Лесоведение, 2022, № 1, стр. 85-101
Динамика уровня грунтовых вод в ландшафтах национального парка “Бузулукский Бор”
А. И. Климентьев a, Г. В. Петрова a, *, Ю. М. Нестеренко b, Д. Г. Поляков b
a Оренбургский государственный аграрный университет
460014 Оренбург, ул. Челюскинцев, д. 18, Россия
b Оренбургский федеральный исследовательский центр УрО РАН
460000 Оренбург, Пионерская, 11, Россия
* E-mail: geoecol-onc@mail.ru
Поступила в редакцию 11.01.2018
После доработки 27.11.2019
Принята к публикации 03.06.2021
- EDN: EYDVUC
- DOI: 10.31857/S0024114821050053
Аннотация
Выполнен анализ условий формирования и развития Бузулукского бора. Основой данного лесного массива являются обособленные маломощные песчаные отложения древнего моря на возвышении кристаллического фундамента земной коры и осадочного чехла. Малая их водопроницаемость создала условия удержания гравитационной, капиллярной и других форм воды в песках со спорадическими включениями глинистых прослоек на доступных для сосны глубинах. Высокие фильтрационные свойства песчаных почв в сочетании с лесной подстилкой в 2–3 раза уменьшают сток талых и ливневых вод в сравнении с окружающими бор степными глинистыми почвами, что повышает эффективность использования атмосферных осадков растительностью в вододефицитных условиях континентального климата. Выявлено на 20–30% увеличение атмосферных осадков в Бузулукском бору в сравнении с осадками в окружающей степи, по-видимому, за счет повышенного рельефа и дополнительного испарения в бору. Важным условием существования бора является накопление и удержание талой воды в грунтовых водах и верховодке песчаных отложений, из которых сосновые древостои в летний засушливый период потребляют влагу в дополнение к атмосферным осадкам вегетационного периода. Глубина залегания и колебания их уровня определяются мощностью песчаных отложений, расположением глинистых прослоек, рельефом и транспирацией сосновых биоценозов. В поймах речных водотоков грунтовые воды залегают на глубине 2–3 м с годовой амплитудой колебания до 1 м. За пределами поймы грунтовые воды залегают на глубине 6–7 м с колебанием уровня до 0.4 м. В понижениях рельефа образуется верховодка с глубиной залегания до 5 м за счет стекающих с возвышенностей грунтовых вод, а различия в глубинах залегания грунтовых вод и их колебаний обусловили формирование в речных поймах и понижениях рельефа древостоев сосны в основном II класса бонитета, а на возвышениях гряд III и IV классов бонитета.
Бузулукский бор занимает 111 тыс. га, в том числе 79 тыс. га сосновых биоценозов. Это крупный островной лесной массив для степей Заволжья, но и Северной Евразии в целом. Формирование и развитие бора, его типов, многообразие популяций сосны, производительность фитоценозов во многом определяются песчаной почвообразующей породой, рельефом и континентальным климатом. Их взаимодействие обусловило водный режим с малым, в сравнении с глинистыми почвами, поверхностным стоком талых и ливневых вод и соответствующим увеличением запасов влаги в почвах и грунтах на глубинах, более доступных для сосны, чем для трав и древесной растительности с поверхностной корневой системой, создавая ей конкурентные преимущества в период засух. Изучение водного питания сосновых древостоев Бузулукского бора в степной зоне с коэффициентом увлажнения по испаряемости 0.6 представляет большой научный и практический интерес. Этому вопросу посвящена статья.
Уникальность Бузулукского бора обусловлена наличием песчаных отложений удаленных от основных отложений древнего моря в Прикаспии (рис. 1). Их обособленное формирование обязано островному возвышению на 300–400 м юго-западного склона Пилюгинско-Ивановского выступа кристаллического фундамента земной коры над Самарским пониженным его участком, что отразилось в возвышенном положении осадочного чехла и особенностях осадконакопления на мелководье древнего моря Тетис в период Акчагыльской его трансгрессии (Нестеренко и др., 2015). На возвышении горных пород, сформированных доломитами, мергелями, известняками, алевролитами и глинами верхней перми с малыми коэффициентами фильтрации, отложились пески (рис. 2). Малая водопроницаемость горных пород создала условия удержания гравитационной, капиллярной и других форм воды в песках со спорадическими включениями глинистых прослоек. Морские течения и древний водный сток постепенно вымыли из песчаных отложений илистые частицы в прилегающие понижения рельефа, сформировав в них суглинистые черноземы. Мощность песчаных отложений мала, но достаточна для формирования в них водоносного горизонта и верховодки, доступных для растений с глубокой корневой системой.
Высокие фильтрационные свойства песчаных почв в сочетании с лесной подстилкой в 2–3 раза уменьшают сток талых и ливневых вод в сравнении с окружающими бор степными глинистыми почвами, что повышает эффективность использования атмосферных осадков растительностью в вододефицитных условиях континентального климата.
Другим важным условием формирования Бузулукского бора является умеренно континентальный климат с минимально необходимым количеством атмосферных осадков для видов лесной растительности, распространенных в основном в гумидных зонах.
Бузулукский бор в голоцене, по-видимому, соединялся со Ставропольским и Приволжскими ленточными борами. С увеличением засушливости климата он превратился в остров среди степного высокого Сыртового Заволжья. Бор – крупный лесной массив, расположен на изолированной песчаной “подушке”, представляющей собой плейстоценово-голоценовую водно-ледниковую аккумулятивно-эоловую всхолмленную равнину, сложенную преимущественно полиминеральными хорошо отсортированными флювио-гляциальными мелко-среднезернистыми (0.25–0.1 мм) песками, мощностью 2–20 м. Бор расположен на правом берегу р. Самары и дренируется в основном ее притоком р. Боровка с довольно отчетливыми террасами, спускающимися с обеих сторон к ее современной пойме.
На территории бора произрастают различные древесные породы: сосна обыкновенная (Pinus sylvestris), дуб обыкновенный (Quercus robur), клен платановидный (Acer platanoides), липа мелколистная (Tilia cordata), береза повислая (Betula pendula), осина (Populus tremula) и другие. Согласно оценкам флористического богатства бора (Плаксина, 1994; Кин и др., 2014), здесь произрастает 363 вида растений, в том числе 30 древесных и кустарниковых. Древостой бора сложен в основном сосной обыкновенной. Лиственные породы более свойственны понижениям рельефа (Даркшевич, 1950).
