Фенология древесно-кустарниковых видов в климатических трендах горной Карачаево-Черкесии

Автор: Лепшоков Х.-Д. Х., Аппоев Т.Б.

Журнал: Международный журнал гуманитарных и естественных наук @intjournal

Рубрика: Биологические науки

Статья в выпуске: 2-1 (65), 2022 года.

Бесплатный доступ

Сезонное развитие растительности является одним из интегральных показателей направленного изменения лесных ландшафтов в годовом цикле погодно-климатических факторов. Ежегодные наблюдения за фенологическим состоянием древесно-кустарниковых видов выявляют индикаторную роль растений в сезонном разнообразии ландшафтов. Адаптация растений к ежегодным погодно-метеорологическим ритмам, обуславливает возможные подходы моделирования фитофенологии, ее роль в распознавании глобальных процессов и последствий региональной хозяйственной деятельности.

Растения, древесные виды, феномаршрут, изменение климата, погода, сезонное развитие, фенофазы, вертикальная зональность, вегетация

Короткий адрес: https://sciup.org/170193855

IDR: 170193855

Текст научной статьи Фенология древесно-кустарниковых видов в климатических трендах горной Карачаево-Черкесии

Контрастность фитофенологических явлений особенно выражена в горах, которым свойственна трехмерность территории и вертикальная зональность. Последняя, характеризуется изменением метеорологических показателей с поднятием вверх по склонам в сложной дифференциации рельефа. С увеличением абсолютной высоты снижается температура воздуха, повышается радиационный режим, увеличивается количество выпадающих осадков, изменяется местная циркуляция воздушных потоков [1]. В изменяющихся экологических условиях происходит адаптация растений не только в видовом разнообразии, но и в фенологическом развитии.

Целью наших фенологических исследований является маршрутные наблюдения за сроками сезонного развития наиболее распространенных видов древеснокустарниковой растительности в среднегорьях Карачаево-Черкессии и пространственно-временной анализ динамики фенологических фаз в условиях изменения климата и других физико-географических явлений. Работы проводились в следующих направлениях:

  • -    изучались особенности фенологических явлений у древесно-кустарниковых

видов в зависимости от погодных условий и характера местопроизрастания;

  • -    проводился сравнительный анализ сроков наступления и продолжительности фенофаз в пространственно-временном аспекте.

Маршрут фенологических наблюдений расположен на территории Тебердинского заповедника, вблизи метеостанции «Те-берда». На маршруте представлены большинство видов, из всего разнообразия древесно-кустарниковой растительности среднегорий Карачаево-Черкесии.

Протяженность феномаршрута 3 км в долине р. Теберда, абсолютная высота расположения метеостанции 1327 м над уровнем моря.

Методы фенологического мониторинга основаны на общепринятых принципах организации и проведения фенологических наблюдений [2, 3, 4 и др.]. Применены частные подходы для горных условий [5, 6]. В работе использованы многолетние ряды фенологических наблюдений на территории Тебердинского заповедника, с 1972 года. Автором непосредственно проводились фенологические наблюдения с 2020 года. Аналитическая часть работы проведена на основе личных наблюдений и привлечения имеющихся данных лите- ратурных источников и летописей природы Тебердинского заповедника [7].

В годичном цикле фенологии древеснокустарниковых растений определены фенологические фазы: зимнего покоя, весеннего сокодвижения, набухания вегетативных и генеративных почек, распускание почек, развертывание листьев, полное облиствение, летней вегетации, осеннего расцвечивания листьев, опадание листьев, бутонизация , цветение, созревание плодов, рассеивание плодов [7].

Наблюдения за сезонным развитием растительности крайне важно проводить одновременно с регистрацией погодноклиматических характеристик, определяющих сроки наступления фенофаз.

Изучение климата Карачаево-Черкесии было начато в конце IXX столетия. Сегодня накоплена достаточно обширная информация о климатических особенностях региона [8, 7 и др.].

Климатические характеристики фенологического маршрута за полувековой период приведены в таблице.

Таблица. Метеоусловия фенологического маршрута по средним многолетним (за 50

лет) данным гидрометеостанции «Теберда» (1327 м над уровнем моря)

Месяцы

Температура воздуха Т0С

5 ®

О о 8

ч

6

С § « °

В ® И го

о & д « и

g о ^ R о ° н В й g S о ч « й    m

s    9

0й® и

§ д и

й о и 5 й ч о я О й щ

Абсолютные

5 S о

св

5

5

S

Я

I

-2,4

19,0

-25,6

48,1

9,5

65

2,0

II

-1,8

19,5

-24,3

38,2

8,4

64

3,1

III

1,5

21,5

-18,8

61,0

9,2

64

2,8

IV

6,9

28,5

-14,0

72,6

2,0

65

2,5

V

10,7

29,0

-5,3

76,7

1,0

68

2,3

VI

13,6

32,5

-1,3

79,9

73

2,3

VII

16,1

37,4

1,1

76,3

75

2,0

VIII

15,5

34,9

0,8

60,9

75

1,8

IX

11,8

34,0

-4,1

70,7

75

1,6

X

7,4

29,7

-13,2

75,3

2,5

71

2,1

XI

3,0

23,0

-19,0

77,0

7,2

67

2,2

XII

-1,0

21,6

-23,4

60,4

10,5

68

2,5

Среднее

6,8

37,4

-25,6

797,0

6,3

69

2,3

Средние показатели температуры воздуха метеостанции «Теберда» свидетельствуют о том, что в зоне фенологического маршрута не бывает холодной зимы и слишком жаркого лета. Крайние значения максимальных и минимальных температур наступают редко и удерживаются непродолжительное время. Увеличение средней температуры воздуха происходит до июля-августа, затем она снижается и отрицательных значений достигает в первых числах декабря.

Даже в зимние месяцы значения абсолютных максимумов не бывают отрицательными, что свидетельствует о сезонных оттепелях зимой [8]. В периоды оттепелей в декабре может происходить цветение у ольхи серой и лещины обыкновенной. На хорошо прогреваемых южных склонах в январе иногда зацветает шафран сетчатый. Массовое развитие этих фенофаз у растений не происходит, т.к. оттепели сменяются зимним состоянием погоды с отрицательными температурами. Зимнее пробуждение растений на короткие сроки, в продолжении сезонных ритмов, отражается на сезонной урожайности.

Вертикальные градиенты метеорологических показателей изменяются не только по экспозициям склонов, но и по сезонам года. По экспозициям склонов в рельефе, температура воздуха на каждые 100 м высоты, снижается на 0,62 ° - по южному, на 0,36 ° - по восточному и на 0,73 ° - по юговосточному [10].

Относительная влажность воздуха в течение года варьирует от 40% в январе до

70% в июле. Максимальные значения ее на восточном и южном склонах приходятся на лето.

Многолетние наблюдения за древеснокустарниковыми растениями на феномаршруте позволили установить определенные закономерности обуславливающие сроки наступления фенофазв сочетании с погодными условиями. Вертикальные градиенты метеоэлементов изменяют продолжительность вегетации растений на высотных уровнях (Онищенко, 2002). Период вегетации сокращается на 22% (50-60

дней) у верхней границы леса по сравнению с высотной отметкой феномаршрута (1330 м н у м.).

Неустойчивые погодные условия ранней весны - весьма характерное явление для среднегорий Карачаево-Черкесии в связи с чем, сроки наступления фенофаз и их продолжительность ежегодно варьируют. Особую чувствительность к колебаниям температуры и влажности воздуха в ранневесенний период проявляют волчье лыко, орех медвежий, жимолость вьющаяся, ольха серая [5, 10].

