научная статья по теме ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ ЗОНЫ КОНТАКТА “ЛЕС–СТЕПЬ” ПО АЭРОКОСМИЧЕСКИМ СНИМКАМ РАЗНЫХ ЛЕТ СЪЕМКИ (ЗАПАДНОЕ ПОБЕРЕЖЬЕ ОЗ. БАЙКАЛ) Космические исследования

Текст научной статьи на тему «ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ ЗОНЫ КОНТАКТА “ЛЕС–СТЕПЬ” ПО АЭРОКОСМИЧЕСКИМ СНИМКАМ РАЗНЫХ ЛЕТ СЪЕМКИ (ЗАПАДНОЕ ПОБЕРЕЖЬЕ ОЗ. БАЙКАЛ)»

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА, 2007, № 3, с. 47-52

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ О ЗЕМЛЕ

УДК 589.553:581.9

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ ЗОНЫ КОНТАКТА "ЛЕС-СТЕПЬ" ПО АЭРОКОСМИЧЕСКИМ СНИМКАМ РАЗНЫХ ЛЕТ СЪЕМКИ (ЗАПАДНОЕ ПОБЕРЕЖЬЕ ОЗ. БАЙКАЛ)

© 2007 г. А. П. Сизых

Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Иркутск Тел.: (3952) 42-59-79; e-mail: bioin@sifibr.irk.ru Поступила в редакцию 14.04.2006 г.

Рассмотрены некоторые результаты использования аэрокосмических фотоматериалов в исследованиях структурно-динамической организации растительных сообществ контакта сред. Полученная информация существенно дополняет представление о пространственной изменчивости и временной динамике растительности контрастных природных условий.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время исследователи приводят различные суждения в оценках изменений климата [1-7]. Высказываются весьма неоднозначные, подчас противоположные мнения по прогнозу развития климата и связанных с ним изменений растительного покрова. В работе [8] приводится прогноз на фазу похолодания климата в течение ближайших 20-30 лет. В статье [9] на основе моделирования изменений растительности в условиях определенной динамики климата прогнозируются смещение границы таежной зоны на север и расширение лесостепи. Исследования авторов, приведенные в [10], показывают, что в связи с потеплением происходит протаивание мерзлот, а это влечет за собой, по их мнению, повышенную аридизацию, особенно в степных районах. Однако последнее не всегда так, и данное утверждение носит дискуссионный характер. В работе [11] на основе построенной модели утверждается, что при дальнейшем потеплении произойдет смещение растительных зон с тенденцией на расширение зоны лесостепей в северном направлении. Динамика климата ближайшего времени даст ответ на любые прогнозы. Нами были проведены многолетние наблюдения за особенностями формирования растительности контрастных природных условий Западного Прибайкалья. Полевые исследования проведены в комплексе с полевым дешифрированием аэро-, космофотоматериалов разных лет съемки (1972, 1987, 2000, 2002 гг.) в целях выявления характера структурно-динамической организации сообществ во времени. Объект исследований - территория формирования лесов и эстразональных степей западного побережья оз. Байкал. Предмет изучения - пространственная изменчивость и временная динамика раститель-

ных сообществ, обусловливающие сложную структурно-динамическую организацию растительности контакта сред в регионе.

ДАННЫЕ

В основу работы легли материалы многолетних (в течение 17 лет) исследований сообществ контакта тайги и степей центральной части западного побережья оз. Байкал с использованием аэрокосмических фотоснимков разных лет съемки. При этом были использованы геоботанические описания растительности (число типов более 800) разных лет и вегетационных периодов, инвентаризационные крупномасштабные картосхемы (3) растительных сообществ зоны контакта лесов и степных сообществ, совмещенные поч-венно-геоботанические профили (2) на зону контакта "лес - степь", данные по динамике климата (среднегодовые осадки и температура) за последние десятилетия.

МЕТОДЫ

Основными методами исследований явились -полевая геоботаническая съемка с составлением крупномасштабных картосхем состояния растительных сообществ контакта лесов и степей на основе полевого дешифрирования крупномасштабных аэрофотоснимков (М 1 : 15000, аэрофотосъемка 1987 г.), среднемасштабных космосним-ков (фотоснимок камеры КФА-1000, спектральный диапазон 570-690 НМ/680-810 НМ, М съемки 1 : 240000, печати 1 : 100000 на 1972 г.; фотоснимок Landsat 7ЕТМ+/ разрешение 15 м, иТм Zone48 WGS841 на 2000 г.; фотоснимок прибора МСУ-Э/КА Метеор 3М/ и МСУ-Э/КА, Ресурс 03/, М

печати 1 : 100000 на 2002 г.). Крупномасштабные аэрофотоснимки использовались в целях определения участков, отражающих разнообразие растительных сообществ зоны контакта лес - степь. Среднемасштабные космические фотоснимки позволили определить ключевые территории, отражающие разные формы контакта лесов и степных сообществ, и выявить изменения в структуре растительности за прошедшие 30 лет.

