Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Ландшафтная гидрология геосистем лесного пояса Центрального Алтая

ВАК РФ 25.00.23, Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Ландшафтная гидрология геосистем лесного пояса Центрального Алтая"

На правах рукописи

Копысов Сергей Геннадьевич

ЛАНДШАФТНАЯ ГИДРОЛОГИЯ ГЕОСИСТЕМ ЛЕСНОГО ПОЯСА ЦЕНТРАЛЬНОГО АЛТАЯ

25.00.23 — Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Томск 2005

Работа выполнена в лаборатории экологии и бонитировки почв Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН (г. Томск)

Научный руководитель: доктор биологических наук,

в.н.с. Росновский Иван Николаевич

Официальные оппоненты: доктор географических наук,

доцент Севастьянов Владимир Вениаминович

кандидат географических наук, н.с. Савичев Олег Геннадьевич

Ведущая организация: Институт водных и экологических проблем

СО РАН (г. Барнаул)

Защита состоится 28 июня 2005 года в 16 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 212.267.15 при Томском государственном университете по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36, ауд. 245.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Томского государственного университета

Автореферат разослан: « 2Э- » мая 2005 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

Т.В. Королёва

реки (водосбор) - это система различных по структуре и функциям ландшафтных образований, объединенных в ландшафто-гидрологическую систему. Эта система образована путем переплетения морфологической и каскадной систем. Связующим звеном для этих систем является фильтрационная способность почв, которая одновременно служит морфологическим свойством склона и пороговым регулятором в каскадной гидрологической системе бассейна реки. Таким образом, между географическим строением бассейна и функционированием гидрографической сети существует тесная связь. В связи с этим для обоснованного анализа закономерностей водного режима и баланса бассейна и их устойчивости необходимо исследование связи выше названных характеристик с геоморфологическим положением бассейна и структурой его почвенного покрова и почвами, являющимися своеобразными гидротрансформаторами поверхностного стока (Ростовский, 1998).

Актуальность предлагаемой работы как раз и вызвана тем, что существование на определенном участке конкретного ландшафта водосбора во многом обусловлено количеством и степенью соразмерности тепла и влаги на нём. Именно поэтому A.A. Григорьев считал, что задача географии заключается в изучении характерных для каждой типичной физико-географической зоны системы балансов вещества и энергии.

Наиболее перспективным направлением в изучении влияния факторов подстилающей поверхности на сток воды и "тепла", является не столько сопоставление стоковых данных парных объектов, как это часто встречается в гидрологических исследованиях, а детальное моделирование элементов теплового и водного балансов, и их соотношения для различных геосистем водосборов или, иначе говоря, стокоформирующих комплексов.

Цель. Основной целью данной работы является создание для лесного пояса Центрального Алтая обоснованной физико-магематической модели ландшафтных процессов водообмена в единстве с энергообменом (на примере бассейна р. Актру).

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• обоснование особенностей формирования водного и теплового балансов, ландшафтов горно-лесного пояса;

• определение количественных характеристик почвенного и растительного покрова изучаемого района и их взаимосвязи;

• выявление влияния высоты расположения геосистем на гидрофизические свойства входящих в них почв;

• объединение на основе уравнения взаимосвязи теплоэнергетического и водного балансов B.C. Мезенцева в единое целое методик, описывающих ход отдельных гидроклиматических процессов и использующих при этом приемлемый минимум характеристик почвы и растительности, т.е разработка физико-математической модели формирования водно-теплового баланса исследуемых ландшафтов;

• оценка влияния сукцессий растил ельного покрова и процессов антропогенеза на формирование водно-теплового баланса исследуемых ландшафтов.

Объекты и методы исследования. В качестве объекта исследований была выбрана верхняя часть лесного пояса горно-ледникового водосбора Актру, расположенного в Центральном Алтае и наиболее изученного в метеороло! ическом и гидрологическом плане

по сравнению с соседними водосборами (М.В. Тронов, Н.И. Белова, В.В. Севастьянов, Ю.К. Нарожный, Н.Х. Лупина и др.). Работа проводилась на пробных площадях, заложенных в 1999 и 2003 годах ФИЛ СО РАН, а в 2002 году на молодых моренах Малого Актру с учётом датировок отступления ледника.

При определении количественных характеристик почвенного покрова использовался метод почвенных монолитов (Агрофизические методы ..., 1966) и расчетные методы для определения удельной поверхности, водно-физических и тепловых характеристик почвы (Мичурин Б.Н. и Лытаев И.А, 1967; Чудновский А.Ф., 1959; Росновский И.Н., 1993,2001).

Научная новизна работы заключается в том, что впервые в практике моделирования геосистем использовано уравнение связи теплоэнергетического и водного балансов B.C. Мезенцева, а также разработана методология его применения для описания ландшафта (в целях экологии и физической географии). Это позволяет вести рассмотрение теплового и водного балансов в тесной взаимосвязи между собой с учётом минимума количественных характеристик наземного растительного покрова и почвенных горизонтов экосистем различных ландшафтов. Что впервые позволило рассчитать для Центрального Алтая ряд микроклиматических и гидрологических показателей. Кроме того впервые экспериментально доказано влияние высоты местности, а следовательно, атмосферного давления на основные гидрофизические свойства горных почв. Также показано, что сукцессии растительного покрова (как естественные, так и антропогенные) значительно изменяют структуру и величину водного баланса горных ландшафтов.

Положения, выдвигаемые на защиту:

1. Разработанная эколого-гидро-климатическая модель устойчивости стокоформирукицих комплексов доказывает, что точное уравнение связи теплового и водного балансов B.C. Мезенцева (1973) наиболее перспективно для построения математических моделей гидроклиматической роли геосистем в ландшафте.

2. При определении водно-физических свойств почв горных ландшафтов необходимо учитывать атмосферное давление (высоту местности), так как его изменение влияет на их величину и, следовательно, на перераспределение стока в ландшафтах.

3. Антропогенные воздействия на геосистемы, также как и естественные сукцессии растительного и почвенного покрова приводят к существенному изменению гидроклиматической роли геосистем Центрального Алтая.

Практическая значимость, заключается в том, что предлагаемая в работе эколого-гидро-климатическая модель, реализованная в виде программы в Visual Basic, позволяет осуществлять на уровне фаций прогноз гидроклиматических последствий сукцессий растительности, антропогенных воздействий и климатических колебаний. Модель может служить для целей экологического нормирования механических воздействий на экосистемы, а также позволяет определять пределы существования экосистем любого типа ландшафтов. Полученные материалы могут быть полезны при чтении курсов лекций по гидрологии, физической географии, физике и географии почв. Часть полученных материалов уже используется при чтении курса «Системный анализ и математическое

моделирование процессов в почвах» студентам БПФ ТГУ. » ** ,

' «..Ци'*'' ! I .

€,. V*

Апробация результатов. Основные положения данной работы докладывались и обсуждались на межлабораторных семинарах Филиала института леса и Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, различных конференциях российского и международного уровня: «Международной конференции по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды ENVIROMIS-2004» (Томск, 2004), «Международной конференции по геоэкологическим проблемам почвоведения и оценки земель» (Томск, 2002), «Научно-практической конференции по проблемам гляциогвдроклиматологии Сибири и сопредельных территорий» (Томск, 2002). Всего по материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц, 10 рисунков и состоит из введения, 5 глав, выводов и 3 приложений. Список литературы включает 163 названиг.

Глава 1. ГИДРОЛОГИЯ ГЕОСИСТЕМ: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПРОБЛЕМЫ

Общеизвестно, что основная роль в формировании водного баланса территории принадлежит климату, но нельзя забывать и о других местных факторах, что хорошо показал М.И. Львович (1971) на своей схеме (рис.1). Как видно из нее в основе многофакторного процесса формирования стока воды в географическом ландшафте, лежит взаимодействие дождевых и талых вод с почленно-растительным покровом (Виноградов, 1988). Поэтому, только изучение почвенного и растительного покрова позволяет подойти к оценке водного баланса и стока той или иной географической зоны, путем синтеза водных балансов внутризональных единиц бассейна данной реки (Басс, 1963).

Рис. 1. Схема взаимосвязи стока воды с основными физико-географическими

факторами

Элементарной ячейкой любого водосбора является стокоформирующий комплекс (СФК) - т.е. участок территории водосбора, в пределах которого геоморфологические, растительные и почвенные условия можно считать однородными. В этом смысле стокоформирующий комплекс практически точно соответствует понятию фации, элементарного почвенного ареала, биогеоценоза и т.д.

Исходя из этого, любой водосбор можно представить как последовательную систему из стокоформирующих комплексов, осуществляющую перенос энергии и вещества в виде поверхностного и грунтового стока, а также приземного влагопереноса. Это позволяет описывать водосборы перечнем составляющих его стокоформирующих комплексов с указанием их относительной площади (Басс, 1963; Виноградов, 1988).

Для стокоформирующих комплексов любого географического подразделения ведущими являются вертикальные потоки воды и тепловой энергии, поэтому необходимо учитывать их вертикальную структуру, представляющую собой набор емкостей соответствующих горизонтам геосистем, которые количественно описываются рядом физических и геометрических параметров. В этом случае возможно создание математических моделей для целей гидрологии геосистем.

