ТЕРРИТОРИАЛЬНЫЕ ЕДИНИЦЫ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ТУНДРОВОЙ ЗОНЫ: ДИНАМИКА И КАРТОГРАФИЯ (НА ПРИМЕРЕ НЕНЕЦКОГО АО)
|
ВВЕДЕНИЕ 3
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 5
2.1 Мозаичность и мелкоконтурность растительного покрова
тундровой зоны: причины и проявление 5
2.2 Структура территориальных единиц растительности 7
2.3 Иерархия территориальных единиц растительности 8
2.4 Общие тенденции динамики растительного покрова 10
3 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 13
4 ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ 16
4.1 Климатические условия 17
4.2 Рельеф и гидрология 17
4.3 Преобладающие типы почв и их распределение 18
4.4 Растительный покров 19
5 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 22
5.1 Характеристика синтаксономического состава растительности 22
5.2 Структура территориальных единиц растительности 31
5.3 Динамика растительного покрова 43
6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
7 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 50
8 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 51
9 БЛАГОДАРНОСТИ 57
ПРИЛОЖЕНИЕ
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 5
2.1 Мозаичность и мелкоконтурность растительного покрова
тундровой зоны: причины и проявление 5
2.2 Структура территориальных единиц растительности 7
2.3 Иерархия территориальных единиц растительности 8
2.4 Общие тенденции динамики растительного покрова 10
3 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 13
4 ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ 16
4.1 Климатические условия 17
4.2 Рельеф и гидрология 17
4.3 Преобладающие типы почв и их распределение 18
4.4 Растительный покров 19
5 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 22
5.1 Характеристика синтаксономического состава растительности 22
5.2 Структура территориальных единиц растительности 31
5.3 Динамика растительного покрова 43
6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
7 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 50
8 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 51
9 БЛАГОДАРНОСТИ 57
ПРИЛОЖЕНИЕ
Трудности геоботанического картографирования растительного покрова тундровой зоны обусловлены его мозаичностью и мелкоконтурностью. На местности растительный покров тундры часто представлен комбинациями сообществ разных синтаксонов на определенных элементах ландшафта, формирующих территориальные единицы растительности (ТЕР) (Лавриненко, 2015, 2016).
ТЕР служат не только целям картографии и являются результатом картографического обобщения, а реально существуют в природе и представляют со-бой совокупность нескольких пространственно прилегающих друг к другу выделов растительного покрова разной степени сложности (Холод, 1989).
Если гомогенные ТЕР представлены фитоценозом одного синтаксона (фитоценомером), то в пределах гетерогенных в отечественной литературе различают 3 основных типа: комплексы, экологические (или микропоясные) ряды и серийные (или эколого-генетические) ряды (Грибова, Исаченко, 1972), представ-ленные комбинациями фитоценомеров.
Вопросы типологии ТЕР для целей геоботанического картографирования до настоящего времени находятся в стадии разработки, учитывая многообразие региональных особенностей пространственной структуры растительного покрова всей страны (Лавриненко, 2015, 2016). Наряду с этим существует значительный интерес государства к освоению арктических территорий (месторождения углеводородов и твердых полезных ископаемых, создание особо охраняемых природных территорий и т.п.) и необходимость подготовки для регионов крупно- и среднемасштабных геоботанических карт, которые являются основой многих тематических карт (индикационных, устойчивости, уязвимости и т.п.).
Актуальность исследования обусловлена рядом причин. В 1992 году ЕС была принята Директива местообитаний (Council Directive 92/43/EEC), одна из основных задач которой — сохранение биоразнообразия путем охраны место-обитаний. Изучение синтаксономического состава и пространственной структуры ТЕР позволяет дать более полную характеристику местообитаний и более полно отразить их экологическое своеобразие. Учитывая, что подобные топографически выраженные комбинации фитоценозов регистрируются не только в полевых условиях, но и дистанционными методами, это позволяет организовать мониторинг местообитаний с использованием данных спутниковой съемки.
Изучение климатических изменений, происходящих в Арктике, в настоящее время также становится все более актуальным, поскольку полярный регион наиболее чувствителен к различным воздействиям. Растительный покров одним из первых реагирует на колебания климата. При диагностике реакции растительности на изменение климатических факторов особое внимание уделяется мониторингу изменения сроков вегетационного периода, поскольку этот показатель, относительно легко измеряется при помощи данных дистанционного зондирования Земли (Richardson et al, 2013). Зарубежные исследователи (Epstein et al., 2012; Park T. et al., 2016 и др.) изучили динамику фитомассы растительного покрова Арктики в период с 1982 по 2010 год.
