Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оценка геоморфологической структуры водосборных бассейнов для целей нормирования защитной лесистости (на примере горных территорий Приамурья)

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Оценка геоморфологической структуры водосборных бассейнов для целей нормирования защитной лесистости (на примере горных территорий Приамурья)"

АКАДЕЦШ КАУК СССР ОРДЕНА ЛЕНИНА

Сибирское отделение ИНСТИТУТ ЛЕСА И ДРЕВЕСИНЫ им.В-Н.СУКАЧЕВА

На правах рукописи

МОРИН Виталий Алексеевич

УДК 630хПб.2Х 571.62)

ЩЕНКА ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЙ .СТРУКТУРЫ ВОДОСБОРНЫХ БАССЕЙНОВ ДНЯ ЩЕЙ НОРМИРОВАНИЯ ЗАМОЙ ЛЕСИСТОСТИ (НА ПРИМЕРЕ ГОРНИХ ТЕРРИТОРИЙ ПРИАМУРЬЯ)

Специальность 06.03.03

"Лесоведение и лесоводство, лесные пока-ры и борьба с ниак"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание-ученой-степени кандидата сельскохозяйственных наук

Красноярск - 1991

Работа 'выполнена б Дальневосточной научно-исследовательскс институте лесного хозяйства.

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйственных наук

Д.Ф.Ефремов. .

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных

наук, профессор В.В.Протопопов

кандидат географических наук Л.И.Ускова

Ведущее учреждение: Хабаровское лесохозяйственное

производственно-территориальное объединение

Защита диссертации состоится 21 ииня 1991 г. в 14 часов на заседании специализированного совета К. 002.70.01 в Институт леса и древесины 'им.' В.Н.Сукачева СО АН СССР по адресу: 660035, г.Красноярск, Академгородок, Институт леса и древесины.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института леса и древесины ии. В.Н..Сукачева СО АН СССР.

Автореферат разослан ¿¿С-' ^¿-¿-¿'¿тЛ- ■ 4

Учений секретарь специализированного совета доктор сельскохозяйственных'

наук, с.н.с. Р.Ы.БАБИЩЕЗА

СБГДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми« Однии из аспектов, связанных с рациональный природопользование«, является разработка принципов и методов выделения зазитно-водоохранных лесов и их оптиизльного размещения в водосборе. Однако при обосновании ширины запретных полос ьдзль рек и определении процента оптимальное лесистости не в полной иерз учитывается строение водосборного бассейна. 3 то хе время очезидно, что средообразующая и защитная роль одних и тех хе фигоценозов будет существенно отличаться г зависимости от их местоположения в структуре водосбора.

Актуальность регулирования заздтно-ъодоохранной лесисто..та обусловлена в Низке« Приамурье и траставция обострением экологической обстановки,связанно,., в частности, с уиеньпеннен лесолок?:нтых площадей к ослабление!! средоохраннкх функция сставвпхся лесов.

Цель исследования. Разработка принципов лесохозя.чственного регулирования экологического равновесия в водосборе, обеспечивавшего оптимальное функционирование его как природного комплекса, на основе иссольэозаяия свойств геоморфологического каркаса бассейна, а таете средообразувзцих л защитных' свойств лесных фигоценозов в за-, висимости от их местоположения.

Задачи исследования:

1. Выявить и оценить особенности каркаса, то есть геотопологической структуры водосборов.

2. Исследовать средообразуодий- и защитный эффект лесных фкто-ценозов на различных формах и элементах рельефа.

3. Изучить энергетические потенциал рельефа водосборов с различной структурой, экзогенные процессы в водосборах. Провести дифференцированную оценку эрозионнс-денудациэнкоя уязвимости наиболее типичных водосборов. *

Определить структуру'и характер распределения лесных фито-цекозов в водосборе.

5. На основе выявлении?, закономерностей в эрозиенно-девудзциоп-ноп уязвимости различных форы и элементов рельефа,структуры и характера размещения лесной растительности, разработать принципы и методы оптимального нормирования в разнесении зацитноа лесноя растительности на поверхности водосборов я оценить уровень критической лесистости в различных их частях.

Научна с новизна. На основе мор$сцетричзских методов впервые иреддоаены и реализованы геоиорфодсхческие принципы ддя дифференцированной оценки территории.о целью выявления о роз-/.окно-денудационного потенциала различных эль-ментов водосборов к чх роли в зодорегулировании. Определена средозациткая роль лесной растительности и параметры критической лесистости в зависимости от свойств местообитания лесных фитоценозов и выявленного эрозионпо-денуда-ционного потенциала.

Практическая ценность. Предложен принцип оптимального-размещения водорегулирующих и защитных лесов на геоморфологической основе ь различных типах водосборов путей лесохозяйстзенных мероприятий. Разработан метод спределе"ия уровней критической лесистости.

Обоснованность к достоверность результатов исследования обеспечивается использованием больного объема картометрических измерений в сопоставлении с натурнкмк наблюдениями и анализом массовых материалов лесоустройства, различных изыскательских и проектных организаций, многолетними наблюдениями на коипле 'сных лесных стационарах.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на Всесоюзной конференций "Водоохранно-зацитное значение леса" (Владивосток, 1574), И конференции молодых ученых и специалистов "Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов" (Хабаровск, 1Ь/б), на региональной конференции "Проблемы рационального использования и охраны естественных ресурсов Дальнего Востока" (Владивосток, 1977), на Всесоюзной конференции "Экологическая роль лесов" (Бабушкин, 1986), на научноа конференции "Земельно-оцено'-ные проблемы Сибири и Дальнего Востока".(Барнаул, 1986), на выездном заседании Научного Созета со комплексному освоению таехннх территорий (Хабаровск, 1988), на Всесоюзном научно-техническом совещании "Ведение хозяйства в водоохранных лесах (Йошкар-Ола, 1990), Всесоюзной конференции "Экзогенный морфогенез в различных типах природной среды" (Москва, 1990). В завершенной виде диссертационная работа доложена на расширенной заседании лаборатории защитных лесов и лесного почвоведения ДальНЖШХа.-

