Круговорот воды в ландшафте

Ландшафт пронизывает сложная система водных потоков. Посредством потоков влаги происходит основной минеральный обмен между блоками ландшафта. Перемещение влаги сопровождается формированием растворов, коллоидов и взве­сей, транспортировкой и аккумуляцией химических элементов; по­давляющее большинство геохимических (в том числе биогеохимиче­ских) реакций происходит в водной среде.

Интенсивность круговорота воды и его структура специфичны для разных ландшафтов и за­висят прежде всего от энергообеспеченности и количества осадков. Частные географические процессы, например сток или почвообразование, нельзя считать только физическими, только химическими или биоло­гическими. Физическая сущность стока заключается в движении воды под действием силы тяжести. C географи­ческих позиций сток это одновременно процесс гидрологический, геоморфологи­ческий, геохимический и географический в широком смысле слова.

Основные элементы водного баланса типичных ландшафтов в различных зонах представлены в таблице 5.

Таблица 5

Основные элементы водного баланса типичных ландшафтов в различных зонах (средние годовые показатели) [15].

Ежегодный запас обращающейся в ландшафте влаги составляют атмосферные осадки (жидкие и твердые), вода, поступаю­щая в почву за счет конденсации водяного пара, вода поступающая в процессе таяния ледников и вода поступающая из грунтовых вод.

Расход воды осуществляется:

1) Испарением с поверхности растений. Кроны деревьев перехватывают до 20% и более годового количества осадков (сосняки - 140 - 150 мм, ельники - 200 - 230 мм, экваториальные леса - до 500 мм).

2) Испарением с поверхности почвы.

3) Испарением посредством капиллярного поднятия при иссушении почвы.

4) Участием в абиотических процессах в почве (гидратация и дегидратация).

5) Подземным стоком.

6) Десукцией и транспирацией растениями.

Во внутриландшафтном круговороте воды основную роль играет биота, особенно лесные сообщества.

На единицу продуцируемой фитомассы (в сухой массе) расходуется в среднем около 400 мас. ед. воды - в холодном и влажном климате меньше, в жарком и сухом - больше (например, у бука - 170, лиственницы - 260, сосны - 300, березы - 320, ду­ба - 340, у растений пустынь - до 1000 -1500). Из этого количест­ва в состав живого организма входит менее 1% - примерно 0,75% свободной воды и 0,15% содержится в сухой массе (в виде водород­ных атомов молекулярной воды, связанных при фотосинтезе с атома­ми углерода).

Главное звено биологического влагооборота это транспирация. Основная масса почвенной влаги, потребляемой расте­ниями, транспирируется. В плакорных условиях наибольшее количе­ство влаги перекачивает в атмосферу влажный экваториальный лес, примерно в 2 раза меньше - суббореальный широколиственный лес; в холодном климате транспирация резко снижается, а в экстрааридном она минимальна. В гидроморфных условиях, при наличии подтока поверхностных или грунтовых вод, транспирация может превосходить количество осадков (табл. 6).

Таблица 6

Интенсивность транспирации в различных ландшафтах [15]

В ландшафтах с развитым растительным покровом транспирация намного превышает физическое испарение, и подавляющая часть влаги поступает от подстилающей поверхности в атмосферу через транспирацию. Например, в экваториальных лесах Малайзии за год выпадает 2500 мм осадков. Из них годовая величина транспирации составляет 1350 мм, а испарение с поверхно­сти почвы - всего лишь 25 мм. Только через транспирацию «дожде­вых» экваториально-тропических лесов в атмосферу поступает 62% влаги, испаряющейся с суши. Если же учесть возврат осадков, перехватываемых кронами деревьев, то в целом биота обеспечивает не менее 70 - 80% внутреннего оборота влаги между атмосферой и остальными блоками наземных геосистем. Растительность прямо или косвенно способствует уменьшению выходного потока влаги путем сокращения поверхностного стока; при наличии мощной под­стилки из растительных остатков поверхностный сток может практи­чески прекращаться [15].