Уникальность Бузулукского бора для Северной Евразии и планеты в целом определяется как резерват ценных видов флоры, генетических качеств и продуктивности популяции, обладающей высокой способностью переносить неблагоприятные факторы среды (Высоцкий, 1909; Морозов, 1930, 1964; Сукачев, 1931; Краснов, 1941; Нестеров, 1949; Хиров, 1973). Именно в Бузулукском бору была заложена основа отечественной науки о типах лесных сообществ, их устойчивости, здесь оттачивалась методология и методика научного комплексного познания леса. Отсюда лесная типология широко и уверенно утвердилась в изучении наших и зарубежных лесов.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Согласно синергетическому ландшафтному принципу подчинения (Неуструев, 1911, Солнцев, 2001; Климентьев, 2010) о ведущей роли литогенной основы, как самого консервативного, инертного природного компонента в территориальной организации ландшафтов и других региональных систем. Литосфера Общего Сырта подчиняет своей возвышенной внешней оболочкой ландшафтную оболочку бора, сложенную песками, оказывая заметное орографическое влияние, усиливая процессы атмосферной циркуляции, особенно на наветренных позициях склонов. Благодаря усилению фронтальных явлений атмосферное увлажнение иногда значительно превосходит аналогичные показатели соответствующей широтной зоны или сектора.
Колебания уровней грунтовых вод в национальном парке “Бузулукский бор” находятся во взаимозависимости с показателями климата, складывающимися погодными условиями, геологическим строением осадочного чехла Земли, рельефом, биоценозами, почвами и другими компонентами природы, изменяющимися во времени. В статье использованы результаты исследований Бузулукского бора ряда ученых XX в., данные Гидромета и наблюдений Боровой лесной опытной станции (ЛОС) им. А.П. Тольского, а также многолетних полевых исследований и наблюдений авторов статьи.
Наблюдения за режимом грунтовых вод в Бузулукском бору проводились на шести гидрологических площадках Борового опытного лесничества со скважинами в пределах поймы и надпойменных террас р. Боровка. Первые наблюдения проведены А.П. Тольским (1940) в колодце у метеорологической станции, расположенном на переходе от поймы к первой надпойменной террасе. Затем наблюдения были продолжены В.И. Рутковским в 1945–1955 гг. (Рутковский, 1950), Н.Ф. Созыкиным в 1955–1964 гг., Н.А. Воронковым в 1965–1973 гг. (Воронков, 1969, 1973), сотрудниками Боровой ЛОС, в которых участвовали и авторы статьи. Анализы образцов почв и воды выполнялись в сертифицированной лаборатории Агрохимцентра “Оренбургский”. Образцы почв и грунтовых вод подвергнуты разностороннему физико-химическому анализу, в том числе гранулометрическому и агрегатному составу, водно-физических свойств, pH, содержания гумуса, валовых и подвижных форм Р, K, (${\text{NH}}_{4}^{ + },$ ${\text{NO}}_{3}^{ + }$) и др.
Исследования В.И. Рутковского (1950) были направлены на изучение важнейших климатических и гидрологических факторов, определяющих в условиях бора, главные особенности среды, ее динамику и состояние растительности. Учитывая большое влияние древесной растительности на среду, для изучения взаимосвязи между ними макроклиматические и гидрологические исследования были дополнены стационарными наблюдениями за основными элементами водного баланса на ряде участков, резко различающихся между собой по растительности и глубине залегания уровня грунтовых вод. Главное внимание было уделено макро- и микроклимату, его колебаниям и изменениям в течение всего периода существования лесных культур. Но до сих пор взаимосвязь лесов с запасами воды в почве мало изучена и требует глубоких комплексных мониторинговых исследований.
Н.Г. Высоцкий (1909) выделил три вида сезонных колебаний уровня грунтовых вод (УГВ): 1) весенний инфильтрационный водоподъем; 2) летнее (десукционное) опускание; 3) осенние (коррективные изменения, зависящие от выравнивания зеркала). Коррективный тип колебания грунтовых вод нередко сохраняется и в зимний период. Все эти колебания происходят на фоне постоянного процесса их оттока в дренирующую сеть.
Н.А. Воронков (1969, 1973) изучал суточные, сезонные и многолетние колебания грунтовых вод. По его многолетним (24 г.) данным, суточная пульсация составляет 3–3.2 см и обусловлена, прежде всего, транспирационной деятельностью растений. Сезонные колебания, равные на террасе 50 см, а в пойме – 130–180 см, обусловлены атмосферными осадками. В суточном цикле колебания грунтовых вод при глубине залегания 2.3–2.5 м под высокопроизводительными сосняками не превышали 1 см, а при глубине 3.0–3.5 м отсутствовали. Здесь, по его мнению, наблюдается только постепенный спад уровня в результате оттока грунтовых вод в места разгрузки. Величина десукционного их расхода зависела как от вида растений, так и от водно-физических свойств почво-грунтов.
За 24-летний период наблюдений Н.А. Воронкова (табл. 1) начало подъема грунтовых вод в пойме совпадало с началом подъема уровня воды в р. Боровке между 20 марта и 16 апреля. Наиболее высокий их уровень регистрировался между 4 апреля и 12 мая. Однако в пойме, как и в реке, максимальный уровень держится очень недолго (20–30 дней) и уже в апреле–мае начинает опускаться, сначала довольно резко, а затем плавно. К осени (конец сентября) уровень опускался ниже значений, которые наблюдались накануне весеннего водоподъема, свидетельствуя о продолжающемся постепенном врезании русла реки и соответствующего формирования ландшафтной скульптуры рельефа и характера почвенного покрова долины. Средний многолетний суммарный (осенне-зимне-весенний) подъем грунтовых вод составил 74 см (29–176 см), а летне-осеннее падение уровня – 82 см. Суммарное падение уровня превышало величину подъема на 70 см, что и обусловило понижение среднегодового уровня за период наблюдений.
Таблица 1.
