Везде

RAS BiologyЛесоведение Forest Science

  • ISSN (Print) 0024-1148
  • ISSN (Online) 3034-5359

Runoff Dynamics in Catchment Areas with Forest Cover Disturbed by Cutting in Angara River Basin

You can
PII
S30345359S0024114825020071-1
DOI
10.7868/S3034535925020071
Publication type
Article
Status
Published
Authors
I. V. Danilova
  • Affiliation: Forest Institute, Siberian Branch of the RAS
T. A. Burenina
  • Affiliation: Forest Institute, Siberian Branch of the RAS
Volume/ Edition
Volume / Issue number 2
Pages
237-251
Abstract
In light of large-scale logging in the regions of Central Siberia, the problem of restoring the hydrological regime in catchment areas seems to be very urgent. The Angara River basin is the most indicative in terms of forest disturbance. The purpose of this work was assessing the impact of the area of forest cover disturbed as well as of post-logging reforestation on the hydrological regime of the Angara tributaries using climate databases and remote sensing data. The paper analyses the runoff dynamics in four Angara tributaries (the Irkineeva, Chadobets, Mura, and Karabula rivers), whose catchment areas were subject to large-scale logging. To solve this problem, we used long-term runoff observations data from hydrological posts and precipitation data from meteorological stations in the region under study. The forest cover changes analysis in the studied catchments, taking into account the clearing areas, was carried out using the data from the Global Forest Change (GFC) 2000-2020 resource (https://earthenginepartners.appspot.com/science-2013-global-forest) and Landsat satellite images. The direction of the reforestation and the forest restoration processes were analysed based on our own forestry research and forest management materials. It was found that logging caused a decrease in the flow of the studied rivers from 1.5 mm (Mura River) to 4 mm per year (Chadobets River) over the past two decades. Relative equalisation of the flow is observed when 16-20 years old clearings are overgrown, when young trees reach the pole wood growth stage. The obtained results and numerical modelling of the runoff’s dependence on the area of forest cover disturbance showed critical values of the fresh cuttings’ share for maintaining the stability of water content of Angara’s medium and small tributaries. For example, for the smallest of the studied rivers (Karabula), the area of non-renewed cuttings should not exceed 2% of the catchment area. Cutting on adjacent units is possible only after the formation of closed young growth in the first cutting. The studies showed some certainty in studying of the conjugation of runoff dynamics and critical transitions of secondary phytocoenoses caused by a gradual change in the vegetation cover in the process of reforestation after disturbance of the forest cover in the catchment area. As a result of constant changes in the structure of the vegetation cover, future scenarios of the rivers’ hydrological regimes after logging are determined by both further climate changes and the direction of vegetation successions.
Keywords
вырубки лесовосстановление сукцессии растительного покрова гидрологический режим рек водосбор Приангарье
Date of publication
05.03.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
13

