В прошлом человек относился к природе преимущественно потребительски, стремясь побольше взять от нее, не особенно задумываясь о последствиях. Природные ресурсы еще совсем недавно представлялись неисчерпаемыми. За длительный период такого беззаботного отношения к природе многие ее ресурсы поистощились. Все труднее и дороже стали обходиться их добыча и транспортировка.
В наш век — век технического прогресса, — когда возможности воздействия человека на природу неизмеримо возросли и все явственнее стало «просвечивать дно» в казавшихся бездонными запасах угля, нефти, воды, леса, все настойчивее звучат голоса о защите природы, о рациональном использовании, охране и возобновлении ее ресурсов. Наиболее эффективно и в широком масштабе эти мероприятия осуществляются в Советском Союзе. Это и понятно. Ведь леса, воды, недра у нас принадлежат народу, и они должны по-хозяйски — рачительно использоваться в интересах ныне живущего и будущих поколений.
Использование лесных богатств в нашей стране приобретает все более плановый характер. Лесное хозяйство стремится вести дело сбалансированно: не только вырубать лес, но и компенсировать его убыль, расширяя лесовосстановительные работы, в том числе в степных районах, где леса давно поредели.
Начало степному лесоразведению, как известно, было положено еще В. В. Докучаевым в 90-х годах прошлого века в Каменной Степи. Здесь и поныне сохранились лесные полосы, посаженные и взращенные экспедицией Докучаева, представляющие уникальный экспериментальный полигон для изучения эффективности лесомелиоративных мероприятий.
Одной из самых серьезных попыток использования лесных насаждений для улучшения природы степей был план преобразования природы, провозглашенный в нашей стране в начале 50-х годов. Его сущность, как известно, заключалась в том, чтобы с помощью лесоразведения — создания системы государственных и колхозно-совхозных полезащитных лесных полос — оградить земли степной и лесостепной зоны европейской части СССР от оскудения, от периодически и все чаще повторяющихся здесь засух и суховеев.
Осуществление этого плана предусматривало также восстановление лесов на значительной части степных районов. В связи с новизной замысла, а главное, с большим размахом запланированных работ по полезащитному лесоразведению появилось немало исследований, посвященных изучению гидрометеорологической роли и эффективности леса и лесных полос: их ветрозащитного действия, влияния на водный баланс сельскохозяйственных полей и формирование микроклимата межполосных оазисов и ряда других воздействий на природные условия. Исследования и расчеты показывали, что создание системы полезащитных лесных полос существенно уменьшает скорость ветра, способствует уменьшению продуктивного испарения, вызывает увеличение снегозапасов на полях и запасов влаги в почве, что в конечном счете обеспечивает заметную прибавку урожая.
Вспоминая о плане полезащитного разведения, мы не имеем в виду останавливаться на механизме влияния лесных полос на гидрометеорологический режим и на их экономической эффективности для подъема урожайности. Это особая тема, и мы отсылаем интересующихся этой проблемой к обстоятельному исследованию А. Р. Константинова и Л. Р. Струзера «Лесные полосы и урожай» (1974 г.).
Нас интересует другой вопрос: влияние лесных полос на водный режим рек и почв. Создание полезащитных лесных полос, хотя и немного, но все же увеличивает залесенность речных бассейнов и, следовательно, является мерой, противоположной по своим последствиям вырубке лесов. В сущности, это лесовозобновление. Естественно, что разработка и начатое осуществление грандиозного лесомелиоративного плана в степях вновь привлекли внимание ученых к проблеме гидрологической роли леса, вызвали оживление дискуссии, несколько затихшей в последние десятилетия.
Возникновению новой острой дискуссии в значительной степени способствовала публикация в 1950 г. известным гидрологом М. И. Львовичем работы «Гидрометеорологическое действие лесных полос и принципы их размещения». В этой работе Львович высказал ряд спорных идей, касающихся возможного влияния лесных полос на водный баланс межполосных полей и режим речного стока. Рассматривая влияние лесных полос на водный режим системы лесная полоса — сельскохозяйственное поле, Львович пришел к выводу, что лесные полосы будут способствовать перехвату части стока и перемещению задержанной ими воды на поля. Лесные полосы, говорит он, «за счет уменьшения (выделено нами. — А. С.) поверхностного стока по крайней мере удваивают количество воды на полях» (с. 32).
Обосновывая этот тезис, имеющий важное практическое значение для оценки водорегулирующей роли лесных полос, Львович в качестве механизма, с помощью которого вода, задержанная лесными полосами, будет перемещаться на поля, выдвинул предположение об усилении «внутрипочвенного стока» (т. е. перемещении свободной гравитационной воды по относительному водоупору в почвенном слое под влиянием напорного градиента). По мере освоения травопольных севооборотов, распространения и роста полезащитных лесонасаждений, пишет он, «внутрипочвенный сток в степных районах будет усиливаться и приобретать все большее значение (выделено нами. — А. С.) в качестве фактора распространения влаги на поля» (с. 36).