До начала "полевых" исследований на фотоснимках вследствие предварительной (камеральной) дешифровки отмечались участки для детального изучения структуры растительных сообществ, послуживших в дальнейшем реперами в экстраполяции выявленных особенностей цено-структуры сообществ при характеристике растительности других районов. Фотоматериалы одного года, сезона и времени съемки при этом служили основой в определении ключевых (модельных) территорий. Полевое дешифрирование фотоснимков сопровождалось фиксацией всего набора разностей и сходств структуры растительных сообществ с определением выделов, отражающих морфологию фи-тоценозов. Выявленный при "полевой" дешифровке фотоснимков состав растительных сообществ послужил базовым материалом при типизации и дальнейшей разработке классификации растительности района исследований. Интерпретация полученных данных проводилась с учетом разно-годичных и разносезонных изменений в структуре растительных сообществ с использованием геоботанических описаний, составленных в разные годы и периоды вегетации.

При работе с фотоснимками использовались положения и рекомендации, изложенные в работах ряда исследователей [12-20]. Были также привлечены данные, полученные при закладке совмещенных почвенного и геоботанического профилей, а также результаты разносезонного и разногодично-го мониторинга на модельных площадках с привлечением данных палеогеографических исследований в регионе.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Проведенные исследования растительности региона позволили выявить некоторые особенности динамики растительных сообществ, отражающие современные тенденции развития растительного покрова в связи с меняющимися условиями среды -повышением влажности в летний период и повышением среднегодовых зимних температур [21]. В приведенных работах показана неоднозначность динамики среднегодовых осадков и температуры. Так, согласно этим данным, за последние 60 лет происходит повышение температуры в Прибайкалье и такие тенденции носят устойчивый характер - от среднегодовых отрицательных до среднегодовых положительных для последних десятилетий (юж-

ная часть Прибайкалья). Что касается атмосферных осадков, то здесь просматриваются разнонаправленные процессы - ближе к Байкалу, особенно в центральной части западного Прибайкалья (п. Усть-Ордынский), атмосферные осадки имеют тенденции к увеличению с начала 50-х годов 20-го в., тогда как для некоторых северных районов отмечается относительное их снижение. Тем не менее следует отметить то, что количество осадков по периодам года также носит весьма неравномерный характер. В последние годы увеличился объем осадков в период конца лета - начала осени. Вероятно, это находит отражение и на радиальном приросте лесообразующих пород деревьев [22], отражающих локальную специфику динамики климата. Общие тенденции динамики основных параметров (осадки, температура) климата за период исследований выражаются в стабильном повышении среднегодовых температур и достаточно неустойчивыми осадками по периодам года для разных районов Западного Прибайкалья.

Хорошими индикаторами таких изменений стали таежно-степные сообщества, формирующиеся в зоне контакта лесных и степных сообществ центральной части западного побережья Байкала как отражение особенностей взаимоотношения и пространственной изменчивости лесов и степных сообществ. Эти сообщества, образованные видами растений с разной экологической амплитудой, быстро реагируют и визуально четко отражают изменения условий экотопов на топологическом и региональном уровнях организации природной среды. Присутствие того или иного вида растений (или группы видов) в составе конкретного сообщества позволяет предположить тенденции пространственной изменчивости структуры растительности в связи с динамикой факторов среды. Сформировавшиеся по всему западному побережью Байкала таежно-степные сообщества являются репрезентативными моделями, отражающими особенности пространственной изменчивости структуры растительности на фоне динамики климата за последние десятилетия в регионе. Современные тенденции развития растительности отражают переходный характер степей западного побережья оз. Байкал с тенденциями размыва границы леса и степных сообществ. В этой связи проблема выявления характера взаимоотношений между лесными и степными сообществами сводится к задаче определения направления и динамики климатических факторов на локально-региональном уровне в условиях изменения природной обстановки в целом. Наряду с вековой динамикой тайги, когда вследствие изменений внутренней (эдафо-ценотической) среды фитоценозов происходит смена лесообразующих пород, отмечаются и другие пространственные изменения структуры сообществ. В зоне непрерывного контакта лесных и степных сообществ вы-

явились существенные перестройки их вертикальной и пространственной структур. Так, одновременно с формированием в древостоях лесных (таежных) сообществ устойчивого подроста из Pinus sylvestris, Larix sibirica, отмечается активное внедрение древесных экобиоморф в травянистые (степные) сообщества в виде куртин или отдельно стоящих групп подроста до 15 лет. В последние годы в составе травянистых (степных) сообществ, основу которых составляют ксерофиты (ксерофиты - виды растений, характерные для районов с небольшим количеством осадков и высокими среднегодовыми температурами), такие как Artemisia commutata, Heteropappus altaicus, Phlomis tuberosa, Poa botryoides, Agropyron cristatum, отмечены всходы древесных пород - сосны и лиственницы. В составе напочвенного покрова светлохвойных лесов повсеместно усиливаются позиции лесных видов растений с расширением синузий (синузии -состав видов растений, отличных от состава сообществ окружения) из Drepanocladus uncinatus, Mnium cuspidatum, Dicranum polysetum, Rhytidium rugosum и Vaccinium vitis-idaea. На доминирующие позиции в травостоях выходят Astragalus versicolor, Galium verum, Aster alpinus, Lupinaster pen

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.

Показать целиком