Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Район исследования и специфика физико-географической обстановки 6
Обоснование выбора данного района 6
Положение массива. Геологическое строение и рельеф 9
Климатические черты региона 14
Гидрологическая сеть массива, современное оледенение 16
Характеристика растительного покрова 19
История исследования региона 21
Глава 2 Высотно-экспозиционные закономерности ландшафтной структуры массива Монгун-Тайга 22
Высотная структура ландшафтов массива 22
Анализ распределения групп растительности по типам рельефа 33
Оценка связи высотных и геоморфологических особенностей на распределение растительности на массиве 43
Методика обработки метеорологической информации 49
Анализ климатических условий распределения геосистем 55
Глава 3 Потенциальные реакции пространственной структуры ландшафтов на изменение климата 61
Выбор сценария изменения климатических условий 61
Оценка изменений высотно-ярусной структуры массива при изменении климата 64
Оценка степени чувствительности геосистем к изменению климата 78
Составление прогнозной схемы типов геосистем 82
Заключение 85
Список литературы
- Климатические черты региона
- Характеристика растительного покрова
- Оценка связи высотных и геоморфологических особенностей на распределение растительности на массиве
- Оценка изменений высотно-ярусной структуры массива при изменении климата
Климатические черты региона
Горный массив Монгун-Тайга расположен в умеренных широтах центральной части азиатского материка на юго-восточной периферии Алтае-Саянской горной страны. Географическое положение описываемой территории, как в целом гор юга Сибири, находящихся почти в центре материка и значительно удалённых от морей и океанов, обусловливает основные черты климата: большая годовая амплитуда температур воздуха, малое количество осадков и их неравномерное внутригодовое распространение, отрицательная среднегодовая температура воздуха (-2,4 С). Сложный рельеф и значительные абсолютные высоты горного массива обусловливают неоднородность распределения тепла и влаги в зависимости от высоты, экспозиции и форм рельефа, что находит своё отражение в высотной и горизонтальной дифференциации ландшафтов [27, 58].
Основой для оценки климатических условий территории послужили данные метеостанции в пос. Мугур-Аксы, расположенной на высоте 1830 м в долине р. Каргы (в 20 км от массива). Эта метеостанция находится в орографической тени и отображает условия среднегорья; высокогорная же часть массива и Алтая в целом до сих пор не охвачена сетью гидрометеорологических станций. Поэтому для характеристики условий тепло- и влагообеспеченности высокогорного пояса необходимо привлекать материалы экспедиционных исследований (наблюдения на массиве Монгун-Тайга ведутся только в течение летнего периода). Другая ближайшая метеостанция расположена в 65 км к югу в п. Бух-Мурен, однако станция уже не действует и ряды наблюдений её значительно короче.
Для зимних условий характерно развитие западного отрога Азиатского антициклона [21]; преобладают западные и северо-западные ветра. В связи с развитием зимой температурных инверсий и преобладанием нисходящих воздушных потоков количество осадков крайне мало (в среднем 10 мм за три зимних месяца) [70]. Кроме того, характерной особенностью циркуляции атмосферы региона является преобладание антициклонов в течение всего года, особенно зимой. Устойчивая антициклональная погода здесь может наблюдаться на протяжении 5-6 месяцев [55]. Поэтому большую роль в формировании ледников и снежников играет метелевый перенос снега и накопление его в отрицательных формах рельефа, что, в свою очередь, влияет на распределение не только мерзлотных форм рельефа но также и растительных сообществ. Распределение влаги в пределах массива значительно варьирует в зависимости от конкретного мезорельефа: увеличение количества атмосферных осадков характерно для наветренных склонов и возвышенных участков. По нашим оценка годовая сумма осадков достигает 300-400 мм, летняя - крайне редко превышает 300 мм (при этом в поселке Мугур-Аксы средняя годовая сумма осадков за период наблюдений 1963-2013 гг. составила 140 мм). Кроме того проявляются резкие горизонтальные контрасты в распределении осадков, так как в зоне «орографической тени» массива годовая сумма в среднем составляет 160 мм.
