Смена растительных поясов Кыргызстана как последствие глобального потепления климата

На территории Кыргызстана представлены почти все типы растительности, характерные для Евразийского материка (таблица).

При общей площади республики почти 200000 км2 – это 20 млн га, площадь растительного покрова составляет 117218 км2, или 11721800 га, почти 12 млн га, из которых чуть более 9 млн га – пастбища, по данным Кыргызгипрозема и Минсельхоза (2011).

Прогноз развития, а также оценка уязвимости (в том числе экономическая) и выборы мер по реагированию и адаптации растительного покрова на потепление климата опирается в настоящей статье на ряд официальных статистических данных и опубликованных работ [2–10, 12–19, 21, 24–26].

Типы растительности Кыргызстана			Из множества зарубежных методик наиболее приемлемой для усло-
Перечень индикаторов	Площадь, км2	% от территории страны	вий Кыргызстана нами предложена
Еловые леса	2772	1,39	методика, связывающая индикаторы-
Арчовые леса	2680	1,35	типы растительного покрова (табл. 1),
Широколиственные леса	464	0,23	которые отражают реальное состояние растительного покрова по площадям, начиная с 90-го года прошлого века, с наблюдаемыми и ожидаемыми кли-
Тугаи	226	0,14
Мелколиственные леса	711	0,36
Среднегорные листопадные кустарники	970	0,48
Среднегорные петрофильные кустарники	2317	1,17
Саванноиды	6081	3,06	матическими параметрами при их
Миндальники и фисташники	182	0,09	сравнительном анализе по годам (дан-
Нивально-субнивальный пояс	11527	5,81	ные Кыргызгипрозема и Минсельхоза
Криофильные луга	27242	13,72	КР) до 2005 г. В прогнозных расчетах по изменению площадей индикаторов-
Криофильные степи	21413	10,79
Криофильные пустыни	1911	0,96
Среднегорные луга	8764	4,42	типов растительного покрова по годам и температурным колебаниям возмож-
Среднегорные степи	17643	8,89
Среднегорные пустыни	2543	1,28	но вычислить экономический ущерб
Предгорные степи	823	0,41	от климатических изменений по рас-
Предгорные пустыни	8768	3,90	ценкам пастбищных показателей на
Петрофитные низкогорные кустарники	181	0,09	настоящий момент.

Оценка по наблюдаемой уязвимости растительного покрова в период 1990–2005 гг. проводилась по 4 физико-географическим областям (рисунок).

Физико-географические области Кыргызстан

Ниже представлены краткая современная геоботаническая характеристика и прогноз развития растительного покрова 4 физико-географических областей.

По прогнозу экспертов Кыргызстана, к 2100 г. среднегодовая глобальная приземная температура воздуха может повыситься в среднем на 1–3,5 °С; изменится и режим атмосферных осадков. Изменения могут привести во многих регионах планеты к негативным последствиям: в природной среде – к сокращению разнообразия растительного и животного мира; в социально-экономических секторах, а именно в сельском и рыбном хозяйстве – к снижению продуктивности; а также отрицательно скажутся на здоровье человека [12, 19, 21].

Северо-Западный Кыргызстан . При глобальном изменении климата здесь произойдет смещение природно-климатических поясов вверх по склонам гор. Верхняя граница пустынного пояса поднимется на 400 м; степного – на 250 м; лугового – на 150 м и субальпийского – на 100 м.

В процессе эволюции у растений пустынь и степей выработался целый ряд приспособлений для жизни при минимальном атмосферном увлажнении и температурных контрастах: мощная корневая система, небольшая листовая поверхность, опушение, восковой налет. В поясе степей, который займет место лугостепей и высокотравных лугов, будут преобладать саван-ноиды (южные степи): бородачевые, пырейные и девясиловые сообщества, доминанты которых бородач (Andropogon ischaemum), пырей волосоносный (Agropyrum trichоphorum) и девясил (Inula grandis) являются ксерофильными многолетниками позднелетней вегетации, т.е. для них здесь будет создан оптимальный режим для роста и развития. Повышение температуры воздуха, суммы положительных температур, а также продолжительности вегетационного периода и годовой суммы осадков приведут в пустынных и степных экосистемах к увеличению весенней синузии эфемеров и эфемероидов и, вероятно, при продолжающемся мощном антропопрессе, к увеличению видов, находящихся под угрозой исчезновения. К примеру, первоцвет крупночашечный (Primula тасrоса1ух) – узкораспространенное декоративное витаминоносное растение – произрастает только на северном склоне Киргизского хребта, в поясе лесов и высокотравных лугов, в междуречье рек Шамси и Кегеты. При глобальном потеплении климата и расширения пояса степей возможна его ичезновение.