Гидрология геосистем как самостоятельный раздел науки находится на стыке нескольких отраслей знания: физической географии, гидрологии, экологии, почвоведения. Под гидрологией геосистем мы понимаем раздел науки, занимающийся проблемами перераспределения влаги в геосистемах и их компонентах, а также их влиянием на водный режим и баланс водосбора.

Гидрология геосистем должна стать одной из основ для экологического нормирования территории, четких научных проработок которого, к сожалению, до сих пор не существует. Отсутствие такой основы объясняется в первую очередь отсутствием приемлемых комплексных моделей количественного прогноза изменений тепловлагообмена в геосистемах. Данное утверждение подтверждается следующими фактами, имеющими место в большинстве современных моделей:

1. Невозможность в обозримом будущем обеспечить детальные гидрофизические модели формирования стока необходимой входной информацией, а потому они представляют только научный интерес (Хомяков, Конищев и др., 2000).

2. Использование дифференциальных, а не интегральных балансовых уравнений, что противоречит принципу неопределенности Гейзенберга (Виноградов, 1988; Моисеев, 2001). Так, Ю.Б. Виноградов (1988) считает: "Рассматриваемые дифференциальные уравнения используются не в качестве аппарата, позволяющего описать истинную суть процесса, а только как математическое выражение другого идеализированного процесса, часто только весьма отдаленно напоминающего природное явление, нас интересующее".

3. Использование для моделирования влагопереноса в корнеобитаемом слое зоны аэрации термодинамического подхода, основывающегося на концепции сплошной среды, что не соответствует природе процесса (Долгов, 1948; Мельникова и Мичурин, 1959; Будаговский, 1964; Аллэр, 1966; Виноградов, 1988; Химии, 1988).

Рассмотрение водного баланса ландшафта осуществляется в отрыве от теплового баланса и наоборот, или в лучшем случае, исходя из подобия механизма атмосферного переноса явного тепла механизму переноса водяного пара. Однако, при отклонении температурной стратификации от безразличной величина коэффициентов турбулентности тепла и влаги не одинакова, но при этом, главным образом в целях упрощения решений,

эти коэффициенты принимаются одинаковыми (Будаговский, 1964). Такой подход, как отмечает М.И. Будыко (1984, с.99), - "... дает лишь дополнительное соотношение при проведении исследований и расчетов, причем независимое от уравнений теплового и водного балансов".

В тоже время, известно, что тепловой и водный баланс ландшафта и экосистемы неразрывно взаимосвязаны между собой единым элементом - суммарным испарением, которое также в значительной мере обусловливает биологический процесс на Земле. Следовательно, как отмечает B.C. Мезенцев (1973), рассмотрение водного баланса в отрыве от теплового баланса может привести к результатам весьма далёким от действительности.

Исходя из выше сказанного, мы считаем, что в основе моделирования гидроклиматической роли геосистем (без которого невозможно экологическое нормирование) должно лежать точное уравнение связи теплового и водного балансов. Вопросы реализации такого подхода рассмотрены ниже.

Глава 2. ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В СТОКОФОРМИРУЮЩИХ КОМПЛЕКСАХ

Теплоэнергетические процессы в географических системах полностью характеризуются уравнением теплового баланса, которое более корректно записывать в безразмерном виде (Мезенцев, 1973):

Е Я7 + EFnH - LKn, ST. ..

'~ = \--'---■ ' =1--J— = l~¥,. (О

' emi Qnzj-E^j+Pj-Qz, lemj

где к - энергетический предел суммарного испарения; щ - теплоэнергетические н 1 м j

ресурсы испарения; ,57^ - суммарный теплообмен; ^ - коэффициент стока "тепла", рг -коэффициент полезного действия процесса испарения с деятельной поверхности.

-Q горах приход суммарной радиации очень сильно зависит от экспозиции и закрытости горизонта. Для расчета прихода коротковолновой радиации к склону мы используем следующий алгоритм, учитывающий закрытость горизонта и крутизну склона при расч&гном часовом угле (£):

Q^f =<?15 • |x>s(a) • sin(tf 5)+sin(a) • cos(t?) ■1 - sin2 (Я?) )■ N0j + (l-A'0j)]

0^4=O, npuQ^KO

= A, Q*. npu^OuH^Z,

Из данного алгоритма следует, что если высота солнца при расчётном часовом угле оказывается ниже линии горизонта, то вводится поправочный коэффициент. По нашим расчетам для ГМС Актру он близок к произведению относительной закрытости небосвода и альбедо склонов. Также для учёта того, что в облачную погоду коротковолновая

радиация в основном рассеянная и роль экспозиции не существенна, в верхнем уравнении дополнительно введен интерполяционный учёт облачности (jvo ).

В случае длительного осреднения турбулентный теплообмен можно определять из соотношения Ньютона (Лыков, 1978; Павлов, 1984): />= % йк .(с^-б^ту Так как с

высотой плотность воздуха уменьшается, то здесь дополнительно введён поправочный коэффициент ^ j, который учитывает уменьшению турбулентного теплообмена с

высотой при прочих равных условиях. Средний коэффициент теплообмена äxj

определяется по A.B. Павлову (1984).

Определение эффективного излучения EFn ведется по уточненным формулам Ангстрема с учётом пропускающей способности растительного покрова ландшафта по А.И. Будаговскому, а также уменьшения эффективного излучения пропорционально закрытости горизонта. Ночное длинноволновое излучение определяется пропорционально продолжительности гёмного времени суток.

Из методов расч&га суммарной радиации под пологом растительного покрова напрашивается простой актинометрический метод определения относительной площади растительного покрова. При использовании формулы А.И. Будаговского он записывается следующим образом:

Здесь Q' - измеренная в ясную погоду суммарная радиация на открытом участке, a Qn -измеренная суммарная радиация под пологом растительного покрова.

Для горных ландшафтов, ввиду того, что тепловые потоки в почвогрунте распространяются перпендикулярно поверхности склона, а движение влаги осуществляется вертикально вниз, необходимо учитывать несоответствие этих систем координат: z¡ =h, cos (а) (Виноградов, 1988).

Теплообмен с подстилающей поверхностью Qt и распределение температур в ландшафтах по глубине возможно рассчитывать по методологии Г.М. Фельдмана (1988) с учётом предположения о равенстве температуры на нижней границе слоя теплообмена среднемноголетней температуре поверхности. При этом плотность снежного покрова определяется по формулам Ю.Б. Виноградова (1988), а его теплопроводность по модифицированной формуле Абельса. Теплопроводность почвенных горизонтов рассчитывается в зависимости от влажности - по формуле И.Н. Ростовского (1993, 2001), а глубина фронта протаивания (промерзания) по зависимостям A.B. Павлова (1984).

Следует отметить, что при испарении осадков, задержанных растительным покровом, и росы энергозатраты на фазовый переход возрастают в несколько раз, так как на испарение с поверхности капель требуется в 6-8 раз больше энергии (в зависимости от их диаметра), чем при испарении с плоской водной поверхности. Следовательно, если одна половина осадков задерживается в виде плёнки, а другая в виде капель, то затраты энергии в ландшафте на фазовый переход задержанных растительным покровом осадков увеличиваются примерно в четыре раза Этот вопрос очень важен и нуждается в дальнейшем изучение.

(3)

Глава 3. ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАГИ В СТОКОФОРМИРУЮЩИХ КОМПЛЕКСАХ

Водный баланс ландшафта, характеризующий перераспределение влаги, наиболее оптимально отражать в следующем безразмерном виде (Мезенцев, 1973):

)•/»«, (4)

Н1 ЬМ]

Здесь и - суммарное увлажнение, характеризующее приход влаги с учётом изменения влагозапаса; у - суммарный сток из расчётной системы; ^ - коэффициент стока воды и Я - относительная увлажненность.

"" J

Очень часто сток горных рек превышает сумму измеренных в их бассейнах дождемерных осадков. Реализовать для отдельных геотопов идеи М.В. Тронова о гидрологическом контроле атмосферных осадков по стоку достаточно трудно. Более рационально дополнительно рассчитывать конденсационные осадки. Так как ночное эффективное излучение растительного покрова (ЕР т )в виду его малой теплоёмкости почти полностью компенсируется конденсацией, а также учитывая то, что конденсация на растительном покрове (Крп) не может превышать водоудерживающую способность

растительного покрова )> Для расчёта конденсации можно использовать

следующий алгоритм:

К„ =*•„■ Ш -т-И-ехр!- ''"У II (5)

-ЧЧ^))

Почвы горных ландшафтов имеют значительную теплоёмкость (особенно их верхние органогенные горизонты), что препятствует переохлаждению их поверхности, а потому процесс конденсации на них возможен только при температуре воздуха выше температуры поверхности почвы.

Количество осадков проникших под полог растительности в каждом конкретном ландшафте за^ый период зависит от величины осадков числа дней с осадками (т ^ )

и дефицита увлажнения растительности ^ ) с учётом конденсации на ней:

Х" 1 ~ Х1 ' Рч / '

1 - ехр |--^-

(6)

Внутрипочвенный сток (у^ ) с ¡-го горизонта почвы или почвогрунта, зная поступление воды к нему (/( ^ степень его водопроницаемости , ) и

дефицит его увлажнения (/>; ( ), включающий в себя суммарное испарение из слоя

и недостаток увлажненности до уровня наименьшей влагоёмкости, можно описать с помощью инфильтрационно-ёмкостной модели формирования стока:

(7)

Отсюда инфильтрация в нижележащий расчетный горизонт:

/ = / - Y - Р

'll 'l-i.l 'л 1 ' М I 1

(«О

Транспирация из /-го почвенного горизонта пропорциональна доли корней в нём (¿к), энергии поглощенной растительным покровом за вычетом затрат на испарение задержанных им осадков, а также зависит от влагосодержания почвы. Если последнюю зависимость, охарактеризовать по B.C. Мезенцеву (1973) с учётом параметра водно-физических свойств почвы (> ), то получим следующее уравнение:

В выше приведенных формулах предполагалось постоянство водоудерживающей способности почвы независимо от атмосферного давления. Однако, водоудерживающая способность почвы, как и инфильтрация, зависят от атмосферного давления. В частности, изменение атмосферного давления может вызвать появление стока при отсутствии дождей и, кроме того, является причиной феномена контрорегулирования стока (Марунич и др., 1998; Гарцман, 2001). Исследования изменения наименьшей влагоёмкости в зависимости от давления, проведенные нами для почв ландшафтов Актру, показали увеличение наименьшей влагоёмкости в среднем на 1% (min 0.2%; шах 1.8%) при увеличении атмосферного давления на 4 мб. У образцов с большим содержанием гумуса эта разница больше. Это объясняется их большей удельной поверхностью, а значит и удерживающей поверхностью. В связи с этим уменьшение атмосферного давления на 4 мб вызовет с почвогрунта мощностью 1 м (при его наименьшей влагоёмкости 300 мм) грунтовый сток 3 мм. Соответственно с 10 м толщи такого почвогрунта сток составит 30 мм. Это подтверждает второе выдвинутое на защиту положение.

Глава 4. ЭКОЛОГО-ГИДРО-КЛИМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УСТОЙЧИВОСТИ СТОКОФОРМИРУЮЩИХ КОМПЛЕКСОВ

В основе предлагаемой модели (рис.2 и 3) лежит уравнение связи теплоэнергетического и водного балансов ландшафта B.C. Мезенцева (1973), основанное на общности граничных условий балансовых уравнений (1) и (4):

Рис. 2. Общая схема эколого-гидро-климатической модели устойчивости стокоформирующих комплексов (СФК)

Для своего времени, из-за сложности определения внутригодового распределения балансовых элементов, автор посчитал уравнение практически неприменимым. В настоящее время уже известны формулы, позволяющие рассчитывать все элементы, определяющие величины ц . и ^ за отдельные внутригодовые промежутки времени

(декады, месяцы), но все они требуют знания температуры деятельной поверхности и начальной влажности почвогрунта. Так как непосредственное измерение этих величин для различных стокоформирующих комплексов представляется почти невозможным, то приходится проводить оптимизацию начальной влажности почвогрунта и температуры деятельной поверхности (Коруяуу & Нозпоугекц, 2003).

Ввиду статистического характера некоторых используемых в модели зависимостей, расчёты могут проводиться только подекадно или помесячно.

За условие выхода из цикла оптимизации температуры деятельной поверхности, исходя из диалектического понимания мира, принят минимум разности двух противоположно направленных процессов. Под противоположно направленными процессами в нашем случае понимается, с одной стороны, стремление испарения к наибольшей величине определяемой радиационным балансом, а с другой - стремление затратить на суммарный теплообмен все теплоэнергетические ресурсы (Копысов, Росновский, 2004):

АЬ! ((¿Е , - Ц„ , )- (,!?Г, - ££ „, , ))-> т.п

(И)

Рис. 3. Схема блока эффективности тепловлагопотребления стокоформирующих

комплексов

В модели используется следующая исходная информация: о местоположении (широта, высота над уровнем моря, уклон (а), экспозиция, закрытость горизонта,

отражаемая углами восхода (zB) и захода )солнца); метеорологическая, осредненная

за расчетный период (температура воздуха (qJ, упругость водяного rfapa и дефицит

влажности воздуха, количество осадков с поправками общая облачность, скорость

ветра на высоте флюгера, количество дней с осадками J, прозрачность атмосферы);

почвенно-экологическая (тип древесно-кустарничкового покрова и его относительная площадь (LAlj) в вегетационный и зимний периоды, тип напочвенного покрова, число

расчетных слоёв почвогрунта („) и их мощность, плотность, полная влагоёмкость, наименьшая влагоёмкость, коэффициент фильтрации, удельная поверхность и содержание гумуса в расчётном слое); а также продолжительность расчётного периода в сутках,

коэффициент метелевого переноса снега [к^) и коэффициент увеличения энергозатрат при

испарении капельножидкой воды (/t£Ä), точные значения которого для различных типов

растительности пока не установлены.

I идроклим этическая устойчивость экосистем определяется безразмерными критериями устойчивости влагообеспеченности, стока тепла и воды (Копысов, 2003):

а ßHj-ßHm» ,„ У/-У.Ш. „ Пу-Лш»

Здесь в первом уравнении величины с индексами min и шах соответствуют минимальному и максимальному значению относительной увлажненности, во втором уравнении эти индексы соответствуют наиболее холодному и теплому годам, в третьем -наиболее сухому и влажному гидрологическим годам, в которые возможно сохранение данной экосистемы. Диапазон значений данных критериев от 0 до 1 соответствует пределам устойчивого существования.

Глава 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕДЛАГАЕМОЙ ЭКОЛОГО-ГИДРОКЛИМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

Основой для климатической характеристики района исследований (Центральный Алтай) являются данные наблюдений по ГМС Актру, расположенной на высоте 2150 м. Эти данные могут охарактеризовать лишь незначительную часть водосбора, соответствующую субальпийскому поясу или верхней части горно-лесного пояса, расположенного между высотами 1800-2300 м. (Иванов, 1965). Для того чтобы охарактеризовать внутренние особенности климата всего бассейна, необходима организация сети пунктов, учитывающих совместное влияние форм рельефа и различных подстилающих поверхностей (Севастьянов, 1998).

Основным источником энергии в ландшафте служит солнечная радиация, а потому именно погрешность её определения в основном определяет степень соответствия модельных расчётов и реальности. Но ввиду ряда объективных причин для горных

районов точность определения суммарной радиации невелика (рис.4)' в целом за год ошибка при расчете годовой суммарной радиации находится в пределах 5%, но за отдельные месяг(а может превышать 20% по сравнению с данными приведенными в климатических справочниках.

- Кош-Агач (измерения) • Кош-Агач (расчет)

-----Актру(измерения) о Актру (расчет)

Рис. 4. Сравнение измеренных и рассчитанных сумм суммарной радиации

Сравнение рассчитанных значений элементов теплового баланса за июль-август для ГМС Актру с измеренными в 1971 году (Ледники Актру, 19S6) дает следующие погрешности: радиационный баланс 36 ццж/м2, или на 15% больше; турбулентный

теплообмен с атмосферой 17 щж/м2, т.е. на 20% меньше; теплообмен с подстилающей

поверхностью 28 Щж/м1, т.е. на 22% меньше; затраты тепла на испарение 59 МДж! м2,

т.е. на 55% больше.

Эти расхождения вызваны тем, что период измерений значительно меньше расчетного и характеризуется меньшим на 27% количеством осадков по сравнению с нормой. Кроме того, водный эквивалент годовых затрат тепла на испарение, полученных по нашей модели (276 мм) ближе к величине испаряемости за год (которая для ГМС Актру чуть больше 300 мм). А как известно, в условиях избыточного и достаточного увлажнения величина испарения лимитируется тепловыми ресурсами, а потому затраты тепла на испарение полученные по нашей модели более соответствуют норме испарения.

Учитывая то, что речь идет о применении модели к крайне неоднородным горным условиям, мы считаем погрешности, приведенные выше, приемлемыми. Разработанная нами модель правильно отражает динамику рассматриваемых процессов в геосистемах, а потому может послужить основой для прогноза их изменения, а значит и определения допустимых нагрузок на них.

Влияние инсоляции на температуру почвы имеет большее значение, чем влияние температуры воздуха, поэтому температура воздуха только приблизительно отражает термические условия (Будыко, 1984; Павлов, 1984). О значении условий инсоляции для температурного режима почвы можно судить по расчетной таблице 1. Приведенные в ней данные во многом объясняют, почему геосистемы левобережья Актру на склонах юго-восточной экспозиции, представлены в основном кедровниками кустарниково-разнотравными, а геосистемы правобережья на склонах северо-западной экспозиции, представлены в основном кедровниками мохово-ягельно-травяными.