Высказанные Львовичем суждения о большой роли внутрипочвенного стока для обоснования лесомелиоративных мероприятий в степи встретило со стороны ряда гидрологов, гидрогеологов, почвоведов и других специалистов серьезные возражения. Не меньшие возражения вызвал вывод Львовича о существенном уменьшении речного стока под влиянием лесных полос. Он следовал непосредственно из предыдущего. Поскольку лесные полосы будут способствовать задержанию поверхностного стока и переводу его во внутрипочвенный сток, а последний, перемещаясь на поля, будет расходоваться на повышенную транспирацию сельскохозяйственных растений, Львович неизбежно должен был прийти и пришел к выводу, что осуществление плана лесонасаждений в степи повлечет за собой уменьшение поверхностного стока и водоносности рек.
Хотя это уменьшение частично компенсируется увеличением подземного питания рек, тем не менее суммарный сток (поверхностный плюс подземный) в результате создания полезащитных лесных полос должен уменьшиться. Распространяя этот свой вывод на бассейны Дона, Южного Буга, Оки и других рек степной зоны, которые по плану должны быть охвачены лесомелиоративными мероприятиями, Львович дал прогноз изменения их годового стока, согласно которому через каких-нибудь 10—15 лет после осуществления плана лесонасаждений, т. е. примерно к 1975—1980 гг., сток уменьшится на 15—20% и даже 40%.
Положения, высказанные Львовичем, о внутрипочвенном стоке и его влиянии на режим рек и почв, не только вносили изменение в теоретические представления о движении воды в почвенно-грунтовой толще, но и приводили к недостаточно обоснованным выводам и практическим рекомендациям (например, относительно увеличения ширины лесных полос, что неизбежно было бы связано с изъятием дополнительных площадей из сельскохозяйственного оборота). Учитывая сложность и важность проблемы, Государственный гидрологический институт счел необходимым провести специальную сессию Ученого совета с приглашением на нее многих видных ученых и специалистов. Такая сессия состоялась в Ленинграде 11—12 февраля 1954 г. В ней приняли участие представители 33 научно-исследовательских и проектных организаций и в их числе сторонники положительного и отрицательного влияния леса на сток. Результаты дискуссии опубликованы в книге «О внутрипочвенном стоке и его роли в гидрологическом режиме рек и почв» (Гидрометеоиздат, 1955).
С основным докладом «К вопросу о так называемом «внутрипочвенном стоке» и его роли в гидрологическом режиме почв и рек» выступил профессор Б. И. Куделин (Московский государственный университет). Являясь крупным специалистом в области гидрогеологии, Куделин высказал отрицательное отношение к идее существования и тем более усиления внутрипочвенного стока. Он справедливо подчеркивал, что при малых уклонах склонов нет такой силы, которая заставила бы воду перемещаться горизонтально внутри почвенного слоя.
В заключение доклада Куделин сформулировал вывод: «всестороннее рассмотрение проблемы показало, что идея о большой роли внутрипочвенного стока в гидрологическом режиме почв и рек не находит подтверждения ни в экспериментальных исследованиях, ни в теоретических предпосылках, ни в гидрогеологических фактах. Эту идею следует считать ошибочной» (выделено не нами. — А. С.).
Более того, он отметил, что если бы в зонах неустойчивого и недостаточного увлажнения «внутрипочвенный сток существовал, то это было бы не полезное, а вредное для сельского хозяйства явление, с которым (если бы оно существовало) следовало бы бороться… Способствуя выщелачиванию и выносу питательных солей из почвы, интенсивный внутрипочвенный сток, действуя систематически из года в год и усиливаясь с осуществлением мероприятий, связанных с введением травопольной системы земледелия, неминуемо приводил бы к прогрессивному падению плодородия почв».
В ходе дискуссии острота постановки проблемы «внутрипочвенного стока» и выводы Куделина были несколько «смягчены». Ряд ученых высказался за сохранение понятия «внутрипочвенный сток», во всяком случае применительно к зоне избыточного увлажнения, где он сливается с грунтовым стоком. В то же время в решении Ученого совета было отмечено, что «Большое значение внутрипочвенного стока в питании рек, формировании речных паводков и водном балансе речных бассейнов данными наблюдений не доказано и теоретически не обосновано».
Что касается значительного уменьшения стока Дона, Оки и других рек степной зоны под влиянием лесных полос, то этот вывод представлялся сомнительным и не получил поддержки, так как даже полное прекращение стока с лесных полос (занимающих 3—5% площади водосбора) не могло бы повлечь за собой столь значительного изменения годового стока рек, как это предполагал Львович.
Если обратиться к наблюдениям за стоком Дона, Оки и других степных рек, ведущимся непрерывно вот уже около 80—100 лет, то они показывают, что сток их практически не изменился вплоть до наших дней. И если объем стока в отдельные годы несколько уменьшался, то это вызвано не влиянием лесных полос, а строительством прудов и водохранилищ, забором воды для водоснабжения, орошения и других нужд. Основной причиной уменьшения стока в наши дни, например, Дона, как теперь совершенно ясно, явились не агролесомелиоративные мероприятия, а безвозвратные потери в результате регулирования его стока (Цимлянское водохранилище) и использования его на орошение.