Существенные изменения могут быть в верхних природно-климатических поясах. Интенсивное таяние ледников и снежников приведет к расширению субальпийского, альпийского и нивального поясов. Произойдет разрастание ксеромезофитных и мезофитиых бореальных видов растений.

В связи с общим опустыниванием территории Центральной Азии и в высокогорных экосистемах Кыргызстана будут преобладать виды ксеромезофитные и ксерофитные.

Юго-Западный Кыргызстан. При глобальном потеплении климата верхняя граница пустынного пояса поднимется на 200 м; степного - на 250 м; лесолугового - на 150 м; елового в субальпийском и альпийском не изменится. Площадь пустынь возрастет. Полынноэфемеровые сообщества придут на смену саванноидам. Последние займут место высокотравных лугов и кустарниковой растительности. В растительном покрове пустынь и степей больших изменений не произойдет. Повышение температуры воздуха и годовой суммы осадков приведет к увеличению травостоя, эфемеров и эфемероидов – однолетних и многолетних растений с коротким, обычно весенним периодом развития. Также будут развиваться процессы десертизации и аридиза-ции, что, конечно, обусловлит большие экономические потери флористического и геоботанического порядка и в целом биоразнообразия на экосистемном уровне к 2100 г. В растительном мире наиболее уязвимыми при глобальном изменении климата окажутся виды растений и сообщества с небольшой экологической амплитудой, «краснокнижные», редкие, эндемичные, с сокращающимся ареалом. К примеру, прострел Костычева (Pulsatilla kostyczewii) – редкий вид, эндемик Па-миро-Алая, встречающийся в Кыргызстане только в типчаково-разнотравных ценозах Алайской долины. При глобальном потеплении климата и расширении пустынного пояса возможна гибель этого вида растения.

Северо-Восточный Кыргызстан. Здесь количество осадков возрастет незначительно. Повышение температуры воздуха приведет к интенсивному таянию ледников и снежников, почти на месяц увеличится вегетационный период. Повышение температуры воздуха и увеличение количества весенних осадков приведет к ксерофитизации травостоя пустынных сообществ. Верхняя граница пустынного и степного поясов поднимется на 200 м; лесолугового -на 150 м; субальпийского и альпийского не изменится. Возрастет количество травянистых растений весеннего, поздневесеннего и раннелетнего ритмов развития (однолетних растений – эфемеров и многолетних – эфемероидов). Это связано с эколого-биологическими особенностями группы растений: распределением корневой системы в верхних горизонтах почвы, что позволяет им активно усваивать весенние и раннелетние атмосферные осадки. Фоновые растения пустынь: солянка восточная (Salsola orientalis), с. воробьиная (S. passerina), с. деревцевидная (S. arbuscula), сведа вздутоплодная (Suaeda physophora), симпегма Регеля (Sympegma regelii) – сохранят доминирующее положение в травостое. В основном это термофилы, приспособленные к высоким температурам воздуха и почвы.

В западной части котловины озера Иссык-Куль встречается формация селитрянки сибирской (Nitraria sibirica). Это единственное местообитание селитрянковых пустынь на территории Кыргызстана: уникально как устойчивый индикатор и компонет данной экосистемы. Чийники из чия блестящего (Achnatherum splendes) еще несколько десятилетий тому назад имели ландшафтное значение в Иссык-Кульской котловине и во Внутреннем Тянь-Шане. В настоящее время, в связи с антропогенным влиянием, сохранились небольшие участки этих оригинальных формаций. Выпас скота и заготовка чия в местах распространения этих растительных сообществ, усугубленное потеплением климата, приведет к аридизации территории и полному их исчезновению.

Внутренний Тянь-Шань. При глобальном потеплении климата верхняя граница пустынного и степного поясов, возможно, здесь поднимется на 200 м; лесолугового пояса – на 120 м; субальпийского и альпийского - не изменится. Растительный покров криофитных пустынных и степных экосистем существенно не изменится. В пустынях межгорных долин и предгорных равнин Внутреннего Тянь-Шаня растительный покров будет представлен полынными сообществами из полыни розовоцветковой (Artemisia rhodantha) и полыни тянь-шанской (Artemisia tianschanica) . Доминанты высокогорных криофитных степей: овсяницы (Festuca valesiaca, F. kryloviana) , ковыли (Stipa krylovii, S. subsessiliflora, S. purpurea), ячмень (Hordeum turkestanicum) – сохранят фитоценозобразующее положение в травостое. В основном это термофилы, приспособленые к высоким температурам воздуха и почвы.

После проведения сравнительного анализа всех типов растительности Кыргызстана мы определили, что наиболее уязвимы, по нашим данным, предгорные пустыни (при абс. высоте до 1300 м над ур. моря) республики, в 1990 г. занимавшие площадь 3 % (БПИ НАН КР), а в 2005 г. 3,9 % от территории республики. Произошло увеличение площадей предгорных пустынь на 0,9 % от территории республики за 15 лет (это приблизительно 200000 га, или 2000 км2). В основном – увеличение произошло в Юго-Западном (по низкогорным шлейфам северного борта Ферганской долины) и Северо-Восточном Кыргызстане (в Западном При-иссыккулье).

Таким образом, наиболее уязвимы, по нашим данным, в республике предгорные пустыни При этом предгорные пустынные пастбища сокращаются при тенденции увеличения предгорных пустынь.

Прогноз ожидаемой уязвимости растительного покрова при ожидаемом климатическом потеплении, по нашим исследованиям, очевиден.

Исключительную роль играют естественные сообщества в образовании (создании) среды, пригодной для жизни в сложных условиях высокогорья. На равнине смена биологических сообществ происходит на протяжении многих тысяч километров. В горном Кыргызстане пустыни, степи, лиственные и хвойные леса, альпийские луга соседствуют на расстоянии нескольких километров. Только высокая степень разнообразия позволяет биоте эффективно функционировать в контрастных условиях гор. Под контролем эволюционно скоррелированных естественных сообществ создание и сохранение почв, привлечение осадков, распределение стока, очистка поверхностных вод, газовый состав атмосферы. В случае утраты высокогорных экосистем их не смогут эффективно заменить другие. Пока естественные экосистемы сохраняют состав и структуру – близкие к исходным, позволяющие им гибко реагировать на неоднородность горной среды и колебания климата. По прогнозам наших экспертов-климатологов, на территории республики к 2100 г. ожидается повышение глобальной среднегодовой температуры в пределах 2,5–3,0 ºС и увеличение годовой суммы осадков на 10–15 % по сравнению с их величинами в 1961–1990 гг. [15].

В растительном покрове наиболее уязвимыми к глобальному изменению климата окажутся виды растений и сообщества, имеющие небольшую экологическую амплитуду, краснокнижные, редкие, эндемические, с сокращающимся ареалом [16]. На территории Кыргызстана, вероятно, произойдет значительное смещение границ природных поясов по вертикали за счет расширения пустынных и степных экосистем, включая остепнение луговых экосистем. Катастрофических изменений видового состава флоры не произойдет. Повышение температуры будет снивелировано увеличением влажности и горным рельефом. Многие виды растений, а главное – доминанты, имеющие широкий экологический ареал, в процессе эволюции приспособились к жизни при минимальном атмосферном увлажнении и температурных контрастах.

Площади пустынных ландшафтов увеличатся на 7 % к 2100 г., это приведет к определенному экономическому ущербу для всех экосистем, особенно по качеству и количеству продуктивности пастбищ и их площадей. При трансформации и увеличении площадей пустынных и степных фитоценозов по высоте над уровнем моря будет происходить сокращение площадей луговых, при этом упадет их продуктивность. Как было сказано выше, изменения площадей предгорной пустынной растительности (в процентах от территории республики) при различных колебаниях температуры с ее общим повышением на сотые доли градуса с 1990 по 2005 гг. произошли в сторону повышения общей площади предгорной пустынной растительности на 1 % за 15 лет. Если спрогнозировать такой сценарий развития, то площади предгорных пустынных ландшафтов к 2100 г. увеличатся в два раза и составят более 10 % от территории республики. Таким образом, наиболее уязвима при потеплении климата растительность предгорных пустынь, где обитает самое большое количество видов, входящих в Красную книгу – 29 из 83 (Красная книга Кыргызской Республики, 2007) и находящихся под угрозой исчезновения.

