Анализ наблюдений за сроками созревания ягодных растений Байкальского заповедника

Исследования проводились в Байкальском государственном природном биосферном заповеднике, занимающем центральный участок хребта Хамар-Дабан, протянувшегося в широтном направлении вдоль южного побережья озера Байкал (географические координаты: № 51°07' — 51°38', S 104°50' — 104°34').

На высотах, близких к 1500 м н.у. м., выпадает за год около 1440 мм осадков, глубина снега достигает к концу зимы 1,7–1,9 м. На берегу озера осадков выпадает меньше, около 1000 мм, и глубина снежного покрова обычно не превышает 0,8 м. Средняя температура воздуха в январе -17,9 °С, в июле +14 °С [3].

Флора заповедника характерна для гор Южной Сибири и насчитывает в настоящее время 1058 видов высших сосудистых растений, относящихся к 101 семейству. В том числе семейства Крыжовниковые, Розоцветные и Вересковые, в состав которых входит основная часть ягодных растений.

Семейство Крыжовниковые 8 видов, представлено одним родом — Смородина.

В семействе Розоцветные к ягодным растениям относится 22 вида. Одним из самых распространенных можно считать малину.

Из семейства Вересковые заслуживают внимания ягодные кустарнички, занимающие довольно значительные площади и образующие ягодники. Широко распространены по территории заповедника брусника и черника, являясь во многих типах леса доминантами в напочвенном покрове.

Малина обыкновенная — Rubusidaeus L. (Сем. Rosaceae — Розоцветные). Берега рек северного макросклона, полоса прибайкальских террас, вдоль дорог и железнодорожной насыпи.

Черника — Vaccinium myrtillus L. (Сем. Ericaceae — Вересковые). В лесах, поднимается в подгольцовый пояс, где растет в редколесьях и на влажных каменистых луговых склонах.

Брусника — Vacciniumvitis-idaea L.(Сем. Ericaceae — Вересковые). На северном макросклоне произрастает в лесах, поднимается в высокогорья, где растет в редколесьях, моховой и лишайниковой тундре; на южном макросклоне в лесах и зарослях субальпийских кустарников.

Основная часть публикаций, где рассматривается взаимосвязь ягодных растений от погодных условий, посвящена продуктивности и урожайности ягодников в зависимости от температуры [1, 4, 5, 7, 16]. Либо приведены исследования экологических особенностей популяций ягодных растений [9].

Работы по данной тематике, проводившиеся на территории заповедника, касались урожайности [11], фенологии и сроков созревания некоторых ягодных растений [12, 13, 15], а также их реакции на ряд погодных условий [14]. В публикациях не отражены следующие аспекты развития ягодных растений: статистическая характеристика сроков наступления фенологических фаз; выявление многолетних трендов фенологических явлений; определение корреляционной связи между началом фенофаз и параметрами климата. Сведения, где представлен анализ наблюдений за сроками созревания ягодных растений, произрастающих на Хамар-Дабане, отсутствуют. Предлагаемые вниманию авторами результаты исследований являются оригинальными и публикуются впервые.

Материал и методы исследования

Материалом послужили данные наблюдений за датами созревания плодов у ягодных растений ( Ribesatropurpureum , Rubusidaeus , Vacciniummyrtillus , Vacciniumvitis-idaea ). Исследованиями охвачен период с 1971 по 2016 гг. Наблюдения проводились в нижней части горно-лесного пояса северного макросклона хр. Хамар-Дабан (территория заповедника и его охранная зона).

Использовались данные (за июнь — сентябрь 1971–2014 гг.) метеостанции «Танхой», расположенной на высоте 472 м н. ур. м.: среднесуточная температура воздуха (°С); среднемесячная max температура воздуха (°С); среднемесячная min температура воздуха (°С); сумма осадков (мм); количество дней с осадками.

В ходе выполнения работ применялись общепринятые методики. В основу фенологических наблюдений за растениями взяты методические указания И. Н. Бейдеман [2]. Статистические характеристики получены с применением компьютерной программы Microsoft Excel. Изменчивость, выражаемая коэффициентом вариации (V,%), интерпретировалась согласно рекомендациям Г. Ф. Лакина [10].

Взаимосвязь дат наступления фенологических явлений у ягодных растений с элементами климата оценивалась в соответствии с величиной коэффициента корреляции [8]. Для данной выборки (где объем совокупности — n =

27–39 и число степеней свободы — df = 25–37) значения коэффициента корреляции (r) при уровне значимости (P) = 0,05 достоверны, если они не ниже 0,38 (для смородины) и не ниже 0,33 (для малины, черники и брусники).

При статистической обработке дат наступления фенологических явлений применялся метод перевода календарных дат в непрерывный ряд, предложенный Г. Н. Зайцевым [6], когда началом фенологического года считается первое марта.

Результаты и обсуждение

Ниже (рис. 1–5, табл. 1) показано изменение климатической обстановки, произошедшее на исследуемой территории за тёплый период года в течение последних сорока лет.

Приводятся статистические характеристики и тренд изменения сроков созревания плодов у некоторых видов ягодных растений (табл. 2–4); изменение сроков созревания плодов у ягодных растений (рис. 6–7) и зависимость сроков их созревания от ряда климатических факторов (рис. 8).

Как видно на рис. 1–5, климатическая обстановка на южном побережье оз. Байкал в течение фенологического периода года к настоящему времени в основном изменяется в сторону потепления. Об этом свидетельствуют и показатели линейного тренда элементов климата, представленные в табл. 1.

Температура воздуха за все месяцы к 2014-ому году стабильно повышается. Исключение составляет среднемесячная min температура: за сентябрь она несколько понижается. Атмосферных осадков к концу периода в основном выпадает меньше; их количество повышается только за август. Дождливых дней однозначно становится меньше за все месяцы.

Количество дней с атмосферными осадками за июнь - сентябрь

Июнь ww Июль

I • • • - I Август

ESSSS3 Сентябрь

Линейный (Июнь) ^^^e ^^^e Линейный (Июль) ^^^e ■ ■Линейный (Август) ■ ^^^^^^ Линейный (Сентябрь)

Год

Рис. 5. Характер изменения количества дней с атмосферными осадками за июнь — сентябрь

Таблица 1

Показатели линейного тренда для элементов климата (1971–2014 гг.)

Элементы климата	Линейный тренд по месяцам
	YI	YII	YIII	IX
Среднесуточная температуры воздуха (°С)	0,032	0,049	0,034	0,017
Среднемесячная max температуры воздуха (°С)	0,012	0,045	0,023	0,021
Среднемесячная min температуры воздуха (°С)	0,031	0,034	0,024	-0,075
Сумма атмосферных осадков (мм)	-0,341	-2,273	1,23	-0,805
Количество дней с атмосферными осадками	-0,002	-0,001	-0,041	-0,148

Результаты статистической обработки сроков созревания ягодных растений представлены в таблицах 2–3. Для исследуемых видов характерна слабая изменчивость дат наступления феноявлений (V,% менее 10). Наиболее стабильны сроки созревания у черники, которым свойственна наименьшая изменчивость (V,% = 3). Также сроки созревания плодов у черники характеризуются наименьшим вариационным размахом. Разница между максимальным и минимальным значениями вариант для даты начала созревания плодов = 26; для даты массового созревания плодов = 19, что ниже, чем у других видов ягодников. Это, по-видимому, свидетельствует в пользу того, что условия природной среды региона, в частности теплообеспеченность воздуха, для черники наиболее оптимальны.

Таблица 2