Факультет

Студентам

Посетителям

Снеготаяние при исследовании водного баланса водосборов с различной лесистостью

По мнению Р. А. Саффиулина (1966), гидрологическая роль лесов заключается в особенностях аккумуляции снега, режима снеготаяния и потерь талых вод на инфильтрацию. Мы особенно выделяем фактор замедленного таяния снега в лесу.

Остановимся на особенностях снеготаяния в лесу и поле в связи с различными погодными условиями и типами вёсен, которые определяют разницу в сроках схода снега в различных условиях.

По нашим данным, в некоторые вёсны температура воздуха в лесу была близкой к полевой, а в отдельные дни даже несколько выше. Такое соотношение температур наблюдалось в апреле 1965 г., отличавшемся безоблачной погодой и частыми ночными морозами (радиационный или солярный тип весны).

Конец марта и апрель 1966 г. отмечены частыми осадками, отсутствием морозов и высоких положительных температур. Большинство дней периода снеготаяния среднесуточная температура воздуха в поле была на 1—3° выше, чем в лесу. Сумма положительных температур с весны достигла более 100° в поле 20, а в лесу лишь 26 апреля.

Однако различия в скорости снеготаяния в поле, еловом и березовом лесах слишком велики, чтобы их можно было объяснить температурным режимом.

В поле снеготаяние за период наблюдений произошло за 6—9 дней, в березовом лесу — за 11—23 дня, в еловом за 16—33 дня. Давно замечено, что интенсивность снеготаяния очень сильно зависит от экспозиции поверхности снега по отношению к солнечным лучам и наличия затенения. А. И. Субботин (1966) считает, что основная причина замедленного таяния снега в лесу в пониженном притоке солнечной радиации.

Весной 1968 г. на водосборе были организованы наблюдения за радиационным режимом по срокам, принятым в гидрометеорологической службе: в 7, 10, 13, 16 и 19 час. Учитывая значительный разброс величин различных видов радиации под пологом леса, мы делали по подсчет на заранее зафиксированных точках.

Как в солнечные, так и в пасмурные дни в середине дня на поверхность снега под березняком поступает суммарной солнечной радиации в 5—6 раз, под полог елового древостоя в 9—12 раз меньше, чем на открытом пространстве.

Часть лучистой энергии идет на нагревание самих деревьев, а затем в результате теплообмена со снегом происходит более быстрое его таяние около стволов деревьев. Очевидно, какая-то часть тепла по дереву проникает в почву.

Другим фактором, смягчающим контрастность поступления энергии к поверхности снега, является уменьшение теплоотдачи эффективным излучением, которое в лесу в несколько раз меньше, чем в поле (Кузьмин, 1961). На открытом пространстве отрицательный радиационный баланс в 7 и 19 час. наблюдался чаще, чем под пологом древостоя.

Ускорению таяния снега в лесу содействует меньшее альбедо в результате затемнения поверхности снега лесным опадом: семенами, хвоинками, ветками и т. д. Кроме того, более быстрому таянию снега в лесу часто содействует талое состояние почвы и большая рыхлость снега.

Таким образом, есть факторы, которые действуют в противоположном направлении по сравнению с основным—солнечной радиацией — и несколько сглаживают контрастность в процессе снеготаяния в лесу и в поле.

Промерзание и оттаивание почвы исследовались нами с помощью мерзлотомеров Данилина, расставленных по три — пять на пробных площадях. Показания снимались один раз в неделю. В дни снегомерных съемок делались контрольные шурфы с помощью лома и лопаты.

За все четыре сезона промерзание в поле было намного глубже, чем в лесу. Во всех без исключения случаях в еловом лесу почва промерзала меньше, чем в поле, но больше, чем в березовом лесу. Максимальное промерзание за зиму в поле колебалось от 26 (февраль 1965 г.) до 125 см (март 1967 г.), в ельнике — от 9 до 45 см, в березняке — от 0 до 20 см.

Такие большие различия в глубине промерзания в первую очередь объясняются различной защитой почвы снеговым покровом. Чем мощнее снеговой покров, тем меньше промерзание. Наиболее отчетливо эта взаимосвязь проявилась в зиму 1966/67 г., когда сильными порывистыми ветрами сухой снег сдувался с полей. Промерзание незащищенной почвы в конце марта достигало глубины 125 см, а в отдельных местах 160 см. В лесу снежный покров сформировался в середине декабря, что препятствовало проникновению низких температур в глубокие толщи почвогрунта.

Кроме снегового покрова глубокому промерзанию препятствуют почвенно-грунтовые воды, залегающие близко от поверхности и имеющие более высокую температуру, чем вышележащие слои почвы. В березняках, кроме того, хорошей защитой от мороза служит подстилка и опад из листьев.

В лесу, по нашим данным, не во всех случаях максимальное промерзание наступает к концу зимы, т. е. к дате накопления отрицательных температур. Часто это происходит в середине зимы и даже в самом начале, а затем наступает период оттаивания почвы снизу.

Оттаивание почвы снизу при отрицательных температурах весьма распространенное явление в лесу. Так, в зиму 1963/64 г. почва в березовом лесу промерзла всего до 7 см, а к началу марта, т. е. задолго до таяния снега, она была уже талой. Зимой 1964/65 г. в березняках почва оттаяла в январе и больше не промерзала. Даже в очень суровую и малоснежную зиму 1966/67 г. почва в еловом и березовом лесу начала оттаивать в середине февраля.

Оттаивание снизу, таким образом, происходит и при низких температурах воздуха, что говорит о невозможности расчета глубины промерзания в лесу по сумме отрицательных температур.

Начало раннего оттаивания снизу свойственно более сухим почвам. Очевидно, промерзшая влажная почва требует для оттаивания гораздо больше тепла, чем сухая мерзлая.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: