Изменение климата существенно воздействует на гидрологию лесов. Смена режима выпадения осадков - больше ливней или засух - радикально влияет на сток, пик роста растений (би-модальные сезоны), почвенное увлажнение и устойчивость экосистем. Это требует новых подходов к лесовосстановлению. Управление зеленым фондом может смягчить негативные гидрологические последствия. Но для этого необходимы новые адаптивные стратегии. Как же изменилась за последние годы ситуация с осадками?
Климатические модели прогнозируют рост интенсивности и изменчивости осадков, особенно в Европе и России, где заметно больше экстремальных событий. Согласно данным метеорологических наблюдений, температура в России повышается быстрее, чем в среднем по планете. С конца XX века среднегодовые значения выросли на 1,5°C. Эти процессы сказываются на физиологии растений, их росте, размножении и распространении. По данным на 2025 год, в северных российских регионах наблюдается рост осадков, а на юге - дефицит. Это усиливает гидрологические сдвиги в тайге и степных лесах. Сдвиги осадков - это изменения в их количестве, распределении по сезонам, интенсивности и форме - дождь, снег, град.
Уменьшение общего количества осадков приводит к снижению уровня грунтовых вод. Деревья не дотягиваются своими корнями до влаги, возникает водный стресс. Происходит ослабление транспирации - процесса испарения воды растением через листья, стебли, цветки и плоды. Дерево начинает экономить воду, это замедляет рост и фотосинтез. При этом усиливается поверхностный сток. Уже иссушенная почва хуже впитывает воду, и в случае редких залповых ливней, вода стекает по поверхности, не успевая впитываться. При таком раскладе гибнут чувствительные виды. Первыми страдают ель, бук, граб, а более устойчивы сосна и можжевельник. При увеличении осадков происходит заболачивание почв. Избыток воды вытесняет кислород, корни задыхаются и развивается гниль. Гибнут всходы и семена. Наблюдается эрозия почвы, ливни размывают плодородный слой.
Ученые сообщают, что именно число осадков является доминирующим фактором засухи при низком лесном покрове. Исследованияпоказывают, что в умеренных зонах высокая изменчивость осадков модулирует засуху. Леса же в этой ситуации выступают в качестве буферных зон. Если половина всех осадков выпадает над лесами, то дожди в этом регионе становятся гораздо более стабильными и предсказуемыми. Вместо резких перепадов они распределяются более равномерно в течение года. Таким образом, зеленый покров Земли играет роль природного регулятора. Деревья испаряют много влаги, что влияет на формирование облаков и осадков. Их кроны задерживают часть влаги, позволяя ей испаряться обратно в атмосферу, а не стекать сразу в реки. Лесная почва лучше впитывает воду, постепенно отдавая её в окружающую среду. Ученые отмечают, что высокая доля осадков, выпадающих на территориях, не покрытых лесами, приводит к обратному эффекту - резким колебаниям влажности. Эти частые колебания вызывают нестабильность почвенной влаги, особенно в засушливых и полузасушливых регионах, где осадки падают ниже 400 мм несколько лет подряд. Осадки определяют сток и инфильтрацию. В лесах с глубокими корнями, таких как хвойные, сдвиги приводят к «отключению» внутрипочвенных потоков, снижая грунтовые воды и усиливая засуху. Рост температуры увеличивает испарение. Это может привести к высыханию почвы и, как следствие, снижению устойчивости лесов к заболеваниям и вредителям.
Сдвиги осадков нарушают баланс прихода и расхода воды, приводя тем самым к дефициту или избытку влаги, к усилению поверхностного и сокращению внутрипочвенного стока. Леса частично способны компенсировать эти изменения, но сами испытывают стресс и при экстремальных колебаниях лесная экосистема не успевает адаптироваться.