Содержание к диссертации
Введение
1. Антропогенная деятельность и исследования ее влияния на элементы водного баланса, определяющие экологические условия территории, в России и за рубежом 12
1.1. Исследования изменения элементов водного баланса в результате антропогенного воздействия 12
1.2. Лесохозяйственная и лесопромышленная деятельность 17
1.3. Лесные пожары 39
1.4. Сооружение водохранилищ и изменение физико географических характеристик бассейна 43
1.5. Урбанизированные территории и участки суши с практически водонепроницаемым покрытием 48
2. Классификация видов хозяйственной деятельности и ландшафтов, преобразованных человеком 52
3. Методы оценок влияния видов хозяйственной деятельности на элементы водного баланса в различных экологических условиях
3.1. Методы оценки изменения испарения и стока, а также максимальных снегозапасов после рубок и пожаров 60
3.2. Изменения испарения после сооружения водохранилищ 74
3.3. Методика расчета изменения испарения с участков суши с практически водонепроницаемым покрытием и населенных пунктов
4. Методы расчета фитомассы древостоя 81
4.1. Особенности формирования частей фитомассы 81
4.2. Определение массы листового аппарата 89
4.3. Определение общей фитомассы и ее прироста 99
5. Оценка влияния различных видов хозяйственной деятельности на элементы водного баланса
5.1. Изменение элементов водного баланса в первый год после рубок и лесных пожаров 102
5.2. Роль климатических факторов в преобразовании испарения после сооружения водохранилищ 113
5.3. Гидрологическая роль участков суши с практически водонепроницаемым покрытием и населенных пунктов в различных климатических условиях 115
5.4. Изменение испарения с участков суши после воздействия в различных климатических условиях 123
Заключение 127
Литература
- Лесохозяйственная и лесопромышленная деятельность
- Методы оценки изменения испарения и стока, а также максимальных снегозапасов после рубок и пожаров
- Определение общей фитомассы и ее прироста
- Гидрологическая роль участков суши с практически водонепроницаемым покрытием и населенных пунктов в различных климатических условиях
Лесохозяйственная и лесопромышленная деятельность
В конце 20-го столетия во всем мире наблюдается особенно интенсивное антропогенное изменение гидрологического режима рек и озер, водных ресурсов и преобразованию водных экосистем. Величина водных ресурсов, их изменение во времени и распределение по территории стали определяться не только естественными колебаниями климата, но и хозяйственной деятельностью человека. Во многих районах и странах мира водные ресурсы из-за их количественного истощения и загрязнения уже не могут удовлетворять все возрастающие потребности в них и становятся фактором, сдерживающим дальнейшее развитие экономики и рост благосостояния населения [15].
Существует немало работ, целью которых является оценка изменения различных характеристик речного стока и водных ресурсов исследуемых территорий. Высокий интерес к проблеме стока связан, прежде всего с ухудшением экологического состояния территорий и с недостатком высококачественных водных ресурсов в ряде регионов. Изменения окружающей среды под влиянием деятельности человека сказывается на происходящих в ней процессах, следовательно, возникает необходимость разработки новых и совершенствование существующих методов расчета элементов водного баланса для территорий, затронутых хозяйственной деятельностью, что необходимо для решения экологических задач. В работах В. С. Вуглинского [17], О. И. Крестовского [65], В. В. Куприянова [68], Б. М. Доброумова и Б. С. Устюжанина [35], В. 3. Родионова [97], И. А. Шикломанова [116, 119], Д. Боша и Д. Хевлетта [124], В. Гольфа и Н. Хансела [126], Р. Сеуны [130] и многих других ученых рассмотрены методы исследования и даны количественные и качественные оценки влияния различных видов хозяйственной деятельности на элементы водного баланса.
Изучение преобразований элементов водного баланса в первые годы после рубок проводилось С. Ф. Федоровым [111], С. Ф. Федоровым, С. В. Марунич и др. [112]. Изменение суммарного испарения за весь период восстановления различных типов леса после рубок исследовалось в работах О. И. Крестовского [65], А. А. Книзе и О. И. Крестовского [60]. Гидрологическая роль леса в эксплуатируемых лесах обсуждалась многими исследователями с последовательным рассмотрением различных этапов их восстановления после рубок в работах А. А. Молчанова [79], С. Ф. Федорова [ПО, 111], С. Ф. Федорова, С. В. Марунича и др. [112], 3. П. Старцевой [103] и др.
