ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2007, № 3, с. 59-61
= ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ДИНАМИКА ГЕОСИСТЕМ
УДК 581.543
ИЗМЕНЕНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ВЕГЕТАЦИИ У БЕРЕЗЫ БОРОДАВЧАТОЙ НА ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ РАВНИНЕ ЗА ПОСЛЕДНИЕ ДЕСЯТИЛЕТИЯ
© 2007 г. А. В. Воскова*, 3. И. Гордеева*, А. А. Минин**
*Московский государственный открытый педагогический университет **Институт глобального климата и экологии Росгидромета и РАН Поступила в редакцию 18.02.2005 г.
На основании анализа многолетних данных фенологических наблюдений выявлено, что в центральной части Восточно-Европейской равнины за период 1970-2000 гг. продолжительность периода вегетации у березы бородавчатой возросла от 4-6 дней в южной половине до 10-14 дней в северной за счет смещения как сроков начала вегетации на более ранние, так и дат окончания на более поздние.
Целью работы является выявление тенденций изменений продолжительности периода вегетации у березы бородавчатой (Betula pendula Roth) в центральной части Русской равнины за период 1970-2000 гг. по данным фенологических наблюдений.
Анализ распределения многолетних тенденций (трендов) сроков наступления фенологических явлений в пределах определенной территории позволяет выявить особенности реакции биоты на происходящие изменения климата. Как пример физико-географического исследования с использованием фенологических материалов можно рассматривать результаты подобного анализа для двух фитофено-логических явлений, имеющих геосистемное значение: развертывания первых листьев и завершение листопада у березы бородавчатой.
Во второй половине XX в. на Европейской территории России увеличение средней годовой температуры воздуха происходило в основном за счет возрастания средней месячной температуры зимних и весенних месяцев, особенно марта и апреля. Для октября и ноября характерно похолодание, в летние месяцы на большей части территории также преобладает тенденция похолодания. В целом для Европейской территории России характерно ослабление континентальности климата [2, 4]. Наличие реакции биотической составляющей геосистем на изменение степени континен-тальности климата подтверждается данными наблюдений на особо охраняемых природных территориях. Они показывают, что происходит укрепление ценотических позиций более влаголюбивых видов растений. Достоверно констатируются процессы олуговения степей, неморализации лесов, активного облесения открытых пространств центральной лесостепи, изменения видового состава населения птиц и мелких млеко-
питающих в сторону увеличения удельного веса лесных видов [1, 3, 5, 9].
Материалы и методика. Значительный объем первичных данных накоплен фенологической сетью РГО и ИГКЭ для территории Восточно-Европейской равнины [6]. Постоянство объектов и участников наблюдений, четкость методических рекомендаций РГО, верификация данных путем сопоставления по соседним пунктам позволяют считать эти материалы достоверными. Кроме того, данные фенологической сети дополняют материалы "Летописи природы" особо охраняемых природных территорий, выверенные ряды которых по отдельным пунктам имеют продолжительность в несколько десятков лет.
При исследовании фенологических рядов был использован подход, заключающийся в выделении линейного тренда за рассматриваемый период (1970-2000 гг.). Очевидно, что тренды за такой относительно короткий отрезок времени не являются статистически значимыми (учтенная линейным трендом доля в общей дисперсии ряда менее 15%, тренды достоверны в доверительном интервале 95%) и их нельзя экстраполировать на более длительный период. Однако в пределах рассматриваемого интервала времени полученные результаты характеризуют ответную реакцию биоты на происходящие изменения абиотических компонентов геосистем.
По каждому из явлений были обработаны временные ряды для 40 пунктов. Расчеты выполнялись по уравнению линейного тренда у^) = At + В, где t = 1 соответствует 1970 г., t = 2 соответствует 1971 г. и т.д. Для каждого пункта определялось смещение по линии линейного тренда в днях. Отрицательное значение смещения указывает на то, что явление стало наступать раньше. Положительное значение показывает, что дата наступле-
60 ВОСКОВА и др.
36° 42°
56'
52'
56'
52'
. j 36° 42°
-ф 2
Многолетние тенденции продолжительности вегетации березы бородавчатой (Betula pendula Roth) на территории центральной части Русской равнины в период 1970-2000 гг.
j - пункты фенологической сети РГО и ИГКЭ; 2 - изолинии увеличения продолжительности вегетационного периода (в днях).
ния явления смещается по линии тренда на более поздний срок.
Интерпретация результатов. Явление развертывания первых листьев у березы бородавчатой в фенологии традиционно рассматривается как геосистемный индикатор наступления подсезона "разгар весны", в течение которого после перехода средней суточной температуры через 10°С начинается активная вегетация растений. Величина отрицательного смещения сроков развертывания первых листьев березы бородавчатой по линии тренда севернее 56° с.ш. составляет 5-7 дней (т.е. событие стало наступать раньше на 5-7 дней). В то же время южнее 53° с.ш. располагается малоградиентное поле со значениями от -1 до +1 дней, что свидетельствует об отсутствии повсеместно ожидаемой реакции смещения сроков начала этого события у березы бородавчатой в ответ на глобальное потепление климата.
Фаза окончания листопада у березы бородавчатой в фенологии является индикатором наступления подсезона "глубокая очень". К моменту наступления этого события средняя суточная температура воздуха устойчиво переходит +5°С в сторону уменьшения. В этот период обычны заморозки, завершается вегетация растений, заканчивается отлет и пролет птиц на юг. Для рассматриваемого явления абсолютная величина положительного смещения по линии тренда уменьшается в направлении с северо-востока (6 дней) на юго-запад (3 дня).
Таким образом, развертывание первых листьев у березы стало наступать раньше, а окончание листопада отодвинулось на более поздний срок. Период между этими событиями может рассматриваться в качестве вегетационного для березы. Следовательно, на рассматриваемой территории с 1970 г. по 2000 г. в целом продолжитель-
ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ < 3 2007
ИЗМЕНЕНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ВЕГЕТАЦИИ У БЕРЕЗЫ БОРОДАВЧАТОЙ
61
ность периода вегетации березы бородавчатой увеличилась (см. рис.), причем тенденция увеличения продолжительности периода вегетации в последние десятилетия усиливается при продвижении на север. Этот факт подтверждает широко известное мнение, что северные, в первую очередь арктические районы являются и в перспективе будут выступать ареной наиболее активного потепления климата. Увеличение продолжительности периода вегетации здесь более чем на 2 недели за последние 30 лет - весьма значимое подтверждение этого мнения.
С другой стороны, столь существенные региональные различия в фенологических реакциях на глобальное потепление могут быть обусловлены в определенной степени и биологическими особенностями растений. Если в северных районах существенное увеличение продолжительности вегетационного периода растений (на 10-15 сут) возможно за счет длинного холодного сезона, то в центральных, восточных и юго-восточных районах физиологическая потребность растений в достаточно длительном периоде зимнего покоя ослабляет тенденцию на установление более ранних сроков начала весенних фаз.
Кроме того, в последние годы осенью нередко наблюдается вторичная вегетация у кустарников и деревьев, набухание и даже распускание почек осенью. Очевидно, что под влиянием морозов большинство новых побегов погибнет, что негативно отразится на развитии этих растений в следующие годы. Вероятно такой "контролирующий" механизм действует в направлении ослабления тенденции установления более ранних сроков начала вегетации у растений в период потепления климата.
Заключение. В целом неоднозначные тенденции сроков начала развертывание первых листьев у березы бородавчатой, а также неравномерное увеличение продолжительности вегетационного периода в пределах рассматриваемой территории свидетельствуют о неоднозначности изменений, происходящих в природе ВосточноЕвропейской равнины. Это подтверждает вывод о том, что под влиянием потепления климата происходит "раскачка" геосистем, в процессе кото-
рой биота активизирует свои адаптационные возможности [6, 7]. Можно предположить, что именно подобным образом в процессе эволюции биота "переживала" изменения климатических условий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бирюков В.И, Марченко Н.Ф. Характеристика погодно-климатических показателей территории Хоперского заповедника и их изменения за период 1939-2000 гг. // Влияние изменения климата на экосистемы. М.: Русский университе, 2001. Ч. II. С. 82-86.
2. Глобальные и региональные изменения климата и их социально-экономические последствия / Под ред. Котлякова В.М. М.: ГЕОС, 2000. 263 с.
3. Венгеров П.Д., Сапелъникова ИИ, Базилъ-екая И.В, Маеалыкин А.И. Климатические изменения и вызываемые ими прямые и косвенные эффекты в Воронежском заповеднике // Влияние изменения климата на экосистемы. М.: Русский университет, 2001. Ч. II. С. 17-23.
4. Груза Г.В, Ранъкова Э.Я. Изменение климатических условий Европейской части России во второй половине XX века // Влияние изменения климата на экосистемы. М.: Русский университет, 2001. С. I. С. 9-16.
5. Минаева Т.Ю, Иетомин А.В, Абражко В.И. и др. К изучению реакции биоты Центрально-Лесного заповедника на изменения климата // Влияние изменения климата на экосистемы. М.: Русский университет, 2001. С. II. С. 87-100.
6. Минин А.А. Фенология Русской равнины: материалы и обобщения.М.: АБФ, 2000. 160 с.
7. Минин А.А. Изменения в живой природе: вклад антропогенных и климатических факторов // Ландшафтная экология. М., 2003. Вып. 3. С. 43-59.
8. Минин А.А., Воекова А.В. Многолетние тенденции срока зацветания липы мелколистной на Европейской территории России // Ландшафтная экология. М., 2003. Вып. 3. С. 59-63.
9. Рыжков О.В, Пузаченко А.Ю., Влаеов А.А., Золотухин НИ, Королъков А.К, Филатова Т.Д. Столетняя динамика климата и биоты центральной л
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.