Летом усиливается циклоническая деятельность, которая обусловливает годовой максимум осадков: на три летних месяца приходится 70 % их общей суммы (монгольский тип [64]). При этом преобладают южные и юго-западные ветры. Летом за счет интенсивного прогрева поверхности благодаря рельефу территории развивается местный циклогенез: так, в глубоких узких долинах южной части массива усиливается циркуляционный эффект. Особенно активен циклогенез при контакте холодного арктического воздуха, поступающего с северозападными потоками по долине реки Чулышман, с теплым воздухом хорошо прогревающейся Котловины Больших озер, что в итоге приводит к обильным снегопадам и временному прекращению таяния в высокогорных частях массива. К непериодическим ветрам относятся ледниковые ветры, развивающиеся у края ледника в долинах [58].
Средняя температура летних месяцев в поселке Мугур-Аксы) составляет 12,8 С (по непрерывному ряду наблюдений с 1963 по 2012 гг.), в самом холодном месяце года (январь) температура воздуха может опускаться до -29 С. По данным многолетних экспедиционных исследований средняя величина высотного градиента температуры воздуха в летний период от метеостанции Мугур-Аксы до высокогорного пояса составляет по данным наблюдений -0,69С/100 м [58].
В целом по климатическим условиям, характеру распределения ледников и структуре растительности можно отметить значительные отличия друг от друга северной и южной частей массива, обусловленные в первую очередь именно циркуляционными факторами [16]. Гидрологическая сеть массива, современное оледенение
Рассматриваемая территория расположена в области внутреннего стока материка. Реки массива берут начало в высокогорной части, нередко от языков ледников; водотоки принадлежат бассейнам рек Каргы (Балыктыг, Мугур, Восточный Мугур, Правый Мугур) и Моген-Бурен (Дуруг-Су, Холаш, Джаарс, Мугур-Шегетей, Орта-Шегетей, Шара-Хорагай, Толайты), текущих в озера Урэг-Нур и Ачит-Нур, соответственно.
В силу асимметрии и формы массива («подкова», открытая к югу) долины рек южной части значительно длиннее и глубже северных. Глубины водотоков, как правило, невелики (около 1 м), русла сильно завалунены. В долинах рек Толайты, Орта-Шегетей, Холаш отмечаются участки сильного заболачивания днищ и заозеренности, что является одновременно результатом перераспределения поверхностного сток по склонам и признаком деградации многолетней мерзлоты на днищах долин. Поймы у большинства рек отсутствуют или имеют небольшую ширину.
Стационарных гидропостов в рассматриваемом районе нет; за гидрологическим режимом рек массива сотрудниками факультета географии и геоэкологии в ходе многолетних экспедиций ведутся наблюдения. Результаты этих наблюдений позволяют говорить о том, что в формировании речного стока основную роль играют ледники и снежники, что определяет суточные колебания уровня воды (в соответствии с изменением температуры воздуха в течение дня). Это же влияет и на значительную мутность речных вод в периоды пика стока [23]. Максимум осадков и таяние летом способствуют тому, что наибольший сток наблюдается именно в середине лета. Меженный уровень рек наблюдается в августе-сентябре. Для ряда рек массива (Толайты, Орта-Шегетей, Дуруг-Су) в регулировании стока участвуют связанные с ними озера.
Происхождение озер массива Монгун-Тайга во многом связано с мерзлыми толщами моренных отложений и рельефообразующей деятельностью ледников. Так, часто сильно увлажнены и покрыты термокарстовыми озёрами предгорные моренные шлейфы; многие озёра располагаются на дне каров или в понижениях, связанных с ледниковой экзарацией; цепочки озёр на днищах корытообразных троговых долин южной части массива образовались вследствие подпруживания моренными образованиями. Многие озера, ранее располагавшиеся в нижней части массива (ниже 2500 м), уже спущены. Об их существовании свидетельствуют лимногляциальные отложения, в том числе, и в тех частях массива, где в современное время озёр нет.