Анализ трансформации отдельных составляющих водного баланса под влиянием рубки леса показал, что величины этих составляющих зависят от размеров и давности рубки. Важной характеристикой леса является его возраст. Он, во многом, определяет как видовой состав древостоев в лесных экосистемах, так и физиологические характеристики леса.
По данным исследований [111, 131] существует связь между величиной испарения с вырубки и ее возрастом. В первый год после вырубки испарение с этого участка минимально. На вырубах 6-7 летней давности в начальной стадии лесовозобновления, когда сформировался почти сомкнутый травостой, величина испарения достигает 72% суммарного испарения с окружающего леса.
О. И. Крестовский [65] приводит схему наиболее типичных временных изменений в структуре водного баланса в таежной зоне после вырубки леса. В этой схеме показано, что сразу после вырубки спелого или перестойного леса, главным образом хвойного, происходит резкое снижение испарения, возрастает сток, что часто ведет к заболачиванию вырубок. В дальнейшем по мере формирования сначала травянистой, а затем кустарничковой и лесной растительности испарение увеличивается, достигая максимума через 40 - 60 лет после вырубки.
Недостатком выше приведенных исследований является то, что не всегда можно использовать, полученные исследователями результаты на малоизученных участках леса.
Влияние водохранилищ на преобразование влагооборота в бассейнах подробно рассмотрено в работах И. А. Шикломанова [116], И. А. Шикломанова и Г. М. Веретенникова [117], В. С. Вуглинского [17], В. Гольфа и Н. Хансела [126]. Авторами разработаны методы и получены оценки изменения элементов водного баланса с водосборов в результате сооружения водохранилищ. Сложность получения точных оценок для решения водохозяйственных задач предполагает необходимость разработки новых подходов к решению данных проблем, поэтому важно исследовать влияние на эти оценки климатических факторов.
В последнее время наблюдается последовательное увеличение численности больших городов и тенденция к сокращению сельского населения. В ходе урбанизации создается новая антропогенная среда, что приводит к изменению условий формирования водного баланса территории. Данному вопросу уделялось немалое внимание в работах В. В. Куприянова [67], М. И. Львовича и Г. М. Черногаевой [74], М. И. Львовича и Е. П. Чернышева [75], В. К. Ситникова [101], Г. М. Черногаевой [115]. Из анализа данных работ следует, что города играют важную роль в формировании влагооборота бассейна, существует общая закономерность: годовой сток с городской территории больше, чем сток в естественных условиях. На урбанизированной территории осадки, выпадающие на практически водонепроницаемую поверхность (дороги, проезды, аэродромы, здания и т. д.) имеют слабую инфильтрацию, что приводит к увеличению стока с территории и уменьшению испарения. От размера площади, занятой практически водонепроницаемыми покрытиями зависит величина изменения элементов водного баланса.
Дальнейшие исследования должны быть нацелены на улучшение методик изучения и решения задач по установлению возможных соотношений различных землепользовании на городской территории с учетом их экологических условий. Для решения данной задачи важно установить зависимости величины изменения элементов водного баланса на практически водонепроницаемых участков от климатических характеристик и на городской территории от доли площадей различных угодий в различных климатических условиях.
В работах М. И. Будыко [12], Г. П. Калинина [43], Р. К. Клиге [59], И. А. Шикломанова [119] и др. рассматривается изменение климатических характеристик и влагооборота местности под влиянием хозяйственной деятельности человека. В результате антропогенного воздействия на окружающую среду, приводящего к росту испарения, может наблюдаться увеличение осадков и речного стока [59, 119]. Количественные характеристики данного процесса определяются размером рассматриваемой территории, затронутой воздействием и от ее географического положения. Следовательно, наряду с изменениями, вызванными преобразованием ландшафтов, возможна трансформация элементов водного баланса в результате изменения климатических характеристик из-за хозяйственной деятельности.
В зависимости от географических условий региона (рис. 1.1) в нем преобладает тот или иной вид хозяйственной деятельности, который играет ведущую роль в преобразовании элементов водного баланса на водосборе. В лесной зоне основным видом хозяйственной деятельности является лесозаготовка. Значительные преобразования элементов водного баланса в результате строительства водохранилищ наблюдаются в зоне степей и полупустынь. Строительство дорог и населенных пунктов характерно для всех природных зон.
Методы оценки изменения испарения и стока, а также максимальных снегозапасов после рубок и пожаров
Классификация - один из важных этапов обобщения научных исследований, необходимых для решения различных задач. Существуют различные подходы к классификации видов хозяйственной деятельности человека.
