Диссертация (1154527), страница 5
Текст из файла (страница 5)
et al., 2008), поэтому выявить связи прироста с климатическими факторамидля регионов умеренного климата сложнее (Giagli K. et al., 2016). При этомвозрастаетрольнеоднородностейтопоэкологическихусловий,25трансформирующих единый региональный климатический сигнал (Bijak S., 2006;Бабушкина Е.А. и др., 2011).
Анализ работ, посвященных выявлению влияниялокальных условий на биопродуктивность древостоя (Cedro A., Lamentowicz M.,2011; Moir A.K. et al., 2011; Düthorn E. et al., 2013; Barger N.N., Woodhouse C.,2015), позволяет заключить, что топоэкологические условия могут существенносмягчать или, напротив, обострять влияние аномалий температуры и осадков наприрост.В дендрохронологии идентификация климатических параметров, влияющихна прирост деревьев, как правило, осуществляется посредством анализа главныхкомпонент (РСА) и корреляционного анализа.
В качестве предикторов приростаиспользуются температура и осадки данного года и предшествующих лет,некоторыеинтегральныепоказателитепло-ивлагообеспеченности,гидрологические характеристики (Feliksik E., Wilczyński S., 2009; Edvardsson J.,Hansson A., 2015; Соломина О.Н. и др., 2016; и др.
работы). При этомустановленные связи значимы на региональном или локальном (в случае учетатопоэкологических неоднородностей) уровне; при изменении режима тепло- ивлагообеспеченности характер связи может меняться. Например, D.A. Friedrichs ссоавторами (2009) установили, что чувствительность к засухе дуба скального ибука в автоморфных местообитаниях Западной Германии, бука и сосныобыкновенной в Центральной Германии увеличилась к концу ХХ в. Y. Zhang сколлегами (2008), изучая изменение связей в системе «прирост деревьев –климатические условия» на северо-западе Китая, обнаружили, что вследствиепродолжающегосяпотепленияииссушениявозросламозаичностьбиопродукционных процессов: прирост деревьев стал более чувствительным кразличиям топоэкологических условий.Неодинаковый характер связи прироста с гидротермическими параметрамидля различных древесных пород из одного местообитания позволяет судить оспецифике видовых требований к условиям окружающей среды.
Например, дляСреднего Поволжья установлено негативное влияние весеннего иссушения наприрост лиственных пород – дуба и липы (наиболее сильна отрицательная связь с26температурой апреля и положительная – с осадками мая для дуба) (Тишин Д.В.,2006). В то же время повышенная температура апреля в некоторых случаяхблагоприятно сказывается на приросте хвойных. Положительное влияниетемпературы апреля на прирост сосны установлено также для юга Томскойобласти, центральных и южных частей Красноярского края, Центральной Якутии(Николаева С.А, Савчук Д.А., 2008), где, по-видимому, она определяет времяначала вегетации, ускоряя сход снега в лесу, оттаивание и прогревание верхнихпочвенных горизонтов с основной массой корней.Расстояние, на котором значимы установленные связи, в дендрохронологиипринято оценивать через коэффициент синхронности – меру сходства междухронологиями, учитывающую число однонаправленных изменений от года к годумежду ними (Тишин Д.В., 2015).
При синхронности климатического сигнала наопределенной территории биологическая продуктивность, будучи, согласнопринципу временной изменчивости К.Н. Дьяконова (1981), информацией «навыходе», отличается значительной изменчивостью.Исследованиями Д.В. Тишина (2006) в Среднем Поволжье установлено, чтомаксимальнаякорреляцияисинхронностьсвойственныхронологиямизаналогичных местообитаний, построенным для районов, удаленных друг от другане более чем на 50-100 км. Достаточно высокие показатели сходства такжефиксируются между хронологиями на расстоянии до 300 км. Очевидно, что саморасстояние, на котором хронологии синхронны, определяется пространственнымраспределением лимитирующего фактора: в направлении его градиента сходствов приросте деревьев даже на небольшом удалении может быть минимальным.
Вотдельных случаях, при резко неблагоприятных условиях, синхронность приростапроявляется на огромных территориях (вплоть до всей ЕТР), что обусловленоразмерами и пространственной локализацией определяющих данные условиябарических образований. Например, в 9-ти наиболее засушливых за последний150-летний период годах экстремально низкий прирост сосны регистрировался натерритории от Центрально-Черноземного района до Предуралья.27Проблему синхронности функционирования геосистем на ландшафтномуровне пытаются решать в рамках предложенного в МГУ имени М.В.
Ломоносовановогометодическогодендрохронологииособенностьюнаправления(Дьяконовданного–ландшафтнойК.Н., Беляков А.И., 2006). Отличительнойнаправлениявнутрифациальных условийландшафтоведенияявляетсяландшафта, тоучетвсехфацийиесть реального разнообразияместообитаний древесных пород. Например, А.И. Беляковым (2003) для оценкипространственной дифференциации отклика функционирования геосистем навнешний сигнал в масштабе ландшафта анализировалась синхронность древеснокольцевых хронологий среднетаежных ландшафтов юга Архангельской области.Согласно результатам данного исследования, синхронны практически всегеосистемы, занимающие автономные местоположения, независимо от ихдренированности.
