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.