Для адаптации природного растительного мира республикам разных типов горных и высокогорных травянистых сообществ при сценарии глобального потепления климата необходимо принятие научно обоснованных мер. Они будут включать мероприятия: 1) рациональное использование природного потенциала биологического и ландшафтного разнообразия; 2) внедрение пастбищеоборотов, сенокосооборотов, соблюдение сезонности и кратности использования естественных кормовых угодий; 3) соблюдение сроков и норм заготовок лекарственных и технических растений; 4) сохранение и восстановление наиболее важных экосистем и ландшафтов до состояния естественного устойчивого воспроизводства; 5) обеспечение существования и естественного возобновления важных для природы и ценных для общества видов растений; 6) расширение площади особоохраняемых природных территорий (ООПТ): трансграничных биосферных территорий, заповедников, национальных парков, заказников, 7) выращивание редких, эндемичных видов растений в ботанических садах, питомниках (сеть ООПТ, ботанические сады, питомники должны обеспечить сохранение природных комплексов в целом и редких, исчезающих видов и сообществ растений Кыргызстана); 8) создание генофондов (коллекций семян и других геноматериалов); 9) организация службы биологического мониторинга (основной методикой при последующих регистрациях влияния изменения климата на экосистемы и непосредственно на виды растений должен быть «простой и эффективный метод мониторинга окружающей среды – «метод растительных индикаторов» [7, 23]; 10) издание «Красной книги редких и исчезающих растений Кыргызстана»; 11) издание «Красной книги редких уникальных и исчезающих растительных сообществ Кыргызстана». Необходимо: 12) организовать в республике службу биологического мониторинга в соответствии с целями, поставленными проектом; 13) подобрать на территории всех четырех физико-географических областей Кыргызстана наиболее значимые объекты для мониторинга; 14) организационное проведение мониторинга биоразнообразия должно быть выполнено на осо-боохраняемых природных территориях (ООПТ); 15) обучить на семинарах научных сотрудников ООПТ проведению мониторинга; ознакомить с объектами (растения, животные); 16) издать популярные, иллюстрированные «Определители основных объектов мониторинга», «Инструкцию по проведению биологического мониторинга».

Как известно, растительный покров выполняет особую роль в формировании и функционировании экосистем, являясь средой обитания и источником существования для всего живого населения планеты, чутким индикатором состояния среды. Поэтому полный учет растительного покрова необходим при решении проблем с потеплением климата. Данные по растительности послужат основой для оценки углеродного баланса страны. При положительной значимости поглощаемого растительным покровом страны количества СО 2 над выбросами в атмосферу представится возможность оценить растительный покров Кыргызстана. Стоимость естественного растительного покрова будет определяться как количество углерода, требуемого для ее создания и поддержания. Поэтому углерод будет рассматриваться как валюта. Определение углеродного баланса страны проводится на основе учета объема ежегодных выбросов эмиссии парниковых газов и количества поглощаемого СО 2 растительным покровом [2] В растительном покрове наиболее уязвимыми к глобальному изменению климата окажутся виды растений и сообщества, имеющие небольшую экологическую амплитуду, краснокнижные, редкие, эндемичные, с сокращающимся ареалом.

Список видов растений предгорных пустынь Кыргызстана, входящих в Красную Книгу Кыргызстана, которые, вероятно, подвергнутся влиянию потепления климата.

• 1.    Эминиум Регеля

• 2.    Эремурус Зинаиды

• 3.    Эремурус Зои

• 4.    Тюльпан Грейга

• 5.    Тюльпан Кауфмана

• 6.    Тюльпан Колпаковского

• 7.    Тюльпан Островского

• 8.    Тюльпан розовый

• 9.    Тюльпан широкотычиночный

• 10.    Юнона орхидная

• 11.    Дымяночка туркестанская

• 12.    Пузырник короткокрылый

• 13.    Чезнея мохнатая

• 14.    Парнолистник кашгарский

• 15.    Акантолимон плотный