В работе В. Г. Барского [8] предложена достаточно полная классификация для решения проблем комплексного использования и охраны вод. Еще одна классификация, касающаяся данной проблемы, проанализирована в работе С. М. Говорушко [21]. Автор рассмотрел около 30 видов хозяйственной деятельности с точки зрения их влияния на компоненты природной среды. Он разделил эти виды на 4 типа, выделяя наиболее вероятные последствия: воздействия на химический состав природных компонентов; воздействие на характер поверхности суши и дна водоема; техногенные физические воздействия; воздействия на состав биоты.
В работе [126] авторы подразделяют антропогенное воздействие на водный баланс водосбора на два вида: на внешнее и на внутреннее воздействие.
Все виды хозяйственной деятельности в зависимости от механизма их влияния на условия формирования стока и объем стекающей по русловой сети воды И.А. Шикломанов [119] разделил на пять больших групп: 1) виды, непосредственно связанные с заборами воды из русловой сети и сбросами использованных вод в водные объекты; 2) виды, связанные с преобразованиями в русловой сети бассейна; 3) виды, изменяющие условия формирования стока и других элементов водного баланса на водосборах рек за счет преобразования подстилающей поверхности; 4) виды, оказывающие влияние на сток как вследствие водозабора из русла, так и преобразования поверхности водосбора; 5) виды хозяйственной деятельности, влияющие на элементы водного баланса через изменение метеорологических и климатических характеристик.
Еще одна классификация антропогенного воздействия на водный баланс представлена Н. И. Коронкевичем [62]. Она основывается на следующих признаках: вид (назначение) деятельности человека, место деятельности, механизм антропогенного воздействия и результаты воздействия для водного баланса.
В работе Ю. В. Карпечко [50] все виды хозяйственной деятельности по формам воздействия на ландшафты и их устойчивости в преобразованном виде в течение периода использования подразделяются на: жесткую, полужесткую и мягкую (табл. 2.1).
Наибольшую сложность и значительный интерес с точки зрения познания природоформирующих функций человека вызывает определение гидрологической роли тех видов деятельности человека, при которых происходит преобразование подстилающей поверхности водосборов. При этом необходимо отметить, что человек может, как непосредственно влиять на характер подстилающей поверхности, а также опосредованно через изменение климатических характеристик и локальное загрязнение атмосферы и почв.
В результате непосредственного воздействия на участки суши человеком создаются новые ландшафты (вырубки, мелиоративные системы, водохранилища, дороги и т.д.), определяющие преобразования водного баланса территории, оценка степени которого в каждом конкретном случае имеет важное практическое значение.
Избыточные концентрации загрязняющих веществ в атмосфере и в почве в отдельных случаях разрушающе действуют на растительный покров, что приводит к снижению транспирации. Такая ситуация может создаться вблизи промышленных объектов, имеющих проблемы с очисткой своих выбросов в окружающую среду. Однако заметное влияние промышленных объектов, как на почву, так и на растительный покров ограничивается сравнительно небольшой площадью, поэтому ощутимого отражения снижения суммарного испарения с таких участков в большинстве случаев можно ожидать только на водном балансе очень малых водосборов.
Вместе с тем, следует отметить, что при опосредованном влиянии человека на подстилающую поверхность изменение элементов водного баланса с единицы площади происходит, как правило, в меньших масштабах, чем при непосредственном воздействии. В частности, за счет увеличения продуктивности древостоя при повышении среднегодовой температуры воздуха до 2-х градусов увеличение испарения с леса в наиболее благоприятных условиях в северной тайге не превысит 10%. При продвижении к югу абсолютная и относительная величина изменения уменьшается [48].
За счет присущих и приобретаемых в процессе эволюции приспособленческих функций растения могут достаточно успешно переносить изменения в составе атмосферы и в почве в достаточно широком их диапазоне, поэтому в большинстве случаев влияние промышленных объектов на растения будет, с гидрологической точки зрения, мало ощутимо даже на малых водосборах.
Преобразованные участки, созданные человеком в результате его непосредственного воздействия на подстилающую поверхность водосборов, в зависимости от их характеристик, дальнейшего развития и влияния на гидрофизические и гидрологические процессы можно разделить на 3 группы (табл. 2.2): 1) техногенные ландшафты; 2) нарушенные ландшафты; 3) природно-техногенные ландшафты.