Характеристика растительного покрова
Нормированное распределение растительных группировок (%) по высотным интервалам на пологих склонах на северном (N) и южном (S) макросклонах массива
Ниже 2000 м пологие склоны, как и среднекрутые, представлены только в северной части массива и покрыты преимущественно разнотравно-злаковыми степями. На нижних и верхних высотных ступенях структура растительного покрова наиболее простая: пологие склоны подножия массива имеют степной облик, наиболее высокие пологие склоны покрыты криоксерофитными группировками. Доля разреженных полынных степей в целом и их роль в формировании облика растительности на пологих склонах невелика. В отличие от среднекрутых склонов, где полынные степи доминируют на нижних высотных ступенях южной части массива, здесь распространены преимущественно разнотравно-злаковые степные ассоциации. Высотный диапазон распределения степей отличатся на противоположных макросклонах массива более чем на 200 м: по склонам, обращенным к югу, они поднимаются на более высокие уровни и занимают около 30% площади даже в интервале 2600-2800 м; на северном же - злаковые степи не поднимаются выше 2600 м. В северной части массива в диапазоне 2000-2400 м всего 5 кв. км занимают лиственничные леса. Хотя площадь тундр примерно одинакова в северной и южной частях массива, доля их в структуре высотных поясов южного макросклона существенно ниже. В структуре высотных ступеней южного макросклона горные тундры занимают более 30% площади только в интервале 2800-3000 м, тогда как северные пологие склоны характеризуются устойчивым преобладанием тундр с высоты 2200 м вплоть до 100% в интервале 2800-3000 м.
В целом пологие склоны в южной части массива характеризуются значительно большей площадью территорий, лишенных растительности, которые в среднегорье представлены группировками ксероморфного облика (с Artemisia, Ephedra), а выше 2800 м криопетрофитами. Особенностью распределения гольцов на пологих склонах является их существенная доля в структуре нижних (в виде ксерофитных) и верхних (криофиты) ступеней.
Аккумулятивные склоны (S4) расположены преимущественно ниже 2600 м в восточной части массива Монгун-Тайга. Их наклонные поверхности заняты разнотравно-злаковыми и разреженными злаково-полынными степями. Вследствие незначительного распространения (общая площадь не превышает 60 кв. км) в рассматриваемом масштабе на этих склонах не удалось выявить экспозиционных различий в распределении растительных сообществ.
Общая площадь моренных комплексов массива составляет около 320 кв. км. Результаты многолетних полевых исследований совместно с дешифрированием аэро- и космических снимков высокого разрешения позволили выявить несколько типов морен: наиболее древние отложения рисского оледенения; предгорные морены вюрмского оледенения; более молодые горно-долинные морены вюрмского оледенения; наиболее молодые - современные малой ледниковой эпохи.
Современные морены (Gh) не опускаются ниже 2800 м и представляют собой незадернованные поверхности, примыкающие непосредственно к ледниковым комплексам вершины массива.
Остальные моренные образования вследствие более продолжительного периода формирования почвенно-растительного покрова характеризуются разнообразным сочетанием длительновременных состояний геосистем.
Стадиальные вюрмские западинные и грядовые морены (Gvh) общей площадью около 85 кв. км покрывают нижние части склонов троговых долин, слагают моренные перемычки, препятствующие долинному стоку, а также формируют плоские заозеренные поверхности в северной части массива. Они отмечаются в значительном диапазоне высот от 2200-3000 м. В верхней части троговых долин рек Толайты и Орта-Шегетей вокруг подпрудных озер и на северном макросклоне морены покрыты осоково-ерниковыми и кобрезиево-дриадовыми тундрами в сочетании с разнотравными альпийскими лугами; в более низких частях троговых долин луга закустарены, местами заболочены; на более открытых пространствах и сухих местоположениях распространены злаковые, полынные и кустарниковые степи (практически все степи этих морен приурочены к южным подножиям массива).
Вюрмские морены периода максимума оледенения (Gvm) отмечаются в интервале высот 2000-3000 м и представляют собой сглаженные почти плоские поверхности, сложенные валунниками, песками, ленточными суглинками. Поверхности морен сильно перемыты водными потоками и покрыты многочисленными мелкими озерами термокарстового происхождения (заозёренность вюрмских морен периода максимума оледенения превышает местами 10 %). В целом на моренах массива выше 2400 м доминируют лишайниково-дриадовые и мохово-ерниковые тундры, а в интервале 2000-2400 м в растительном покрове преобладают злаковые и полынные степи.
Более древние моренные отложения рисского оледенения (Gr) расположены ближе к краям массива и выше 2800 м не поднимаются. Рисские морены северной части массива занимают около 70 кв. км и полностью заняты тундровыми группировками. На южном макросклоне рисские морены занимают около 40 кв. км и покрыты в основном разнотравно-злаковыми и кустарниковыми степями.
Поверхности выравнивания (Ps) - участки с малыми уклонами (2-3), обусловливающие характерную ступенчатую структуру массива, занимают чуть менее 70 кв. км и встречаются на всех высотных интервалах, но наибольшие их площади сосредоточены в диапазоне 2800-3200 м. На среднегорных поверхностях выравнивания (ниже 2800 м) доминируют злаковые разновидности степей, высокогорные заняты преимущественно каменистыми кобрезиевыми пустошами. Выше 3200 м поверхности выравнивания практически лишены растительности.
Цокольные педименты (Р) представляют собой выровненные наклонные поверхности на низких абсолютных высотах по периферии массива. Это поверхности, созданные в процессе денудационного выравнивания, и перекрытые впоследствии аккумулятивным покровом малой мощности. Уклоны их невелики и создаются в основном потоками вод. На массиве педименты заняты в основном разреженными полынными степями.
В качестве отдельных типов рельефа были выделены ложбины и западины (U, U2), в том числе днища трогов, переувлажненные речные террасы, зандры, понижения в моренных отложениях, а также дренируемые высокие речные террасы (Ad). Несмотря на малую площадь, они вносят разнообразие в ландшафтную структуру массива, создавая нехарактерные для аридного региона геокомплексы, отражающие ведущую роль рельефа в формировании почвенно-растительного покрова. Так, днища корытообразных троговых долин, перекрытые ледниковыми отложениями, заняты заболоченными травяными лугами, местами закустаренными, общей площадью менее 30 кв. км; пойменные ивняки приурочены к увлажненным террасам и поймам долины реки Мугур; во флювиогляциальных западинах практически повсеместно развиты осоковые сообщества. Дренируемые террасы рек Моген-Бурен и Каргы покрыты злаково-разнотравными лугами, а также разреженными злаково-полынными степями.
Дополнительный анализ влияния уклона на распределение групп растительности не проводился, поскольку наложение ландшафтной карты на цифровую модель уклонов показало, что в выбранном масштабе исследований зависимости между величиной уклона и распространением геосистем не выявляется. Наложение геоморфологической схемы на цифровую модель уклонов, созданную на основе модели рельефа с шагом 30 м, подтвердило корректность выделения типов рельефа, что очень важно в случае моделирования возможных трансформаций ландшафтной структуры. Поскольку соотношение «температура-осадки» на самом деле не отражает реальных условий увлажнения в силу того, что неучтенными остаются испарение и сток [10], грамотное составление геоморфологических схем и карт позволяет косвенно учитывать особенности увлажнения, как неотъемлемые свойства местоположений (Рис. 14).
Оценка связи высотных и геоморфологических особенностей на распределение растительности на массиве
Обобщенные представления о потенциальных переходах, основанные на анализе возможных направленных трансформаций ландшафтной структуры, выглядят следующим образом.
При зарастании скальных поверхностей и каменистых россыпей, освободившихся от снежно-ледовых образований, сообщества петрофитов сначала будут представлять собой разобщенные группировки, которые впоследствии при благоприятных условиях будут смыкаться.
Существование кобрезиевых пустошей обусловлено в равной степени и климатическими условиями, и наличием выположенных поверхностей выравнивания или коренных склонов малой крутизны. Поэтому при возникновении более теплых условий можно говорить в первую очередь о формировании более сомкнутого растительного покрова на месте современных разреженных пустошей, а также о небольшом расширении исходных площадей кобрезиевых сообществ за счет территорий, лишенных растительности на данный момент (т.е. образовании первых стадий зарастания на пролювиальных отложениях и высокогорных поверхностях выравнивания). Однако в целом площади пустотных сообществ, вероятно, сократятся за счет расширения площадей горно-тундровых и частично луговых.
Преобразование дриадовых тундр возможно по двум направлениям: сокращение в областях с прогнозируемой среднелетней температурой воздуха выше 8 С с последующей заменой разновидностями разнотравных степей или остепненных лугов с кобрезией на среднекрутых склонах и злаково-разнотравными лугами на волнистых поверхностях вюрмских морен; расширение площадей шпалерно-кустарничковых сообществ за счет замещения кобрезиевых пустошей в прогнозируемом интервале температур 6-8 С.
Массивы ерников с покровом из зелёных мхов могут заметно сократиться как в северной, так южной частях массива, поскольку их существование обусловлено довольно узкими температурными рамками. Так, на хорошо дренируемых среднекрутых или пологих склонах при реализации климатического сценария возникнут условия, неприемлемые для существования ерников (более 10С и менее 120 мм осадков за лето), но благоприятные для развития разнотравных лугов и степей. Подобная трансформация растительного покрова наблюдается, например, на склонах, обращенных к озеру Хиндиктиг-Холь, но сокращение ареалов мохово-ерниковых тундр в данном случае вызвано не иссушением, а чередой суровых малоснежных зим, которые значительные массивы ерников не пережили. Скорее всего в меньшей степени иссушение коснется моренных образований, сцементированных многолетней мерзлотой, на которых тундровые кустарниковые сообщества будут подпитываться влагой за счет протаивания грунтов. На пологих рисских моренах северного макросклона массива при среднелетней температуре 8-10 С ерники могут частично заменить осоковые тундры, образовав сообщества с травянистым напочвенным покровом.
При сокращении количества осадков площади травяных (осоковых) тундр скорее всего изменятся не сильно в замкнутых троговых долинах вследствие перераспределения поверхностного стока по крутым обрамляющим склонам, но они могут замещаться луговыми сообществами, приобретая, таким образом, облик мезофитных разнотравных лугов с различными видами осок в качестве доминанты и альпийским разнотравьем в составе ТКЯ.
Кобрезиево-разнотравные луга в силу своего сравнительно широкого климатического оптимума могут немного уменьшить площади только на самых нижних ступенях массива (в основном в северной части на среднекрутых склонах), где среднелетняя температура воздуха согласно прогнозу превысит 10-12 С: здесь возможно их замещение злаково-разнотравными лугами или разнотравными разновидностями степей. В южной части массива кобрезиевые луга могут подняться по склонам вплоть до высотного интервала 3200-3400 м. Процесс олуговения, таким образом, приведет к тому, что тундровые сообщества будут оттесняться вверх по склонам.
Общая площадь альпийских лугов в целом изменится не сильно. Они местами могут заменить разреженные кобрезиевые луга, при этом остепняясь на границе со злаковыми и полынными степями, особенно на южном макросклоне массива, где на нижних высотных ступенях в силу солярной экспозиции можно ожидать ощутимой аридизации сообществ. Это возможно приведёт к ещё большим экспозиционным различиям высотной структуры растительного покрова массива. На северном макросклоне повышение среднелетнеи температуры воздуха скорее всего приведет к образованию более густотравных луговых сообществ.
Злаково-разнотравные разновидности лугов могут расширить ареалы на южном макросклоне массива за счет более холодолюбивых альпинотипных, а также пограничных ареалов тундровых сообществ в основном на высотах до 2600 м. На наиболее низких ступенях массива (до 2000 м), где значения среднелетнеи температуры будут достигать 16 С, в составе лугов возможно появление элементов степной растительности, но в локальных понижениях исходные разнотравные луга могут сохраниться и, более того, увеличить продуктивность [86]. Среднегорные ступени массива, таким образом, приобретут более мезофитный облик. На террасах долины реки Каргы, а также хорошо дренируемых склонах северной части массива, где при сокращении атмосферного увлажнения количество осадков за лето не превысит 100 мм, возможно формирование остепненных лугов (со значительной долей ксерофитных дерновинных злаков) или возникновение степей на месте злаково-разнотравных лугов.
Горно-лесные геосистемы в силу своей высокой средообразующей способности, связанной с микроклиматической ролью биоты, обладают большей устойчивостью к воздействиям внешней среды, нежели горно-луговые и горно-степные при прочих равных условиях [8, 44, 67]. Согласно современному распределению расчетных значений осадков, нижняя граница леса, в среднем соответствующая величине 110 мм, расположена на высотах, близких к 2000 м (близкое значение допустимого минимума осадков было выявлено Зелепукиной Е.С. для лесов Убсунурской котловины [34]). В соответствии с заданным сценарием нижняя граница распространения лесных массивов при сохранении тенденции к потеплению может сместиться вверх по склонам примерно на 200 м, что впоследствии может привести к сокращению ареалов существования лиственничников. Следует учитывать, что неблагоприятные условия, вызванные изменением климатических факторов, для леса во многом могут замещаться действием эдафических: так, фоновая сухость может нивелироваться поверхностным стоком для лесных массивов, расположенных в ложбинах, особенно в нижних частях высоких склонов и имеющих, таким образом, большую площадь водосбора (Рис. 31), поэтому, скорее всего, большого площадного сокращения не произойдет.