Таблица 1

Рассчитанная среднегодовая температура поверхности склонов субальпийского пояса

Экспозиция Крутизна склона в градусах

0° 5° 10° 15° 20° 25° 30°

Склоны без леса

С -4,2 -4,3 -4,4 -4,7 -4,9 -5,0 -5,1

СВ,СЗ -4,2 -4,3 -4,3 -4,5 -4,6 -4,6 -4,6

в,3 -4,2 -4,2 -4,2 -4,2 -4,1 -4,0 -3,9

юв, юз -4,2 -4,2 -4,1 -4,0 -3,9 -3,8 -3,7

ю -4,2 -4,1 -4,0 -3,8 -3,7 -3,6 -3,5

Под пологом кедрового леса (.1Л1 = 4 м1! м1)

С -5,5 -5,5 -5,6 -5,6 -5,7 -5,7 -5,8

СВ. СЗ -5,5 -5,5 -5,5 -5,6 -5,6 -5,6 -5,7

в,з -5,5 -5,5 -5,5 -5,5 -5,5 -5,4 -5,4 -5,4

юв, юз -5,5 -5,4 -5,4 -5,3 -5,3 -5,3

ю -5,5 -5,4 -5,4 -5,3 -5,3 -5,2 -5,2

В исследуемом районе с середины XIX века наблюдается отступление ледников. На освобождающихся участках в процессе сукцессии растительного и почвенного покрова происходит перестройка структуры водного и теплового балансов. Одной из причин этой перестройки является увеличение коэффициента фильтрации (рис. 5).

О 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Годы отступления ледника

Рис. 5. Увеличение фильтрационной способности почвогрунта на моренных комплексах Малого Актру

В процессе сукцессии, как показывают результаты моделирования, имеющийся на молодых участках поверхностный сток, в основном в период снеготаяния, почти полностью трансформируется во внутрипочвенный сток. Так, различие в количестве

поверхностного стока между молодыми (2-5 лет) и старыми участками (100-130 лет), составляет 249 мм, что примерно соответствует разнице в количестве внутрипочвенного стока (268 мм) между ними же. Увеличение внутрипочвенного стока на старых участках подтверждается формированием почвенного горизота над слабо проницаемой материнской породой, в котором в результате выноса мелких частиц явно преобладают камни над мелкоземом

За счёт меньшей отражательной способности старых участков морен и меньшего излучения земной поверхности вследствие более низкой температуры имеет место большая эффективность использования солнечного излучения старыми залесёнными участками. Так, рассчитанный радиационный баланс в среднем за год для молодых участков составляет 1.26 МДж!сут> а для старых 2.56 МДас/сут-

Исследуемый район подвергается существенной туристической нагрузке, приводящей к изменению свойств почвы. Наиболее сильно (в 16 раз) уменьшается коэффициент фильтрации на тропах, где даже может происходить вымывание мелкозема за счёт поверхностного стока. На туристической стоянке в реликтовом кедровнике фильтрационная способность и плотность (по данным 2001 года) ещё не достигли своего предела, но в дальнейшем следует ожидать полное уничтожение дернового горизонта. В тоже время наименьшая влагоёмкость уже возросла на 31% по сравнению с контрольной.

Несмотря на то, что почвы бассейна Актру содержа/ достаточное количество питательных веществ, древесная растительность из-за низкого температурного режима развивается замедленно (Давыдов и Копысов, 2003). Так по результатам моделирования на верхней 1раницс леса в июле лишь на 1.5°С превышается температурный предел пожелтения лиственницы. Очень большое значение для сохранения тепла почвогрунтом имеет снежный покров: в январе разница между температурой поверхности снега и лесной подстилки под ним достигает 18°С. Подстилка летом уменьшает прогрев почвы на 1-1.5°С, а зимой из-за большой влажности всего на 0.5°С.

Величина испарения в ландшафте существенно меняется в зависимости от экспозиции склона (рис.6). Наибольшая величина испарения наблюдается в июне, когда

13 Кедровник кустарниково-разнотравный на склоне ЮВ экспози1*ш крутизной 20 градусов

Я Кедровник кустарниково-зеленомоиный на верхней границе леса

D Кедровник мохово-ягельно-травяный на склоне СЗ экспозиции I И III IV V W VII VIII IX X XI XII крутизной 25 градусов

Рис. 6. Годовой ход суммарного испарения с геосистем лесного пояса

наблюдается максимум в приходе солнечной энергии.

В среднем за год испарение с верхней части лесного (субальпийского) пояса бассейна Актру составляет 275 мм, а суммарный сток 314 мм в год. Учитывая, что норма измеренных осадков 545 мм (без конденсации составляющей 44 мм), то среднегодовой коэффициент стока воды получается равным 0.58. В целом, для всей верхней части горноледникового бассейна Актру выше ГМС его величина оценивается в пределах 0.7-0.8 (Комлев, 1962; Тронов, 1965).

Кедровник мохово-ягельно-травяный на СЗ Кедровник кустарниково-зеленомошно-

склоне крутизной 25" разнотравный на ЮВ склоне крутизной 20"

ол 42 а3 в4

1 - задержание осадков растительностью; 2 - физическое испарение; 3 - транспирация; 4 - сток.

Рис. 7. Структура водного баланса (мм) наиболее характерных геосистем

лесного пояса

Таким образом, проведенное нами моделирование показало, что в исследуемом районе структура теплового и водного балансов зависит не только от условий инсоляции и атмосферной циркуляции, но также может меняться в результате антропогенных механических воздействий на геосистемы и естественных сукцессии растительного и почвенного покрова. Что особенно заметно, если возникают условия для поверхностного стока.

Выводы:

1. Тепловой и водный баланс территории неразрывно взаимосвязаны между собой единым элементом - суммарным испарением. Поэтому в основе моделирования гидроклиматической роли геосистем должно лежать уравнение связи теплового и водного балансов.

2. Для практического применения уравнения связи теплового и водного балансов приходится производить оптимизацию температуры деятельной поверхности, начальной влажности и мощности слоя теплообмена.

3 За условие выхода из цикла оптимизации температуры деятельной поверхности, исходя из диалектического понимания мира, следует принять минимум разности двух противоположно направленных процессов.

4. Предлагаемая эколого-гидро-климатическая модель правильно отражает динамику процессов в геосистемах, а потому может послужить основой для прогноза изменения геосистем, а значит и определения допустимых нагрузок на них.

5. Для почв Актру увеличение наименьшей влагоёмкости при увеличении атмосферного давления на 4 мб в среднем составляет 1% (min 0.2%; max 1.8%)

6. В результате формирования почвенного покрова после отступления ледника поверхностный сток почти полностью трансформируется во внутрипочвенный сток.

7. Коэффициент стока воды с лесных геосистем субальпийского пояса Центрального Алтая близок к значению 0.6

По материалам диссертации были опубликованы следующие работы

1. Вершинин Д. А., Копысов С.Г., Лещенко П.Н. Результаты исследования расходов влекомых наносов для рек с гравийным руслом (на примере р. Томи) // Вестник Томского государственного университета, 2001. - № 274. - с. 114-117.

2. Копысов С.Г. Определение экологически безопасных значений коэффициента фильтрации почв Семинского хребта Горного Алтая // Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель: Тез. докл. Томск: Изд-во ТГУ, 2002. С. 59-60.

3. Ростовский И.Н., Копысов С.Г. Стокоформирующие комплексы и их связь с почвами и структурой почвенного покрова // Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель: Тез. докл. Томск: Изд-во ТГУ, 2002. С. 335-336.

4. Копысов С.Г. Изменение условий формирования стока на моренных комплексах // Проблемы гляциогвдроклиматологии Сибири и сопредельных территорий: Материалы научной конференции. Томск: Изд-во ТГУ, 2002. С. 59-60.

5. Ростовский И.Н., Копысов С.Г. Внешние воздействия и типы устойчивости почв // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: Тез. докл. М.: Почвенный институт им. В. Докучаева, 2002. С. 11-12.

6. Росновский И.Н., Копысов С.Г. Методологический подход к изучению устойчивости почв к тепловым воздействиям // Вестник Томского государственного университета (приложение), 2003. №3 (IV) С. 285-287.

7. Росновский И.Н., Кулижский С.П., Захарченко C.B., Копысов С.Г. Моделирование влияния антропогенных воздействий на водный режим лесных почв // Вестник Томского государственного университета, 2003. П. 8. С. 191-197.

8. Копысов С.Г. Критерии устойчивости гидроклиматической роли экосистем // Молодежь и пути России к устойчивому развитию: Тез. докл. Красноярск: Изд-во ИФ СО РАН, 2003. С. 105-106.

9. Kopysov S.G.. Rosnowskij I.N. Ecological Hydro-Climatic Stability Model of Hydrologically Similar Units // EESFKA-2003. Tomsk, 2003. .№2. P 155-156.

10. Давыдов B.B., Копысов С.Г. Эдафические условия произрастания кедровых лесов в субальпийском и подгольцовом поясе Алтая // Проблемы Кедра. В 7. Томск, 2003. С. 48-55.

11. Копысов С.Г.. Росновский И.Н. Эколого-гидро-климатическая модель устойчивости стокоформирующих комплексов как основа экологического нормирования // материалы конференции ENVIROMIS-2004. Томск: ИМКЭС СО РАН, 2004. С. 97.

12. Копысов С.Г.. Росновский И.Н. Использование точного уравнения связи водного и теплоэнергетического баланса для экологического нормирования // Александр фон Гумбольдт и проблемы устойчивого развития Урало-Сибирского региона: Тез. докл. Тюмень: ИЦП «Экспресс», 2004. С. 277-279.