Год | Сумма осадков, мм | Глубина до грунтовых вод, см | Колебания уровня грунтовых вод, см | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
гидро-логичес-кий год | холодный период (X–IV) | средняя | предвесенний минимум | весенне-летний максимум |
в конце вегетаци-онного периода | осеннее-зимний подъем |
весеннее-летний подъем |
сум-марный подъем | летнее-осеннее падение | |||||
календар- ный год |
гидроло-гический год | вегетацион-ный период (1.V– 30.1Х) | дата | глубина | дата | глубина | ||||||||
1. Режим грунтовых вод прибрежного типа в почво-грунтах Бузулукского бора на высокой пойме р. Боровки (скв. 1) | ||||||||||||||
1946 | 507 | 255 | 15.IV | 265 | 25.IV | 144 | 278 | 121 | 134 | |||||
1947 | 548 | 316 | 253 | 249 | 245 | 27.111 | 255 | 4.IV | 102 | 285 | 23 | 153 | 176 | 183 |
1948 | 532 | 302 | 272 | 271 | 263 | 7.IV | 274 | 5.V | 207 | 298 | 11 | 67 | 78 | 91 |
1949 | 573 | 365 | 281 | 279 | 266 | 11.IV | 286 | 3.V | 216 | 296 | 12 | 70 | 82 | 80 |
1950 | 463 | 219 | 290 | 288 | 287 | 1 .IV | 280 | 25.IV | 247 | 309 | 16 | 33 | 49 | 62 |
1951 | 399 | 281 | 293 | 290 | 285 | 27.III | 292 | 21.IV | 224 | 318 | 17 | 68 | 85 | 94 |
1952 | 357 | 212 | 314 | 311 | 309 | 16/IV | 307 | 6.V | 273 | 332 | 11 | 34 | 45 | 59 |
1953 | 596 | 307 | 309 | 311 | 299 | 10.IV | 308 | 1.V | 259 | 324 | 24 | 49 | 73 | 65 |
1954 | 463 | 248 | 308 | 308 | 295 | 30.111 | 315 | 12.V | 260 | 323 | 9 | 55 | 64 | 63 |
1955 | 382 | 237 | 313 | 309 | 310 | 12.IV | 292 | 27.IV | 263 | 339 | 31 | 29 | 60 | 75 |
1956 | 626 | 347 | 308 | 313 | 299 | 11.IV | 313 | 26.IV | 258 | 320 | 25 | 55 | 80 | 62 |
1957 | 493 | 367 | 295 | 293 | 283 | 11.IV | 298 | 26.IV | 206 | 322 | 22 | 92 | 114 | 116 |
1958 | 570 | 330 | 301 | 303 | 288 | 12.IV | 310 | 9.V | 248 | 312 | 12 | 62 | 74 | 64 |
1959 | 479 | 271 | 303 | 300 | 295 | 6.IV | 301 | 26.IV | 236 | 326 | 11 | 65 | 76 | 90 |
1960 | 546 | 259 | 310 | 310 | 304 | 30.111 | 311 | 30.IV | 269 | 329 | 15 | 42 | 57 | 60 |
1961 | 504 | 247 | 315 | 313 | 314 | 20.III | 311 | 10.IV | 274 | 333 | 17 | 37 | 54 | 59 |
1962 | 569 | 241 | 312 | 314 | 311 | 20.III | 318 | 14.IV | 266 | 328 | 15 | 52 | 67 | 62 |
1963 | 584 | 336 | 290 | 293 | 272 | 10.IV | 307 | 6.V | 186 | 320 | 21 | 121 | 142 | 134 |
1964 | 783 | 388 | 289 | 293 | 273 | 10.IV | 306 | 6.V | 238 | 299 | 14 | 68 | 82 | 61 |
1965 | 502 | 331 | 285 | 283 | 274 | 31.III | 287 | 12.V | 222 | 312 | 11 | 65 | 76 | 90 |
1966 | 545 | 393 | 298 | 295 | 296 | 20.III | 292 | 30.IV | 243 | 322 | 20 | 49 | 69 | 79 |
1967 | 373 | 184 | 328 | 318 | 326 | 31.III | 302 | 10.IV | 293 | 343 | 20 | 9 | 29 | 50 |
1968 | 646 | 348 | 320 | 318 | 317 | 29.III | 322 | 18.IV | 276 | 337 | 21 | 46 | 67 | 61 |
1969 | 360 | 156 | 335 | 332 | 338 | 10.IV | 319 | 24.IV | 308 | 353 | 18 | 11 | 29 | 45 |
1970 | 674 | 406 | 334 | 340 | 30.111 | 328 | 18.IV | 257 | 368 | 25 | 29 | 54 | 111 | |
Среднее | 523 | 294 | 301 | 301 | 295 | 300 | 239 | 321 | 18 | 59 | 74 | 82 | ||
2. Режим грунтовых вод прибрежного типа в почво-грунтах Бузулукского бора на первой надпойменной террасе р. Боровки (скв. 5, от реки 1440 м) | ||||||||||||||
1947 | 548 | 316 | 512 | 494 | 29.III | 545 | 23.VII | 486 | 498 | 59 | 12 | |||
1948 | 532 | 302 | 504 | 472 | 472 | 7.IV | 523 | 7.VII | 486 | 500 | 37 | 14 | 28 | 40 |
1949 | 573 | 365 | 492 | 496 | 476 | 21.IV | 514 | 29.VI | 464 | 484 | 50 | 20 | 14 | 28 |
1950 | 463 | 219 | 516 | 508 | 516 | 29.1V | 515 | 19.V | 512 | 517 | 2 | 5 | 31 | 51 |
1951 | 399 | 281 | 519 | 520 | 505 | 6.IV | 538 | 9.VII | 497 | 516 | 41 | 19 | 19 | 24 |
1952 | 357 | 212 | 543 | 536 | 543 | 9.V | 545 | 14.VI | 539 | 547 | 6 | 8 | 29 | 48 |
1953 | 596 | 307 | 545 | 54S | 535 | 28.IV | 563 | 80.VII | 528 | 534 | 35 | 6 | 16 | 24 |
1954 | 463 | 248 | 542 | 543 | 534 | 3.V | 560 | 27.VII | 524 | 533 | 36 | 7 | 26 | 32 |
1955 | 382 | 237 | 559 | 553 | 559 | 18.V | 558 | 6.VI | 555 | 563 | 3 | 8 | 25 | 32 |
1956 | 626 | 347 | 550 | 557 | 536 ' | 23.IV | 579 | 2.VIII | 528 | 531 | 51 | 3 | 16 | 24 |
1957 | 493 | 367 | 516 | 522 | 494 | 17.IV | 549 | 5.VII | 484 | 503 | 65 | 19 | 18 | 21 |
1958 | 570 | 330 | 515 | 514 | 504 | 24.IV | 534 | 22.VII | 497 | 505 | 37 | 8 | 31 | 50 |
1959 | 479 | 271 | 515 | 514 | 505 | 23.IV | 535 | 4. VII | 495 | 511 | 40 | 16 | 30 | 38 |
1960 | 546 | 259 | 531 | 528 | 525 | 9.V | 538 | 8. VII | 522 | 529 | 16 | 7 | 27 | 43 |
1961 | 504 | 247 | 538 | 537 | 532 | 30.III | 546 | Не опр. | 526 | 535 | 20 | 9 | 17 | 24 |
1962 | 569 | 241 | 545 | 543 | 534 | 30.III | 555 | 24. VI | 534 | 543 | 21 | 9 | 20 | 29 |
1963 | 584 | 336 | 532 | 538 | 516 | 10.IV | 563 | 31 .VII | 507 | 514 | 56 | 7 | 20 | 29 |
1964 | 783 | 388 | 503 | 512 | 488 | 30.IV | 538 | 18. VIII | 470 | 478 | 62 | 2 | 24 | 31 |
1965 | 502 | 331 | 481 | 482 | 465 | 20.IV | 505 | 6.VII | 454 | 474 | 51 | 20 | 27 | 29 |
1966 | 545 | 393 | 485 | 483 | 470 | 10.IV | 503 | 30. VI | 460 | 484 | 43 | 24 | 29 | 49 |
1967 | 373 | 184 | 524 | 512 | 526 | 18.V | 518 | 12. VII | 525 | 536 | –7 | 11 | 34 | 58 |
1968 | 646 | 348 | 540 | 539 | 529 | 18.IV | 559 | 20. VIII | 523 | 529 | 36 | 6 | 23 | 34 |
1969 | 360 | 156 | 560 | 552 | 561 | 24.IV | 556 | 20. VII | 562 | 567 | –6 | 5 | 27 | 33 |
1970 | 674 | 406 | 562 | 543 | 12.IV | 582 | 30.VII | 535 | 540 | 47 | 5 | 15 | 20 | |
Сред | 523 | 294 | 525 | 526 | 513 | 543 | 509 | 520 | 33 | 10 | 24 | 34 |
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
По данным метеорологической станции Боровое, расположенной в Бузулукском бору на опытном участке годовое количество атмосферных осадков в среднем за 1936–1950 гг. составило 485 мм (Климатологический справочник СССР, 1954). На соседних метеорологических станциях Борское и Марычевка, расположенных северо-западней в 20 км от бора в степи, их количество на 21% меньше (381 мм). На 30% атмосферных осадков меньше (341 мм) и в 20 км юго-восточнее его на станциях в районе г. Бузулука.
