Введение к работе
Актуальность темы. Исследования по проблеме взаимосвязей я изменчивости состоянии климата и экосистем суши в настоящее время особенно актуальны для решения фундаментальных и прикладных задач экологии.Во-первых, в условиях меняющегося (по мнению многих ученых) и нестабильного климата важно прогнозировать вобмож-ные реакции естественных и. антропогенных экосистем, оценивать, пределы их устойчивости к внешним воздействиям. Во-вторых, процессы на поверхности суши, "усиленные".в последнее время активной деятельностью человека, имеют глобальные последствия и определенным образом влияют на климат и состояние биосферы в целом, о чем говорил еще В.И.Вернадский, подчеркивавший глобальную биогеохимическую роль тончайшей "пленки жизни". В-третьих, для при-, роды умеренных широт характерна цикличность и повторяемость развития, внутри- и межгодовая изменчивость ее состояния.Закономерности проявления этих черт:необходимо изучать в целях более глубокого понимания механизмов динамики экосистем, определения амплитуд изменчивости и естественных пределов их состояний в соотношении с изменчивостью климата как важнейшего внешнего фактора. шел» работа. Целью работы является решение проблемы взаимоотношений климата и экосистем суши с позиций изменчивости. Для ее . достижения ставились следующие задачи: выявление закономерностей сопряженной,. пространственно-временной изменчивости параметров состояний климата и наземных экосистем Русской равнины; оценка влагорегулируюших функций наземных экосистем; анализ связи годичной первичной продукции с климатом на равнинной территории СНГ. Ваучшая кшшеша к осжжишв толг-тымя, «иипгимме на вашиху. Работа базируется на анализе обширных климатических и биологических данных (собраны и обработаны более 5500 многолетних рядов) о состоянии экосистем Русской равнины, проведенном на единой концептуальной и методической основе, что'позволило нам:
' - впервые выявить сопряженные закономерности пространственно-временной изменчивости дат наступления севонных явлений в живо* и неживой природе Русской равнины;
- -оценить влагорегулирующие свойства различных экосистем; - уточнить характер связи величин годичной первичной продукции наземных экосистем с климатическими параметрами и показать
' пространственную неоднозначность связи продукции с испаряемостью; На зашиту выносятся следующие положения:
'"'і'.--' выявленные и uW№№№ffl^№,m'u ffoac стабильного
Hrtivil БИБЛИОТЕКА ІЛіХ«.* ;зльл:»хоз академии
и нестабильного многолетнего режима сроков наступления севонных явлений в живой и неживой природе; их пространственное соответствие и закономерности перемещения в ходе весны с востока на запад региона (принцип "фенокдинатической сопряженности");
Оолее низкая изменчивость дат начала явлений у растений и птиц в периоды оолее стабильных переходов температуры воэдуха через 5 и 10С весной (принцип "сужающегося русла");
низкая межгодозая изменчивость дат начала фенологических явлений у птиц и растений по сравнению с изменчивостью дат переходов температуры воэдуха через пороговые значения и крайних 8а-ыорозков в воздухе и на почве в течение периода вегетации;
эколого-климатическое районирование Русской равнины по знаку и величине коэффициентов асимметрии многолетних, распределений параметров, характеризующих условия периода вегетации;
наличие области неоднозначности на графике связи первичной продукции с испаряемостью (увкому диапазону значении испаряемости соответствует относительно широкий дипазон величин продукции и разные экосистемы); приуроченность области неоднозначности к юлшотаетшым, смешанным, широколиственным лесам и лесостепи;
показааель регулирования влагооОмена (ПРВ) экосистемами суши с атмосферой, рассчитываемый по соотношению изменчивостей осадков ("вход" в экосистему) и суммарного испарения ("выход"); различия в проявлении влагорегулирующих свойств между лесными, травяными и сельскохозяйственными экосистемами в ходе вегетации;
низкая межгодовая изменчивость значений экологических по-ч<азателей лугово-степных сообществ ЦЧЗ им.В.В.Алехина по сравнению с изменчивостью соответствующих климатических параметров.
Практическая ценность работы. Полученные результаты могут быть использованы при моделировании процессов массообмена в экосистемах на всех уровнях, динамики их состояния с учетом климата; при организации системы комплексного экологического мониторинга на Русской равнине; при долгосрочном планировании народнохозяйственных и природоохранных мероприятий. Важное значение они могут иметь для оценки состояния природы Русской равнины и рационального использования ее ресурсов. Основные материалы диссертации вошли в ежегодные отчеты по плановым темам Госкомгидромета ОХР (Росгидромета), ЛАМ (ИТКЭ) ва период 1985 - 1994 гг.
Апробация работы и публикации. Результаты работы докладывались и обсуждались на семинаре отдела вычислительной математики ГКНТ (Москва, 1987); на совещании в рамках проекта "Спутниковая климатология поверхности суши" (Москва, 1987); на совещании
в рамках международного проекта "Экологически устойчивое развитие биосферы"(Ленинград, 1987); на всесоюзном совещании "Листан- ционные методы зондирования атмосферы" (Суздаль, 1987); в ходе стажировки в международном институте прикладного системного анализа (Австрия. Вена; 1988); на школе-семинаре "Ведение летописи природы и организация научных исследований в степных и лесостепных, заповедниках европейской части СССР (заповедник "Галичья Гора" Липецкой обл. , 1988); на школе-семинаре "Изменения климата и реакция геосистем" (Звенигород, 1991); на международной конференции "Леса Восточной Европы и Сибири в условиях меняющегося климата" (Красноярск-Дудинка, август 1994); представлены на международную конференцию "Boreal Forests and Global Change", Канада, сентябрь 1994;неоднократно докладывались на заседаниях К№ ГО СССР (затем РГО, отделение метеорологии и климатологии, фенологическая комиссия) и ШИП: внутри- и межотдельских семинарах ЛАМ (затем ИГКЭК ИГ РАН и Гидрометцентра РФ. По теме диссертации опубликованы 34 работы, включая монографию.
Структура я объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав основного текста, заключения,.списка литературы ив 242.наименований (в т.ч. 39 иностранных) и приложения. Изложена . на 211 страницах,- включает 99 рисунков и 8 таблиц. . ,