Водный баланс – это совокупность всех видов поступления воды в почву и ее расходования из определенного слоя за конкретный промежу- ток времени. Водный баланс почв рассчитывают по результатам измерения приходных и расходных статей, выраженных в миллиметрах водного слоя.
При самом простом расчете особенно для длительных многолетних периодов в районах с установившимся климатом предполагается, что при- ход (П) воды равен ее расходу (Р) из почвы, ЗВ – запас влаги. Однако в природе, особенно для кратковременных периодов, такое положение со- храняется редко, так как из года в год колеблется как количество влаги, поступающей в почву, так и ее расход. Например, в жаркое сухое лето ко- личество влаги, поступающей в почву, уменьшается, а испарение с по- верхности почвы, транспирация и десукция (отсасывание воды корнями из почвы) увеличиваются. Недостающая влага берется растениями из почвен- ных запасов. И, наоборот, во влажные годы расход может быть меньше прихода, и тогда запасы влаги в почве пополняются. Этот же процесс по- вторяется и по временам года. Весной происходит накопление воды, кото- рая постепенно расходуется в летний период. Поэтому для расчета баланса может быть использована формула
П = Р±ЗВ.
Наиболее крупными статьями прихода влаги на какой-либо участок можно считать атмосферные осадки, достигшие поверхности почвы ОС, приток влаги из грунтовых вод ВГ, поступление воды с навеваемым сне- гом С, боковой приток воды по поверхности почвы БВ, приток внутрипоч- венной влаги (почвенной верховодки) ВП.
Наиболее крупными статьями расхода влаги являются испарение вла- ги из почвы ИП, испарение влаги осадков, задержанных кронами деревьев ИК, испарение с лесных подстилок ЛИ, отсасывание воды корнями на транспирацию растений (десукция) Д, сток поверхностный СТ, сток внут- рипочвенный СТВ, отток влаги в грунтовые воды ОТ. При наблюдениях учитывается запас влаги в начале наблюдений ЗВН и запас влаги в почве в конце наблюдений ЗВК.
Для плоских участков или средних частей ровных склонов с глубоким залеганием грунтовых вод приток и отток воды одинаковы. Учитывая, что физическое испарение с поверхности растений, лесной подстилки и по- верхности почвы равно суммарному испарению (ИФ), водный баланс почв будет выглядеть следующим образом:
ОС = ИФ + Д ± ЗВ.
Формула водного баланса может меняться в зависимости от климати- ческих условий, местоположения участка, типа растительности и других условий. Она используется для количественного выражения использования влаги под различными типами растительности, изучения их влияния на водный режим почв, выявления водорегулирующей роли тех или иных культур и насаждений, определения их потребности во влаге.
Сопоставляя данные прихода и расхода влаги, можно сделать вывод: если в почву поступает влаги больше, чем ее расходуется, значит, избы- точная влага пополняет запасы грунтовой воды, и наоборот.
Поскольку водный баланс в различных условиях складывается по- разному, соотношение между приходными и расходными статьями меня- ется, меняются и типы водного режима.
Промывной (пермацидный) тип водного режима характеризуется еже- дневным промачиванием почвы до грунтовых вод. Он распространен на территориях, где осадки превышают испарение, т.е. частное от их деления больше единицы:
ОС ИФ Д ЗВ, или ОС / ИФ Д 1.
Такое соотношение характерно для южной части лесостепной, степ- ной и пустынной зон. Ниже капиллярно-подвешенной влаги сохраняется горизонт с постоянным увлажнением, близким к влажности устойчивого завядания растений, за что профессор Г. Н. Высоцкий назвал его «мерт- вым» горизонтом.
Выпотной (экссудативный) тип водного режима характерен для тер- риторий с преобладанием расхода влаги над осадками. Такой режим на- блюдается в поймах рек и на территориях с близким залеганием грунтовых вод от поверхности почв в степных и полустепных районах.
В этом случае
ОС ИФ Д ЗВ, или ОС / ИФ Д 1.
Сопоставляя годовые суммы осадков и годовые величины испаряемо- сти, Г. Н. Высоцкий дал приближение значения коэффициента увлажнения для лесной зоны – 1,33, лесостепной – 1,0, степной черноземной – 0,67, зоны сухих степей – 0,33.
Академик А. А. Роде, развивая учение Г. Н. Высоцкого, выделил еще три типа водного режима:
мерзлотный тип водного режима, когда на слое вечной мерзлоты об- разуется верховодка;
периодически-промывной тип водного режима, когда влага не каж- дый год достигает поверхности грунтовых вод;
десуктивно-выпотной тип, когда корни растений, перехватывая вла- гу из капиллярной каймы грунтовых вод, создают условия, при которых расходная часть водного баланса становится больше приходной.