Круговорот воды в природно-территориальных комплексах

За счет процессов трансформации солнечной и гравитационной энергии в ландшафтах происходит влагооборот - совокупность процессов превращения, перемещения и изменения количества гидромасс.

С влагооборотом тесно связан водный баланс природно-территориального комплекса. Схема водного баланса ландшафта речного бассейна приведена на рис.2.2 [ 10 ].

В различных природно-территориальных комплексах влагооборот может существенно отличаться. В настоящее время выделяют три типа влагооборота - промывной, непромывной и выпотной.

Промывной тип - характерен для областей, где сумма годовых осадков превышает испаряемость. В этих условиях природно - территориальный комплекс подвергается промачиванию, нисходящее движение влаги в почвах и горных породах преобладает над восходящим. Просачивающаяся вода достигает уровня грунтовых вод.

Непромывной тип - характерен для областей с испаряемостью, большей или равной сумме годовых осадков. В природно - территориальном комплексе наблюдается дефицит влаги и почва промачивается лишь на небольшую глубину. Просачивающаяся вода не достигает уровня грунтовых вод. Вода, поступившая в природно-территориальный комплекс, возвращается в атмосферу путем испарения и транспирации фитомассой.

Выпотной тип - формируется в засушливом климате при близком уровне залегания грунтовых вод, из которых корни растений забирают влагу; при этом грунтовые воды как бы "отпотевают" через растения в атмосферу.

Значительную роль в водообороте ландшафта играет растительность. В результате поглощения корневой системой почвенной влаги, перехвата осадков листовой поверхностью, последующих процессов испарения и транспирации в атмосферу возвращается значительная часть гидромасс осадков. К примеру, для дубового леса количество осадков, возвращенных в атмосферу растительностью, составляет в среднем 52,5 %.

В таблице 2.1. приведены данные по способности различных видов растительных сообществ испарять влагу из ландшафта [11].

На участках, покрытых растительностью, испарение с единицы занимаемой площади может превосходить испарение с той же площади оголенной почвы или открытой водной поверхности. Это, естественно, относится к растительному сообществу, достаточно хорошо обеспеченному влагой. Водный дефицит резко меняет картину - устьица листьев постепенно закрываются и транспирация сокращается до небольшой доли от ее значения при обеспеченности растений влагой.

Рисунок 2.2. Схема водного баланса ландшафта:

Р - осадки; U - подземный сток; T - транспирация; W - валовое увлажнение почвы; R - полный речной сток; V - водообмен с подземными водами; S - поверхностный сток; N - испарение с почвы; E - суммарное испарение.

Таблица 2.1. Характеристика процесса транспирации фитоценозов.

В процессе фотосинтеза расходуется сравнительно небольшое количество воды. Эта вода обычно не учитывается при составлении водного баланса ландшафта, так как ее количество обычно меньше, чем погрешность определения остальных составляющих водного баланса. Однако эта часть воды играет большую роль в процессе функционирования ландшафта, так как без нее не может происходить один из главных биосферных процессов - процесс фотосинтеза.

Количество воды, которое расходуется в процессе фотосинтеза, может быть рассчитано по уравнению:

n CO₂ + n H₂O Þ (CH₂O)_n + n O₂

Для расчета количества воды необходимо знать массу образовавшегося в результате фотосинтеза органического вещества (продуктивность фитоценоза) и потери воды на дыхание растительностью.