Асинхронны геосистемы, относящиеся непосредственно кдолинам малых рек и ручьев, а также к ложбинообразным понижениям.Функционирование таких геосистем синхронизируется (вплоть до совпаденияциклических составляющих) с водным режимом местных водотоков.Установленные связи биопродуктивности древостоев с разнообразнымифакторамисредынаходятширокоеприменениеприидентификациииверификации моделей продуктивности и биологического круговорота в лесныхэкосистемах, а также непосредственно при подготовке модельных сценариев(Быховец С.С., 2009; Комаров А.С., 2010). Е.А. Вагановым и А.В. Шашкиным(2000) разработана экофизиологическая модель динамики роста годичных колецхвойных.Модельсостоитизчетырехвзаимосвязанныхблоков:микроклиматического, фотосинтеза, водного баланса почвы и блока, в которомописан рост годичного кольца. Центральное место в модели занимает описаниепроцессов фотосинтеза и водного баланса; описывается баланс ассимилятов втечение сезона роста.Другимпримеромможетслужитьимитационнаямодель«Производительность древостоев – грунтовые воды», разработанная Д.А.Корепановым (2006) на основе анализа обширного экспериментального материала28по лесоводственной эффективности осушения избыточно увлажненных земельВолжско-Камского междуречья.
Определение текущего прироста в зависимостиот почвенно-климатических условий осуществлялось с помощью моделированияпроцесса хода роста древостоя методом множественной регрессии. Модельпозволяет проследить дифференцированное влияние почвенно-климатическихфакторов в разных типах леса. Так, сосняки черничные отличаются избыточнымувлажнением в начале вегетационного периода. Им важен быстрый сбросгрунтовых вод весной, к началу роста корневой системы. Поэтому приростсосняка-черничника в высоту положительно коррелирует с амплитудой колебанияуровня грунтовых вод текущего года. В сосняке кустарничково-сфагновом тот жефактор отрицательно влияет на прирост, по-видимому, из-за возможногоиссушения очеса в сухие периоды и подтопления верхних горизонтов почвы вдождливое время вегетации.
Кроме того, значительное влияние на прирост втекущем году во всех типах леса оказывают условия вегетации предыдущего года.Э.Г. Коломыцем (2003) разработана прогнозная региональная модельглобальных изменений природной среды. Автором на примере бореальногоэкотона Русской равнины было обосновано рассмотрение структурной ифункциональнойсоставляющихорганизацииэкосистемвкачествесамостоятельных объектов прогнозирования. При этом к функциональнымпараметрам экосистемы относятся первичная биопродуктивность и коэффициентгодичной деструкции фитомассы (подстилочно-опадный коэффициент), равныйчислу лет, необходимых для накопления данной массы лесной подстилки (иливетоши) при имеющихся скоростях ежегодного поступления в опад ипоследующего разложения органического вещества.
Опираясь на принципфункциональногоизоморфизма,Э.Г.Коломыцопределилтраекторииэкосистемных преобразований при гидротермической динамике. При этомустановление эмпирических связей продуктивности с рядом климатическиххарактеристик позволило оценить её наиболее вероятные значения в будущем.Согласно результатам автора, повышенная пространственная контрастностьклиматическиххарактеристиквусловияхбореальногоэкотонабудет29способствовать снижению устойчивости границ фитоценологических ареалов и,следовательно, общему ускорению процессов климатогенных преобразованийприродных экосистем.Помиморассмотренныхфакторов,определяющихмасштабыизакономерности биопродуктивности древостоев, в последние десятилетия особуюактуальность приобрело исследование влияния антропогенного загрязнения –важного фактора, снижающего продуктивность лесных экосистем и вызывающегоих деградацию (Лесные экосистемы…, 1990; Черненькова Т.В., 2003; МартынюкА.А., 2009; Копцик Г.Н., 2012).
Закономерности аккумуляции и транслокациитяжелых металлов и радионуклидов (радиоцезия) в растениях, а такжеособенности их биокруговоротов в лесных экосистемах рассмотрены вследующем разделе.1.2. Современные представления об аккумуляции и миграции тяжелыхметаллов и радионуклидов в растенияхОбсуждению факторов, влияющих на накопление ТМ и137Cs растениями,посвящена обширная литература. К важнейшим факторам относятся: 1) природа исвойствапоглощаемогохимическогоэлемента(иона);2)ландшафтно-геохимические (экологические) факторы, определяемые условиями средыобитания; 3) внутренние (генотипические (генетические), или биохимические)факторы, определяемые биологическими особенностями конкретного видарастений; 4) стадия развития растения (возраст) (Nimis P.L., 1996; Прохорова Н.В.и др., 1998; Перельман А.И., Касимов Н.С., 1999; Безуглова О.С., Орлов Д.С.,2000; Винокурова Р.И., 2003; Deram A.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