13 Росновский И.Н., Шепелев А.И , Копысов С.Г. Прогноз изменения водного баланса лесных экосистем севера Западной Сибири при лесозаготовках // Северный регион: наука, образование, культура №3(9). Сургут: СурГУ, 2004. С. .38-43.

Подписано к печати 26.05.2004г.

Тираж 100 экз. Заказ № 40. Бумага офсетная.

Формат 60X84/16. Объем 1,2 п.л.

Печать RISO. Отпечатано в типографии ООО «РауШ мбХ» Лицензия Серия ПД № 12-0092 от 03.05.2001г. 634034, г. Томск, ул. Усова 7, ком. Ó52. тел. (3822) 56-44-54

¿12308

РНБ Русский фонд

2006-4 25607

i

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Копысов, Сергей Геннадьевич

Введение

1. Гидрология геосистем: основные понятия и проблемы

1.1. Проблема изучения процессов стокообразования

1.2. Понятие стокоформирующего комплекса и его вертикальная структура

1.2.1. Ярус растительного покрова

1.2.2. Почва и напочвенный покров

1.3. Современные методы расчета испарения и построения гидрологических моделей геосистем

2. Теплоэнергетические процессы в стокоформирующих комплексах

2.1. Уравнение теплового баланса стокоформирующего комплекса

2.2. Расчёт составляющих уравнения теплового баланса

2.2.1. Радиационный баланс

2.2.2. Турбулентный теплообмен с атмосферой

2.2.3. Теплообмен с подстилающей поверхностью

2.2.4. Энергия фазовых переходов и прочие составляющие теплового баланса

3. Перераспределение влаги в стокоформирующих комплексах

3.1. Водный баланс стокоформирующих комплексов

3.2. Осадки, конденсация и снегонакопление

3.3. Задержание влаги растительным и напочвенным покровом

3.4. Физико-гидрологические свойства почв

3.5. Поверхностный, внутрипочвенный и грунтовый сток

3.6. Суммарное испарение

4. Эколого-гидро-климатическая модель устойчивости стокоформирующих комплексов

4.1. Взаимосвязь теплоэнергетического и водного балансов

4.2. Эколого-гидро-климатическая модель устойчивости стокофор-мирующих комплексов

4.2.1. Условие выхода из цикла оптимизации температуры поверхности верхнего расчётного горизонта

4.2.2. Речной бассейн как совокупность составляющих его стоко-формирующих комплексов

4.3. Критерии устойчивости стокоформирующих комплексов 101 5. Практическая реализация предлагаемой эколого-гидро-климатической модели

5.1. Оценка модели на основе климатических характеристик

5.2. Моделирование изменений климатических и почвенно-экологических условий лесного пояса водосбора Актру

5.2.1. Климатическая характеристика

5.2.2. Моделирование и прогноз гидроклиматических изменений почвенно-экологических условий на моренных комплексах в процессе сукцессии

5.2.3. Изменение факторов формирования стока в результате антропогенеза

5.3. Гидроклиматические свойства стокоформирующих комплексов 127 района исследований

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Ландшафтная гидрология геосистем лесного пояса Центрального Алтая"

Бассейн реки (водосбор) - это система различных по структуре и функциям ландшафтных образований, объединенных в ландшафто-гидрологическую систему. Эта система образована путем переплетения морфологической и каскадной систем. Связующим звеном для этих систем является фильтрационная способность почв, которая одновременно служит морфологическим свойством склона и пороговым регулятором в каскадной гидрологической системе бассейна реки. Таким образом, между географическим строением бассейна и функционированием гидрографической сети существует тесная связь. В связи с этим для обоснованного анализа закономерностей водного режима и баланса бассейна и их устойчивости необходимо исследование связи выше названных характеристик с геоморфологическим положением бассейна и структурой его почвенного покрова и почвами, являющимися своеобразными гидротрансформаторами поверхностного стока (Росновский, 1998).

Актуальность предлагаемой работы как раз и вызвана тем, что существование конкретного ландшафта на определенном участке водосбора во многом обусловлено количеством и степенью соразмерности тепла и влаги на нём. Именно поэтому A.A. Григорьев считал, что задача географии заключается в изучении характерных для каждой типичной физико-географической зоны системы балансов вещества и энергии.

Наиболее перспективным направлением в изучении влияния факторов подстилающей поверхности на сток воды и "тепла", является не столько сопоставление стоковых данных парных объектов, как это часто встречается в гидрологических исследованиях, а детальное моделирование элементов теплового и водного балансов, и их соотношения для различных геосистем водосборов или, иначе говоря, стокоформирующих комплексов.

Цель. Основной целью данной работы является создание для лесного пояса Центрального Алтая обоснованной физико-математической модели ландшафтных процессов водообмена в единстве с энергообменом (на примере бассейна р. Актру).

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• обоснование особенностей формирования водного и теплового баланса ландшафтов горно-лесного пояса;

• определение количественных характеристик почвенного и растительного покрова изучаемого района и их взаимосвязи;

• выявление влияние высоты расположения геосистем на гидрофизические свойства входящих в них почв;

• объединение на основе уравнения взаимосвязи теплоэнергетического и водного балансов B.C. Мезенцева в единое целое методик, описывающих ход отдельных гидроклиматических процессов и использующих при этом приемлемый минимум характеристик почвы и растительности, т.е. разработка физико-математической модели формирования водно-теплового баланса исследуемых ландшафтов;

• оценка влияния сукцессий растительного покрова и процессов антропогенеза на формирование водно-теплового баланса исследуемых ландшафтов.

Объекты и методы исследования. В качестве объекта исследований была выбрана верхняя часть лесного пояса горно-ледникового водосбора Актру, расположенного в Центральном Алтае и наиболее изученного в метеорологическом и гидрологическом плане по сравнению с соседними водосборами (М.В. Тронов, Н.И. Белова, В.В. Севастьянов, Ю.К. Нарожный, Н.Х. Лупина и др.). Работа проводилась на пробных площадях, заложенных в 1999 и 2003 годах ФИЛ СО РАН, а в 2002 году на молодых моренах Малого Актру с учётом датировок отступления ледника.

При определении количественных характеристик почвенного покрова использовался метод почвенных монолитов (Агрофизические методы 1966) и расчётные методы для определения удельной поверхности, воднофизических и тепловых характеристик почвы (Мичурин Б.Н. и Лытаев И.А, 1967; Чудновский А.Ф., 1959; Росновский И.Н., 1993, 2001).

Научная новизна работы заключается в том, что впервые в практике моделирования геосистем использовано уравнение связи теплоэнергетического и водного балансов B.C. Мезенцева, а также разработана методология его применения для описания ландшафта (в целях экологии и физической географии). Что позволяет вести рассмотрение теплового и водного балансов в тесной взаимосвязи между собой с учётом минимума количественных характеристик наземного растительного покрова и почвенных горизонтов экосистем различных ландшафтов. Это впервые позволило рассчитать для Центрального Алтая ряд микроклиматических и гидрологических показателей. Кроме того впервые экспериментально доказано влияние высоты местности, а следовательно, атмосферного давления на основные гидрофизические свойства горных почв. Также показано, что сукцессии растительного покрова (как естественные, так и антропогенные) значительно изменяют структуру и величину водного баланса горных ландшафтов.

Положения, выдвигаемые на защиту:

1. Разработанная эколого-гидро-климатическая модель устойчивости стокоформирующих комплексов доказывает, что уравнение связи теплового и водного балансов B.C. Мезенцева (1973) наиболее перспективно для построения математических моделей гидроклиматической роли геосистем в ландшафте.

2. При определении водно-физических свойств почв горных ландшафтов необходимо учитывать атмосферное давление (высоту местности), так как его изменение влияет на их величину и, следовательно, на перераспределение стока в ландшафтах.

3. Антропогенные воздействия на геосистемы, также как и естественные сукцессии растительного и почвенного покрова приводят к существенному изменению гидроклиматической роли геосистем Центрального Алтая.

Практическая значимость, заключается в том, что предлагаемая в работе эколого-гидро-климатическая модель, реализованная в виде программы в Visual Basic, позволяет осуществлять на уровне фаций прогноз гидроклиматических последствий сукцессий растительности, антропогенных воздействий и климатических колебаний. Модель может служить для целей экологического нормирования механических воздействий на экосистемы, а также позволяет определять пределы существования экосистем любого типа ландшафтов. Полученные материалы могут быть полезны при чтении курсов лекций по гидрологии, физической географии, физике и географии почв. Часть полученных материалов уже используется при чтении курса «Системный анализ и математическое моделирование процессов в почвах» студентам БПФ ТГУ.

Апробация результатов. Основные положения данной работы докладывались и обсуждались на межлабораторных семинарах Филиала института леса и Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, различных конференциях российского и международного уровня: «Международной конференции по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды ENVIROMIS-2004» (Томск, 2004), «Международной конференции по геоэкологическим проблемам почвоведения и оценки земель» (Томск, 2002), «Научно-практической конференции по проблемам гляциогидроклиматологии Сибири и сопредельных территорий» (Томск, 2002). Всего по материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц, 10 рисунков и состоит из введения, 5 глав, выводов и 3 приложений. Список литературы включает 163 названия.