Рис. Фенологические спектры древесно-кустарниковых видов, в сочетании с температурой воздуха, влажностью и осадками за вегетацию

Фенологические спектры отдельных представителей дендрофлоры феномаршрута представлены на рисунке. Сезонное развитие вегетативных и генеративных ор- ганов у древесно-кустарниковых пород происходит индивидуально для каждого вида. На феноспектрах, у каждого вида изображено сезонное развитие вегетативных (верхняя полоса) и генеративных (нижняя полоса) органов. Представленное изображение периодизации сезонного развития наблюдаемых видов, сопряженное с метеорологическими элементами устанавливает последовательность наступления того или иного фенологического срока в зависимости от сочетания тепла и влаги. У верхней границы леса, сроки наступления вегетации в весенне-летний период задерживаются на 20-55 дней.

В среднегорьях КЧР первые признаки начала вегетации характеризуются зацветанием (пылением) ольхи серой, через 1-3 дня начинают цвести лещина и медвежий орех [10, 5]. Цветение лещины обыкновенной более устойчиво к погодным аномалиям и легко распознаваемо, поэтому наступление этой фазы целесообразно считать индикатором наступления вегетационного периода на маршруте.

Цветение растений – наиболее контрастная фенологическая фаза у растений. На феномаршруте, у большинства наблюдаемых видов, она наступает в мае. Цветение шиповника обыкновенного – одного из поздноцветущих видов, возвещает о наступлении летнего периода с типичными физико-географическими процессами и явлениями. В эти сроки целесообразно-осуществлять выгон домашнего скота на высокогорные пастбища. Позже всех, во второй половине июня зацветает липа, завершая фазу цветения у древесно- кустарниковых видов на маршруте фено логических наблюдений.

Летняя вегетация характеризуется в ос новном созреванием плодов (семян), кото рое наступает уже в первых числах июля. У таких видов как волчье лыко, береза повислая, черешня дикая, крыжовник, черемуха обыкновенная, фаза созревания не требует большого накопления тепла. Особенностью плодоношения у шиповника, барбариса, рябины, ясеня, ольхи серой и некоторых других пород, является задержка созревших плодов и семян остаются на ветвях растения - хозяина до глубокой зимы и даже до следующей вегетации.

Развитие осенних фенологических фаз (осеннее расцвечивание и листопад), в отличие от весенних, происходит быстрее при снижении температуры и ухудшении погодных условий. В горах, осенний фенологический период наступает раньше у верхнего предела распространения видов, чем у подножий склонов [10, 11].

Анализ многолетних данных метеорологических параметров и сроков наступления фенологических фаз у древеснокустарниковых видов, позволил устано- вить продолжительность периода вегетации, которая за полувековой период на феномаршруте увеличилась ориентировочно на одну декаду, что также может свидетельствовать о потеплении регионального климата.

Постоянные фенологические наблюдения за растительностью, являются опреде- ляющими в развитии теории адаптации растений к условиям гор, в установлении оптимальных сроков природопользования (животноводства, лесного хозяйства, рекреации и т.д.) и охраны окружающей природной среды.

Список литературы Фенология древесно-кустарниковых видов в климатических трендах горной Карачаево-Черкесии

  • Лурье П.М., Крохмаль А.Г., Панов В.Д., Панова С.В., Тамов М.Ч. Карачаево-Черкесия: климатические условия. - Ростов н/Д: Изд-во Рост.ун-та, 2000. - 196 с.
  • Иваненко Б.И. Фенология древесных и кустарниковых пород. - М., Сельхозиздат, 1962. - 184 с.
  • Борисова И.В. Сезонная динамика растительного сообщества // Полевая геоботаника. Т. 4. Л., 1972.
  • Шульц Г.Э. Общая фенология. - Л.; Наука, 1981. - 188 с.
  • Онищенко В.В. Геоэкологические особенности и функционирование лесной растительности Северо-Западного Кавказа (на примере Тебердинского заповедника). Диссертация канд. геогр. наук. - Ростов-на-Дону, 2001. - 266 с.
  • EDN: QDNJRB
Статья научная