Публикация результатов исследований . По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ.

b

?еал i'3 anпя рез ульга тов и с с,': едоганиg. За Теркин йср^оистри-ческого кзучекня бассейна р.Хор кспользстзяы з '"Принципах знделе-кия защитных асслкх полос" (Носкга, 1977). Результаты гартокетр*-ческкх исследозакхз территории Есасоиольского-па /.муре TUE реал2-30P2VU прз разработке кошке» споз aperpau-ju "Талиба Зсстог" (подпрограмма "Рациональнее природ^пользоваЕЕс", Хабаровск, I98S)* Материал к нор^оуетричесхого изучения эрозиснн^-дслудщхонного потенциала рель-эфа пплпчеян в "Яорттивннз катервзды по оргаплг.ч-цик н проектирование рекреационного хесопояхгозания па Д?льег.ч Востоке" (Хабаровск, ISC6). Езрта интенсивности эрозионного ¡ас-членения территории Дальнего Востока принята к ксдо.зьзог.чяив Зовзгнггролесхозом при разработке норкативоз бкдсл:кия гротивоэр"— знойных лесов ка крутих i'opnux склонах дальневосточного региелч (Москва, 1568),

Личный вхлад. Весь озьеы полезнх, камералышх работ -нлгл-неа непосредственно азтороа. Основной с-Зьеа работ проделан es вреия у«зс?зя в разработке лланогоя лессгндрслй'ичеог.сй е »•ксяноа тематики Стделоы зацитш;х лесов к лесного почвокедеккя в течение 1971-198,9 годов.

Обх эи и структура рабсти. Диссертация изложена на ¿79 страницах и'состоит кз введения, S глав, заклпчекия, списка литература и приложения. Список литературы содержит 227 нзнуековання, в . тон числе 12 иностранных» Текст иллпетрироьзл 18 таблндзии л 12 рксуккаш.

няе работы

I. Сс-врсменное состояние изучаемого вопроса.

В настоящее вреая водоолрзкно-зг^игшс леса внделявтез вре-имукгст?.екяо линейшш способен вдоль pas, езер, водохранилищ, а такхе бдоль дорог. Однако запретные полосы вдоль рек не йогу? сказа тх значительного влияния на формирование поверхностного стока' л эрозионные процессы на зсе2 годссборноя плодади, поскольку они занимают незначительную часть зодосбора z не приурочены к не о таи ' сормирозапия основной шссы стока.

- При определенна ширины запретных полос, тк правило, учите- • saDTCH такие факторы как гидрологические: годовоа и накскаалънид :ток; клинзтические: максимальная интенсивность осадкоз, обчос кх ссличестзо ; почвенные факторы, прежде всего водопроницаемость., нотность, прочность (Харитонов, 1939; Аполлон, 1950; Сурнач, 1955; !олчаноз, i960; Алексеев, 1952; Протопопов, 1953; Львсзач, ISG3;

б

Елкецов, 1270; Тарашсов, 1970; Иахович, 1972, Данилик, 1573; Ей" реаоз и Др., 157%

В качества геоаор^елогическях харахтер»:с-ик рекомендуется учитывать плоаадь водосбора (Бяллович, 1572; Черников, Холувяк, 15'.2; Еогаль, Битсксв, 1574), а такса злеиеити речкег. сети (Афанасьев, 1971; Рубцог, 1572 ; Морим, 1274).

Вопрос о принципах выделения лесоз, способных обеспечить био-физпческус устойчивость поверхности всего басселка, а не только приречной части, свести к илюшуиу последствии антропогенной деятельности, до настоящего времен:; полностьв ке разработан. Ее выяв-л о ты и комплексно ке оценены критерии для определения критической лесистости и характера рчзиецения зацитных лесов в пределах реч-1шх бассейнов. г

Исходя из многообразия зкслогическоя значимости лесов, необходима комплексная оценка их роли, как одного из вакнеяпих ерздо-образувцих н средоохранкьх факторов (Протопопов,1575) в пределах всего водосбора'.

В этоц комплексе неналованнуо роль играет оценка рельефа как ланднафтсформирупцегс фактора,'г такле его эрозконно-дзнудзцион-ного потенциала.

По водоохранно-зацитнои роли К.П.Соловьев (1574)' леса Дальнего Востока разделил на 3 группы: I. Леса на плоских и покатых фораах рельефа с крутизной склонов до 20° - слабого водоохранного я почвозащитного значения. 2. Леса на склоках крутизной 20-35° -промежуточного значения. 3. Леса ка склонах, гор круча 35° - исключительно еысокого почвозащитного и водоохранного значения.

2. Основные положения програшы, методика, обьеи выполненных работ. В программу исследований были включены следуюцие вопроса:

1. Анализ и комплексная сценка физико-географических ¿акторов изучаемой территории, влиявцих на раззитие экзогенных процессов и на эффективность защитных функций лесной растительности.

2. Изучение значения леса з защите поверхности водосборов от разрушительных экзогенных процессов»

3. Изучение гесшэрфосгруктуры речных водосборов разного порядка.

4. Оценка энергетического потенциала рельефа'с помощью эро-зконно-геоморфологического коэффициента.(ЗГЕ) и показателя интенсивности эрозионного расчленения (ЮР) водосборных бассейнов и их

«7 I

частеП.

5. Исследование влияния характера рыхлого* чехла склонов и литологии горних пород на развитие эрозиспно-декудацконных процессов.

6. Сценка эрозионной уязвимости различных форм и элементов рельефа водосборов и определение урорня их защиты леснсз расти-телъностьо путем рациона^кого ее разнесения на поверхности водосбора.