Техногенные ландшафты - это участки суши, физические свойства поверхностных слоев которых преобразуются кардинальным способом, существенно изменяющим условия формирования элементов водного баланса. Такие участки представляют собой результат жесткой формы воздействия, они приобретают устойчивое состояние благодаря закреплению соответствующих природных компонентов на определенном уровне их естественных или искусственных преобразований и сооружению дополнительных рукотворных компонентов. Такие ландшафты создаются в любых природных зонах, и степень их участия в формировании элементов водного баланса в большой степени зависит от метеорологических и климатических факторов.
К нарушенным ландшафтам относятся созданные человеком или при его участии природные участки суши: искусственные водоемы, вырубки (как свежие, так и уже зарастающие древостоем), гидромелиоративные системы, сельскохозяйственные поля, лесопосадки, парки и т.д. Создание почти каждого из таких ландшафтов приурочено к определенным природным зонам: вырубок - к лесной зоне, гидромелиоративных осушительных систем - также в основном к лесной зоне, гидромелиоративных оросительных систем - к степной зоне и пустыне и пр. Их дальнейшее развитие во многом определяется природными факторами.
Определение общей фитомассы и ее прироста
Важным периодом в таежной зоне является весеннее половодье, когда водотоки проносят значительную часть годового объема воды, поступающей с водосбора. Объем весеннего стока в большой степени зависит от величины предвесенних снегозапасов. Интерес представляет оценка роли рубок и гарей в формировании снежного покрова.
Существуют представления о влиянии размеров полян и вырубок на количество выпадающих зимних осадков [53, ПО, 112]. В настоящее время оценить это влияние не представляется возможным, в большинстве случаев роль данного фактора в пространственном распределении осадков ограничивается точностью измерений и расчетов. Поэтому зимние осадки в данной работе до и после воздействия принимаются неизменными. С учетом этого и, основываясь на воднобалансовом подходе, уравнение для оценки влияния лесозаготовок и лесных пожаров на снегонакопление в хвойных лесах можно представить как разницу между максимальными снегозапасами с вырубки или гари (Sci) и максимальными снегозапасами с леса до воздействия (Sf).
Максимальные снегозапасы на безлесном участке рассчитываются по уравнению: где Eswci - испарение с наземного покрова с безлесного участка, мм; Hci -слои стаявшего снега в период оттепелей с безлесного участков, соответственно, мм. Максимальные снегозапасы с леса до воздействия определяются по формуле: Sf = Pf- Eiws - Eswf - Hf, где Eiws - испарение осадков с полога леса, мм; Eswf - испарение с наземного покрова под пологом леса, мм; Hf - слои стаявшего снега в период оттепелей с лесного участка, мм. Изменение максимальных снегозапасов после рубок и лесных пожаров рассчитывается по уравнению: dS = Sci - Sf После подстановки уравнение приобретает следующий вид: dS = Pci - Ешсі - Нсі - Pf+ Eiws + Eswf + Hf. Выполнив преобразование получаем равенство: dS = (Pci - Pf) - (Eswci - Eiws - Eswf) - (Hci - Hf). При оценке среднемноголетней величины изменения максимальных снегозапасов величина осадков принимается одинаковой как для покрытого древесной растительностью участка, так и для вырубки. В этом случае уравнение изменения максимальных снегозапасов после рубок и лесных пожаров представляется в следующем виде: где Zt o - сумма положительных температур за период снегонакопления. Уравнение (3.19) с учетом (3.15), (3.19) - (3.21) можно использовать для оценки влияния лесных пожаров и лесозаготовок на формирование максимальных снегозапасов в хвойных лесах.
При строительстве водохранилищ наблюдается существенное преобразование экосистем, сопровождающееся подъемом уровня зеркала воды в реке или озере, затоплением участков суши и переувлажнением почвогрунтов в береговой части образованного водоема. В результате строительства водохранилищ значительно увеличивается доля водной поверхности на водосборе [98].
Наибольшую долю в изменение потерь воды с водосбора вносит разница между испарением с созданной человеком водной поверхности и с затопленного участка суши до сооружения водохранилища: dEw = Ецг - Ei, (3.22) где dEw - изменение испарения после строительства водохранилища; Ew - испарение с водной поверхности, мм; Ei - испарение с затопленного участка суши до сооружения водохранилища, мм.
