-летнему возрасту леса сток и испарение достигают исходных значений. Затем в жизни леса начинается период постепенного повышения водопотребления и соответственно повышение испарения и сокращение стока. Максимум водопотребления (и соответственно минимум стока) наблюдается в зрелом возрасте — 40—60 лет. Далее по мере старения леса и уменьшения его продуктивности начинается период сокращения водопотребления — уменьшение испарения и увеличение стока.

Примерно к 100-летнему возрасту леса все возвращается «на круги своя», к тому, с чего началось.

Читателю, наверное, трудно было уследить за всем сказанным, за всей этой несколько сложной сменой жизненных циклов леса и изменением его потребности в воде.

Можно привести аналогичные данные, подтверждающие большое влияние полноты насаждения на водоохранную роль леса. Если при полноте соснового леса, равной 0,9 (90% поверхности занято лесом), принять водоохранную роль за единицу, то, по данным Молчанова, при изреживании его до полноты 0,5 водоохранная роль повысится до 2,6. Однако это только в том случае, если на поверхности почвы нет вейникового покрова. При возникновении вейникового покрова водоохранная роль прореженных древостоев по сравнению с полными уменьшается до 0,8. Такое увеличение водорегулирующей роли леса при переживании его открывает путь к искусственному (путем рубок ухода) повышению водоохранных свойств одного и того же леса.

Ход восстановления леса, изменения испарения и стока с вырубленного участка (по Крестовскому)

Столь же существенно, по данным лесоводов, меняется водоохранная роль леса в зависимости от его типа. Приняв за единицу водоохранные свойства 65-летнего бора-брусничника, Молчанов для других типов леса того же возраста приводит следующие показатели: сосняк мшистый 1,4, сосняк-черничник 0,5, сосняк-долгомошник 0,2, сосняк сфагновый 0,5. Таким образом, наибольшая водоохранная роль принадлежит сосновым древостоям на сухих почвах и наименьшая — на влажных.

Детальное изучение водного баланса леса в процессе его роста позволяет, по мнению Молчанова, в перспективе научиться управлять водным режимом почв, не истощая запасов влаги под лесом. Можно увеличивать или уменьшать запасы влаги под пологом леса по сравнению с полями и лугами, варьируя по своему усмотрению состав, полноту и возраст древостоя.

Автору этих строк импонирует такая постановка вопроса и перспектива. Но надо отдавать отчет в исключительной сложности задачи. Вероятно, дифференцировать водоохранную роль для какого-то одного типа древостоя и возможно, но сделать это для всего многообразия лесов в речных бассейнах различных природных зон в скором времени вряд ли удастся. Стремиться, однако, к этому надо. Для этого необходимо объединение усилий лесоводов, почвоведов, гидрологов и географов.