Заключение Диссертация по теме "Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов", Копысов, Сергей Геннадьевич

Выводы по пятой главе

1. Предлагаемая эколого-гидро-климатическая модель правильно отражает динамику процессов в геосистемах, а потому может послужить основой для прогноза их изменения, а значит и определения допустимых нагрузок на них.

2. Как показало проведенное моделирование, антропогенные механические воздействия на геосистемы, также как и естественные сукцессии растительного и почвенного покрова приводят к существенному изменению гидроклиматических свойств геосистем Центрального Алтая.

3. В результате сукцессии почвенного покрова после отступления ледника поверхностный сток почти полностью трансформируется во внутрипочвенный. При нарушении же почвы в результате антропогенеза наблюдается обратный процесс.

4. Развитие древесного растительного покрова приводит к уменьшению турбулентного теплообмена с атмосферой вследствие возрастания шероховатости растительного покрова и понижения температуры деятельной поверхности под пологом леса. И наоборот, вырубка леса способствует росту нагреванию атмосферы, а значит усугублению экологического кризиса.

5. В силу того, что рассматриваемые геосистемы имеют достаточное увлажнение, структура водного и теплового балансов заметно изменяется в зависимости от условий инсоляции.

6. Норма стока с правобережных лесных геосистем субальпийского пояса Актру составляет 368 мм, а с геосистем левобережья 260 мм.

7. В среднем за год испарение с верхней части лесного пояса бассейна Актру составляет 275 мм, суммарный сток 314 мм, коэффициент стока воды 0,6.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В условиях горного рельефа структура водного и теплового баланса в значительной степени определяется экспозицией и крутизной склонов, а также их положением относительно направленности движения воздушных масс. В таких неоднородных условиях не приходится рассчитывать на получение натурных наблюдений о функционировании различных геотопов, а тем более динамики их развития. Единственным выходом представляется детальное моделирование элементов теплового и водного балансов в их взаимосвязи для различных геосистем водосборов.

Поэтому с точки зрения методики ландшафтных исследований важно не только качественно, но и количественно описывать геосистемы рядом параметров, что и нашло отражение в данной работе.

Как показало проведенное нами моделирование, антропогенные механические воздействия на геосистемы, также как и естественные сукцессии растительного и почвенного покрова приводят к существенному изменению гидроклиматических свойств геосистем Центрального Алтая.

Так в результате послеледникового развития почвенного покрова имеющийся в период снеготаяния поверхностный сток полностью трансформируется во внутрипочвенный сток. При нарушении же почвы в результате антропогенной деятельности наблюдается обратный процесс.

Развитие древесного растительного покрова приводит к уменьшению турбулентного теплообмена с атмосферой вследствие возрастания шероховатости растительного покрова и понижения температуры деятельной поверхности под пологом леса. И наоборот, вырубка леса способствует росту нагреванию атмосферы, а значит усугублению экологического кризиса.

Важным аспектом при определении водно-физических свойств почв горных ландшафтов является необходимость учёта атмосферного давления (высоты местности), так как его изменение влияет на их величину и, следовательно, на перераспределение стока в ландшафтах. Так наименьшая влагоёмкость почвы с высотой уменьшается в среднем примерно на 0,4% при подъёме на 100 метров, что составляет примерно 1% при уменьшении атмосферного давления на 4 мб.

Исходя из выше сказанного можно ожидать, что такое уменьшение атмосферного давления на 4 мб вызовет грунтовый сток, который с почвогрунта мощностью 1 м при его наименьшей влагоёмкости 300 мм составит 3 мм. Соответственно с 10 л/ толщи такого почвогрунта сток составит 30 мм. Эти данные подтверждают возможность увеличения руслового стока при отсутствии дождей.

Также в виду того, что термодинамический подход для описания передвижения влаги в почвогрунте далеко не всегда соответствует природе процесса, нами на основе инфильтрационно-ёмкостной модели формирования стока разработана методология для послойного определения перераспределения влаги в почвогрунте и растительном покрове.

Представленная в нашей работе эколого-гидро-климатической модель устойчивости стокоформирующих комплексов, основывающаяся на точном уравнении связи балансов B.C. Мезенцева, правильно отражает динамику гидроклиматических процессов в геосистемах, а потому может послужить основой для определения пределов их существования, прогноза их изменения, а значит и определения допустимых воздействий на них.

В целом наша модель является попыткой развития альтернативного пути в моделировании геосистем, позволяющая с другой позиции посмотреть на сферу исследований, а потому способная привести к полезным результатам. Ведь как отметил Ю.Б. Виноградов (1988): "Хорошая развернутая дискуссия - это именно то, чего нам так не хватает". К тому же об некоторых процессах протекающих в ландшафтной сфере мы знаем ещё недостаточно для получения однозначных ответов.

134

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Копысов, Сергей Геннадьевич, Томск

1. Алексеев В.Р. Водно-тепловой баланс и экологическая структура наледных ландшафтных комплексов//География и природные ресурсы. 1998. №2. С. 129-137.

2. Аллэр М. Эффективный потенциал воды при высыхании почвы // Термодинамика почвенной влаги. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. С. 325-360.

3. Антипов А.Н., Петров A.B. Вещественно-энергетические основы устойчивости ланд-шафтно-гидрологических систем // Ландшафтно-гидро-логический анализ территории. Новосибирск: Наука, 1992. С. 5-17.

4. Аоки М. Введение в методы оптимизации. М.: Наука, 1977. 344 с.

5. Арманд Д.Л. Наука о ландшафте. М.: Мысль, 1975. 288 с.

6. Басс C.B. Внутризональные особенности весеннего поверхностного стока в лесной зоне. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1963. 108 с.

7. Белова Н.И. Солнечная радиация в долине Актру // Гляциология Алтая, вып.1У. Томск: Изд-во ТГУ, 1965. С. 172-189.

8. Белоненко Г.В. О нормировании предельно допустимых воздействий на водные объекты // Проблемы гляциогидроклиматологии Сибири и сопредельных территорий. Томск: Изд-во ТГУ, 2002. С. 83-84.

9. Беручашвили Н.Л. Геофизика ландшафта. М.: Высшая школа, 1990. 288 с.

10. Бефани Н.Ф., Калинин Г.П. Упражнения и методические разработки по гидрологическим прогнозам. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 392 с.

11. Бех И.А., Ростовский И.Н., Давыдов В.В. Влияние лесозаготовок и выпаса скота на свойства почв лиственничных лесов горного Алтая // Лесное хозяйство. 1997. №4. С. 2931.

12. Бондарик Н.Л., Карпечко Ю.В. Сравнение методов определения среднемноголетней величины испарения с леса // Метеорология и гидрология. 1999. № 9. С. 98-105.

13. Братсерт У.Х. Испарение в атмосферу Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 352 с.

14. Будаговский А.И. Впитывание воды в почву. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1955. 140 с.

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

16. Будыко М.И. Эволюция биосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 488 с.

17. Бураков Д. А. Гидрологические прогнозы: учебное пособие. Томск: Изд-во ТГУ, 1995. 74 с.

18. Вершинин ДА., Копысов С.Г., Лещенко П.Н. Результаты исследования расходов влекомых наносов для рек с гравийным руслом (на примере р. Томи) // Вестник Томского государственного университета, 2001. № 274. С. 114-117.

19. Виноградов Ю.Б. Математическое моделирование процессов формирования стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 312 с.

20. Влияние леса на водные ресурсы / Идзон П.Ф., Пименова Г. С. и др. М.: Наука, 1986. 168 с.

21. Водогрецкий В.Е. Антропогенное изменение стока малых рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 172 с.

22. Волокитина A.B., Сафронов М.А. Влияние полога леса на задержание, проникновение и распределение жидких осадков //Метеорология и гидрология. 2001. №10. С. 80-88.

23. Воробьев В.Н., Нарожный Ю.К. и др. Эколого-биологические исследования в верховьях р. Актру в Горном Алтае // Гляциология Сибири. Томск: Изд-во ТГУ. 2000. Вып. 5 (20). С. 18-27.

24. Выгодская H.H. Радиационный режим и структура горных лесов. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 260 с.

25. Высоцкий Г.Н. О гидрологическом и метеорологическом влиянии лесов. Л.: Гослесбумиз-дат, 1952. 112 с.

26. Гаврилова М.К. Климат и многолетнее промерзание горных пород. Новосибирск: Наука, 1978. 186 с.

27. Гарцман Б.И. Феномен контрорегулирования стока в модели паводочного цикла малого речного бассейна // География и природные ресурсы. 2001. №2. С. 143-149.

28. Гелета И.Ф. Гидрологические аспекты устойчивости болот // Гидрологические исследования ландшафтов. Новосибирск: Наука, 1986. С. 49-57.

29. Гиршевич Е.И. Основные составляющие водного баланса и почвозащитная и водоохраная роль ореховых лесов южной Киргизии: Автореферат дис. канд. с/х. наук. Свердловск, 1977.

30. Глобус A.M. Информативность основной гидрофизической характеристики // Почвоведение. 2001. №3. С. 315-319.

31. Горошков И.Ф. Гидрологические расчёты. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 432 с.

32. Горстко А.Б. Хайтер П.А. Моделирование гидрологической роли леса // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем, т.ХШ. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. С. 227-240.