7. Комплексная оценка защитных функция леса и определение критической лесистости.

Методика исследотдниа. С-лзкко-географ лчгские условия Приаму; :>я обобщены и проанализированы на основании литературных источников, справочного и картографического материала.

Значение лесной растительности в защите поверхности водосборов определялось по материалам собственных наблюдения, путем изучения трудоз Чшсгих. ■ (в том числе V. зарубежных) авторов.

Структура растительного пскроза и его размещение в водосборах изучалась в полевых условиях, по материалам лесоустройства и литературным источникам.

Структура водосборов разного порядка изучалась по топежартам с учетов работ Р.Хортона (1948), В.П.<Гилосо^ова (1967), И.Я.Гарц-мана (1971), Б.П.Панова (1952), Б.АЛазансксго (1980), ЛЛЛорыт-Е ого (1964). . •

Дин определения мор$сиетркчесхих параметров водосборных бзе-секнов к.их элементов использованы общепринятые методики. Кроме того, применялся метод гипсограмм (Корин, 1574) для дифференцированного изучения бассейна р,Хор. Зрозконно-геоиор£ологичесниа коэффициент (ЗГК) разнопорядковых водосборов был получен, с использованием формулы С.Н.Сильзестроза (1570); по формуле ЭЛ.Якименко (1970) вычислялась интенсивность-эрозионного расчленения (И2Р) с лоследувэдм построениеи картосхем изучаемых бзесейноз.

Характер формкроглнг.я к распределения рыхлого обломочного чехла горных пород, развитие экзогышкх,в т.ч. эрозионных процессов, описывались и изучались согласно работ Полинова Б.Б. (1256), Еайцера Е.В. (1966)^ Поздняксга А.В. (1976),

Оценка уязвимости, определение уровня згпитц раеличмих местоположении водосборов и критической лесистости проводились исходя' кз корфоиетричееккх параметров, харахтера к видов апзогёзннх процессов, потенциально возможных в данных условиях, & такге биофизических свойств лесных бктоценезев,.

б

Обьеи у.сследо5?-!П'.г.. Нарлрутааз каблвдеаая проводились авторов в бассейнах рек Туиннв, Амг-'нь, Уран, Уссури, Беленая, Левая, Яимург - как шземним, так и аэровизуальным путем с описанием форц и элевеатоа рельефа, растительности, гидросе-а - в типичных местоположениях Свсдараздед, днп^е долину, склок и т.д.).

При изучении корфоиетраческих паранетроз водосборных бассейнов для определения ЗГ£ по толокартац tí.iso выполнено около 4000 замеров крутизна и, соответственно, длани к выссти бортов долин. Построено белее ICO поперечных npoisueE долин рек Хор, Амгунь к их притоков. Произведено по 1530 измерений перепадов высот, плосадеЯ, длин и густоты речной сети в бассейнах разнопорядковых притоков. Для определен;"! ИЗР было выполнено по ¿i370 заиъров максимальных v. минимальных высот, длин речноа сети по топскартаы в равновеликих квадратах, Во время изучения процессов эрозии в полевых условиях на двух стационарах бкло проведено более 300 измерения уровня поверхности почвы и базисных расстояние по системе эрозионных профилен и эрозионннх базисоз.

Для сравнительного анализа энергетического потенциала рельефа были составлены карто-схемн распределения значении ЗГК и ИЭР в бассейнах 6 рек в масштабе I : ICC000, а также карта ИЗР территории всего Дальнего Востока в масштабе I : 5000000. Кроне того, был определен энергетический потенциал рельефа в главках руслах 13 рек. С это?, же цельо вычислена степень гористости IS бассейнов рек и определена плоцадь высотных поясов до 100 м,, 100-200 ы, 200-500 и, 500-1000 м и $олее 1000 и абсолвтвоа высоты в 9 бассейнах» Изучена леспая растительность в пределах около 12000 таксационных выделов.

3. Физико-географическая характеристика района исследования. Природные условия Приамурья значительно отличаптся от других регионов страны - пргжде всего в силу своего положения на' стыке Азиатского материка с Тихим океаном.

Резко расчлененный рельеф в горах, маревые пространства на равнинах, в сочетании с разнообразными горными породами вулканического ряда, метаморфическими, осадочными - обусловливав! больное разнообразие почвенкэ-грунтозых условий и высокий энергетический потенциал- рельефа. Все это реализуется г суцзствусцих и развивающихся формах рельефа. Этому способствует и климат - преобладание летних осадков а ливневый характер их выпадания (за сутки выпадает иногда больше месячной нормы). 2 тому se» наличие

s>

многолетней «ер: лоты дополняет э р с з к он н о-д г иуда ц и о ни у d напряженность территории за счсг криогенной группы процессов, а геосин- ' клинальныя резни тектонического развитая территории способствует постоянному увеличении (или восполнении) энергетического потзыциа-ла рельефа данной территории.

Своеобразие растительного покрова заключается в сочетании хзояно-пкроколиствепш.х лесоз с темно-хзоянцни и лиственничными, в многообразии древесно-хустаркиковои и травяной рзстительностя: в кедрово-широколиственных лесах на шсцади в I га встречается свыяе 20 названий'древесных-пород. В связи с особенностями гео-лого-геоморфалсгических к климатических условия велико протп::-о~ эрозконное, почвозащитное, водорегулирувпее, санитарно-гигиеническое, рекреационное и ркбоохраннсе значение лесов Приамурья.

4. Водорегулирусщие к занятное свойства лесов. Средозаг;кт"ая роль растительности проявляется в физической н экологической стабилизации существувдего рарноьэсного состояния пркродис-террнто-риального комплекса, то есть в сдерживании экзогенных процессов, обеспечении опткиал шого гидрологического региыа рек и благоприятных физико-биологических условна для развития флоры к фауны. В зависимости от природных условий и характера землепользования гла- • венствугщух роль могут играть те или иные функции леса. В услови- ' ях Приамурья на-первый план внступгвт водорегулирующая и защитная (главным образом противоэрозиокная) роль.

