sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S2587556621040063sergeogr-1352Research ArticleПриродные процессы и динамика геосистемNatural Processes and Dynamics of GeosystemsПризнаки аридизации климата и их экосистемные проявления на территории БеларусиClimate Aridization Signs and Their Ecosystem Displays on the Territory of BelarusЛогиновВ. Ф.LoginovV. F.

Минск

Minsk

ЛысенкоС. А.LysenkoS. A.

Минск

Minsk

ХомичВ. С.KhomichV. S.

Минск

Minsk

valery_khomich@mail.ruСеменченкоВ. П.SemenchenkoV. P.

Минск

Minsk

КулакА. В.KulakA. V.

Минск

Minsk

СтепановичИ. М.StepanovichI. M.

Минск

Minsk

Институт природопользования НАН БеларусиБеларусьInstitute of Nature Management of the NASBBelarusНаучно-практический центр НАН Беларуси по биоресурсамБеларусьScientific and Practical Center for Bioresources of the NASBBelarusИнститут экспериментальной ботаники им. В. Ф. Купревича НАН БеларусиРоссияKuprevich Institute of Experimental Botany of the NASBRussian Federation202102092021854515527Copyright © Логинов В.Ф., Лысенко С.А., Хомич В.С., Семенченко В.П., Кулак А.В., Степанович И.М., 20212021Логинов В.Ф., Лысенко С.А., Хомич В.С., Семенченко В.П., Кулак А.В., Степанович И.М.Loginov V.F., Lysenko S.A., Khomich V.S., Semenchenko V.P., Kulak A.V., Stepanovich I.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1352

Представлены результаты исследований изменений агрометеорологических условий на территории Беларуси в последние десятилетия и их влияние на состояние растительности и животного мира. Показано, что изолиния годовой суммы активных суточных температур, превышающих 10°С, продвигается с юга на север Беларуси со средней скоростью около 12 км/год. Северная граница продолжительности периода вегетации с начала современного потепления сместилась к северу Беларуси примерно на 280 км, а средняя продолжительность вегетации увеличилась на 12 дней. Рост температуры воздуха и испарения при практически неизменном годовом количестве атмосферных осадков обусловливает усиление засушливости климата Беларуси. Средняя для Беларуси годовая сумма эффективных осадков (за вычетом потенциального испарения) понижается со скоростью около 6 мм/год, а граница нулевого баланса между осадками и потенциальным испарением продвигается на север Беларуси со средней скоростью 19 км/год. Статистический анализ связи листового индекса (LAI) с метеорологическими параметрами для теплого периода года показывает, что в настоящее время главным фактором, лимитирующим рост биопродуктивности экосистем на территории Беларуси, является количество атмосферных осадков. Современные изменения климата не способствуют росту биологической продуктивности обрабатываемых земель в южной и центральной частях Беларуси (ниже широты Минска), листовой индекс которых понижается со скоростью до 2% за год. Смещение агроклиматических зон и усиление засушливости климата привели к экспансии на территорию Беларуси степных видов растений и животных различного систематического положения, а также к изменениям во флоре и фауне водоемов и водотоков.

The results of studies of changes in agrometeorological characteristics on the territory of Belarus in recent decades and their impact on the state of flora and fauna of the country are presented. It is shown that the isoline of the annual sum of active daily temperatures exceeding 10°С moves from the south to the north of the country at an average speed of about 12 km per year. The northern boundary of the growing season duration since the beginning of the period of modern warming has shifted to the north of Belarus by about 280 km and the average growing season duration has increased by 12 days. An increase in air temperature and evaporation with an almost unchanged annual amount of precipitation causes an increase in the aridity of the climate of Belarus. The average annual effective precipitation (excluding potential evaporation) decreases at a rate of about 6 mm/year and the zero balance between precipitation and potential evaporation moves to the north of Belarus at an average speed of 19 km per year. Statistical analysis of the relationship between the leaf area index (LAI) and meteorological parameters for the warm season shows that at present time the main factor limiting the growth of ecosystems’ biological productivity in Belarus is the precipitation amount. Modern climate changes do not contribute to an increase of the cultivated land biological productivity in the southern and central parts of Belarus (below the latitude of Minsk), the LAI here is decreasing at a rate of up to 2% per year. The displacement of agroclimatic zones and the increased climate aridity have led to the expansion of steppe plant and animal species of various taxonomic groups to the territory of Belarus as well as to changes in the aquatic flora and fauna.

изменение климатаагроклиматические зоныбиопродуктивность экосистембиологическое разнообразиексерофитизация растительных сообществинвазии степных видов животныхclimate changeagro-climatic zonesecosystem productivitybiological diversityplant communities xerophyticizationsteppe animal species invasionReferencesЛогинов В.Ф., Лысенко С.А., Мельник В.И. Изменение климата Беларуси: причины, последствия, возможности регулирования. 2-е изд. Минск: УП “Энциклопедикс”, 2020. 264 с.Babst F., Bouriaud O., Poulter B., Trouet V., Girardin M.P., Frank D.C. Twentieth century redistribution in climatic drivers of global tree growth. Sci. Adv., 2019, vol. 5, no. 1, eaat4313. doi 10.1126/sciadv.aat4313Лысенко С.А., Логинов В.Ф. Роль лесов в поддержании водного баланса на территории Беларуси // Докл. НАН Беларуси. 2020. Т. 64. № 2. С. 225–232.Baret F., Buis S. Estimating canopy characteristics from remote sensing observations: Review of methods and associated problems. In Advances in Land Remote Sensing. Liang S., Ed. Dordrecht: Springer, 2008, pp. 173–201. doi 10.1007/978-1-4020-6450-0_7Лысенко С.А., Чернышев В.Д., Коляда В.В. Сеточный архив метеорологических данных Республики Беларусь и возможности его применения для исследования пространственно-временных особенностей изменений климата // Природопользование. 2019. № 1. С. 17–27.Bjorkman A.D., Myers-Smith I.H., Elmendorf S.C. et al. Plant functional trait change across a warming tundra biome. Nature, 2018, vol. 562, pp. 57–62.Мельник В.И., Данилович И.С., Кулешова И.Ю., Комаровская Е.В., Мельчакова Н.В. Оценка агроклиматических ресурсов территории Беларуси за период с 1989 по 2015 г. // Природные ресурсы. 2018. № 2. С. 88–101.Chen C., Park T., Wang X., Piao Sh., Xu B., Chaturvedi R.K., Fuchs R., Brovkin V., Ciais Ph., Fensholt R., Tоmmervik H., Bala G., Zhu Z., Nemani R.R., Myneni R.B. China and India lead in greening of the world through land-use management. Nat. Sustain., 2019, vol. 2, no. 2, pp. 122–129.Никифоров М. Семенченко В. Биоразнообразие в теплеющем мире // Наука и инновации. 2011. № 4 (98). С. 17–20.Ganguly S., Nemani R.R., Baret F. Green leaf area and fraction of photosynthetically active radiation absorbed by vegetation. In Biophysical Applications of Satellite Remote Sensing. Hanes J., Ed. Berlin, Heidelberg: Springer, 2014, pp. 43–61. doi 10.1007/978-3-642-25047-7_2Пугачевский А., Степанович И., Ермохин М. Растительность в новых природных условиях // Наука и инновации. 2011. № 4 (98). С. 21–24.Heimann M., Reichstein M. Terrestrial ecosystem carbon dynamics and climate feedbacks. Nature, 2008, vol. 451, pp. 289–292.Сцепановіч І.М. Ксератэрмныя (астэпаваныя) лугавыя супольніцтвы Беларусі // Весці АН Беларусі. Сер. біял. навук. 1997. № 2. С. 12–20.Liu Y.Y., van Dijk A.I.J.M., de Jeu R.A.M., Canadell J.G., McCabe M.F., Evans J.P., Wang G. Recent reversal in loss of global terrestrial biomass. Nat. Clim. Change, 2015, vol. 5, pp. 470–474.Сцепановіч Я.М. Фітацэнаразнастайнасць расліннасці Беларусі // Ботаника: Исследования. 2006. Вып. XXXIV. С. 264–281.Loginov V.F., Lysenko S.A., Mel’nik V.I. Izmenenie klimata Belarusi: prichiny, posledstviya, vozmozhnosti regulirovaniya [Climate Change in Belarus: Causes, Consequences, Regulation Possibilities]. Minsk: Entsiklopediks Publ., 2020, 2nd ed. 264 p.Шкляр А.Х. Климатические ресурсы Белоруссии и использование их в сельском хозяйстве. Минск: Вышэйшая школа, 1973. 432 с.Lu J., Carbone G.J., Grego J.M. Uncertainty and hotspots in 21st century projections of agricultural drought from CMIP5 models. Sci. Rep., 2019, vol. 9, 4922. doi 10.1038/s41598-019-41196-zBabst F., Bouriaud O., Poulter B., Trouet V., Girardin M.P., Frank D.C. Twentieth century redistribution in climatic drivers of global tree growth // Sci. Adv. 2019. Vol. 5. №1. eaat4313.Lysenko S.A., Chernyshev V.D., Kolyada V.V. Grid archive of meteorological data of the Republic of Belarus and the possibility for its application for the study of spatial and temporal features of climate change. Prirodopol’zovanie, 2019, no. 1, pp. 17–27. (In Russ.).Baret F., Buis S. Estimating Canopy Characteristics from Remote Sensing Observations: Review of Methods and Associated Problems // Adv. in Land Rem. Sens./ S. Liang (ed.). Dordrecht: Springer, 2008. P. 173–201.Lysenko S.A., Loginov V.F. The role of forests in maintaining water balance in Belarus. Dokl. Natsional’noi Akad. Nauk Belarusi, 2020, vol. 64, no. 2, pp. 225–232. (In Russ.).Bjorkman A.D., Myers-Smith I.H., Elmendorf S.C. et al. Plant functional trait change across a warming tundra biome // Nature. 2018. Vol. 562. P. 57–62.Marvel K., Cook B.I., Bonfils C.J.W., Durack P.J., Smerdon J.E., Williams A.P. Twentieth century hydroclimate changes consistent with human influence. Nature, 2019, vol. 569, pp. 59–65.Chen C., Park T., Wang X., Piao Sh., Xu B., Chaturvedi R.K., Fuchs R., Brovkin V., Ciais Ph., Fensholt R., Tommervik H., Bala G., Zhu Z., Nemani R.R., Myneni R.B. China and India lead in greening of the world through land-use management // Nat. Sustain. 2019. Vol. 2. P. 122–129.Melnik V.I., Danilovich I.S., Kuliashova I.Y., Kоmarovskaya A.V., Melchakova N.V. Assessment of the agroclimatic resources of the territory of Belarus for the period 1989–2015. Prir. Resur., 2018, no. 2, pp. 88–101. (In Russ.).Ganguly S., Nemani R.R., Baret F. Green Leaf Area and Fraction of Photosynthetically Active Radiation Absorbed by Vegetation // Biophys. Applications of Satellite Rem. Sens. / J.M. Hanes (ed.). Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2014. P. 43–61.Myneni R., Knyazikhin Y., Park T. MOD15A2H MODIS Leaf Area Index/FPAR 8-Day L4 Global 500m SIN Grid V006. NASA EOSDIS Land Processes DAAC, 2015. doi 10.5067/MODIS/MCD15A2H.006Heimann M., Reichstein M. Terrestrial ecosystem carbon dynamics and climate feedbacks // Nature. 2008. Vol. 451. P. 289–292.Nikiforov M., Semenchenko V. Biodiversity in the warming world. Nauka i Innovatsii, 2011, no. 4 (98), pp. 17–20. (In Russ.).Liu Y.Y., van Dijk A.I.J.M., de Jeu R.A.M., Canadell J.G., McCabe M.F., Evans J.P., Wang G. Recent reversal in loss of global terrestrial biomass // Nat. Clim. Change. 2015. Vol. 5. P. 470–474.Pugachevskii A., Stepanovich I., Ermokhin M. Vegetation to the new environmental conditions. Nauka i Innovatsii, 2011, no. 4 (98), pp. 21–24. (In Russ.).Lu J., Carbone G.J., Grego J.M. Uncertainty and hotspots in 21st century projections of agricultural drought from CMIP5 models // Sci. Rep. 2019. Vol. 9. № 1. https://doi.org/10.1038/s41598-019-41196-zRustad L.R., Campbell J., Dukes J.S., Huntington T., Fallon L.K., Mohan J., Rodenhouse N. Changing Climate, Changing Forests: The Impacts of Climate Change on Forests of the Northeastern United States and Eastern Canada. Gen. Tech. Rep. NRS-99. Newtown Square, PA: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Northern Research Station, 2012. 48 p.Marvel K., Cook B.I., Bonfils C.J.W., Durack P.J., Smerdon J.E., Williams A.P. Twentieth century hydroclimate changes consistent with human influence // Nature. 2019. Vol. 569. P. 59–65.Semenchenko V.P., Rizevskiy V.K. Alien species of invertebrates and fish in river ecosystem of Belarus: Distribution, biological contamination and impact. Hydrobiol. J., 2017, vol. 53, no. 1, pp. 26–40.Myneni R., Knyazikhin Y., Park T. MOD15A2H MODIS Leaf Area Index/FPAR 8-Day L4 Global 500m SIN Grid V006. NASA EOSDIS Land Processes DAAC. 2015.Shklyar A.Kh. Klimaticheskie resursy Belorussii i ispol’zovanie ikh v sel’skom khozyaistve [Climatic Resources of Belarus and Their Use in Agriculture]. Minsk: Vysheishaya Shkola 1973. 432 р.Rustad L.R., Campbell J., Dukes J.S., Huntington T., Fallon L.K., Mohan J., Rodenhouse N.. Changing climate, changing forests: the impacts of climate change on forests of the northeastern United States and eastern Canada. Newtown Square, PA: U.S. Dept. of Agriculture, Forest Service, Northern Research Station. 2012.Soudzilovskaia N.A. Functional traits predict relationship between plant abundance dynamic and long-term cliаmate warming. PNAS, 2013, vol. 110, no. 45, pp. 18180–18184.Semenchenko V.P., Rizevskiy V.K. Alien Species of Invertebrates and Fish in River Ecosystem of Belarus: Distribution, Biological Contamination, and Impact // Hydrobiol J. 2017. Vol. 53. № 1. P. 26–40.Stsepanovіch І.M. Xerodermia (estephania) meadow communities in Belarus. Vescі NAN Belarusі. Ser. Bіjal. Navuk, 1997, no. 2, pp. 12–20. (In Belarus).Soudzilovskaia N.A. Functional Traits Predict Relationship Between Plant Abundance Dynamic and Long-Term Climate Warming // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2013. V. 110. № 45. P. 18180–18184.Stsepanovіch Ya.M. The diversity of plant communities vegetation in Belarus. Botanika: Issled., 2006, no. 34, pp. 264–281. (In Belarus.).Swann A.L.S., Hoffman F.M., Koven C.D., Randerson J.T. Plant responses to increasing CO2 reduce estimates of climate impacts on drought severity // PNAS. 2016. Vol. 113. № 36. P. 10019–10024.Swann A.L.S., Hoffman F.M., Koven C.D., Randerson J.T. Plant responses to increasing CO2 reduce estimates of climate impacts on drought severity. PNAS, 2016, vol. 113, no. 36, pp. 10019–10024.Xu L., Myneni R.B., Chapin III F.S., Callaghan T.V. et al. Temperature and vegetation seasonality diminishment over northern lands // Nat. Clim. Change. 2013. № 3. P. 581–586.Xu L., Myneni R.B., Chapin F.S. et al. Temperature and vegetation seasonality diminishment over northern lands. Nat. Clim. Change, 2013, no. 3, pp. 581–586.Zhu Z., Piao Sh., Myneni R.B., Huang M. et al. Greening of the Earth and its drivers // Nat. Clim. Change. 2016. Vol. 6. P. 791–795.Zhu Z., Piao Sh., Myneni R.B. et al. Greening of the Earth and its drivers. Nat. Clim. Change, 2016, vol. 6, pp. 791–795.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.