В настоящее время в практике гидрологических расчетов широко применяются различные методы оценки испарения с водной поверхности [100]: - метод водного баланса; - метод водных испарителей; - метод теплового баланса; - метод турбулентной диффузии; эмпирические формулы, основанные на использовании гидрометеорологической информации. Детальный анализ этих методов выполнен в работах [6, 14, 17, 78]. В данных работах отмечается, что ни одна их них не имеет явного преимущества. Широкое распространение получил разработанный в ГГИ метод, описанный в [106]. Как указывается В. С. Вуглинским [17], одним из недостатков данного метода является субъективный подход к определению некоторых параметров.
Достаточно обоснованным из эмпирических методов является метод В. С. Вуглинского [17], основанный на использовании измерений по водным испарителям. Вместе с тем, применение этого метода осложняется отсутствием в некоторых случаях данных по температуре воды.
Для пространственной характеристики испарения с водной поверхности на территории страны существует сеть водноиспарительных площадок, оснащенных стандартными сетевыми испарителями ГГИ - 3000 и эталонными водноиспарительными бассейнами площадью 20 м .
В данной работе при расчете испарения с водной поверхности некоторых малых водоемов Карелии и Кольского полуострова использовался подход, основанный на показаниях наземных водных испарителей ГГИ - 3000. Расчетную схему можно выразить следующим равенством: Ew = Е20 = а Ео.з, (3.23) где Е2о - испарение с поверхности испарительного бассейна, площадью 20 м , мм; а - коэффициент для перехода от показаний сетевого испарителя ГГИ - 3000 к испарению с испарительного бассейна; Ео.з -значение испарения из ГГИ - 3000, мм.
Анализ результатов данного подхода приведен во многих работах [6, 14,17, 78]. Достоинством данного метода является то, что в нем применяются результаты измерений, полученных напрямую по наземным водным испарителям ГТИ - 3000 [14, 17]. Ошибки при применении равенства (3.23) составляют ± 6% при расчетах испарения с поверхности водоемов площадью до 100км и ± 9% при площади водоемов от 100 до 1000 км [78]. Площадь большей части водохранилищ исследуемого региона не превышает 1000 км , основываясь на вышеизложенном, можно допустить, что ошибки расчета испарения с водохранилищ по (3.23) не превысят 10 %.
Значение коэффициента а в формуле (3.23) определялось по предложенной П. П. Кузьминым формуле [66]: а = 0.98-0.0007 Ео.з, (3.24) где Ео.з - среднее значение испарения по ГГИ - 3000, мм/мес. В качестве испарения с суши принималась средняя величина из полученных по методам М. И. Будыко и А. Р. Константинова значений [49, 95]. Применение этих методов в условиях Карелии было обосновано в работах [3, 45]. В работе [49] проведен анализ определения испарения с суши предложенными методами для 30 метеостанций Карелии и Кольского полуострова и выполнены детальные исследования испарения с поверхностей в Южной Карелии. Полученные результаты расчета по методу М. И. Будыко соответствовали максимальным из наблюдаемых значений испарения, по методу А. Р. Константинова были получены более низкие результаты, которые аналогичны с наблюдаемыми значениями испарения с неосушенных болот и минеральных почв. Следовательно, в последующих расчетах испарения с суши для конкретного водосбора принимали как среднеарифметическое значение из рассчитанных по двум приведенным методам величин [49].
Гидрологическая роль участков суши с практически водонепроницаемым покрытием и населенных пунктов в различных климатических условиях
Для определенного древостоя, произрастающего в конкретных условиях, фитомасса является функцией ее возраста (Р = ДТ)). Еще ее можно представить как функцию средней высоты древостоя (Р = J[h)). Последняя функция в меньшей мере связана с классом бонитета, чем предыдущая, потому что высота древостоя определенного возраста характеризует и условия произрастания. Полученные по данным наблюдений зависимости могут быть надежными только в том случае, если древостой, где проводились наблюдения, имели одинаковую полноту. Эмпирические данные, в большинстве случаев, получают при различной полноте, а переход к определенной, очевидно, будет сопровождаться потерей в точности. Данная ситуация создает сложности для применения уравнения вида (4.1) при анализе эмпирических данных.
Так же, использование функции Р = f(h) затрудняется тем, что в зависимости от лесорастительных условий изменяется абсолютная и удельная величина фитомассы. На рис. 4.1 показана тенденция роста отношения фитомассы к средней высоте древостоя (P/h) с увеличением его продуктивности для сосняков, ельников и березняков. Показатель класса бонитета
Анализ данных, приведенных на рис. 4.1 показывает, что с увеличением продуктивности древостоя на 1 класс бонитета происходит возрастание средней массы каждой единицы высоты древостоя (1 м) на 1.2-0.7 т/га.