Одной из форм проявления зсдорсгулируБцея роли леса является задернание к перераспределение пидких и твердых осадков кронами деревьев. В зависимости от типа леса, состава, возраста, полноты древостоя, кроны задерживают от 10 до 56 % осадков (Рахманов, 1952; Поздняков, 1563; Сазвиноз, 1971; Цандер, 1972, Черныаев, 1973; Матвеев, 1975; Афанасьев, 1979; Дорошенко, 1982; Серафимов, 1974; Hitscherlich G. , I97I,S=ith К.К, 1974; liasаао Н. , 1978 и другие). Проникновение' осадков под полог древостоя зависит от интенсивности- осадков (Уваров, 1974, Олийнкк, 1578; Abs^iii ?.» 1973, В!аЗ:е 5» 1975), сезона года (Таранков, 1970; Высоцкий, 1950; Мурзаев, IS72; Боткаи, IS74), экспозиции склонов (лильцов, 1973;" Таранков, 1974; Ефремов, Иорнка, IS32.; Рубцов и др. ,1990)...

Еа перераспределение проникших в подкроновое пространство осадков влияет подстилка,.роль которой состоит в аккумулировании осадков, увеличении иероховатости поверхности, снижении поверх-нос'тного стока (Колчанов, I960 ; Коваль, 1986), '

Ш распределение снегонакопления м снеготаяния, а следовательно и'на формирование зесеннеи стока, оказывают влияние следующие факторы: I. Абсолютная высота местности (Рлхтер, 1948, Доролекко, 1982). 2. Лесоводственко-такоационные показатели (Рут-ковскйй, Кузнецов,. 1940; Абатуров Ефремов, 1965; ¡Еирокова, 1980; Афанасьев, 1979; Протопопов, 1975, Дорошенко, 1982; Боронков, 1988; rtbtte E.I.,Carlisle А.,1952; Aussen^g G , 1968 И Другие. 3. Экспозиция, крутизна, форма склонов и положение в мезорельефе (Рихтер, 1948; Рутковския, 1956; Коломыц, 1964 ; Прилуцкиа, 1973; Нефедьева, 1975; Hcav-eido? «т , 1972 ; Иалюгин, Росман, 1975).

Десные почвы, существенно снизавт возможность возникновения поверхностного стока (Куаин, 1974, Азиайпарашвили и др. I980-; Протопопов, 1986 ; Лебедев, 1987; Краснодеков, 1990). ;

Преобладание в горах крутых склоноз, маломоцкых и глинистых почв, неглубокое залегание водоупора обусловливает формирование "контактного стока". Это ведет к быстрому скату воды в реки и способствует образованию паводков даже при полной облесенности склонов (Лебедев, Протопопов, IS79; Базаров, 1981).

Воднофизические свойства почв зависят, в основном, от мех-состава н структуры почво-грунтов, определяемых в езою очередь литологией горных пород, а также от таксационных показателей древостоя и климата (Иванов, 1975; y.orarin o.,Padurea I. , 1976; Олей-ник, 1986).

В связи с рубками леса изменяются физические свойства почв: уменьшается водопроницаемость в 2-3. раза, а смыв почвы на вырубках увеличивается в .7-10 раз и более - особенно после продолжительных ливней (Краснощеков, 1977; Лебедев, Протопопов, 1979; Кликцов, 1980; Бизюкин, 1985; Ботман, 1986).

Лесные позары такае уменьшают инфильтрационную способность почв и обнажают минеральный субстрат. Твердый сток возрастает в сотни, иногда тысячи раз (Курбатския, 1964Бапшавин, 1970; Сапожников, Киселева, 1974; Кузнецов, 1990).

Оптимальную лесистость в различных регионах предлагается поддерживать на уровне от 20 до 90$ (Побединский, 1970; Иейнгауз, 1975; Рубцов, Салмина, 1978; Широкова, Г980; Исаев и др., 1982).

Структура водосборных бассейнов. Анализ строения поверхности территории Приамурья указывает на большую ее насыщенность элементами гидрографии.

Структура зодосбороз изучаемого региона отличается преаде всего своей ыозаичностыз. Однако преобладает очень малые (1-2 порядок) и малые (3-4 порядок) реки по классификации Г.З.Бачурина (1963). в бассеР.не р.Кафэн. (площадь 1250 км2) 91/4 % прито-

ков имеют 1-2 .порядок; 5,3 % приходится ка притоки 3-4 порядгд и лишь 0,3 % от общего количества водотоков - 5-6 порядка. В бассейне р.Буреи (площадь 69790 км2) примерно такое зе соотношение: соответственно 96,2 %, 3 % и 0,8 %.

В свои очередь, дазе элементарная водосбор состоит из нескольких элементов рельефа (водораздел, склони, русло). Чем в^пе порядок водосбора, ген больше составлявших водосбор элементов, тем разнообразнее комплекс потенциально возможных экзогенных процессов, которые могут развязаться в их пределах.и разнообразнее защитные функции лесной растительности.

Система элементарных бассейнов не просто территориальное объединение малых участков поверхности: сдесь имеет место качественное отличие, обусловленное циркуляцией вещества и энергии, причем границы циркуляции определяется границами структурных элементов ба'ссеСнов.

Распределение элементов гидрографической сети относительно ' рельефа подчинено вертикальной поясности. Исследоззния показали, что в каждом бассейне существует пояс максимального насыщения водотоками, а выле его, до зодорэздела-пояс скрытого дренаха. Положение границ этих поясов связано с абсолютными высотами а бассейне.

Вертикальную дифференциация рельефа отражает высотная поясность (выделено 6 ступеней), а такзе степень гористости водосбо- . ров (отношение площадей с высотами, более 200 м по всей площади бассейна), показатель которой варьирует от 0,13 до 1,0 в 19 рассмотренных бассейнах.