В связи с этим, целью настоящей работы стало изучение структуры и динамики основных типов ТЕР ключевых участков в районе возвышенности Вангуреймусюр (северо-запад Большеземельской тундры, подзона типичных тундр), и на правобережье р. Куя в окрестностях г. Нарьян-Мар (запад Большеземельской тундры, полоса северной лесотундры).
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Выполнить полные и маркерные геоботанические описания на ключевых участках.
2. Выявить и охарактеризовать синтаксономический состав растительных сообществ ключевых участков.
3. Разработать типологию ТЕР ключевых участков для карт крупного масштаба.
4. Составить крупномасштабные геоботанические карты ключевых участков на основе типологии ТЕР.
5. Провести сравнительный анализ сезонной и межгодовой динамики вегетационного индекса NDVI для разных классов ТЕР конкретных геоботанических райо¬нов за период с 2000 по 2019 гг.
ТЕР служат не только целям картографии и являются результатом картографического обобщения, а реально существуют в природе и представляют со-бой совокупность нескольких пространственно прилегающих друг к другу выделов растительного покрова разной степени сложности (Холод, 1989).
Если гомогенные ТЕР представлены фитоценозом одного синтаксона (фитоценомером), то в пределах гетерогенных в отечественной литературе различают 3 основных типа: комплексы, экологические (или микропоясные) ряды и серийные (или эколого-генетические) ряды (Грибова, Исаченко, 1972), представ-ленные комбинациями фитоценомеров.
Вопросы типологии ТЕР для целей геоботанического картографирования до настоящего времени находятся в стадии разработки, учитывая многообразие региональных особенностей пространственной структуры растительного покрова всей страны (Лавриненко, 2015, 2016). Наряду с этим существует значительный интерес государства к освоению арктических территорий (месторождения углеводородов и твердых полезных ископаемых, создание особо охраняемых природных территорий и т.п.) и необходимость подготовки для регионов крупно- и среднемасштабных геоботанических карт, которые являются основой многих тематических карт (индикационных, устойчивости, уязвимости и т.п.).
Актуальность исследования обусловлена рядом причин. В 1992 году ЕС была принята Директива местообитаний (Council Directive 92/43/EEC), одна из основных задач которой — сохранение биоразнообразия путем охраны место-обитаний. Изучение синтаксономического состава и пространственной структуры ТЕР позволяет дать более полную характеристику местообитаний и более полно отразить их экологическое своеобразие. Учитывая, что подобные топографически выраженные комбинации фитоценозов регистрируются не только в полевых условиях, но и дистанционными методами, это позволяет организовать мониторинг местообитаний с использованием данных спутниковой съемки.
Изучение климатических изменений, происходящих в Арктике, в настоящее время также становится все более актуальным, поскольку полярный регион наиболее чувствителен к различным воздействиям. Растительный покров одним из первых реагирует на колебания климата. При диагностике реакции растительности на изменение климатических факторов особое внимание уделяется мониторингу изменения сроков вегетационного периода, поскольку этот показатель, относительно легко измеряется при помощи данных дистанционного зондирования Земли (Richardson et al, 2013). Зарубежные исследователи (Epstein et al., 2012; Park T. et al., 2016 и др.) изучили динамику фитомассы растительного покрова Арктики в период с 1982 по 2010 год.
В связи с этим, целью настоящей работы стало изучение структуры и динамики основных типов ТЕР ключевых участков в районе возвышенности Вангуреймусюр (северо-запад Большеземельской тундры, подзона типичных тундр), и на правобережье р. Куя в окрестностях г. Нарьян-Мар (запад Большеземельской тундры, полоса северной лесотундры).
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Выполнить полные и маркерные геоботанические описания на ключевых участках.
2. Выявить и охарактеризовать синтаксономический состав растительных сообществ ключевых участков.
3. Разработать типологию ТЕР ключевых участков для карт крупного масштаба.
4. Составить крупномасштабные геоботанические карты ключевых участков на основе типологии ТЕР.
5. Провести сравнительный анализ сезонной и межгодовой динамики вегетационного индекса NDVI для разных классов ТЕР конкретных геоботанических райо¬нов за период с 2000 по 2019 гг.
1. В результате полевых работ на возвышенности Вангуреймусюр мною было выполнено 33 полных и 50 маркерных геоботанических описаний; на участке правобережья р. Куя — 11 полных и 53 маркерных геоботанических описания.
2. В результате эколого-флористической классификации растительность территорий отнесена к 14 ассоциациям и 7 типам сообществ из 7 классов.
3. На подготовленных крупномасштабных геоботанических картах возвышенности Вангуреймусюр растительность отнесена к 14 типам из 7 классов ТЕР отдела водораздела и отделу речных долин.
4. На подготовленных крупномасштабных геоботанических картах правобережья р. Куя растительность отнесена к 7 классам ТЕР отдела водораздела и отделу речных долин.
5. Наибольшие различия между показателями NDVI на участке возвышенности Вангуреймусюр прослеживаются в период с середины июня до середины июля. В конце июля-начале августа при достижении максимальных значений индекса наблюдается сближение этих показателей. Наименьшие значения индекса были отмечены для отдела фитоценохор речных долин, а в отделе водоразделов - для класса приозерных понижений. Максимальные значения NDVI отмечены для классов плоских слабодренированных террас и проточных понижений водоразделов, представленных ивняками.
6. На участке правобережья р. Куя ко второй неделе июля прекращается интенсивный подъем значений NDVI и показатели стабилизируются, различия между классами далее не меняются. Наибольшие показатели отмечены для отдела речных долин и склонов холмов с березовым криволесьем. Наименьшие — для классов торфяников и хасыреев.
7. Для участка возвышенности Вангуреймусюр отмечена общая тенденция снижения значений индекса NDVI за последние два десятилетия при сохранении различий между классами. Установлено, что за последние годы амплитуда межгодовых колебаний индекса снижается. Так, за 2017-2018 гг. зарегистрированы наиболее существенные различия между классами ТЕР, что отчетливо свидетельствует о сдвиге сроков начала вегетации в эти годы на более ранние стадии.
8. Для участка правобережья р. Куя не выявлено тренда показателей NDVI за период 1988 - 2019 гг, отмечены лишь незначительные межгодовые колебания. Присутствуют значительные различия между разными классами ТЕР, которое прослеживается в течение всего изучаемого периода.
2. В результате эколого-флористической классификации растительность территорий отнесена к 14 ассоциациям и 7 типам сообществ из 7 классов.
3. На подготовленных крупномасштабных геоботанических картах возвышенности Вангуреймусюр растительность отнесена к 14 типам из 7 классов ТЕР отдела водораздела и отделу речных долин.
4. На подготовленных крупномасштабных геоботанических картах правобережья р. Куя растительность отнесена к 7 классам ТЕР отдела водораздела и отделу речных долин.
5. Наибольшие различия между показателями NDVI на участке возвышенности Вангуреймусюр прослеживаются в период с середины июня до середины июля. В конце июля-начале августа при достижении максимальных значений индекса наблюдается сближение этих показателей. Наименьшие значения индекса были отмечены для отдела фитоценохор речных долин, а в отделе водоразделов - для класса приозерных понижений. Максимальные значения NDVI отмечены для классов плоских слабодренированных террас и проточных понижений водоразделов, представленных ивняками.
6. На участке правобережья р. Куя ко второй неделе июля прекращается интенсивный подъем значений NDVI и показатели стабилизируются, различия между классами далее не меняются. Наибольшие показатели отмечены для отдела речных долин и склонов холмов с березовым криволесьем. Наименьшие — для классов торфяников и хасыреев.
7. Для участка возвышенности Вангуреймусюр отмечена общая тенденция снижения значений индекса NDVI за последние два десятилетия при сохранении различий между классами. Установлено, что за последние годы амплитуда межгодовых колебаний индекса снижается. Так, за 2017-2018 гг. зарегистрированы наиболее существенные различия между классами ТЕР, что отчетливо свидетельствует о сдвиге сроков начала вегетации в эти годы на более ранние стадии.
8. Для участка правобережья р. Куя не выявлено тренда показателей NDVI за период 1988 - 2019 гг, отмечены лишь незначительные межгодовые колебания. Присутствуют значительные различия между разными классами ТЕР, которое прослеживается в течение всего изучаемого периода.