33. Горшенин Н.М. Эрозия горных лесных почв и борьба с ней. М.: Лесная промышленность, 1974. 128 с.

34. Грибов А.И. Гидрологическая роль березовых лесов южной части Красноярского края // Стационарные гидрологические исследования в лесах Сибири. Красноярск." Изд-во СО АН СССР, 1975. С. 43-68.

35. Гусев Е.М. Формирование режима и ресурсов почвенных вод в зимне-весенний период. М.: Физматлит, 1993. 160 с.

36. Давыдов В.В., Копысов С.Г. Эдафические условия произрастания кедровых лесов в субальпийском и подгольцовом поясе Алтая // Проблемы Кедра. Выпуск 7. Томск, 2003. С. 48-55.

37. Данилин И.М., Медведев Е.М. Оценка структуры и состояния лесного покрова на основе лазерного сканирования и цифровой аэро и космической съёмки // материалы конференции ENVIROMIS-2004. Томск: ИМКЭС СО РАН, 2004. С. 35.

38. Дерпгольц В.Ф. Мир воды. Л.: Недра, 1979. 254 с.

39. Долгов С.И. Исследования подвижности почвенной влаги и ее доступности для растений. М.: Изд-во АН СССР, 1948. 208 с.

40. Дылис Н.В. Основы биогеоценологии. М.: Изд-во МГУ, 1978. 152 с.

41. Елагин И.Н. Фенологический метод определения температуры воздуха и почвы // Экология. 1990. №4. С. 76-77.

42. Железняков Г.В. О правильной записи уравнения водно-теплового баланса // Метеорология и гидрология. 1992. №4. С. 118-119.

43. Задачник по технической термодинамике и теории тепломассообмена. М.: Высшая школа, 1986.384 с.

44. Иванов Н.И. Некоторые особенности распределения снежного покрова на северном склоне горного узла Биш-Иирду // Гляциология Алтая, выпЛУ. Томск: Изд-во ТГУ, 1965. С. 199-223.

45. Ивлев В.А. Экономический анализ гидрологической роли рубок ухода в хвойных лесах Урала. Екатеринбург: УИФ "Наука", 1993. 137 с.

46. Идзон П.Ф. Об учете физико-географических факторов при оценке влияния лесистости на годовой сток рек // Лесная климатология и гидрология. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1961. С. 136-150.

47. Кабанов М.В., Тихомиров A.A. Приборы и устройства для контроля природных и техногенных систем // материалы конференции ENVIROMIS-2004. Томск: ИМКЭС СО РАН, 2004.'С. 125-126.

48. Кадастр возможностей / Данченко A.M., Задде Г.О., Земцов A.A. и др. Томск: Изд-во НТД 2002. 280 с.

49. Калюжный И.Л., Лавров С.А., Штыков В.И. О влиянии промерзания почвы на её плотность//Метеорология и гидрология. 2001. №3. С. 91-102.

50. Калюжный И.Л., Павлова К.К., Лавров С.А. Гидрофизические исследования при мелиорации переувлажненных земель. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 264 с.

51. Капотов A.A., Капотова Н.И., Ливанова H.A. Использование ландшафтно-гидрологических характеристик при разработке моделей формирования дождевого стока // Ландшафтно-гидрологический анализ территории. Новосибирск: Наука, 1992. С.64-72.

52. Карпечко Ю.В., Бондарик Н.Л., Кривоногое М.Н. Формирование снежного покрова на лесных водосборах Карелии // Лесоведение. 1999. №3. С. 68-71.

53. Карташев А.Г. Введение в экологию. Томск: Водолей, 1998. 384 с.

54. Китредж Дж. Влияние леса на климат, почвы и водный режим. М.: Иностранная литература, 1951.456 с.

55. Колосов П.А. Принципы исследования устойчивости увлажнения по данным многолетних наблюдений за климатическими величинами // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем, т. 13. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. С. 131-141.

56. Ко млев A.B. Закономерности формирования и методы расчёта речного стока. Пермь: Изд-во Пермского университета, 2002. 163 с.

57. Комлев A.B. К вопросу о формировании стока в бассейне реки Катунь (Горный Алтай) // Вопросы гидрологии. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1961. С. 99-110.

58. Комплексные экспедиционные исследования субальпики Алтая / аннотированный отсчет о НИР / филиал института леса им. В. Н. Сукачева, Томск, 2000. 342 с.

59. Копысов С.Г. Изменение условий формирования стока на моренных комплексах // Проблемы гляциогидроклиматологии Сибири и сопредельных территорий. Томск: Изд-во ТГУ, 2002. С. 59-60.

60. Копысов С.Г. Критерии устойчивости гидроклиматической роли экосистем // Молодежь и пути России к устойчивому развитию. Красноярск: Изд-во ИФ СО РАН, 2003. С. 105-106.

61. Копысов С.Г. Определение экологически безопасных значений коэффициента фильтрации почв Семинского хребта Горного Алтая // Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель. Томск: Изд-во ТГУ, 2002. С. 59-60.

62. Копысов С.Г., Росновский И.Н. Эколого-гидро-климатическая модель устойчивости сто-коформирующих комплексов как основа экологического нормирования // материалы конференции ENVIROMIS-2004. Томск: ИМКЭС СО РАН, 2004. С. 97.

63. Коронкевич Н.И. Комплексная дифференциация водного баланса территории // Гидрологические исследования ландшафтов. Новосибирск: Наука, 1986. С. 8-14.

64. Костяков А.Н. Основы мелиорации. М.: Сельхозгиз, 1960. 662 с.

65. Кренке А.Н., Николаева Г.М., Георгиади А.Г., Чернышов Е.П. V Всесоюзный гидрологический съезд// Известия АН СССР. Серия географическая. 1987. №6. С. 34-44.

66. Кравченко В.В., Черных O.A. Особенности формирования весеннего стока рек криолито-зоны // География и природные ресурсы. 1991. №3. С. 53-63.

67. Крестовский О.И., Книзе A.A. Об оценках гидрологической роли леса // Метеорология и гидрология. 1999. №6. С. 90-97.

68. Куклин В.В. Выделение запретных лесов по берегам рек в бассейне среднего Енисея // Стационарные гидрологические исследования в лесах Сибири. Красноярск: Изд-во СО АН СССР, 1975. С. 189-204.

69. Кулик В.Я. Инфильтрация воды в почву. М.: Колос, 1978. 96 с.

70. Кучмент Л.С., Гельфан А.Н., Демидов В.Н. Расчет вероятностных характеристик максимального стока по метеорологическим данным с использованием динамико-стохастических моделей // Метеорология и гидрология. 2002. №5. С. 83-91.

71. Кучмент JI.C., Демидов В.Н., Мотовилов Ю.Г. Формирование речного стока. М.: Наука, 1983.216 с.

72. Лебедев А.Ф. Почвенные и грунтовые воды. М.: Сельхозгиз, 1930. 280 с.

73. Ледники Актру (Алтай) / В.П. Галахов, Ю.К. Нарожный и др. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 118 с.

74. Лукьянова H.A. Влияние снежного покрова на растительность моренного комплекса Малого Актру // Проблемы гляциогидроклиматологии Сибири и сопредельных территорий. Томск: Изд-во ТГУ, 2002. С. 24-29.

75. Лупина Н.Х., Тронова Л.Б. Об особенностях изменения температуры воздуха с высотой в ледниковом районе//Гляциология Алтая. Томск: Изд-во ТГУ, 1974. С. 124-150.

76. Лупина Н.Х. Особенности метеорологического режима на большом высотном уровне в бассейне Актру// Гляциоклиматология Западной Сибири. Л.: Географическое общество СССР, 1975. С. 39-46.

77. Лыков A.B. Тепломассообмен. Справочник. М.: Энергия, 1978. 480 с.

78. Львович М.И. Реки СССР. М.: Мысль, 1971. 348с.

79. Мандыч А.Ф. Механизмы устойчивости и изменчивости водосборов // Механизмы устойчивости геосистем. М.: Наука, 1992. С.76-83.

80. Марунич C.B., Завилейский C.B., Ливанова H.A. Влияние изменения атмосферного давления на формирование речного стока // Известия АН. Серия географическая. 1998. -№1. С. 111-П5.

81. Мезенцев A.B. Методика расчета водного баланса горных водосборов // Вопросы географии Сибири. Вып. 24. Томск: Изд-во ТГУ, 2001. С. 489-491.

82. Мезенцев B.C. Расчеты водного баланса. Омск: Изд-во СХИ, 1973. 80 с.

83. Мезенцев B.C., Белоненко Г.В. Обоснование экономических оросительных норм // Влияние перераспределения стока вод на природные условия Сибири. Новосибирск: Наука, 1980. С. 124-127.

84. Мезенцев B.C., Левшунов В.С, Валуев В.Е. Гидролого-климатические условия мелиорации Средней Сибири // Природные ресурсы Сибири Новосибирск: Наука, 1976. С. 102-108.

85. Мельникова М.К., Мичурин Б.Н. Вода в почве // Основы агрофизики. М.: Физматлит, 1959. С. 635-818.

86. Методы расчета водных балансов (Международное руководство по исследованиям и практике). Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 120 с.

87. Мичурин Б.Н., Лытаев И.А. Водоудерживающая способность дисперсных систем // Физика почв и приемы их обработки. Л.: Колос, 1967. С. 55-67.