Основным типом водосборного бассейна в нагзих условиях явля-. ется полуторный. По функциональному назначении и внешнему облику водосборный бассейн такого типа можно расчленить на части условно названные нами зонам;: А,Б и В,

Зона А - наиболее возвышенная, примыкающая к основному водоразделу бассейна. Это интенсивно расчлененная поверхность с густой, глубоко врезанной сетью долин элементарных водотоков»

В зону В входит наиболее низкая, как правило, равнинная часть бассейна. Леса здесь играют в первую очередь берегозащитную

и кольматирус^ув рать, а при наличии многолетней мерзлоты - мерзлот-ностабилизкруощую.

Зона Б является переходкой ыезду зонами А и В.-Большое внила-нг.е здесь должно уделяться руслоохранныа (прибрежным) лесам, хотя еще значительна склонозацитная я водорегулирующая роль лесов на склонах.

При сравнительной изучении двух крупных водосборов рек Амгуни и Тункина виявляется принципиальное отличие .их структур. Если бассейн р.Тумнин, дренкрусций восточный макросклон северного Сихотэ-Алиня, приурочен к одной иорфоструктуре и представляет собой типичный полугорных бассейн, то водосбор Амгуни расположен в пределах четырех иорЛоструктурных частей (средяегорной, низкогорноа и двух депрессионкых равнин). Все это предопределяет отличие групп защитных функция каждой из структурных частей.

Связь элементов стока и эрозионной напряженности со структур-шши особенностями бассейнов и облесенностью йьла рассмотрена на примере трех водосборных бассейнов: равнинного (р.Упагда), полугорного (р.Кичмари) и и низкогорного (р.Гугинка), входящих в систему Нижнего Амура.

Пазодочные пики стока осадков в большой степени зависят от об-лесенности водосбора. Так, если в горном, полностью облесенной бассейне р.Гугинкн паводочный пик графика стока превнсает среднегодовой в 6,4 раза, то в полуторной .бассейне р.Яичмари, где большая часть лесов вырублена или выгорела, зто превышение составляет 107 рг Большая заболоченность бассейна р.Упагда.обусловливает равномерней сток во времени.

Вычисленные корреляционные отношения показателей средней высоты 21 бассейна с коэффициентов и модулей стока в обоих случаях указывает на тесную связь (коэффициенты соответственно равны 0,75 и 0,80).

Анализ двух разноориентированных и имеющих различные базисы эрозии бассейнов выявил, что энергетический потенциал бассейна - р.Голод, обращенного к морю и имеющего практически нулевой базис ■ эрозии, гораздо выше, чем у противоположно направленного бассейна р.Безыаянной , о базисом эрозии на высоте 230 и. Следовательно, экспозиция макросклоиа и базис эрозии оказывают существенное влияние на морфодинаыику поверхности водосборов и на защитную роль растительности.

Метод гипсограын, который заключается в расчленении долины глаз

пого русла з бассейне на равные отрезки с измерением параметров всех элементов долины внутри катдого отрезка (Рубцов, 1972; Норин, 1974), опробован нами на примере бассейна р..Хор, расположенного на западном макрссклсае среднего Сихотэ-Алиня и частично г своим низовьями, в пределах Средне-Амурской низменности. Зона с наиболее густой сетью притоков составляет примерно 14 % площади бассейна, поверхность крутых склонов занимают до 10 %г на зону многорукавнос-ти приходится около 10% поверхности. Все вышеперечисленные участки бассейна требуют особого охранного ренина природопользования.

Таким образом, на процессах перераспределения стока атмосферных осадков сказывается структура поверхности водосбора и степень залесенности этой поверхности. Чем болыле расчлененность и меньше облесенность водосбора, тем резче вырааена неравномерность стока осадков1, тем больше вероятность появления разрушительных экзогенных, процессов".

. 4. Оценка энергетического потенциала водосборных бассейнов и их элементов. Энергетический потенциал рельефа, выражающийся в степени его изрезанности является одним из доминирующих показателей гидроморфоструктуры водосборов. Он находит объективное количественное отражение в эрозионно-геоморфологическои коэффициенте» вычисленном по формуле: к - , где К - коэффициент (ОГК), Н - перепад высот, и; 5 /г.- густота речной сети, кц/кн2; 5 - площадь, га; и в такой показателе, как интенсивность эрозионного расчленения (ИЭР), определяемой по формуле: > где О. - ИЭР, Н- перепад высот, м; ¿- - длина речноя сети, км; Б - площадь, км2.

Иорфометрические параметры водосборов и их элементов /табл.1/ указывают на следующую закономерность: чем меньше порядок водосбора, тем больший эрозионно-денудационный потенциал его поверхности (малые площади, большие перепады высот, короткие крутопадающие русла, крутые склоны)'и, соответственно, большая водорегулирующая и защитная значимость леса.

Одним из главных показателей рельефа, оказывающим злияние на тип и интенсивность экзогенных процессов, и, соответственно, на степень защитных функций леса,считается уклон поверхности (Николаевская, 1966).

3 изучаемых бассейнах рек средние величины уклонов составляют ' для рек Баджад 19-30°, Яафэн 12-£.Э°, Гугинка 6-20°, Кичмари 7-10°. Следовательно, исходя из крутизны склсноз,на поверхности средне-

о

Таблица I

Параметры бассейнов разнопорядковых притоков

Название Вели ш- Длина Густо- Перепад Длина Крутиз-

реки на бас- водо- . та реч- высот скло- на скло- ЭГЕ

сейна, тока, ной се- (э нер- нов, ы нов,

км2 . кы ки/ кы^ гия рельефа),и град.

I порядок

I. Бадкад 1,6 . 1,5 1,1 597 586 26 19?

2. Кафэн 1Д.- 1,1 ' 1,2 353 424 20 146

3. Гугинка 2,3 1,5 . 0;8 335 620 , 20 75

Еичиари ■М 1,2 1.0 326 579 10 66

П порядок

I. Баджал 2Д 1,8 1,1 . 452 796 30 164

2. Кафэн . 1,7 1,6 300 627 19 139

3. Гугинка 1,4 1,5 . 1,0 306 660 17 96

4. Кичиари х»5 1,0 1,3 162 737 7 62

Ш порядок ' {

1. Бадхал 7;5 6,1 0,9 . 690 1252 . 21 126

2. Кафэн 3,8 4,0 1,1 357 893 15 92

Гугинка 8;0 4,6 0,6 322 1050 12 39

4. Кичмарк 2,2 1,8 1,0 155 656 '8 35

17 порядок

I. Бадяал 15,9 и.з 0,7 834 1458 19 93

2« Кафэн 6,7 7,4 0,8 360 2567 12 60

3. Гугкнка 16,5 5,7 .0,3 362 1860 8 20

4. Кичмари 28,0 15,0 0,5 330 ШО 7 24

■ У ЕОрЯДОК

I. Бадгал 20,8 13,0 0,6 931 2100 30 82

2. Кафэн 5,9 6,4 1,2 " 346 1600 20 87

* УХ порядок

I. "Баджал 88,1 76,2 0,9 925 1100 . 19 82

2. Ъадаал 83,1 66,0 0,8 492 1700 14 • 39

горных бассейнов рек Бадзал и Кафэн возможны практически все флювиальные и гравитационные склоновые процессы, обусловливавшие потребность всего комплекса средозащитных функций, В низкогорной бассейне р.Гугинки при нарушении естественных покровов возыохны эрозионные процессы и лавиносбразование, и, следовательно, здесь будут преобладать противоэрозио'нные и противолавинные функции леса. В нязксгорном бассейне р.Кичмари возмсзны все разновидности эрозионных и мерзлотных процессов, а такае заболачивание. Основными функциями леса здесь являзтся противоэрозион- • ная, мерзлотностабавизирующая и фитсмелиоративная.

5. Характер рыхлого чехла и развитие экзогенных процессов. Размещение рыхлых отлояений склонов зависит как от характера коренных пород так и от крутизны склона, на котором они залега-dt (Кусков, I96S; Поздняков, 1976 и др.).. Крутизна склона при этом не üoseT быть больае угла естественного откоса.

Типы процессов рельефообразования обусловлены характером рельефа. Нэ процессов связанных с мерзлотой, для среднегорья характерна денудация, в гольцах - курумообразование и мерзлотная сортировка. По долинам горных рек развиты наледи и пучения (Короткий, и др. 1976). При больших уклонах характерно вязко-пластичное перемещение грунтов. Солифлюкционные оползни - потоки распространены в низко- и среднегорнои рельефе преимущественно на выпукло-вогнутых склонах крутизной 23-25° (Бойко, 1969; Рябов и др., 1982). На Сихотэ-Алине преобладают оползни тектонического происхождения (Бойко, 1973),

Наблюдение на ^ехцирскоц стационаре з хвояно-иироколист-венных горных лесах показали, что на выпуклых зелесенных скло--нах естественная эрозия отсутствует или имеет ииникадыюе значение от долей мм/год в привершинной части склонов-при крутизне 17-20° до нескольких мм/год в нианей части склоноз при крутизне 36-41". На•обнааенном выполояенноц участке делювиального шлейфа крутлзнои 7-12° эрозия происходит с катастрофической быстротой • до 1,1 и/год. В прирусловой поименной части поймы р.Бешеноя (Быстринский стационар) на поверхности пойш наблюдался струйчатый размыв до 80 мм глубиной и кольыатация аллявия со скорости) до 80 мм/год. Отступание берега пио в излучине реки со скоростью до 17 см/год в виде уступа берегового обрыва высотой 7-II м. На прямом выполоаеном участке берега размыва за это время не наблюдалось. Линейная эрозия отмечалась на волоках и лесовозных до-

рогах. ■ - "

Таким образом, сочетание своеобразного режима осадков, контрастности рельефа и достаточно развитой гидросети создает сложную картину распределения стока и развития экзогенных процессов во времени и пространстве. При атоц гсрный рельеф является стимулятором стока к многих экзогенных процессов,в то время, как лесная растительность - регулятором, ограничителем.

о. Методика определения критической лесистости. Оптимальную лесистость для водосбора трудно оценить не установив предварительно нижний (критический) предел лесистости, после которого л:ее, как саморегулирующаяся система, перестает выполнять не только свои разнообразные защитные функции, но в определенных условиях происходит его деградация.

Нами предпринята попытка определения критической -есистооти на лесоводственно~геоцор$ологическои основе. Сущность метода заключается в сопоставлении сухи баллов, которыми оценивается местообитания (поверхности таксационных вкделов) к защитная знзчушость лесной растительности этих местообитаний.

.. Местообитания экспертно оценивается в. баллах по следующим четырем позицкяи (Розенберг и др., 197В): высотный пояс, положение на склоке, крутизна и экспозиция, склонов. Кандый из факто-• ров получал оценку от I до Ч баллов, Максимальная сумма баллов не цревшала 13.

Оценка лесной растительности проводилась по двум факторам: главного лесообразователя (его эдифнкаторнои роли) на уровне выдела и средообразувдей роли фитоценоза в целом в этих же пределах. Биологически'? особенности учитывались по их способности воздействовать на абиотические составляющие биогеоценоза.

Каждая древесная порода., находясь в оптимальных для своего произрастания условию:, обладает максимальной устойчивостью и средообразусцея ролью. За основные породы, обладающие высшим баллом (р&виыц 7) но эдификаторноа родв приняты ель к пихта (Молчанов; 1960; Протопопов, 1975 ). Минимальное количество баллов получили ольха и 'кедровый стланик. Остальные дрсзесные породы расположены по своему значению между ними.