По гидрологическим измерениям на р. Колтубанка (Ресурсы поверхностных вод СССР, 1966), водосбор которой расположен в Бузулукском бору, в среднем за 1945–1962 гг. на поверхностный сток талых вод пошло 12 мм (2.5% атмосферных осадков), на подземный 9 мм 1 год (1.9% осадков). За пределами бора, по измерениям в верховьях р. Боровка, поверхностный сток талых вод равен 29 мм (8.5% осадков), подземный – 2.5 мм 1 год (0.5% осадков).
На суммарное испарение в бору расходуется в среднем 464 мм 1 год, а за его пределами 350–310 мм 1 год. Следовательно, в Бузулукском бору дополнительно осаждается влага фронтального атмосферного ее переноса и увеличенного суммарного испарения дополнительно накопленной влаги в собственной зоне аэрации. Повышенные атмосферные осадки – важнейшая причина формирования леса, а их динамичность – основа динамичности экосистем бора и фактор эволюционной приспособленности к суровым условиям обитания в степи. Гипотеза о цикличных изменениях климата выдвинута в конце XIX в. Е.А. Bruckher (1890) и А.И. Воейковым (1901). Позже теория крупномасштабных колебаний климата разработана А.В. Шнитниковым (1973). Динамика показателей климата в Бузулукском бору представлена на рис. 3. В бору на фоне их цикличности наблюдается тенденция увеличения атмосферных осадков и повышения температуры воздуха.
Согласно гидрогеологическому районированию (Сквалецкий и др., 2006), рассматриваемая территория отнесена к Восточно-Сыртовскому артезианскому району, где наиболее широко развиты нижнеплейстоценово-голоценовый и нижнетриасовый водоносные горизонты, водоносный верхне-татарский комплекс и относительно водоупорный верхнеплиоценовый горизонт функционируют по принципу сообщающихся сосудов. Обособлено от них функционирует верховодка (рис. 2).
В долине р. Боровка выделяются: современная ровная пойма (aQ1), шириной 0.25–3.0 км; первая надпойменная терраса $\left( {{\text{aQ}}_{{{\text{III}}}}^{{\text{2}}}} \right),$ представляющая собой ровную поверхность, переходящую во вторую надпойменную террасу ясно выраженным невысоким уступом; вторая надпойменная терраса $\left( {{\text{aQ}}_{{{\text{III}}}}^{{\text{1}}}} \right)$ с мощными песчаными гривами и холмами (Климентьев, 2010).
Гидрогеологические условия бора определяет аллювиальный горизонт (aQ), развитый в долинах рек Самара, Боровка, Колтубанка. Он представлен песками, а также гравийно-галечными отложениями, локально в покрове террас – супесями, суглинками и глинами, образующих также линзы в толще песков. Мощность водоносного горизонта колеблется в пределах 8–10 м в долинах р. Колтубанка и р. Боровка.
Многолетние наблюдения за уровнем грунтовых вод в бору показали, что он зависит от рельефа, водно-физических свойств почво-грунтов, характера растительности и условий увлажнения. В степной зоне доступность грунтовых вод определяет долговечность и производительность лесных фитоценозов и требует изучения их динамики в многолетних, сезонных и суточных циклах.
В условиях малой влагоемкости песчаных почв и грунтов увеличивается значимость грунтовых вод в водном питании Бузулукского бора. Поэтому их режиму посвящена основная часть статьи.
В таблице 2 приведены сведения о расположении скважин наблюдения за уровнем грунтовых вод по отношению к р. Боровка, средняя глубина до их уровня и его колебания в течение года в 1980–1987 гг.
Таблица 2.
№ скважины/время | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 7 | 8 | 9 | 10 | 12 | 13 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Расстояние до Боровки, м | 50 | 500 | 765 | 1080 | 1440 | 2070 | 2585 | 3080 | 3120 | 3800 | 4840 |
Средняя глубина залегания грунтовых вод по периодам года, см | |||||||||||
15.10 | 292 | 459 | 191 | 517 | 561 | 600 | 552 | 597 | 752 | 685 | 539 |
15.02 | 287 | 451 | 191 | 523 | 568 | 606 | 539 | 602 | 754 | 691 | 545 |
15.04 | 232 | 385 | 163 | 520 | 573 | 611 | 544 | 608 | 764 | 696 | 549 |
15.05 | 226 | 430 | 150 | 506 | 566 | 602 | 543 | 605 | 760 | 692 | 547 |
15.06 | 239 | 469 | 158 | 493 | 567 | 587 | 530 | 591 | 746 | 677 | 536 |
15.07 | 270 | 485 | 174 | 498 | 546 | 585 | 519 | 558 | 738 | 672 | 530 |
Средняя глубина залегания | 257 | 446 | 171 | 510 | 564 | 598 | 538 | 594 | 752 | 686 | 541 |
Колебания уровня грунтовых вод | |||||||||||
15.02–15.04 | +66 | +55 | +28 | +3 | –5 | –5 | –5 | –6 | –10 | –5 | –4 |
15.04–15.05 | –45 | +6 | +13 | +14 | +7 | +9 | +1 | +5 | +4 | +4 | +2 |
15.05–15.06 | –39 | –13 | –8 | +13 | –1 | +25 | +13 | +14 | +14 | +15 | +11 |
15.06–15.07 | –16 | –31 | –16 | –5 | +21 | +2 | +11 | +33 | +8 | +5 | +6 |
15.07–15.10 | +26 | +22 | +17 | –19 | –15 | –15 | –33 | –39 | –14 | –13 | –9 |
15.10–15.02 | +5 | +8 | 0 | –6 | –7 | –6 | +13 | –5 | –2 | –6 | –6 |
Повышения | +66 | +55 | +28 | +14 | +21 | +25 | +13 | +33 | +14 | +15 | +11 |
Понижения | –39 | –31 | –16 | –19 | –15 | –15 | –33 | –39 | –14 | –13 | –9 |
Изменение глубин за сезон | 0 | + 24 | +8 | –5 | +6 | +10 | –20 | –6 | 0 | +2 | +2 |
Анализ табл. 2 показывает, что в подземных водах Бузулукского бора выделяется зона пойменных подземных вод, глубина залегания которых и режим колебания зависят от изменений уровня реки (скв. №№ 1, 2). В этой зоне подземные воды находятся в среднем на глубине 2–3 м. В паводок их уровень повышается, а после его окончания к середине лета понижается в среднем на 1 м. С удалением от реки на километр и более влияние паводкового подъема уровня воды в реке прекращается, и колебания уровня грунтовых вод зависят от количества талых вод, поверхностного их стока, атмосферных осадков вегетационного периода и суммарного испарения (скв. №№ 6–13). Между этими зонами находится переходная зона с влиянием на подземные воды реки лишь в годы высоких уровней половодий (скв. №№ 3, 4).