88. Мичурин Б.Н., Онищенко В.Г. Общая теория капиллярно-сорбционного потенциала (давления) почвенной влаги // Сб. трудов по агрономической физике, 1973, вып. 31. С. 53-61.

89. Моделирование динамики геоэкосистем регионального уровня / П.М. Хомяков, В.Н. Ко-нищев и др. М.: Изд-во МГУ, 2000. 382 с.

90. Моисеев H.H. Истина, случайность и неопределенность http:www.iiueps.nl/siudenis/e-libr.htm, 2001

91. Моисеев A.A., Протасов К.Т. Восстановление поля температур земных покровов по кос-моснимкам и наземным наблюдениям в отдельных пунктах // материалы конференции ENVIROMIS-2004. Томск: ИМКЭС СО РАН С. 42.

92. Mo киевский В. О. Сохранение природных богатств России // Россия в окружающем мире. М.: Изд-во МНЭПУ, 1998. 316 с.

93. Молчанов A.A. Сосновый лес и влага. М.: Изд-во АН СССР, 1953. 140 с.

94. Музылев Е.Л., Успенский А.Б., Волкова Е.В., Старцева З.П. Моделирование гидрологического цикла речных водосборов с использованием синхронной спутниковой информации высокого разрешения // Метеорология и гидрология. 2002. №5. С. 68-76.

95. Назаров H.A., Сирин A.A. Использование моделей формирования речного стока в задачах лесной гидрологии // Ландшафтно-гидрологический анализ территории. Новосибирск: Наука, 1992. С. 78-84.

96. Напрасников А.Т. Критерии бинарной оценки гидролого-климатической устойчивости геосистем //География и природные ресурсы. 2002. №2. С. 18-27.

97. Нарожный Ю.К., Нарожная О.В. и др. Снежный покров и зимние осадки в бассейне Актру (Алтай) // Проблемы гляциогидроклиматологии Сибири и сопредельных территорий. Томск: Изд-во ТГУ, 2002. С. 35-36.

98. Общая гидрология / Б.Б. Богословский, A.A. Самохин и др. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 424 с.

99. Ольчев A.B. Концепция модели испарения для неоднородных лесных ландшафтов // Лесоведение. 2003. №2. С. 55-64.

100. Павлов A.B. Энергообмен в ландшафтной сфере земли. Новосибирск: Наука, 1984. 256 с.

101. Парамонов Е.Г. Лесной территориальный комплекс. Новосибирск: Наука, 1992. 200 с.

102. Перевозников Б.Ф. Расчеты максимального стока при проектировании дорожных сооружений. М.: Транспорт, 1975. 304 с.

103. Поздняков A.B. Стратегия российских реформ. Томск: Спектр, 1998. 324 с.

104. Поликарпов Н.П., Чебакова Н.М., Назимова Д.И. Климат и горные леса Южной Сибири. Новосибирск: Наука, 1986. 226 с.

105. Попов Е.Г. Основы гидрологических прогнозов. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 296 с.

106. Пособие по определению расчетных гидрологических характеристик. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 448 с.

107. Протопопов В.В. Биоклимат темнохвойных горных лесов Южной Сибири. М.: Наука, 1965. 96 с.

108. Рахманов В.В. Гидроклиматическая роль лесов // Экологическая роль горных лесов. Красноярск, 1986. С. 9-13.

109. Ресурсы поверхностных вод СССР, т. 15, выпуск 1. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 420 с.

110. Ретхати Л. Грунтовые воды и строительство. М.: Стройиздат, 1989. 430 с.

111. Родда Джон К. Исследования речных бассейнов // Грани гидрологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. С. 309-354.

112. Роде A.A. Конденсация в почве парообразной влаги атмосферы // Вопросы водного режима почв. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. С. 130-207.

113. Розинкина И.А. Модель Гидрометцентра России почва-растительность-приземный слой атмосферы: алгоритм и результаты тестирования // Метеорология и гидрология. 2001. №3. С. 19-33.

114. Росновский И.Н. Устойчивость почв в экосистемах как основа экологического нормирования. Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2001. 252 с.

115. Росновский И.Н. Устойчивость почв: техногенно-механические аспекты. Новосибирск: Наука, 1993. 161 с.

116. Росновский И.Н., Копысов С.Г. Внешние воздействия и типы устойчивости почв // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям. М.: Почвенный институт им. В. Докучаева, 2002. С. 11-12.

117. Росновский И.Н., Копысов С.Г. Методологический подход к изучению устойчивости почв к тепловым воздействиям // Вестник Томского государственного университета (приложение), 2003. №3 (IV) С. 285-287.

118. Росновский И.Н., Копысов С.Г. Стокоформирующие комплексы и их связь с почвами и структурой почвенного покрова // Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель. Томск: Изд-во ТГУ, 2002. С. 335-336.

119. Росновский И.Н., Кулижский С.П., Захарченко C.B., Копысов С.Г. Моделирование влияния антропогенных воздействий на водный режим лесных почв // Вестник Томского государственного университета, 2003. Приложение 8. С. 191-197.

120. Саввинов Д.Д. Гидротермический режим почв в зоне многолетней мерзлоты. Новосибирск: Наука, 1976. 240 с.

121. Севастьянов В.В. Климат высокогорных районов Алтая и Саян. Томск: Изд-во ТГУ, 1998. 201 с.

122. Севастьянова JI.M., Севастьянов В.В. Фены Горного Алтая. Томск: Изд-во ТПУ, 2000. 139 с.

123. Севастьянов В.В., Севастьянова JI.M. Режим влажности воздуха в Горно-ледниковом бассейне Актру // Гляциоклиматология Западной Сибири. Л.: Географическое общество СССР, 1975. С. 89-96.

124. Снытко В.А., Мартынов A.B. Почвенное звено водообмена в геосистемах // Ландшафтно-гидрологический анализ территории. Новосибирск: Наука, 1992. С. 84-88.

125. Соколов A.A. О чем шумит русский лес (из истории изучения гидроклиматической роли леса). Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 96 с.

126. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. Новосибирск: Наука, 1978. 320 с.

127. Справочник по климату СССР. Выпуск 20., в 5 ч. Л.: Гидрометеоиздат, 1965-1970.

128. Субботин А.И. Влияет ли лес на осадки? // Лесоведение. 1979. №5. С. 13-18.

129. Судницын И.И. Закономерности передвижения почвенной влаги. М.: Наука, 1964. 136 с.

130. Сурмач Г.П. Водная эрозия и борьба с ней. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 254 с.

131. Тверской П.Н. Курс метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1962. 700 с.

132. Тронов М.В., Тронова Л.Б., Белова Н.И. Основные черты климата горно-ледникового бассейна Актру И Гляциология Алтая, выпЛУ. Томск: Изд-во ТГУ, 1965. С. 3-48.

133. Тюрк Л. Баланс почвенной влаги. Л.: Гидрометеоиздат, 1958. 228 с.

134. Фёдоров В.Н., Гильманов Т.Г. Экология. М.: Изд-во МГУ, 1980. 464 с.

135. Фёдоров С.Ф., Марунич C.B. Об изменении состояния лесного биогеоценоза под влиянием лесохозяйственных мероприятий // Гидрологические исследования ландшафтов. Новосибирск: Наука, 1986. С. 97-102.

136. Фельдман Г.М., Коновалов A.A., Тетельбаум A.C. Методические указания по расчётам стационарных температурных полей грунтов. Якутск: Институт мерзлотоведения, 1988. 52 с.

137. Фриз Д.А. Де. Тепловые свойства почв // Физика среды обитания растений. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. С. 191-214.

138. Химин Н.М. Обоснование границ применимости термодинамических моделей влагопере-носа в зоне аэрации // Метеорология и гидрология. 1988. №8. С. 132-135.

139. Худомясова Ю.В. Вопросы снегонакопления и снеготаяния на малом горном водосборе // Вопросы гидрологии. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1961. С. 85-98.

140. Цзянькунь Лю, Чарлиз В.В. Нг. Численный анализ влияния внешнего давления и характера увлажнения на неустановившуюся инфильтрацию в насыщенной и ненасыщенной почве//Почвоведение. 2003. №1. С. 75-80.

141. Чебакова Н.М. Экологические параметры горных лесов в Западном Саяне // Экологическая роль горных лесов. Красноярск, 1986. С. 174-176.

142. Чирков Ю.И. Агрометеорология. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 296 с.

143. Чистотинов Л.В. Миграция влаги в промерзающих неводонасыщенных грунтах. М.: Наука, 1973. 144 с.

144. Читоркина О.Ю., Огородников A.B. Лесорастительные свойства почв кедровых лесов Горного Алтая // Почвоведение. 2003. №8. С. 983-989.

145. Чудновский А.Ф. Лучистая энергия // Основы агрофизики. М.: Физматлит, 1959. С. 17-78.

146. Чудновский А.Ф. Трансформация лучистой энергии на деятельной поверхности. Тепловой баланс её // Основы агрофизики. М.: Физматлит, 1959. С. 405-633.

147. Шабалин Л.И. Сила разуплотнения поверхностного слоя жидких, твердых и газообразных веществ. Новосибирск: 2001. 192 с.