Климат как фактор динамики региональных экосистем

4.4 Климат как фактор динамики региональных экосистем

Как известно, 1990-е годы признаны самыми теплыми за последние 100 лет, и за последние 1000 лет. Изменения климатических условий за последние десятилетия оказывают значительное влияние на динамику экосистем.

Рассмотрим, как данные изменения повлияли на сельское хозяйство. Ю.А. Израэль и О.Д. Сиротенко была рассчитана динамика урожайности яровых зерновых культур в Ставропольском крае. Выяснилось, что климатообусловленная урожайность последних 20 лет увеличилась на 30% по сравнению с аналогичным по продолжительности периодом в середине прошлого века. Обеспеченность урожаев, превышающих 2 т/га, повысилась при этом более чем в пять раз. Также заметно увеличились влагозапасы метрового слоя почвы в июле на европейской территории России.

Согласно рассматриваемым в [11] сценариям на территории России с развитым сельским хозяйством ожидается увеличение осадков до 20 – 30% как зимой, так и летом. Температура зимнего периода будет расти быстрей, чем температура воздуха в теплый период года.

При глобальном потеплении существенно изменится физико-географическая зональность территории. Резко сократится площадь полярно-тундровой зоны – в европейской части России тундра должна практически исчезнуть. Значительно сократится и зона тайги, но пояс широколиственных лесов, занимающий сейчас сравнительно небольшую площадь, при потеплении образует сплошную широтную зону от западной границы страны до Тихого океана. Степная и лесостепная зона также расширится и продвинется на север до южных границ Московской области.

Однако при интерпретации подобных данных необходимо проявлять осторожность, учитывая, что эти модели отражают лишь необходимые, но не достаточные условия смены растительного покрова.

Анализ классического показателя теплообеспеченности растений – суммы температур воздуха за период с температурой выше 10⁰С выявил, что северная граница земледелия, совпадающая с изолинией сумм, равной 1000⁰С, к середине текущего столетия достигнет побережья Белого и Карского морей, т. е. почти вся европейская территория России станет пригодной для земледелия.

Изолиния сумм температур 2200⁰С определяет северную границу территории, где в 90%лет могут созревать ранние сорта кукурузы, т.е. возможно интенсивное земледелие. Более того, в России появятся территории с суммами температур, превышающими 3400 – 3600⁰С, где может быть создана база субтропического земледелия (хлопчатник, цитрусовые и др. теплолюбивые культуры).

При потеплении климата земельные ресурсы для интенсивного сельского хозяйства возрастут в 1,5 раза, а биологическая продуктивность земель в среднем на 25 – 30%.

Рассмотрим для Рязанской области изменение таких параметров как суммарная солнечная радиация, гидротермический коэффициент Селянинова, первичная биопродуктивность ландшафтов.

На рисунке 1.4.4 изображено изменение годовой суммарной радиации по данным метеостанций Павелец и Елатьма. Как видно, за период с 1936 по 2003 произошло некоторое снижение данного показателя на величину, примерно равную 90 – 100 МДж/м². Этому способствовало усиление влияния Атлантики, а именно рост количества циклонов. Максимум же наблюдался в конце 30-х гг. за счет устойчивой антициклональной погоды, формировавшейся вследствие закономерной эволюции форм циркуляции атмосферы в северном полушарии. Распространение на европейскую территорию отрогов Азорского максимума и Азиатского антициклона было необходимым и закономерным этапом этой эволюции [10]. В последние годы вновь наблюдается рост данного показателя, однако он не достиг уровня конца 30-х гг. XX века.

Рис.1.4.4. Изменение годовой суммарной радиации за период с 1936 по 2003 годы

Также нами был рассчитан гидротермический коэффициент Селянинова (рис. 2.4.4) – «коэффициент увлажнения вегетационного периода» – характеризует сбалансированность ресурсов тепла и влаги в период активной вегетации. Он позволяет дать приближенную оценку благоприятности климата для сельскохозяйственных культур. По данным большинства авторов, максимальные урожаи зерновых отмечаются при ГТК=1,2; значения свыше 2,0 свидетельствуют о значительном переувлажнении (наблюдалось в 1978, 1990, 1993); ГТК менее 0,6 соответствует сильной и очень сильной засухе (отмечалась в области повсеместно в 1936, 1938, 1972 гг., в 1981 и 2002 гг. – только в Мещере). Анализ динамики ГТК показывает, что происходящие изменения направлены в сторону оптимизации увлажнения: тенденция к переувлажнению 1970-1980-х гг. сейчас не проявляется, а среднее значение ГТК за период «глобального потепления» (начиная с 1970 г.) практически точно составляет – на севере и на юге области – «оптимальное» значение 1,2 (против 1,0 в середине ХХ в.). Этим, в частности, можно объяснить высокие урожаи прошлых лет на территории Рязанской области.

Рис. 2.4.4. Изменение гидротермического коэффициента Селянинова по данным метеостанций Павелец и Елатьма

В таблице 9 охарактеризованы вековые изменения климатических условий функционирования различных растительных сообществ. Из таблтцы следует что наблюдаемая климатическая динамика отличается прежде всего сопряженным ростом ресурсов тепла и влаги («термогумидным трендом»), причем происходят не просто изменения средних значений метеоэлементов, но существенные климатические сдвиги, способные в будущем повлиять на границы природных зон.

В частности, климатическая ситуация в начале XX века в Елатьме благоприятствовала развитию там хвойно-широколиственных подтаежных лесов. В настоящее время возрастание суммы активных температур до 2380⁰С, а количества осадков примерно до 700 мм пока еще не препятствует функционированию подтаежных геосистем, но обеспечивает возможность существования дубово-осиновых лесов и остепненных сосняков.

Таблица 9. Изменения условий существования растительных сообществ в Рязанской области в связи с климатической динамикой (с 1930-х гг. по начало XXI в.)

Дальнейший рост суммы биологически активных температур при возрастании или сохранении уровня осадков будет способствовать переходу данной территории в состав зоны широколиственных лесов.

На юге области нет принципиальных различий между направлением развития сообществ Окско-Донской равнины (район Ряжска) и Среднерусской возвышенности (район Павельца). Климатические условия прошлых десятилетий соответствовали параметрам, свойственным северной границе лесостепи. Тенденция к одновременному росту температуры и увлажнения не исключает пока возможности развития луговых степей, но все же более благоприятна для существования восточно-европейских дубрав. Согласно вышеуказанным данным в будущем наиболее вероятно ожидать увеличения количества осадков во всем Центральном регионе России в независимости от особенностей рельефа в соответствии с климатическими аналогами оптимумов голоцена и микулинского межледниковья. В этих условиях в развитии геосистем юга Рязанской области появляется еще один возможный вариант – складывание условий для распространения грабово-дубовых лесов, характерных сейчас для более юго–западных регионов.

Таким образом, современные климатические процессы во многом укладываются в тенденции, характерные для их палеоаналогов, что весьма существенно для процессов зональной динамики. По ряду параметров текущие процессы более значительны, чем в климатический оптимум голоцена.

Необходимо подчеркнуть, что скорость климатических изменений на 1 – 2 порядка выше реальной скорости динамики природных зон, поэтому реальный сдвиг зональных границ возможен лишь при сохранении устойчивой тенденции современных изменений на протяжении нескольких десятилетий. Однако существуют указания на то, что к 2030-м гг. в процессе «глобального потепления» произойдет переход к термоаридному тренду (по правилу Воейкова: «тепло на севере – сухо на юге»), и процессы начнут развиваться по неблагоприятному сценарию.

Видовая структура сообществ – достаточно консервативный параметр, откликающийся на климатические изменения со значительным запаздыванием, в отличие от первичной биопродуктивности. Как следует из данных рисунка 3.4.4, начиная с середины XX века, наблюдается значительный рост продуктивности зональных сообществ, наиболее значительный в ландшафтах Мещеры. При этом в настоящее время прирост достиг значений, типичных для западноевропейских широколиственных лесов (12 – 14 т/га, что примерно на 1/3 выше зональной нормы).

Рис. 3.4.4. Динамика первичной биопродуктивности ландшафтов за период с 1936 по 2007 гг.

Вышеприведенные факты указывают на значимость происходящих климатических изменений, которые при сохранении существующих тенденций могут привести к серьезным изменениям в природной среде: усилению водообмена, росту биопродуктивности и в будущем – сдвигу границ природных зон.

Похожие работы

Оценка ресурсов религиозного туризма Калужской области

Скачать

122623

3

3

... даже фотографией. Была в обители и своя типография, где печаталась духовная и образовательная литература. Глава 3. Оценка перспектив развития и потенциала религиозного туризма в Калужской области   3.1 Разработка критериев оценки туристических ресурсов района Для современной рыночной экономики России все более актуальным становится вопрос оптимизации развития региональной экономики, ...

Россия в мировой экономике

Скачать

458839

60

1

... при крайне отсталой про­изводственной базе легкой и пищевой промышленностей, гражданского машиностроения и сельского хозяйства. Каждая из этих проблем по своему осложняет интеграцию России в мировую экономику. Перестройка хозяйственного механизма закономерно сопровождается всплеском инфляции, нехваткой финансовых ресурсов, резким сужением платежеспособности населения многих предприятий. В итоге — ...

Развитие систем земледелия

Скачать

122687

24

0

... ­щихся новых альтернативных систем земледелия. Глубокие изменения в общественно-политической сфере, в со­циально-экономической жизни России определили необходимость совершенствования и развития систем земледелия. Это связано с многоукладностью сельскохозяйственного производства в условиях перехода к рыночной экономике, обострением экологических про­блем на фоне большого количества землевладельцев ...