В пойме подземные воды на расстоянии до 500 м от реки подпираются весенним половодьем и поднимаются в среднем на 66–226 см от земной поверхности и через капиллярную кайму хорошо доступны для древесной растительности до середины лета. К концу вегетационного периода они постепенно расходуются на потребление древесной растительностью и отток в речную сеть, понижаясь до 270 см со скоростью 1 см сут–1. Во вторую половину вегетационного периода в пойменной зоне уровень подземных вод продолжает понижаться со скоростью 0.24 см сут–1. В осенне-зимний период с прекращением расхода на испарение уровень грунтовых вод медленно, со скоростью 0.04 см сут–1, повышается за счет притока с вышерасположенного водосбора.
За пределами поймы при отсутствии влияния подъема уровня реки подземные воды в паводковый период продолжают понижаться, расходуясь на отток при отсутствии поступления талых вод в связи с длительной их инфильтрацией через зону аэрации мощностью 5–7 м. В этой зоне подъем грунтовых вод начинается в начале мая и продолжается до середины лета, что свидетельствует о повышенном увлажнении выше расположенных песчаных отложений нисходящим потоком талых вод и атмосферными осадками. Он дольше продолжается на участках с глубиной залегания грунтовых вод более 6 м. При высокой скорости впитывания воды в песчаную поверхность с лесной подстилкой длительная ее инфильтрация в нижерасположенные грунты с глинистыми прослойками (псевдофибрами) благоприятна для лесной растительности. Исследования запасов влаги в сосновом древостое на различных глубинах в песчаных грунтах в 1968–1971 гг. выявили их увеличение в весенний период и уменьшение с апреля по сентябрь в слое 150–200 см в среднем на 35 мм, в слое 200–250 см на 25 мм, в слое 300–350 см на 2 мм и увеличение в слое 400–450 см в мае-июле на 11 мм. Увеличение запасов влаги в слое 400–450 см на 8–42 мм происходит, по-видимому, за счет подпитки из нижерасположенной временной верховодки. Следовательно, сосновые древостои потребляют влагу со всей зоны аэрации песчаных отложений Бузулукского бора до глубины 4–4.5 м.
В Бузулукском бору на исследуемой территории на расстоянии до 5 км от р. Боровка подземные воды находятся не глубже 6–7 м, в связи расположением на этих глубинах коренных горных пород, являющихся для них водоупором (рис. 2). Относительно близкое расположение подземных вод, не типичное для окружающей бор степи, является важнейшим условием его функционирования.
На потребление растительностью бора грунтовых вод существенно влияет колебание их уровня. По данным табл. 2 в пойме (скв. №№ 1, 2) они поднимаются в среднем на 64 см и затем к середине лета опускаются в среднем на 0.5 м. Во второй половине лета уровень грунтовых вод в пойме постепенно повышается в среднем на 0.3 м за счет притока подземных вод с водосбора, увеличивая речной сток. За пределами поймы колебание грунтовых вод менее значительно. Основной их подъем наблюдается в конце мая и до середины лета за счет инфильтрации талых и ливневых вод. В последующем, до инфильтрации в следующем году, идет понижение грунтовых вод за счет потребления их растениями, сток в гидрографическую сеть, а также на сток в понижения рельефа, где формируется верховодка (скв. № 8).
Сумма средних колебаний воды в скважинах створа за сезон за весь период наблюдений в расчете на одну скважину составляет +1.9 см, что в пределах ошибки измерений и свидетельствует об отсутствии многолетнего изменения средней глубины залегания грунтовых вод и установившемся динамическом равновесии между их уровнями и потреблением воды растительностью бора, состояние которого за последние полвека не ухудшилось. По данным лесоустройства 2002 г. в Бузулукском бору 79 тыс. га хвойных пород. Массовой суховершинности сосны в возрасте 20–50 лет не наблюдается. Суховершинность сосны происходит в загущенных одновозрастных посадках на вершинах гряд в связи с несоответствием между запасами влаги в почво-грунтах и высокой суммарной их потребностью в воде на транспирацию. В острозасушливом 2010 г. на вершинах наиболее высоких гряд погибли сосны в возрасте 25–30 лет.
Почвенно-грунтовые воды, верховодка и верхний водоносный горизонт на территории бора являются важнейшими факторами почвообразования и формирования типов боров. Почвенные воды, образовавшиеся в зоне аэрации песчаных дерново-подбуров, вступают в гидравлическую связь с грунтовыми водами и образуют совместно с ними единый горизонт почвенно-грунтовых вод. Это единство не исключает стока различных слоев почвенно-грунтового потока по латерали в понижения и через водоупоры в ниже расположенные водоносные горизонты с неодинаковой скоростью вследствие значительных различий коэффициентов фильтрации почвенных и подстилающих почву горизонтов. Именно доступность грунтовых вод является определяющим фактором формирования типов боров и почв. На вершинах гряд при недоступности для растений грунтовых вод по классификации В.Н. Сукачева формируются лишайниковые сосняки в основном III и IV класса бонитета (1%), ниже на склонах, в межгрядовых ложбинах и в пойме в условиях дополнительного притока влаги и более близкого залегания грунтовых вод – мшистые (около 65%), сложные (около 25%) и ложнотравяные (8%) боры I и II класса бонитета. Относительная высота параллельно-грядового (террасового) эрозионного рельефа территории бора обусловливает своеобразную переходную зональность типов леса, определяемую уровнем залегания грунтовых вод. При наличии близких (0.5–2 м) к поверхности водоупоров – мергелей и опок элювиальной перми в условиях дополнительного притока латеральной влаги и элементов-органогенов формируются травяные боры, локально нарушающие вышеуказанную зональность.
В почвах бора почвенно-грунтовые воды являются, как правило, временными верховодками, появляясь рано весной, часто – осенью, а иногда и летом. Существующие микроклиматические условия вершин дюн и склонов исключают возможность образования почвенных вод. В них верхняя граница капиллярной каймы грунтовых вод всегда остается достаточно удаленной от нижней границы почвенной толщи. Наличие сухого “мертвого” горизонта между ними – обычное явление. Водный режим почв в этих случаях слагается по типу непромывного, а почвенные воды считаются самостоятельными, как особая категория природных вод.