При построении изображенных на рис. 4.1 зависимостей и в дальнейшем классы бонитета замещались на показатели классов бонитета, которые представлены арабскими цифрами (обозначения 1а, I, ..., V, Va заменены на 7, 6, ...,2, 1) [53]. Такие замещения сделаны для удобства анализа и формализации зависимостей.
При определении частей деревьев важным обстоятельством является то, что в зависимости от лесорастительных условий могут меняться соотношения между ними. Например, С. Н. Сеннов указывает на увеличение удельной массы корней при ухудшении почвенных условий [100]. Похожие изменения происходят и с листовым аппаратом.
Влияние условий роста на листовой аппарат можно показать следующим образом. Лист - это орган, осуществляющий тесное взаимодействие растения с атмосферой. Через листовой аппарат в значительной степени происходит влияние солнечной энергии на растение. Посредством него происходит ассимиляция углекислого газа и выделение влаги в атмосферу. Свидетельством роста древостоя является увеличение его фитомассы.
Наибольший прирост наблюдается в среднедневозрастном и приспевающем древостое. Леса этих возрастных категорий и расходуют наибольшее количество воды, что показано экспериментальными измерениями. Наличие связи между транспирацией и приростом различных характеристик фитомассы показано в работе [ПО]. Существует связь массы листового аппарата с объемом необходимых для растения минеральные вещества, поглощаемые из почвы в виде их водного раствора. Эту связь можно представить в следующем виде: Etri=Pii/Ci = ktrmu (4.2) где Etr\ - расход воды для осуществления жизнедеятельности и прироста единицы фитомассы; Рц - количество z-го минерального вещества, необходимого для жизнедеятельности и построения единицы фитомассы и лимитирующего в данных условиях рост растения; Сг - концентрация лимитирующего рост растения z-го минерального вещества в водном растворе, потребляемом растением из почвы мг/л; ktr - коэффициент транспирационной активности; wi\ - количество листвы, необходимое для осуществления всех процессов при поддержании жизнедеятельности и построении единицы фитомассы.
Для растений, находящихся на одной стадии развития, величину Рц можно, принимать практически постоянной для различных условий произрастания. Возраст может служить показателем стадии развития, в этом случае следует считать, что для одновозрастного древостоя определенной породы величина Рц остается постоянной не зависимо от лесорастительных условий. При постоянстве Рц и ktr из формулы (4.2) следует, что уменьшение концентрации лимитирующего рост и развитие растения минерального вещества (Сг) должно сопровождаться увеличением удельного расхода растением воды (расход воды, необходимый для построения единицы фитомассы), а, следовательно, гп\. Подтверждением этого служат приведенные на рис. 4.2 зависимости, показывающие тенденцию снижения удельной массы хвои (отношение массы хвои к общей фитомассе древостоя) практически одновозрастных сосняков (51 - 66 лет) и ельников (37 - 40 лет) с улучшением лесорастительных условий. где т - масса хвои в абсолютно сухом виде, кг; Р - фитомасса в абсолютно сухом виде, т; К1 - показатель класса бонитета. На основании предложенных зависимостей можно определить, что в среднем при улучшении условий роста древостоя на 1 класс бонитета удельная масса хвои уменьшается на 10 - 15 кг/т. Анализ показывает, что с изменением возраста эта величина слабо меняется. Относительная величина изменения массы хвои с изменением продуктивности древостоя на 1 класс бонитета составляет 10 - 30 %.
При снижении удельной массы хвои с улучшением бонитета, т. е. повышением плодородия почв, тренд массы хвои в целом для лесного участка может иметь обратное направление. В наибольшей степени это касается молодого и средневозрастного древостоя. Это объясняется тем, что улучшение условий роста древостоя сопровождается увеличением прироста и в целом фитомассы.
По мнению авторов работы [109], в климатических условиях Карелии фактором, ограничивающим рост растений, является наличие доступных для растений соединений азота в почве. В исследованиях ряда авторов [40, 41] приводятся величины годового поглощения минеральных веществ из почвы практически одновозрастными сосняками (45-66 лет) и ельниками (37-45 лет), произрастающими на различных по плодородию почвах. Используя эту информацию, можно рассчитать концентрацию азота в потребляемой древостоем воде по формуле: