Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Теоретические аспекты и методы исследования 13
1.1. Изменения климата России за период инструментальных наблюдений 13
1.2. Фенология и ее роль в исследовании изменений климатических условий ...18
1.3. Материалы фенологических, метеорологических сведений и методы исследования 27
1.4. База данных метеорологической и фенологической информации Ханты-Мансийского автономного округа-Югры 36
ГЛАВА II. Природные условия ханты-мансийского автономного округа-югры 45
2.1. Геолого-геоморфологические особенности 46
2.2. Климат и мерзлотные условия 51
2.3. Гидрография 56
2.4. Почвенный покров 58
2.5. Зональная дифференциация и ландшафты 59
ГЛАВА III. Многолетние изменения климатических условий таежной зоны 67
3.1. Многолетние изменения климатических условий Березово 67
3.2. Многолетние изменения климатических условий в Октябрьском 69
3.3. Многолетние изменения климатических условий Ханты-Мансийска 72
3.4. Многолетние изменения климатических условий Угута 74
3.5. Многолетние изменения климатических условий Нижневартовска 76
3.6. Характеристика естественных сезонов года таежной зоны 91
ГЛАВА IV. Особенности многолетнего хода фенологических процессов таежной зоны 106
4.1. Фенологические процессы на территории Березовского заказника 106
4.2. Фенологические процессы на территории заказника «Вогулка» 110
4.3. Фенологические процессы на территории Унторского заказника 114
4.4. Фенологические процессы на территории Юганского заповедника 118
4.5. Фенологические процессы в Нижневартовске и его окрестностях 123
4.6. Сезонная ритмика метеорологических условий
4.6.1. Изменения метеорологических условий весенних и летних сезонов 130
4.6.2. Изменения метеорологических условий осенних и зимних сезонов 142
4.7. Сопряженный анализ сезонной ритмики и метеорологических явлений...159
Заключение 169
Список литературы и источников 171
- Фенология и ее роль в исследовании изменений климатических условий
- Гидрография
- Многолетние изменения климатических условий в Октябрьском
- Фенологические процессы на территории Юганского заповедника
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Одним из актуальных направлений современной науки является исследование процессов изменения климата, где весьма важным становится выявление изменений климатических условий на основе изучения фенологических процессов.
Известно, что все явления природы, периодически повторяющиеся через определенные сроки, являются хорошими комплексными показателями местных физико-географических условий, поскольку, в процессе своего развития, они отражают воздействие всех географических факторов и, в первую очередь, климата. Таким образом, ежегодные наблюдения за сезонными процессами в конкретной местности позволяют проследить тенденции изменений природных условий для долгосрочных программ регионального природопользования и экологического мониторинга.
Фенологические исследования в свете изучения научной проблемы климатических изменений весьма актуальны во многих странах мира, где ведется мониторинг и создаются базы данных фенологической информации, а также разрабатываются фенологические проекты. Все это свидетельствует о высокой востребованности фенологических сведений в направлении изучения изменений климата и природных процессов.
Изменение климата и его воздействие на условия функционирования ландшафтов, фенологические процессы и структуру сезонных ритмов, а также на хозяйственную деятельность населения, в настоящее время отчетливо проявляются в северных регионах, в том числе на территории Западно-Сибирской равнины, что находит свое отражение в трудах ряда ученых.
Территория Ханты-Мансийского автономного округа-Югры характеризуется недостаточной изученностью фенологических и климатических процессов, что необходимо учитывать при планировании и прогнозировании развития региона в условиях изменения климата, при функционировании различных отраслей природопользования.
Объектом исследования является таежная зона Ханты-Мансийского автономного округа-Югры. Предмет исследования – фенологические процессы на фоне изменения климатических условий.
Цель исследования – выявление особенностей фенологических процессов в условиях изменения климата северных территорий на примере таежной зоны Ханты-Мансийского автономного округа-Югры.
Для достижения цели решались следующие задачи:
-
Проанализировать теоретические аспекты изменений климатических условий и фенологических процессов северных регионов.
-
Провести мониторинг с целью выявления пространственно-временной изменчивости климатических условий и фенологических процессов таежной зоны Ханты-Мансийского автономного округа-Югры.
-
Выявить особенности изменений климата в условиях таежной зоны Ханты-Мансийского автономного округа-Югры.
-
Определить влияние температуры воздуха на фенологические явления в условиях изменения климата исследуемого региона.
Теоретическая и методологическая основа исследования базируется на трудах в области фенологии Т.И. Буториной, Ю.И. Гордеева, А.А. Минина, В.Г. Федотовой, И.Н. Бейде-мана, О.В. Янцер, Е.Ю. Терентьевой, А.Н. Соловьева, Н.Е. Булыгина, В.А. Тавровского, С.Д. Хариной, С.В. Щеголевой, Н.В. Рутковской, Г.Э. Шульца; работах о динамике и функционировании ландшафтов Западной Сибири Л.Б. Филандышевой, Л.Н. Окишевой; трудах в области климатологии В.Ф. Логинова, Н.Н. Галахова; работах по ландшафтному районированию В.В. Козина, Н.Н. Москвиной. Информационной основой для создания серии карт в ГИС MapInfo Professional, вошедших в базу данных климатических особенностей и фенологических процессов ХМАО-Югры, послужил Атлас Ханты-Мансийского автономного округа-Югры (2004).
Методы исследования. В качестве основных методов в исследовании применялись: сравнительно-географический, исторический, картографический, математический, статистический, социологический методы, информационный анализ и синтез, фенологический мониторинг, геоинформационное картографирование.
Научная новизна работы. Впервые в результате мониторинга климатических условий и фенологических явлений выявлены закономерности изменений климата и фенологических процессов на территории таежной зоны Ханты-Мансийского автономного округа-Югры. Определено влияние основных метеорологических факторов на фенологические явления в условиях изменения климата исследуемого региона. Впервые для города Нижневартовска составлен Календарь природы (2007–2014 гг.), отражающий сезонную фенологическую характеристику восточной части ХМАО-Югры.
На основе накопленного и синтезированного материала, по результатам анализа многолетних изменений основных метеорологических показателей и фенологических сведений, впервые сформирована комплексная база данных метеорологической и фенологической информации по Ханты-Мансийскому автономному округу-Югре и проведено геоинформационное картографирование.
Новым для территории ХМАО-Югры является сравнительная характеристика фенологических процессов таежной зоны на фоне изменения климатических условий, а также проведенный анализ тенденций продолжительности фенологических сезонов и изменение их временных границ.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Сформированная база данных метеорологической и фенологической информации территории Ханты-Мансийского автономного округа-Югры с применением геоинформационного картографирования, является основой анализа фенологических процессов в условиях изменения климата, и может дополнить мониторинговые исследования в регионе и учитываться для принятия решений при стратегическом территориальном планировании.
-
Выявленные особенности изменений климата в условиях таежной зоны Ханты-Мансийского автономного округа-Югры за 1983–2014 гг. свидетельствуют о чередовании периодов похолодания периодичностью 7–8 лет и потепления – в среднем, с интервалом в 5 лет, на общем фоне повышения температуры воздуха.
-
Реакции фенологических процессов на изменения метеорологического компонента проявляются в изменении сроков наступления фенологических явлений и смещении временных границ фенологических сезонов. Установлено отчетливое смещение фенологических рубежей осеннего сезона в сторону более поздних сроков на территории ХМАО-Югры.
-
Сопряженный анализ данных метеорологических показателей и фенологических явлений позволяет установить факт влияния температуры воздуха на фенологические явления как одного из основных элементов климата в условиях таежной зоны.
Личный вклад соискателя заключается в формировании цели и задач исследования, сборе, обработке и анализе метеорологических и фенологических данных. Автором разработана структура и создана база данных метеорологической и фенологической информации и выполнено геоинформационное картографирование территории Ханты-Мансийского автономного округа-Югры по результатам исследования. На основе собственных полевых фенологических наблюдений составлен Календарь природы города Нижневартовска и его окрестностей за 2007–2014 гг.
Достоверность результатов, изложенных в работе, подтверждается большим объемом и глубоким анализом фактического материала метеорологических показателей специализированных массивов Мирового центра данных (ВНИИГМИ-МЦД), фенологических сведений, которые включают данные архивов Русского географического общества, летописей природы особо охраняемых природных территорий ХМАО-Югры, а также собственные полевые
наблюдения в городе Нижневартовске и его окрестностях за 2007–2014 гг. Электронный картографический материал создан в геоинформационной системе MapInfo Professional. Основные результаты исследования апробированы и представлены на конференциях разных уровней.
Теоретическая и практическая значимость работы. Материалы исследования использованы при выполнении заказа Института водных и экологических проблем (ИВЭП) СО РАН г. Барнаул, по государственному контракту 08/20 договор №11/09 от 10.10.2009 г. «Исследование современного состояния и научное обоснование методов и средств функционирования водохозяйственного комплекса в бассейнах рек Оби и Иртыша». Результаты исследований вошли в раздел «Климатические особенности территории» коллективной монографии «Исследования современного состояния водохозяйственного комплекса в бассейне реки Вах» (под редакцией Г.Н. Гребенюк, О.Ю. Вавер, 2010 г.).
Результаты исследования могут быть использованы при планировании стратегий развития территории Ханты-Мансийского автономного округа-Югры, в условиях изменяющегося климата, а также при составлении долгосрочных программ рационального и традиционного природопользования. Учет особенностей фенологических процессов и климата, при функционировании различных отраслей, таких как нефтегазодобывающий сектор, лесное хозяйство, лесопромышленный и агропромышленный комплекс, рекреационная и природоохранная деятельность, необходим для целей комплексного освоения и развития региона. Полученные результаты и база данных метеорологической и фенологической информации Ханты-Мансийского автономного округа-Югры дополняют сведения по экологическому мониторингу исследуемой территории. Материалы диссертации послужат основой для дальнейших исследований природных процессов и климатических условий северных территорий.
Материалы диссертации применяются в учебном процессе при подготовке студентов по направлениям «Экология и природопользование», «Природообустройство и водопользование», «Педагогическое образование» (профиль «География»), «Землеустройство и кадастры» в Нижневартовском государственном университете, а также могут применяться в вузах, и в других образовательных учреждениях для обучения слушателей по соответствующим программам подготовки.
Апробация и публикации результатов исследования. Основные теоретические и прикладные результаты исследования были представлены на международных, всероссийских, региональных научных и научно-практических конференциях и совещаниях, в том числе: «Образование и наука без границ» (Пшемысль, Польша, 2008), «Прикладные научные разработки-2009» (Прага, Чехия, 2009), «Молодежь и наука: реальность и будущее» (Невинномысск, 2010), «Проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании» (Одесса, 2010), «Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов» (Тюмень, 2010), «Природа и общество: взгляд из прошлого в будущее» (Иркутск, 2011), «Географическое изучение территориальных систем» (Пермь, 2011), «География, история и геоэкология на службе науки и инновационного образования» (Красноярск, 2011), «Географические науки и образование» (Астрахань, 2012), «Экологический мониторинг и биоразнообразие» (Ишим, 2012), «Современные проблемы почвоведения и природопользования в Сибири» (Томск, 2012), «VII Жандаевские чтения: Геоэкологические и геоинформационные аспекты в исследовании природных условий и ресурсов науками о Земле» (Алматы, 2013), «Экологическое равновесие: антропогенные изменения географической оболочки Земли, охрана природы» (Санкт-Петербург, 2013), «Современное состояние фенологии и перспективы ее развития» (Екатеринбург, 2015) и др.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и источников, включающего 126 наименований, 30 приложений. Работа изложена на 225 страницах машинописного текста, содержит 71 рисунок, 15 таблиц.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность и признательность своему научному руководителю, доктору географических наук, профессору Г.Н. Гребенюк за научные консультации, всестороннюю поддержку и помощь в исследовании. Автор благодарит доцента кафедры геоэкологии Института наук о Земле Тюменского государственного университета О.Ю. Вавер за консультирование. Особую благодарность автор выражает В.Г. Федотовой, сотруднику Фенологического Центра Ботанического НИИ им. В.Л. Комарова РАН за содействие при работе в фенологическом архиве, а также Т.П. Меркушиной, начальнику отдела ООПТ Департамента природных ресурсов и несырьевого сектора экономики ХМАО-Югры. Выражаю большую благодарность за оказанное работе внимание профессору В.В. Севастьянову, профессору В.И. Булатову, профессору Н.С. доценту Л.Б. Фи-ландышевой, доценту В.С. Хромых, профессору В.П. Благодарю за всестороннюю поддержку зав. кафедрой географии НВГУ, доцента Е.Н. Козелкову и декана естественно-географического факультета НВГУ, доцента В.Б. Иванова.
Фенология и ее роль в исследовании изменений климатических условий
Изучение сезонной ритмики климата началось с середины XIX в., и, множество ученых посвятили свои работы данной проблеме. Так, Н.Н. Галахов сформулировал основные принципы определения структуры года и критерии для его разделения на фенологические сезоны и фазы (Федотова, 2009). Фенологические и климатические исследования проводились и продолжаются большим кругом ученых и специалистов. Об этом свидетельствует множество научных трудов. В работах А.А. Минина (1991, 2000, 2006), А.В. Восковой (2006) представлены фенологические аспекты динамики экосистем, а также современные фенологические тенденции Русской равнины. В труде А.Н. Соловьева «Биота и климат в ХХ столетии» (2005) приводится анализ особенностей изменения сроков сезонной активности животных и растений в зависимости от колебаний климата по результатам фенологических наблюдений в г. Вятке (Кирове) с 1890 по 2003 гг. Исследования многолетних фенологических рядов для анализа климатических изменений в настояшее время проводятся сотрудниками Фенологического центра при Ботаническом институте им. В.Л. Комарова РАН (г. Санкт-Петербург) В.Г. Федотовой (2003, 2009), Л.П. Достоевской. В работе Л.Б. Филандышевой и Л.Н. Окишевой «Сезонные ритмы природы Западно-Сибирской равнины» (2002) комплексно-генетическим методом выделены и охарактеризованы сезонные ритмы вегетационной части годового цикла в их естественных границах на основе суточного ритма. Л.Н. Окишевой проведен пространственно-временной анализ климатических условий сезонной ритмики геосистем Обь-Енисейского Севера (Окишева, 1984, 2010). Сезонная структура годового цикла лесной зоны Западно-Сибирской равнины на примере Томской области исследована Н.В. Рутковской (Рутковская, 1974, 1975).
Большой вклад в развитие фенологии Западной Сибири внес В.Г. Рудский – фенолог, являющийся организатором фенологических наблюдений в Томской области, руководитель фенологических проектов (Рудский, 2012). Многолетние фенологические явления на фоне гидрометеорологических условий в природе Южного Ямала описаны Ю.М. Малафеевым в эколого-биоклиматическом календаре-справочнике (2013). Особенности климатических изменений, которые необходимо учитывать при управлении природопользованием на севере Западной Сибири, представлены в коллективной работе ученых – исследователей данной территории Ф.Н. Рянского, С.Е. Коркина, Г.Н. Гребенюк, И.С. Аитова (2005). В монографии сибирских исследователей Л.Н. Окишевой, Л.Б. Филандышевой «Временная динамика и функционирование ландшафтов Западной Сибири» (2015) на основе сезонной климатической ритмики, выделенной комплексно-генетическим методом, рассмотрены условия временной динамики и функционирования ландшафтов Западной Сибири по двум пространственным ритмам биострома – полярному и умеренному, показаны региональные тенденции в развитии сезонных процессов в условиях меняющегося глобального климата.
Большое внимание к фенологической реакции на изменение климата уделяется зарубежными специалистами, международными организациями. Ученые из США, Дании, Швеции, Великобритании, Финляндии, Канады совместно изучают экологические последствия современного изменения климата в Арктике, акцентируя внимание на вопросы фенологии (Flato G.M., Boer G.J., Lee W.G., McFarlane и др., 2000; Ecological Dynamics…, 2009). Фенологические исследования в свете изучения научной проблемы климатических изменений весьма актуальны во многих странах мира, где ведется мониторинг и создаются базы данных фенологической информации, а также разрабатываются фенологические проекты (Post E., Forchhammer M.C., Bret-Harte M.S., Callaghan T.V., Christensen T.R., Elberling B., ... Aastrup P., 2009; Sparks T.H., Menzel А., Stenseth N.C., 2009; Ziello C., Estrella N., Kostova M., Koch E., Menzel A., 2009;
European Environment Agency...; Stephanie Pau, Elizabeth M. Wolkovich, Benjamin I. Cook, T. Jonathan Davies, Nathanj. B. Kraft, Kjell Bolmgren, Julio L. Betancourt, Elsa E. Cleland, 2011; International Conference on Phenology, 2015).
В настоящее время, процессы потепления климата отчетливо проявляются в северных регионах, в том числе на территории Западно-Сибирской равнины и подтверждение этому приводится в трудах ряда ученых. Так, уральскими исследователями установлен факт смещения на север границ ареалов многих видов грибов – отмечено, что виды, ранее встречающиеся исключительно в широколиственных и смешанных лесах, в степях Урало-Сибирского региона, сейчас являются весьма распространенными в лесах юга Свердловской и Тюменской областей (Ширяев, 2009). Ученые объясняют продвижение северной границы леса по Ямалу и повышение верхней границы леса в горах Приполярного и Полярного Урала глобальным потеплением. Кроме этого, с климатическими изменениями связывают появление одного из исчезающих видов грибов в среднетаежных лесах Свердловской области и западной части Ханты-Мансийского автономного округа-Югры (Ширяев, 2009).
В результате перестройки климатической системы, увеличилась повторяемость экстремальных и катастрофических природных явлений, среди которых наблюдаются засухи, ураганы, интенсивные дожди, поздние весенние заморозки и др. Многие, важнейшие для лесных экосистем характеристики климата, такие как продолжительность безморозного периода, сроки установления снежного покрова, наступление первых и последних заморозков и распределение осадков, стали более изменчивыми. Научное сообщество констатирует выявленные тенденции изменения природной среды и их связь с климатическими флуктуациями, участившимися катастрофическими явлениями и экстремальными факторами (Истомин, 2009).
Гидрография
На территории ХМАО-Югры расположены две крупные тектонические структуры – Уральская складчатая область и Западно-Сибирская плита. Приполярный Урал, наиболее высокогорный фрагмент Уральского подвижного пояса, представляет собой горно-складчатую страну, где большую часть территории занимает Центрально-Уральское поднятие, горные цепи которого на западе круто сменяются увалами Западно-Уральской зоны складчатости, переходящими в равнину Восточно-Европейской платформы, а на востоке они причленяются к Западно-Сибирской плите (Атлас Ханты-Мансийского автономного округа..., 2004). Осадочный чехол представлен терригенными мезозойскими и кайнозойскими образованиями. Большая часть разреза сложена мезозойскими (юра и мел) отложениями, мощностью от нескольких десятков метров до 2,5-3 км, с которыми связаны все продуктивные нефтегазоносные горизонты и комплексы региона. На дневную поверхность они выходят только в предгорьях Урала, на остальной территории перекрыты кайнозойскими осадками, мощностью до 06-0,7 км. Отложения осадочного чехла разделены на ряд серий и горизонтов стратиграфических единиц регионального значения, объединяющих площади разнофациальных синхронных отложений свит разных районов (приложение 2). Главные факторы осадконакопления и палеогеографического развития – тектонические движения, трансгрессии Полярного бассейна, оледенения, эрозионно-аккумулятивная деятельность речных потоков. Четвертичные отложения представлены всеми ярусами системы (Атлас Ханты-Мансийского автономного округа..., 2004).
Согласно геоморфологическому районированию, большая часть территории Ханты-Мансийского автономного округа-Югры входит в область ледниковых и водноледниковых форм, ледниковых равнин, а также, на юге – в область аллювиальной и озерной аккумуляции (рис. 2.2). Участки фенологических и метеорологических наблюдений находятся в различных геоморфологических районах: заказник «Березовский» и пос. Березово располагаются в долине Оби; территория заказника «Вогулка» находится преимущественно в районе сильно переработанных эрозией водноледниковых форм; заказник «Унторский» расположен на границе долины Оби и района сильно переработанных эрозией водноледниковых форм; Угут и большая часть территории Юганского заповедника относится к району преобладания плоских форм, созданных водноледниковой аккумуляцией, слабо расчлененных эрозией, который на юге заповедника граничит с районом приледниковых бассейнов; в долине Оби располагаются пункты Октябрьское и Нижневартовск, а Ханты-Мансийск – в долинах Оби и Иртыша (рис. 2.2).
Крупные формы рельефа территории ХМАО-Югры представляют две группы: аккумулятивные и аккумулятивно-денудационные равнины и террасы, а также горы и предгорья. Широкое распространение на равнинной части округа, находящейся в зоне островного распространения многолетней мерзлоты, получили термокарст и бугры пучения; на склонах гор, в зоне сплошного распространения многолетней мерзлоты развиты нагорные террасы и процессы солифлюкции. Также существенная роль в рельефообразовании принадлежит процессам заболачивания, особенно интенсивным на плоских слабо дренируемых междуречьях (Атлас Ханты-Мансийского автономного округа..., 2004).
В орографическом отношении, наибольшая – равнинная часть территории округа, занята такими крупными формами рельефа, как возвышенности, наклонные равнины и низменности. Основными из них являются Северо-Сосьвинская (250-300 м) и Полуйская возвышенности (200-230 м), Белогорский материк, Сибирские Увалы (абсолютные высоты не превышают 160 м), Среднеобская (70-110 м) и Кондинская низменности (70 м) (рис. 2.3).
Западная граница округа проходит почти на всем протяжении по водоразделу Уральских гор, ширина которых в его пределах составляет 10-30 км, а протяженность – более 450 км. В современном рельефе Приполярный и Северный Урал выражены группой горных хребтов и гряд, вытянутых в субмеридиональном направлении. Наиболее высокие хребты Приполярного Урала имеют абсолютные отметки 1500-1800 м, Северного Урала – 800-1200 м. Самая высокая точка Приполярного Урала – г. Народная, имеющая высоту 1895 м над уровнем моря (Атлас Ханты-Мансийского автономного округа..., 2004).
Территория заказника «Березовский» расположена в пределах аккумулятивной аллювиальной и аллювиально-озерной поймы реки (с высотами 5-8 м), сформировавшейся в голоцене. Заказник «Вогулка» характеризуется наиболее разнообразными геоморфологическими условиями, где выделяется нерасчлененный комплекс террас речных долин, первая надпойменная терраса позднего плейстоцен-голоцена (аллювиальная, с высотами 8-15 м), вторая надпойменная терраса позднего плейстоцена (аллювиальная, с высотами 15-25 м), озерно-аллювиальные равнины неоген-эоплейстоцена (90-110 м), а также слабо расчлененные пологие склоны морских и ледово-морских равнин, измененных последующими процессами денудации (средний плейстоцен-эоплейстоцен). Березово располагается на второй надпойменной террасе (приложение 3) (Атлас Ханты-Мансийского автономного округа..., 2004).
Восточная часть Унторского заказника отмечаются границы аккумулятивной аллювиальной и аллювиально-озерной поймы реки (с высотами 5-8 м) и второй надпойменной террасы позднего плейстоцена (аллювиальная, с высотами 15-25 м). Значительная часть территории заказника расположена в пределах первой надпойменной террасы позднего плейстоцен-голоцена (аллювиальная, с высотами 8-15 м). На западе заказника «Унторский» преобладают параллельно-грядовые формы рельефа. К озерно-аллювиальным равнинам среднего плейстоцена с высотами 80-100 м приурочена территория пос. Октябрьское. Город Ханты-Мансийск расположен в пределах аккумулятивной аллювиальной и аллювиально-озерной поймы реки, граничащей с первой надпойменной террасой (приложение 3) (Атлас Ханты-Мансийского автономного округа..., 2004).
Геоморфологический уровень большей части территории Юганского заповедника представляет собой озерно-аллювиальную равнину позднего плейстоцена (четвертую надпойменную террасу) с высотами 50-70 м. Кроме этого, в пределах заповедника выделяется нерасчлененный комплекс террас речных долин и первая надпойменная терраса позднего плейстоцен-голоцена (аллювиальная, с высотами 8-15 м), на границе которых расположены и Угут и Нижневартовск (приложение 3) (Атлас Ханты-Мансийского автономного округа..., 2004).
Многолетние изменения климатических условий в Октябрьском
Поселок городского типа Березово является административным центром Березовского района, располагающегося в северо-западной части округа, на левобережье меридионального отрезка реки Обь в пределах Северо-Сосьвинской возвышенности и восточного склона Северного и Приполярного Урала. Климат района резко континентальный, характеризуется быстрой сменой погодных условий, особенно в переходные периоды – от осени к зиме и от весны к лету (Атлас Ханты-Мансийского автономного округа..., 2004).
В период с 1983 по 2013 гг. значение среднегодовой температуры воздуха, по данным метеостанции Березово, составляет -3,1оС. За исследуемый период времени среднегодовая температура воздуха достигала минимальных отметок в 1985, 1992, 1998 и 2006 годах, когда опускалась ниже -5оС, в чем прослеживается 7-летняя цикличность северо-западной части округа. В 1995, 2005, 2007 годы, значение средней температуры воздуха было максимальным и близким к отметкам -0,7оС...-1оС северо-западной части округа. Линия тренда за 30-летний период показывает повышение среднегодовой температуры воздуха в северозападной части Ханты-Мансийского автономного округа-Югры (рис. 3.1).
Характерной чертой для территории Березовского района является преобладание циклонального типа погоды в течение всего года, и особенно в переходные сезоны и в начале зимы (Атлас Ханты-Мансийского автономного округа..., 2004). Средняя многолетняя сумма атмосферных осадков в Березово за 1983-2013 гг. составляет 527 мм. Наименьшая сумма осадком отмечена в 2004 г. (384,8 мм), а также в 2005 г. (426 мм) (рис. 3.2). В 1990, 1991, 2002, 2006, 2012 гг. годовая сумма атмосферных осадков превысила 600 мм (рис. 3.2).
Рисунок 3.2 – График годового количества атмосферных осадков (мм) в Березово за 1983-2013 гг. (составлен автором) Среднее многолетнее значение высоты постоянного снежного покрова за зимние сезоны 1983-2012 гг. на территории северо-запада ХМАО-Югры составляет 35 см. На протяжении исследуемого периода, отмечаются сезоны с наименьшей высотой снега – 1984-1985, 1986-1987, 1993-1994, 2010-2011 и 2011-2012 гг., где наименьшее среднее значение (18 см) приходится на зимние сезоны 1984-1985 и 1986-1987 гг. (рис. 3.3). Периоды преобладания наименьшей высоты снежного покрова чередуются с зимами, для которых характерны сравнительно максимальные значения средней высоты снега – 1988-1989, 1992-1993, 1998-1999, 2006-2007 гг. За многолетний период 1983-2012 гг. наблюдается тренд увеличения высоты постоянного снежного покрова (рис. 3.3). Октябрьское – поселок городского типа, административный центр Октябрьский района ХМАО-Югры, расположен по левобережью и правобережью нижнего течения реки Обь, в западной округа и находится в пределах физико географической страны, относящейся к Западно-Сибирской равнине, расположенной в пределах таежной широтной растительной зоны.
Климат данного региона типично континентальный бореального типа с резкими контрастами температур воздуха, формирующийся под воздействием циркуляции воздушных арктических масс. Продолжительность безморозного периода может колебаться от наименьшей (33 дня) до наибольшей (110 дней). Зимний период довольно длинный и продолжительный – около 200 дней. Средняя температура воздуха в январе составляет -21,9оС и возможны минимальные значения до -51оС. Весна отличается непостоянством и переменчивой погодой, а также возвратом холодов, снегопадов при вторжении арктического воздуха в течение всего мая в отдельные годы. Летний период жаркий и непродолжительный (июнь-август), средняя многолетняя температура воздуха составляет +13,8оС, а сумма осадков – 200 мм. Осенний период устанавливается, как правило, в конце августа – начале сентября с началом первых заморозков интенсивностью до -1оС на почве и воздухе (Атлас Ханты-Мансийского автономного округа..., 2004).
Средняя многолетняя (с 1983 по 2013 гг.) температура воздуха по данным метеорологической станции Октябрьское составляет -1,7оС. Отмечаются периоды с относительно низкими значениями среднегодовой температуры воздуха – 1985, 1986, 1992, 1998, 2006, 2009 гг. – что характерно для динамики данного метеопараметра в северо-западной части ХМАО-Югры. Значительное повышение средних за год температур воздуха отмечается в 1988, 1991, 1995, 2003, 2005, 2007, 2008, 2011 и 2012 годах, и их повторяемость возрастает в середине 2000-х и к началу второго десятилетия XXI века. Линейный тренд отчетливо показывает тенденцию повышения среднегодовой температуры воздуха за 1983-2013 гг. по данным метеостанции Октябрьское (рис. 3.4). Климат окрестностей Октябрьского неустойчив в многолетнем плане, и засушливые годы чередуются с годами с повышенной влажностью. Минимальное количество атмосферных осадков за многолетний период 1983-2013 гг. приходится на 1984, 1987-1990, 1996-1997, 2010 гг. В многолетней вариации годовой суммы атмосферных осадков отмечаются и годы с их максимальным количеством, превышающим 700 мм – 1985, 1990, 1998, 2000, 2002 и 2008 гг. (рис. 3.5). Количество атмосферных на территории Октябрьского района намного больше, чем в Березовском, и средняя сумма годовых атмосферных осадков по данным метеостанции Октябрьское, за указанный период составляет 605,8 мм. Сумма атмосферных осадков за год здесь имеет тенденцию к увеличению за исследуемый период времени (рис. 3.5).
Фенологические процессы на территории Юганского заповедника
В этом отношении конец листопада хорошо знаменует окончание вегетационных процессов, но не означает еще наступления зимних явлений, характерных для предзимья. Хорошим феноиндикатором начала предзимья служит временный снежный покров, указывающий на резкое изменение сезонных погодных условий, и сам коренным образом меняющий характер среды (Буторина, 1974).
Для данного периода характерны почти сплошные ночные заморозки. Дни достаточно холодные, однако, без мороза. Через 5-7 дней после начала предзимья переходят ниже 0оС не только ночные, но и среднесуточные температуры. Осадки наблюдаются только в виде снега. Снежный покров временный, но довольно устойчивый, может сходить на несколько дней и ложиться вновь. Характерно чередование зимнего ландшафта (при снежном покрове) с глубокоосенним (когда снег сходит), первые ледовые явления на водоемах (шуга, забереги) (Буторина, 1974). Снежный покров в это время хотя и временный, коренным образом меняет среду обитания растений и животных. Лиственный лес заканчивает листопад за 4-7 дней до термического начала предзимья и стоит обнаженный, так называемый «мертвый» ландшафт по Г.Э. Шульцу. Только сибирские лиственницы долго стоят покрытые пожелтевшей хвоей – у этого вида опадение хвои заканчивается только перед началом зимы. Заканчивается пролет и отлет – отмечаются последние стаи лебедей, уток, гусей. Появляются зимующие птицы. Конец гона лосей. Залегают в спячку бурундуки, хомяки, суслики, сурки. Таким образом, предзимье – переход к зиме, пора временного снежного покрова, замирания активной жизни растений, насекомых, впадающих в спячку зверей – время голого леса и конца вегетации (Буторина, 1974) (приложение 9).
Зима – сезон энергетического минимума ландшафтов и наиболее низких температур, сниженной жизнедеятельности организмов или их полного покоя. Температурные границы – от перехода максимальных температур воздуха ниже 0оС в начале, до перехода их выше 0оС в конце сезона, что соответствует приблизительно суточным температурам ниже -5оС. Очень близки к этим границам начало и конец времени с устойчивыми морозами. Оно наступает, как правило, через 4-7 дней после перехода суточных температур ниже -5оС и кончается за 5-9 дней до перехода их выше этого рубежа. Фенологические границы – от залегания устойчивого снежного покрова до начала его разрушения – начала снеготаяния и появления первых проталин (Буторина, 1974). Это морозное время, без оттепелей, которые возможны как исключение только в начале сезона. Устойчивый снежный покров полностью определяет ландшафт, вплоть до весны. По характеру процессов зима может быть подразделена на три фенологические периода: 1. начальная зима – время становления зимнего ландшафта, конец теплого времени, но еще возможны изредка оттепели. Даже в многоснежных районах снежный покров еще не высок, еще не образуется ледостав на реках. В животном мире начальный период зимы сливается с предзимьем – все еще неустойчиво, непостоянно; 2. глубокая зима – время полного выражения зимнего состояния ландшафта. Самое суровое время года с годовым минимумом температур. Оттепели возможны только как аномалия. Устанавливается ледовый покров на водоемах. Снежный покров устойчивый и сплошной, высота его возрастает вплоть до конца зимы. Только с началом глубокой зимы наступает собственно зимний сезон в жизни млекопитающих. Впадающие в зимний сон животные не покидают нор и берлог. Пушные звери и копытные к началу глубокой зимы заканчивают линьку в зимний мех; 3. предвесенье – последний период зимы, время первых весенних сигналов при ландшафте, сохраняющем полностью зимний характер. Возросшая солнечная радиация, обусловленная значительной высотой Солнца и заметным возрастанием длины дня, еще не в состоянии в это время привести к термическому перелому к весне, однако, может вызвать ряд предвесенних явлений – притаи на Солнце в ясные морозные дни, капели; иногда возможны и редкие оттепели. В эту пору начинается весеннее оживление птиц (весенняя дробь дятла, трели синиц и т. п.) (Буторина, 1974) (приложение 9).
Таким образом, естественные сезоны являются качественно отличающимися этапами годичного круга природы с однотипными взаимосвязями между ее компонентами и со специфическими для каждого этапа наборами сезонных явлений и аспектов (Шульц, 1981). Для каждого фенологического сезона и субсезона таежной зоны свойственны индикационные явления, определяющие сроки наступления естественных сезонов. Система естественных сезонов года, характеризующая фенологическую периодизацию на территории таежной зоны Западной Сибири показана в приложении 9.
Обобщая результаты, можно сделать вывод о том, что в условиях таежной зоны ХМАО-Югры заметны климатические изменения. За многолетний период (1983-2014) в Березово, Октябрьском, Ханты-Мансийске и Угуте отмечается выраженный тренд повышения среднегодовой температуры воздуха. Вместе с этим, выявлены тенденции относительно постоянного распределения за многолетний интервал (1983-2014) многолетних сумм атмосферных осадков, с незначительной тенденцией к уменьшению количества осадков в условиях пойменных ландшафтов. В пределах округа установлены, преимущественно, устойчивые тренды повышения средней высоты снежного покрова.
Исследование динамики климатических условий должно базироваться на анализе фактической информации многолетних рядов метеорологических показателей и фенологических данных. Сопряженный анализ фенологических процессов и метеорологических факторов необходим, поскольку фенологическая реакция является индикатором изменений климатических условий и отвечает на ряд важных практических вопросов.