Для оценки типа леса взята так^е семибалльная икала. Максимальное значение принято для крупнотравно-разнотравных типов, как наиболее насыщенных фитоцассои во всех ярусах..Лишгйниковые или мертвопокровные группы типов леса получили, минимальный балл

единица. Чакс/лум баллов для растительности равен 14.

Полученные з баллах оценки местообитания и лесной растительности сравнивается между сойсл. Яри этом сумма баллов местообитаний отражает уязвимость поверхности видзлоз и водосборов з цело-';, а балльная сценка растительности определяет ее защитную значимость.

Сумма площадей выдедоз, на которых потенциальная уязвимость поверхности вше защитного потенциала растительности, взятая в процентах от всей площади водосбора, принимается за нианий предел критической лесистости. Ядя установления верхнего предела к вычисленному значение нижнего предела прибавляются площади участков, где сунна баллоз местообитаний и лесноа растительности одинакова. Оптимальный уровень лесистости примерно на 10 % долзеи быть выше критического и для каядого водосбора он имеет своп величину.

В тех случаях, когда потенциал уязвимости местообитаний больше защитной способности растительности, необходим комплекс мероприятия, направленных на стабилизацию устойчивого состояния биогеоценозов. Когда зе суммарный балл защитного потенциала растительности выше балла уязвимости, мы мояем путей хозяйственных мероприятия уменьшить количество фитомассы до определенного (оптимального) уровня.

Отработка методики определения критической лесистости проводилась аа примере верховьев низкогорного бассейна реки Правой Со-коловки (притока р.Уссури) в зоне кедрово-широколиственных лесов. Рассматривались бассейны притоков 1-1У порядкоз с использованием как топокарт так и материалов лесоустройства (табл. 2). Результаты показали, что в водосборах первых порядков, т.е. зерхозьях, нижний предел критической лесистости изменяется от 23 до 58 %, а верхний от 42 до 72 %, В целом по этому бассейну критическая лесистость варшрует от, 39 до 55.$.

Апробирование методики было осуществлено на среднегорных водосборах рек Бадхал и Еафэн, а такае на низхогорнсм бассейне р.Малой Чирки, покрытом хзойно-аироколиствешшм лесом и части водосбора оз.Яизи в разнигших ельниках. Нижний предел критической лесистости бассейнов рек Еадкал и Кафзн составил, соответственно 67 и 79 %, а верхний 93 и 68 В бассейне р.Малой Чирки, большей час?Х' выровненном, заболоченном, диапазон критической лесистости составляет от 7 до 16 Равнинные ельники изученной части бассейна озе-

о

Таблица 2

. Диапазоны значений критической лесистости

Название бассейна

Клич Тупиковый 156 100 47 7 54

Кясч Больной 540 100 58 4 . 62

Ключ Кедровым 305 ' 100 46 II 57

Истоки Правой Соколовки 284 - 100 45 27 72

Ручей Кочинский 700 . 100 37 ■ 18 55

Ключ Березовый, згз 96 32 26 58

Ручей Медвежий Елнч 184 99 23 19 42

Ручей Чащевый 330 100 35 14 49

Ручей Октярьский 222 . 96 53 В 61

Клвч Брусничный . 173 ; . 97 42 26 68

¿¡олива Правой Соколовки 658 97 30 II ■ 41

;июч Безымянный ■ 350 100 29 25 54

Бассейн р.Праьоя Соколовкн 4217 99 39 15 54

Бассейн р.Еафэн 120726 '■99' 79 9 65

Бассейн р.БадЕал 162464 70 .67 . б 93

Бассейн р.Цалой Чирки 7819 91 а 7 15

'Площадь,сЛесис-' ! Уровни критической лесиста ;тость :_тости,^__

•*й)яктарНа '! кошен- : верхний

Л » :предел :сированная: предел

ра Хизи практически подпоетш способна защитить от зрозионно-денуддционкой уязвимости эту территория.

Таким образом, пределы критической лесистости з зависимости о? характера местообитаний и лесной растительности могут варьировать а широком диапазоне значения, что з своп очередь, позволяет, исходя из параметров зтод лесистости,более успеино и целеноправ-лено использовать комплекс лесохозяйственннх мероприятий для устойчивости экологической обстановкой а бассейнах.

ГЗАШЧЕШЕ

Спецификой лесорастительннх условия Приамурья и одновременно факторами, определявшими уязвимость территории,являются преобладание горного рельефа, ыуссонныа характер выпадения осадков, своеобразие широтной зональности и высотной поясности, наличие многолетней мерзлоты. Водорегулирующие и защитные функции преобладают здесь над водоохранными.

Наевшиеся методики выделения водсохранно-защитных лесов, как правило, направлены на определение ширины запретных полос вдоль водотоков и базируется нз экспериментальных исследованиях. При этом требуется значительный объем работ и длительный ряд наблвде-'ний, а результаты этих работ трудно распространить на большие территории, зеяду мозаичлости природных условий на изучаемой территории. Все ото заставляет, наряду с традиционными, искать более ' приемлемые для данных условия методы определения уязвимости территории и степени защитной значимости лесов на различных иерархических уровнях.

С этой цельп нами были использованы методы дифференцированное оценки поверхности зодосбороз по параметрам рельефа, определявшим з значительной степени процессы морйсдииамики. Использовались как имевшиеся ыорфонетричесхис методы (Сильвестров, 1970; Якименко, 1570), так и предложенный автором метод гипсограиа (Морин, 197ч). Для определения параметров критической лесистостл предлоаен лесо-водственно-геоморфологический экспертный метод.

Изучение структуры водосборов показало, что преобладает полу-горныа бассейны, в их общей массе - водосборы притоков первых порядков (длиной до 10 км и 10-25 км). Потенциальная энергия рельефа з пределах водосбора возрастает от устьевой части к истокам.