Образование в почвах пленочно-подвешенной, капиллярно-подвешенной и стыковой влаги в природных условиях Бузулукского бора наблюдается при глубоком залегании водоносного горизонта. Между ним и вышерасположенной подвешенной водой находится толща относительно сухой почвы, в которой содержится только пленочная влага (Воронков, 1969, 1973).
Анализ количества выпавших осадков и глубин залегания уровня грунтовых вод показал, что динамика трендов всех типов грунтовых вод имеет сходный характер и, следовательно, подчиняется одним закономерностям. Тренды глубин залегания уровня грунтовых вод в большей степени копировали линию выпавших осадков за холодный период года (октябрь–апрель).
Снижение количества атмосферных осадков и повышение температуры, как в холодный, так и теплый периоды года, отмеченное в первой половине 1970-х годов (рис. 3), привело к понижению уровней и уменьшению амплитуды колебаний глубин грунтовых вод переходного и водораздельного типов. В результате наблюдалось сближение глубин предвесеннего минимума и весенне-летнего максимума.
Анализ данных влиянии осадков на процесс колебания уровня грунтовых вод в песках Бузулукского бора (табл. 3) показал, что осадки холодного периода, определяющие дисперсию весенне-летнего подъема уровня грунтовых вод, имеют долю влияния в пределах 70–75%. Их роль прослеживается и в колебательном процессе летне-осеннего их падения в прибрежном и переходном типах. И только на водоразделах влияние зимних осадков на падение уровня грунтовых вод в течение вегетационного периода не установлено. Доля осадков теплого периода в колебаниях летне-осеннего падения невысока – 45–58% случаев. Об этом говорит и форма линии тренда этих осадков: она более искривлена и менее сопоставима с линиями трендов глубин грунтовых вод, чем линия трендов осадков холодного периода (Климентьев, 2010).
Таблица 3.
Независимая переменная | Коэффициент регрессии | Стандартная ошибка | Уровень значимости | Доля влияния фактора, % |
---|---|---|---|---|
1. Прибрежный тип грунтовых вод, высокая пойма р. Боровки, кв. 74 Борового опытного лесничества (скв. № 2, от реки 500 м) | ||||
Весенне-летний подъем уровня грунтовых вод | ||||
У-пересечение | –20.7 | 8.2 | 0.0178 | – |
Осадки холодного периода | 0.198 | 0.025 | 0.0000 | 69.09 |
Для полной регрессии: R2 = 0.6909; р < 0.000; стандартная ошибка оценки = 9.6 | ||||
Летне-осеннее падение уровня грунтовых вод | ||||
У-пересечение | 44.2 | 6.2 | 0.0000 | – |
Осадки теплого периода | –0.119 | 0.017 | 0.0000 | 49.285 |
Осадки холодного периода | 0.067 | 0.017 | 0.0005 | 18.904 |
Для полной регрессии: R2 = 0.68189; р < 0.000; стандартная ошибка оценки = 6.3 | ||||
2. Переходный тип грунтовых вод, кв. 56 Борового опытного лесничества (скв. № 5, от реки 1440 м) | ||||
Весенне-летний подъем уровня грунтовых вод | ||||
У-пересечение | –49.9 | 9.1 | 0.0000 | – |
Осадки холодного периода | 0.258 | 0.028 | 0.0000 | 75.387 |
Для полной регрессии: R2 = 0.75387; р < 0.000; стандартная ошибка оценки = 10.7 | ||||
Летне-осеннее падение уровня грунтовых вод | ||||
У-пересечение | 13.6 | 3.7 | 0.0011 | – |
Осадки теплого периода | –0.064 | 0.0103 | 0.0000 | 44.863 |
Осадки холодного периода | 0.037 | 0.0101 | 0.0012 | 18.501 |
Для полной регрессии: R2 = 0.63364; р < 0.000; стандартная ошибка оценки = 3.8 | ||||
3. Водораздельный тип грунтовых вод, кв. 27 Борового опытного лесничества (скв. № 4, от реки 1080 м) | ||||
Весенне-летний подъем уровня грунтовых вод | ||||
У-пересечение | –43.0 | 10.0 | 0.0002 | – |
Осадки холодного периода | 0.250 | 0.031 | 0.0000 | 70.418 |
Для полной регрессии: R2 = 0.70418; р < 0.000; стандартная ошибка оценки = 11.7 | ||||
Летне-осеннее падение уровня грунтовых вод | ||||
У-пересечение | 33.8 | 3.1 | 0.0000 | – |
Осадки теплого периода | –0.078 | 0.012 | 0.0000 | 58.341 |
Для полной регрессии: R2 = 0.58341; р < 0.000; стандартная ошибка оценки =4.7 |
Результаты анализа показали, что осадки холодного периода года формировали корреляционное поле с меньшим отклонением дат от теоретической линии регрессии, чем это наблюдалось для осадков теплого периода.
Если представить гипотетически влияние вышерасположенных грунтовых вод на ниже расположенные, то зависимость колебания в этот период уровня грунтовых вод переходного типа детерминируется коэффициентом R2 = 0.94 при отсутствии значимого влияния грунтовых вод водораздельного типа. Если рассматривать этот же процесс взаимовлияния грунтовых вод в обратном направлении (в рамках модели множественной регрессии), то колебание весенне-летнего подъема уровня водораздельного их типа практически полностью детерминируется уровнем грунтовых вод переходного типа (R2 = 0.65). Влияние грунтовых вод прибрежного типа в этом процессе незначимо. Был рассмотрен и третий вариант их взаимодействия, когда предиктантом выступает переходный тип, а прибрежный и водораздельные типы грунтовых вод являлись предикторами (табл. 4). Здесь основное влияние на колебание весенне-летнего уровня оказал их прибрежный тип.
Таблица 4.
Тип грунтовых вод | Коэффициент регрессии | Стандартная ошибка | Уровень значимости | Доля влияния фактора, % |
---|---|---|---|---|
1. Зависимость колебания весенне-летнего подъема уровня грунтовых вод переходного типа от варьирования его прибрежного и водораздельного типов | ||||
У-пересечение | –13.83 | 3.15 | 0.0002 | – |
Прибрежный | 0.7689 | 0.168 | 0.0001 | 92.77 |
Водораздельный | 0.3679 | 0.134 | 0.0113 | 1.60 |
Для полной регрессии: R2 = 0.9437; р < 0.000; стандартная ошибка оценки =5.2 | ||||
2. Зависимость колебания летне-осеннего падения уровня грунтовых вод прибрежного типа от варьирования его переходного и водораздельного типов | ||||
У-пересечение | 18.70 | 2.92 | 0.0000 | – |
Переходный | 1.02 | 0.297 | 0.0019 | 59.51 |
Водораздельный | 0.488 | 0.237 | 0.0498 | 5.67 |
Для полной регрессии: R2 = 0.6518; р < 0.000; стандартная ошибка оценки = 6.6 |
Исследование взаимосвязей колебаний летне-осеннего падения уровня грунтовых вод в песках Бузулукского бора показало, что их дисперсия прибрежного типа в результате летне-осеннего падения обусловлена динамикой остальных двух типов, но основная доля влияния в данном взаимодействии приходится на грунтовые воды переходного типа. Другие взаимосвязи между изучаемыми их типами статистически доказать не удалось.