References

  1. 1. Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесная промышленность, 1982. 552 с.
  2. 2. Буренина Т.А., Овчинникова Н.Ф., Федотова Е.В. Изменение структуры водного баланса на вырубках черневого пояса Западного Саяна // География и природные ресурсы. 2011. № 1. С. 92-100.
  3. 3. Буренина Т.А., Онучин А.А. Динамика стока на водосборах Северного Приангарья // География и природные ресурсы. 1999. № 2. С. 42-46.
  4. 4. Буренина Т.А., Мусохранова А.В. Пространственно-временная динамика элементов водного баланса на водосборах гор Южной Сибири под влиянием природных и антропогенных факторов // Известия Национальной академии наук Кыргызской Республики. 2016. № 3. С. 27-31.
  5. 5. Буренина Т.А., Мусохранова А.В., Сулейманова Ж.Р. Динамика структуры водного баланса в ходе лесовосстановительных сукцессий на вырубках в темнохвойных лесах Енисейского кряжа: Материалы Международной научно-практической конференции «Управление лесными экосистемами в условиях изменения климата». Бишкек, 2021. С. 88-92.
  6. 6. Буренина Т.А., Федотова Е.В., Овчинникова Н.Ф. Изменение структуры влагооборота в связи с возрастной и восстановительной динамикой лесных экосистем // Сибирский экологический журнал. 2012. № 3. С. 435-445.
  7. 7. Коржуев С.С. Средняя Сибирь // Равнины и горы Сибири. М.: Наука, 1975. С. 122-244.
  8. 8. Крестовский О.И. Влияние вырубок и восстановления лесов на водность рек подзон южной и средней тайги ЕТС // Водные ресурсы. 1984. № 5. С. 125-135.
  9. 9. Крестовский О.И. Влияние вырубок и восстановления лесов на водность рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 119 с.
  10. 10. Кутафьев В.П. Лесорастительное районирование Средней Сибири // Вопросы лесоведения. Красноярск, 1970. С. 165-180.
  11. 11. Лебедев А.В. Гидрологическая роль горных лесов Сибири. Новосибирск: Наука, 1982. 182 с.
  12. 12. Лиханов Б.В. Природное районирование // Средняя Сибирь. М.: Наука, 1964. С. 327-364.
  13. 13. Любимова Е.Л., Хотинский Н.А. О некоторых особенностях лесов юга Центральной Сибири // Лесное хозяйство. 1960. № 9. 23-25 c.
  14. 14. Онучин А.А. Причины концептуальных противоречий в оценке гидрологической роли бореальных лесов // Сибирский лесной журнал. 2015. № 2. С. 41-54.
  15. 15. Онучин А.А., Буренина Т.А., Фарбер С.К., Шишикин А.С. Экологические последствия рубок главного пользования в Нижнем Приангарье // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Красноярского края. Вып. 9. Красноярск, 2007. С. 34-43.
  16. 16. Онучин А.А., Буренина Т.А., Зирюкина Н.В., Фарбер С.К. Лесогидрологические последствия рубок в условиях Средней Сибири // Сибирский лесной журнал. 2014. № 1. С. 110-118.
  17. 17. Побединский А.В. Изучение лесовосстановительных процессов. М.: Наука, 1966. 64 с.
  18. 18. Побединский А.В. Рубки и возобновление в таежных лесах СССР. М.: Лесная промышленность, 1973. 200 с.
  19. 19. Попов В.В., Марцинковский Л.А. Состояние естественного возобновления леса на концентрированных вырубках в сосняках Красноярского края // Развитие производительных сил Восточной Сибири. М.: АН СССР, 1960.
  20. 20. Специализированные массивы для климатических исследований. Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. ВНИИГМИ-МЦД, 2016. http://meteo.ru/it/178-aisori.
  21. 21. Соколов В.А., Аткин А.С., Фарбер С.К. и др. Структура и динамика таежных лесов. Новосибирск: Наука, 1994. 168 с.
  22. 22. Соколов В.А., Фарбер С.К. Организация лесопользования в Нижнем Приангарье. Новосибирск: СО РАН, 1999. 218 с.
  23. 23. Фарбер С.К., Коневина К.С., Кузьмик Н.С. Особенности лесовосстановления на вырубках Нижнего Приангарья // Лесная таксация и лесоустройство. 2011. № 1-2 (45-46). С. 70-76.
  24. 24. Фарбер С.К., Соколов В.А., Казымов С.А. Динамика лесовосстановления на сосновых вырубках Приангарья // Лесная промышленность. 1995. № 3. С. 26.
  25. 25. Чеботарев А.И. Гидрологический словарь. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 308 с.
  26. 26. Шелутко В.А. Численные методы в гидрологии: учебник для вузов по спец. “Гидрология суши”. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 238 с.
  27. 27. Bosch J.M., Hewlett J.D. A review of catchment experiment to determine the effect of vegetation changes on water yield and evapotranspiration // Journal of Hydrology. 1982. № 55. P. 3-23.
  28. 28. Burenina T.A., Onuchin A.A., Fedotova E.V. Hydrological effect of forest logging in boreal zone of Siberia // Forest Ecosystems: Biodiversity, Management and Conservation. 2014. Chapter 6. P. 117-148. (ISBN: 978-1-63117-815-3) http://scholar.sfu-kras.ru/publication/023476173-356483468
  29. 29. Burenina T.A., Shishikin A.S., Onuchin A.A. Snow cover in clearings in spruce-pine forests of the Yenisei Ridge // Lesovedenie. 2013. № 6. P. 26-36. http://lesovedenie.ru/index.php/forestry/article/view/217
  30. 30. Buttle J.M., Creed I.F., Moore D. Advances in Canadian forest hydrology, 1999-2003 // Hydrological Processes. 2005. V. 19. P. 169-200.
  31. 31. Grip H., Fritsch J.M., Bruijnzeel L.A. Soil and water impacts during forest conversion and stabilization to new land use // Forests, Water and People in the Humid Tro-pics. Cambridge University Press, 2005. P 561-568.
  32. 32. Guillemette F., Plamondon A.P., Prevost M., L´evesque D. Rainfall generated stormflow response to clearcutting a boreal forest: peak flow comparison with 50 world-wide basin studies. Journal of Hydrology. 2005. V. 302. № 1. P. 137-153. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2004.06.043
  33. 33. Hamilton L.S., Pearce A.J. What are the soil and water benefits of planting trees in developing country watersheds? // Sustainable resource development in the third world. Boulder, Colorado, USA, Westview Press, 1987. P. 39-58.
  34. 34. Hansen M.C., Potapov P.V., Moore R., Hancher M., Turubanova S.A et al. High-Resolution Global Maps of 21st-Century Forest Cover Change // Science. 2013. V. 342. № 6160. P. 850-853. DOI 10.1126/science.1244693
  35. 35. Nisbet T.R., McKay H. Sustainable forestry and the protection of water in Great Britain: Proceedings International Expert Meeting on Forests and Water. Shiga, Japan. Tokyo, International Forestry Cooperation Office, Forestry Agency, 2002. P. 101-112.
  36. 36. Onuchin A.A., Burenina T.A., Gaparov К.К., Ziryukina N.V. Land use impacts on river hydrological regimes in Nor-thern Asia // Hydroinformatics in Hydrology, Hydrogeology and Water Resources. 2009. V. 331. P. 163-170.
  37. 37. Li Q., Wei X., Zhang M., Liu W., Giles-Hansen K., Wang Y. The cumulative effects of forest disturbance and climate variability on streamflow components in a large forest-dominated watershed // Journal of Hydrology. 2018. V. 557. P. 448-459. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2017.12.056
  38. 38. Wei X., Giles-Hansen K., Spencer Sh.A., Ge X., Onuchin A., Li Q., Burenina T., Ilintsev A., Hou Y. Forest harvesting and hydrology in boreal Forests: Under an increased and cumulative disturbance context // Forest Ecology and Management. 2022. V. 522. № 13. P. 120468. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120468.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library