Гористость водосборов изменяется з иирокоы диапазоне от 0,15 до 1,00, то есть от почта равнинных до ¡.слчостьэ горных территогг.г:;.

с

Высотная поясность таххе имеет свои закономерности: большая часть водосборов представлена высотами от 200 до 1000 к.

Яредаговеиа схека расчленения водосборного бассейна ка три гндроморфологлческке зоны, выделяемые по их роли в перераспределении атмосферных осадков, комплексам экзогенных процессов и соответствующей значимости лесной растительности.

Сравнение двух смеяных разноориенгировакннх к с разными базисами эрозии бассейнов показало большую уязвимость водосбора с низсип базисом эрозии, обращенного к морю и больаув водорегулирующую я защитную роль леса в нем.

Иетодом гкпсограмн, апробированном на примере долины р. Хор, били определены наиболее уязвимые участки, составлявшие примерно третью часть площади бассейна, требувадв первоочередных мероприятий по защите их лесной растительностью.

Экспериментальные данные,'харектеркзузщие эрозионные процессы показали, что зрозик под лесом незначительна и возрастает вниз по склоку от долей ма/год до нескольких на/год на нижней-части выпуклого склона. На минерализованной же полосе вдоль делювиального пшейфа глубинная эрозия достигала до десяткоь сг;/год. Изучена возможность проявления других экзогенных процессов в водосборах*

Установлена корреляционная зависимость между средней высотой бассейна н модулей стока (0,80), а также коэффициентов стока (0,75).

Выявлена связг цорфоыетрических и гидрологических характеристик бассейнов рек с кх морфологической структурой.

На основании вычисленных корЗоистркческкх показателей составлены картосхемы четырех бассейнов рек со значениями ЮР, отражающими потенциальную уязвимость территории и защитную значимость лесного покрова, а такге мелкомасштабная картосхема ЮР всего Дальнего Востока.

Картосхека Дальнего Востока к материалы по Комсомольскому ТПК приняты к цспользованкп научными и проектными организациями.

Проанализирована зависимость средообразующев и защитной роли леса от структуры бассейна к установлено, что наибольший водорегу-лкрувщкг к защитник эффект приносит лесная растительность в случае рассредоточения ее по всему бассейну в наиболее уязвимых местах. ' .

Предложенный л апробированный на конкретных водосборах ле-

соБОдсивенно-геоиорфологическиа метод показал, наличие верхнего и нианего предела критической лесистости. Их параметры зависят от характера поверхности бассейнов, а такае от имеющейся лесной растительности. Так, для равнинных водосборов критическая лесистость получилась от 7 до 16 %, в низкогорных бассейнах диапазон ее значений оказался рззен 40-72 а з среднегорье нианий и верхний пределы критической лескстости достигают соответственно 79 и 93 %.

В большинстве водосборов естественная лесная растительность ■ достаточна для защиты их поверхности; Однако большая потенциальная уязвимость территории подвераенность лесного покрова частым пожарам и интенсивные рубки не позволяют снизать лесистость в водосборах до критического уровня.

Публикации. По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Об исгользовании аорфоцетрических показателей при оценке водорегулирующих функций леса // Водоохранно-защитное значение леса: Тез. докл. Всесоюз. кокф. Владивосток, 1974. С. 100-101.

2. Морфологическая структура речных бассейнов как фактор расареде-ления стока // Проблемы рационального использования я охраны естественных ресурсов Дальнего Востока: Тез. докл. регион, к'онф. Владивосток, 1977. С. 87-86.

3. Морфологические параметры водосборных бассейнов рек и их значение при выделении защитных лесоз //Сб. тр./ ДачьШШХ, 1977. . Вып. 19. С.- 57-59.

4. Оценка эрозионной напряженности бассейнов горных рек в зоне БАУа У/ Защитное лесоразведение л рациональное использование земельных ресурсов з горах: Тез. докл. Всесоэз. совел. Ташкент, 1579. С. 103-104. (Соавтор А.П.Сапознихоз).

■5. Проблемы нормирования защитных и запретных лесных полос з зос-точноа части зоны БАИа // Вопросы географии Дальнего Востока. Сб. 19. Хабаровск, 1979. С. 11-26. (Соавторы А.П.Сапожников, Е.С.Эархина, Н.Р.Широкова). ■

6. Геоморфологические аспекты-оценки эрозионной уязвимости горных территорий в условиях восточного участка зоны БАМ //Сб. тр. / ДалЫШУШХ, 1981. Вып. 23.,С. 39-103.

7. К вопросу о проявлении эрозии в различных физико-географических условиях юга Хабаровского края //Сб. тр./ ЛальНИЙЛХ, 1982. Вып. 24. С. 59-66.

8. Картоыетрическая оценка эрозионной.напряженности рельефа в условиях горно-лесной территории ^Ьбарозгхого края //Сб. тр./

в-

ДальНКИЛХ, 1984. Вып. 26. С. 93-101. 9. Гидроморфологический принцип дифференциации территории для ле-сохозяйствьшшх целея //Сб. тр. /ДальНЖП, 1985. Вып. 27. С. 46-53. .

10. Нормативные материалы по организации и проектировании рекреационного лесопользования на Дальнем Востоке. Хабаровск, 1986.

16 с. (Соавтору А.П.Сапожников, Н.Н.Мельникова, О.М.Ыорина)„

11. Комплексная оценка защитной роли горных лесов Дальнего Еостока //Экологическая роль горных лесов: Тез.докл. Всесоюз. конф. Бабуикин, 1985. С. 146-147. ( Соавтор М.Р.Широкова).

12. Использование картометрических методов в лесохозяяственных целях // Эколого-географкчесьое картографирование и оптимизация природопользования в Сибири. Иркутск, 1989. С. 69-70.