Приведенные данные позволяют предположить, что основное взаимодействие грунтовых вод в песках Бузулукского бора происходит между прибрежным и переходным типами. Так, в весенне-летний период варьирование подъема их уровня переходного типа в 88% случаев (т.е. 22 года из 24 изученных) определяется влиянием колебательного процесса прибрежного типа. В летне-осенний период (к концу вегетационного периода) предиктор и предиктант меняются местами, и уже в 60% случаев (17 лет из 24) переходный тип грунтовых вод обусловливает варьирование падения их уровня прибрежного типа.
В засушливые годы инфильтрационный подъем заканчивался уже во второй половине мая, а во влажные – продолжался до августа-сентября, иногда даже до октября (1964 г.). Растянутость периода инфильтрации связана с зависанием (подвисанием) большого количества влаги в почвенно-грунтовой толще и последующим ее медленным стеканием за счет псевдофибр (полупроницаемых мембран), торфяных тел и других прослоек в почво-грунтах (Климентьев, 2010). Эта особенность почво-грунтов Бузулукского бора имеет важное экологическое значение для влагообеспеченности растений и существенно сказывается на их водном режиме, повышая устойчивость фитоценозов.
Многолетние колебания уровня грунтовых вод в основном обусловлены климатическими и геологическими (тектоническими и денудационными) процессами. Заселение и более мощное развитие сосны на дерново-подбурах бора связано с плювиалами – влажными палеоклиматическими периодами, а усыхание, или упадок бора – с засушливыми периодами. В текущем тысячелетии сосна развивается в оптимальных условиях, несмотря на циклы засух и усиление антропогенного пресса, особенно в последние два столетия (Климентьев, 2010).
В Бузулукском бору средний годовой суммарный сток поверхностных и подземных вод (р. Колтубанка, пост разъезда Лес) равен 21 мм, а за его пределами (р. Боровка, пост Якутино) он в 1.5 раза больше при меньшем количестве атмосферных осадков. В р. Колтубанка соотношение меженных и весенних расходов воды в 8 раз меньше, чем в р. Боровка за пределами бора. Следовательно, бор уменьшая суммарный водный сток с увеличением подземного стока, выполняет важную водорегулирующую функцию. Наибольшее значение в водном стоке имеют талые воды. Они формируют весенние паводки рек и являются основным источником питания почвенно-грунтовых и подземных вод.
Исследование поведения элементов-органогенов в профилях почво-грунтов бора представляет теоретическую и практическую значимость. Установлено, что в глубоких горизонтах подбуров дерновых, оподзоленных песчаных содержание соединений элементов-органогенов – азота, фосфора, калия, кальция, магния, алюминия в ряде случаев одинаковое или даже превышает их содержание в верхних гумусовых горизонтах. Вовлекаясь наряду с углеродом гумусовых веществ в денудационно-аккумулятивные процессы, элементы-биофилы, прежде всего азот, фосфор и подвижный калий, в значительных количествах мигрируют в почво-грунтах с водным стоком, что имеет большое значение в общем балансе органического вещества и элементов питания растений.
На основании гранулометрического состава, морфологических и химических свойств почв выделены основные их группы, формирующие базовые модели боров (рис. 4). В этих группах почв можно выделить некоторые особенности: отмечается бимодальное распределение в почвенной толще валовых и подвижных форм калия, фосфора, обменных оснований (Са2+, Mg2+). Первый пик концентрации биофилов приурочен к горизонту AY, второй – к горизонту BF, минимум – к оподзоленному горизонту AYe. Дифференциация соединений биофильных элементов невысокая во всех группах почв, кроме V группы, где много валовых и подвижных форм фосфора. Для древесных пород их доступность несколько большая, так как труднодоступные соединения фосфора поддаются воздействию микоризы. Они, по-видимому, принимают участие и в азотном питании древесных растений. Есть основания предполагать, что обогащение почв понижений в хвойно-широколиственных лесах подвижными соединениями фосфора по всему профилю, а в верхних горизонтах – оксидами железа в рассеянной форме также связано с латерально-склоновыми их перемещениями стоком грунтовых вод (Климентьев, 2010).
Максимальное содержание подвижных форм калия, фосфора и обменных кальция и магния приурочено к нижним – иллювиальным горизонтам почв в понижениях рельефа под березово-липняковыми участками соснового леса, и особенно в типичных и оподзоленных черноземах и в дерново-подбурах литобарьерных сложных боров и влажных дубрав. Лишайниковые боры возвышенностей с бедными почвами в понижениях рельефа сменяются моховыми, а затем в низинах – сложными борами, где в пределах корнеобитаемого горизонта находятся богатые элементами зольного питания коренные породы. Таким образом, пространственно-временная эколого-геохимическая организованность биогеоценозов Бузулукского бора является главным условием их экологической устойчивости и биологической продуктивности.
Установлено, что водопроницаемость песчаных почво-грунтов с наличием единичных и, особенно, нескольких прослоек псевдофибр значительно варьирует по площади и при наличии песчано-железистых прослоек-псевдофибр уменьшается на порядок и более. Этот феномен важен для понимания сущности и динамики стока грунтовых вод по отношению к их питанию. В засушливые годы водный сток часто бывает не меньше, чем во влажные. Таким образом, псевдофибры с малым коэффициентом фильтрации увеличивают время движения воды в грунтах, компенсируя отрицательные тенденции климата. Указанный феномен Бузулукского бора обеспечивает жизнедеятельность, долговечность и особое высокое качество сосновых насаждений. Выступая в качестве естественных полупроницаемых мембран, удлиняющих процесс периода питания за счет торможения вертикального и латерального водного стока, они выступают как хранители и перераспределители влаги в почво-грунтах.
Динамика грунтовых вод имеет четко выраженный циклический характер, согласованный с цикличностью атмосферных осадков. В прибрежной и переходной зонах речной сети наблюдается прогрессивное снижение их уровня в связи с постоянно идущим процессом понижения базиса эрозии.
ВЫВОДЫ
1. В песчаных ландшафтах Бузулукского бора со сложным почвенным покровом, обусловленным тесным взаимодействием почвообразующих факторов с колебаниями уровня грунтовых вод, глубина их залегания и колебания уровня являются базовыми составляющими, влияющими на динамику и устойчивость биогеоценозов и почв. Доступность грунтовых вод определяет типы бора, долговечность его фитоценозов, а в сухой степи – сам факт существования древостоев.
2. Динамика уровня грунтовых вод в разных ландшафтных единицах существенно различается и зависит от рельефа, водно-физических свойств почво-грунтов и характера растительности. В зависимости от этих факторов выделяются суточные, сезонные и многолетние их колебания.
3. Суточные колебания уровня грунтовых вод составляют до 3 см сут–1. и обусловлены в основном транспирационной деятельностью растений. Сезонные колебания определяются атмосферными осадками. Их амплитуда не превышает 60 см на первой террасе р. Боровки и в среднем равна метру в пойме. Многолетние колебания уровня зависят в основном от периодичности атмосферного увлажнения и достигают 180 см в пойме и 60 см на первой надпойменной террасе.
4. Математическим моделированием вычислена доля влияния факторов на динамику грунтовых вод разных типов. К основным факторам относятся атмосферные осадки, особенно зимние. Летние осадки быстро испаряются или перехватываются растительностью. Прибрежный тип грунтовых вод является решающим фактором, влияющим на их уровни переходного и террасового типов. Основное их взаимодействие происходит между прибрежным и переходным типами.
5. На высоких сглаженных выпуклых плакорах, особенно в левобережной водораздельной части с маломощным покрытием песками, присутствие в 0.7–1.5 м от дневной поверхности грунтовых вод определило двучленность профиля почв с песчаным или легкосуглинистым профилем вверху и глинистым водоупором из карбонатных мергелей и глин – внизу. В условиях близкого водоупора и большого количества элементов-органогенов в породах при наличии дополнительного латерального транспорта элементов питания сформировались типичные и оподзоленные высокогумусированные черноземы, сочлененные с дерново-подбурами, на которых получили развитие сложные боры.
6. Изменение глубины залегания грунтовых вод влечет за собой перестройку всех других подсистем геоэкосистемы. В этой связи в Бузулукском бору, наряду с разработкой и применением в лесоразведении совершенных лесокультурных мероприятий, необходимо учитывать гидрогеологические условия территории. Для улучшения и поддержания оптимального колебания уровня грунтовых вод в бору необходимо строить плотины на постоянных временных его водотоках.
Список литературы
Воейков А.И. Колебания климата и уровня озер Туркестана и Западной Сибири // Метеорологический вестник. 1901. № 3. С. 16–27.
Воронков Н.А. Влагообеспеченность сосновых насаждений и методы ее определения // Почвоведение. 1969. № 4. С. 46–58.
Воронков Н.А. Влагооборот и обеспеченность сосновых насаждений. М.: Лесн. пром-сть, 1973. 183 с.
Высоцкий Н.Г. Бузулукский бор и его окрестности. Почвенно-ботанико-лесоводственный очерк (отдельные оттиски из лесного журнала) // Лесной журн. 1909. № 10. 50 с.
Воейков А.И. Колебания климата и уровня озер Туркестана и Западной Сибири // Метеорологический вестник. 1901. № 3. С. 16–27.
Даркшевич Я.Н. Птицы и звери Чкаловской области и охота на них (спутник охотника и натуралиста). Чкалов: Чкаловское изд-во, 1950. 190 с.
Кин Н.О., Калмыкова О.Г., Сенатор С.А. Таксономическая структура и эколого-биологические особенности флоры Бузулукского бора // Изв. Самарского НЦ РАН. Самара: Изд-во ФГБУН Самарского НЦ РАН. 2014. Т. 16. № 1. С. 39–45.
Климатологический справочник СССР. Вып.12, Ч. II. Осадки., Л.: Гидрометеоиздат, 1954. 640 с.
Климентьев А.И. Бузулукский бор: почвы, ландшафты и факторы географической среды. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2010. 401 с.
Климентьев А.И. Роль подстилки в формировании профиля почв Бузулукского бора // Степи Северной Евразии: материалы IV международного симпозиума. Оренбург: ИПК “Газпромпечать”, 2006. С. 357–360.
Краснов М.А. Влажность почвогрунтов на полянах, вырубках и в различных насаждениях Бузулукского бора // Лесн. хозя-тво. 1941. № 1. С. 22–25.
Морозов Г.Ф. Очерки по лесокультурному делу. М.; Л.: Сельхозгиз, 1930. 410 с.
Морозов Г.Ф. Основы лесной биогеоценологии. М.: Наука, 1964. 400 с.
Нестеренко М.Ю., Нестеренко Ю.М., Соколов А.Г. Геодинамические процессы в разрабатываемых месторождениях углеводородов (на примере Южного Предуралья). Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2015. 186 с.
Нестеров В.Г. Общий очерк Бузулкского бора // Бузулукский бор. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1949. T. I. С. 5–142.
Неуструев С.С. О почвообразовательных процессах в сыпучих песках // Изв. Русск. геогр. общества. М., 1911. Т. 47. Вып. 6. С. 71–104.
Плаксина Т.Н. Флора Волжско-Уральского региона: Автореф. дис. … д-ра биол. наук: (спец. 03.02.01). М.: Изд-во “Самарский университет”,1994. 36 с.
Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики. Т. 12. Нижнее Поволжье и Западный Казахстан.. Л.: Гидрометеорлогическое изд-во, 1966. 370 с.
Рутковский В.И. Динамика климатических и гидрологических условий и влияние ее на лесные культуры по исследованиям в Бузулукском бору: Автореф. Дис. … докт. с.-х. наук. Пушкино: Изд-во ВНИИЛХ. 1950. 11 с.
Солнцев Н.А. Учение о ландшафте // Избр. труды. М.: Изд-во МГУ, 2001. 380 с.
Сукачев В.Н. Типы леса Бузулукского бора // Труды и исслед. по лесному хозяйству и лесной пром-ти (Тр. Бузулукской экспедиции. Ч. 1.). Л.: Изд-во Ленингр. Облисполкома и Совета, 1931. Вып. 13. 256 с.
Сквалецкий Е.Н., Климентьев А.И., Нестеренко Ю.М. Гидрологические особенности Бузулукского бора // Степи Северной Евразии: материалы IV международного симпозиума. Оренбург: ИПК “Газпромпечать” 2006. С. 662–664.
Ткаченко М.Е., Асосков А.И, Синев В.Н. Общее лесоводство. Л.: Гослестехиздат, 1939. 746 с.
Тольский А.П. Лес и гидрологические вопросы на IV Международном съезде // Лесной журн. 1940. № 6. С. 952–975.
Хиров А.А. Изменчивость сосны обыкновенной в Бузулукском бору и ее значение для лесного семеноводства // Лесоведение.1973. № 3. С. 23–34.
Шнитников А.В. Многовековой ритм развития ландшафтной оболочки // Хронология плейстоцена и климатическая стратиграфия. Л.: Государственная обсерватория СССР, 1973. С. 7–38.
Bruckher E.A. Klimaschwankuugenseit nebst Bemerkungenuberdie. Klimaschwankungender Diluvialzeit. 1890. Bd4, hf.2. P. 43–58.
Дополнительные материалы отсутствуют.