Климатические предпосылки изменений границ ландшафтных зон и подзон в Европейской части России и Западной Сибири

Глобальное потепление с различной степенью интенсивности проявляется в изменении ландшафтов равнин России. Продуктивность, биомасса и границы распространения растительности меняются в соответствии с динамикой теплообеспеченности и увлажнения. Последствием глобального потепления может быть смещение границ ландшафтных зон. В работе оцениваются изменения климатических характеристик ареалов природных ландшафтов равнин России, произошедших в результате глобального потепления последних двух десятилетий, которые могут создать предпосылки возможных изменений в ландшафтных зонах и подзонах. Исследования проводились для европейской части России и Западной Сибири от арктических до полупустынных ландшафтов. Использованы данные 265 метеостанций за 2000–2022 гг. и количественного показателя фотосинтетической активной биомассы – нормализованного вегетационного индекса NDVI за летний период. Рассматривались климатические характеристики: среднегодовая температура, температура января и июля, сумма температур выше 10°C, сумма годовых осадков, коэффициент увлажнения, их средние значения и стандартное отклонение, а также тренды за период 2000–2022 гг. Установлено, что в лесотундровой зоне наблюдается положительный тренд суммы активных температур и отрицательный тренд осадков. Коэффициент увлажнения уменьшается. Климатические условия на ряде участков тундры, лесотундры и северной и средней тайги изменяются и теперь соответствуют более южным ландшафтным зонам, что создает благоприятные условия для изменения растительности, проявляется в росте NDVI и может привести к смещению границ ландшафтных зон в более высокие широты. На юге России наблюдается увеличение суммы активных температур и иссушение территории, что отражается в уменьшении NDVI и может привести к расширению зоны степей, сухих степей и полупустынь. Реакция растительного покрова на климатические изменения подтверждается изменениями нормализованного вегетационного индекса.

1. Бажина Е.В., Сторожев В.П., Третьякова И.Н. Усыхание пихтово-кедровых лесов Кузнецкого Алатау в условиях техногенного загрязнения // Лесоведение. 2013. № 2. С. 15–21.

2. Базилевич Н.И., Гребенщиков О.С., Тишков А.А. Географические закономерности структуры и функционирования экосистем / ред. Ю.А. Исаков. М.: Наука, 1986. 297 с.

3. Белоновская Е.А., Тишков А.А., Вайсфельд М.А., Глазов П.М., Кренке-мл. А.Н., Морозова О.В., Покровская И.В., Царевская Н.Г., Тертицкий Г.М. “Позеленение” Российской Арктики и современные тренды изменения ее биоты // Изв. РАН. Сер. геогр. 2016. № 3. С. 28–39.

4. Васильев А.А., Гравис А.Г., Губарьков А.А., Дроздов Д.С. и др. Деградация мерзлоты: результаты многолетнего геокриологического мониторинга в западном секторе Российской Арктики // Криосфера Земли. 2020. Т. 24. № 2. С. 15–30.

5. Виноградова В.В., Титкова Т.Б., Черенкова Е.А. Динамика увлажнения и теплообеспеченности в переходных ландшафтных зонах по спутниковым и метеорологическим данным в начале ХХI века // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 2. С. 162–172.

6. Воронин В.И., Софронов А.П., Морозова Т.И., Осколков В.А., Суховольский В.Г., Ковалёв А.В. Ландшафтная приуроченность бактериальных болезней темнохвойных лесов хребта Хамар-Дабан (Южное Прибайкалье) // География и природные ресурсы. 2019. № 4. С. 56–65. https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2019-4(56-65)

7. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. М.: Росгидромет, 2014. 1009 с.

8. Высоцкая А.А., Медведков А.А. Климатогенное “позеленение” в долине нижнего течения р. Подкаменная Тунгуска // ИнтерКарто. ИнтерГИС. 2022. Т. 28. № 1. С. 305–313.

9. Гребенюк Г.Н., Кузнецова В.П. Современная динамика климата и Фенологическая изменчивость северных территорий // Вестн. Нижневартовского гос. ун-та. 2014. № 3. С. 223–225.

10. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2016 год. М.: Росгидромет, 2018. 74 с.

11. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2022 год. М.: Росгидромет, 2023. 104 с.

12. Жильцова Е.Л., Анисимов О.А. Динамика растительности Северной Евразии: анализ современных наблюдений и прогноз на 21 век // Арктика XXI век. Естественные науки. 2015. № 2 (3). С. 48–59.

13. Замолодчиков Д.Г. Оценка климатогенных изменений разнообразия древесных пород по данным учета лесного фонда // Успехи современной биологии. 2011. Т. 131. № 4. С. 382–392.

14. Зеликсон Э.М., Борисова О.К., Величко А.А. Растительный покров // Климаты и ландшафты Северной Евразии в условиях глобального потепления: ретроспективный анализ и сценарии / ред. А.А. Величко. М.: Геос, 2010. Гл. 8. C. 110–119.

15. Золотокрылин А.Н., Титкова Т.Б., Черенкова Е.А., Виноградова В.В. Тренды увлажнения и биофизических параметров засушливых земель европейской части России за период 2000–2014 гг. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 2. С. 155–161.

16. Иванов H.H. Об определении величин испаряемости // Изв. Всесоюзного геогр. общ-ва. 1954. Т. 86. № 2. С. 189–196.

17. Ландшафтная карта СССР. М-б 1 : 4000000 / ред. А.Г. Исаченко. М., 1988.

18. Национальный Атлас России. Ландшафты. 2007. Т. 2 / М-б: 1 : 30000000. 331 c. https://nationalatlas.ru/tom2/398–399.html

19. Медведков А.А. Климатогенная динамика ландшафтов сибирской тайги в бассейне Среднего Енисея // География и природные ресурсы. 2018. № 4. С. 122–129.

20. Мезенцев В.С. Водный баланс. Новосибирск, 1973. 229 с.

21. Методы оценки последствий изменения климата для физических и биологических систем / ред. С.М. Семенова. М.: Росгидромет, 2012. 512 с.

22. Раунер Ю.Л. Тепловой баланс растительного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 210 с.

23. Рябчиков А.М. Структура и динамика геосферы, ее естественное развитие и изменение человеком. М.: Мысль, 1972. 223 с.

24. Сайгин И.А., Барталев С.А., Стыценко Ф.В. Метод детектирования долгосрочных усыханий темнохвойных лесов России на основе спутниковых данных: матер. 17-й Всерос. открытой конф. “Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса”. М.: ИКИ РАН, 2019. http://conf.rse.geosmis.ru

25. Сергиенко В.Г. Динамика границ лесорастительных зон России в условиях изменения климата // Труды Санкт-Петербург. НИИ лесного хозяйства. 2015. № 1. С. 5–19.

26. Сергиенко В.Г., Константинов А.В. Прогноз влияния изменения климата на разнообразие природных экосистем и видов флористических и фаунистических комплексов биоты России // Труды Санкт-Петербург. научно-исслед. ин-та лесного хозяйства. 2016. № 2. С. 29–44.

27. Соловьев А.Н. Климатогенная динамика сезонной активности биоты Востока Русской равнины в XX столетии // Изв. РАН. Сер. геогр. 2007. № 4. С. 54–65.

28. Титкова Т.Б., Виноградова В.В. Отклик растительности на изменение климатических условий в бореальных и субарктических ландшафтах в начале XXI века // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 3. С. 75–86.

29. Титкова Т.Б., Виноградова В.В. Изменения климата в переходных природных зонах севера России и их проявление в спектральных характеристиках ландшафтов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. С. 310–323. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2019-16-5-310-323

30. Титкова Т.Б., Золотокрылин А.Н., Виноградова В.В. Спектральный портрет равнинных ландшафтов России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 3. С. 117–126. https://doi.org/10.21046/2070–7401–2020–17–3–117–126

31. Тишков А.А., Белоновская Е.А., Глазов П.М., Кренке А.Н., Титова С.В., Царевская Н.Г., Шматова А.Г. Антропогенная трансформация арктических экосистем России: подходы, методы, оценки // Арктика: экология и экономика. 2019. № 4 (36). С. 38–51.

32. Третий оценочный докл. Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. М.: Росгидромет, 2022. 676 с. Фролова Н.Л., Киреева М.Б., Харламов М.А., Самсонов Т.Е., Энтин А.Л., Лурье И.К. Картографирование современного состояния и трансформации водного режима рек Европейской территории России // Геодезия и картография. 2020. № 7. С. 14–26.

33. Чебакова Н.М., Бажина Е.В., Парфенова Е.И., Сенашова В.А. В поисках фактора “икс”: обзор публикаций по проблеме усыхания темнохвойных лесов Северной Евразии // Метеорология и гидрология. 2022. № 5. С. 123–140.

34. Шполянская Н.А., Осадчая Г.Г., Малкова Г.В. Современное изменение климата и реакция криолитозоны (на примере Западной Сибири и Европейского Севера России) // Географическая среда и живые системы. 2022. № 1. С. 6–30.

35. Anisimov O., Kokorev V., Zhiltcova Y. Arctic Ecosystems and their Services under Changing Climate: Predictive‐ Modeling Assessment // Geographical Review. 2017. Vol. 107. № 1. P. 108–124. https://doi.org/10.1111/j.1931–0846.2016.12199.x

36. Arctic Report Cards, 2019 / J. Richter-Mange, M.L. Druckenmiller, M. Jeffriers (Eds.). 99 p. http://www.arctic.noaa.gov/Report-Card

37. Brazhnik K., Hanley C., Shugart H.H. Simulating changes in fires and ecology of the 21st century Eurasian boreal forests of Siberia // Forests. 2017. Vol. 8. № 2. 49 p. https://doi.org/10.3390/f8020049

38. Fedorov N.I., Martynenko V.B., Zhigunova S.N., Mikhailenko O.I., Shendel’ G.V., Naumova L.G. Changes in the Distribution of Broadleaf Tree Species in the Central Part of the Southern Urals since the 1970s // Russian J. of Ecology. 2021. Vol. 52. P. 118– 125. https://doi.org/10.1134/S1067413621020053

39. IPCC. Climate Change 2022: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / H.-O. Pörtner,D.C. Roberts, M. Tignor, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, B. Rama (Eds.). Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2022.

40. Jia G.J., Epstein H.E., Walker D.A. Greening of arctic Alaska, 1981–2001 // Geophys. Res. Let. 2003. Vol. 30. № 20. 2067 p. https://doi.org/10.1029/2003GL018268

41. Kharuk V.I., Im S.T., Petrov I.A., Golyukov A.S., Ranson K.J., Yagunov M.N. Climate-induced mortality of Siberian pine and fir in the Lake Baikal Watershed, Siberia // Forest Ecology and Management. 2017. Vol. 384. P. 191–199.

42. Kravtsova V.I., Loshkareva A.R. Dynamics of vegetation in the tundra-taiga ecotone on the Kola Peninsula depending on climate fluctuations // Russian J. Ecology. 2013. № 4. P. 303–311. https://doi.org/10.1134/S1067413613040085

43. Kullman L., Oberg L. Post Little Ice Age tree line rise and climate warming in the Swedish Scandes: a landscape ecological perspective // J. of Ecology. 2009. Vol. 97. № 3. P. 415–429.

44. Myers-Smith I.H., Hik D.S. Climate warming as a driver of tundra shrubline advance / R. Aerts (Ed.) // J. of Ecology. 2018. Vol. 106. P. 547–560.

45. Pastick N.J., Jorgenson M.T., Goetz S.J., Jones B.M., Wylie B.K., Minsley B.J., Genet H., Knight J.F., Swanson D.K., Jorgenson J.C. Spatiotemporal remote sensing of ecosystem change and causation across Alaska // Glob. Change Biol. 2019. Vol. 25. P. 1171– 1189.

46. Tchebakova N.M., Parfenova E.I., Bazhina E.V., Soja A.J., Groisman P.Ya. Droughts are not the likely primary cause for Abies sibirica and Pinus sibirica forest dieback in the South Siberian Mountains // Forests. 2022. Vol. 13. Art. 1378. https://doi.org/10.3390/f13091378

47. Vinogradova V., Titkova T., Zolotokrylin A. How climate change is affecting the transitional natural zones of the Northern and Arctic regions of Russia // Polar Sci. 2021. Vol. 29. P. 100652. https://doi.org/10.1016/j.polar.2021.100652

48. WMO, 2021: State of the Global Climate 2020. WMO, 2021. № 1264. 56 p. https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=10618