Оценка изменений высотно-ярусной структуры массива при изменении климата
Факторы повышения температуры и сокращения количества осадков действуют однонаправлено, то есть при одновременном их действии нивелирования влияния климатических факторов друг на друга не происходит [31], как, например, небольшая сумма осадков может компенсироваться влажностью воздуха за счет низких температур, уменьшающих транспирацию растений [90, 94]. Таким образом, тренды изменения значений температуры воздуха и осадков одновременно усиливают аридизацию территории. Более того, согласно оценке увлажнения почв высокогорья повышение среднеиюльской температуры на 1С по силе воздействия на гидротермический режим почв равнозначно изменению годового количества осадков не менее чем на 80-100 мм [43]. Поэтому рост температуры скорее всего будет способствовать ещё большему сокращению увлажнения территории, нежели по прогнозу изменения сумм осадковПо рассчитанным значениям метеопараметров в каждой точке цифровой модели был произведен перерасчет значений температуры и осадков, смоделированы изолинейные поля распределения измененных характеристик и определены площади, в которых значения среднелетней температуры воздуха и суммарного количества летних атмосферных осадков соответствуют выделенным интервалам. Изменения в распределении значений метеорологических параметров затронули все высотные уровни, распределение площадей различных градаций существенно изменилось. Так, при повышении температуры воздуха и сокращении количества осадков наиболее заметные изменения затронут подножия массива и наиболее высокие его части {Таблица 8). В частности, сократятся площади, характеризующиеся температурами ниже 2 С и наибольшим количеством осадков (более 250 мм), где в настоящее время развито оледенение массива. Более чем в 10 раз увеличатся площади со среднелетней температурой воздуха выше 10 С и количеством летних осадков меньше 150 мм. Резкое увеличение крутизны уклонов и сокращение площадей высотных ступеней на массиве происходит примерно с высот 2700-2800 м, соответственно выше этого уровня при изменении климата наиболее существенно изменятся площади, где значения сред нелетних температур будут ниже 8 С. В целом более половины территории массива может оказаться в условиях с температурой 8-12 С и количеством осадков 100-200 мм. Вместе с тем с увеличением температуры возникнут ранее не характерные для исследуемой территории области со значениями среднелетней температуры воздуха выше 14 С и крайне скудным увлажнением (менее 90 мм за лето). Это малые по площади участки, расположенные в наиболее низких частях долины р. Каргы и представленные в настоящее время зарослями пойменных ивняков и участками сухих полынных степей на пологих и аккумулятивных склонах массива. Следует отметить, что согласно модели распределения прогнозируемых расчетных значений среднелетней температуры воздуха область со значениями сумм активных температур, превышающих О С, расширится вплоть до высоты 2500 м (выше современного уровня примерно на 252 м).
Поскольку границы высотных поясов систем гор Внутренней Азии имеют тенденцию к повышению в юго-восточном направлении, что связано с усилением континентальности климата [72, 84], можно предположить, что при прогнозируемой аридизации высотная структура ландшафтов массива тоже условно «сдвинется» вверх вслед за климатическими интервалами. Значит, можно ожидать сокращения площадей тундровых и увеличения площадей степных геосистем (в соответствии с геоморфологическими чертами массива).
Существование разных растительных сообществ в схожих климатических условиях предполагает возможность перехода одних типов в другие при реализации сценария. Соотношение климатических ниш в данном случае указывает на направление возможных трансформаций структуры растительного покрова при соответствующей смене климатических условий. Следует помнить, что на прогнозный период (к 2050 г.) трансформации ландшафтной структуры, скорее всего, приведут не к полному разрушению и замене одних ландшафтов другими, а лишь к тому, что ландшафты вышележащих ярусов приобретут черты более низких высотных ступеней [59, 66]. Так, например, в соответствии с термоаридным трендом наиболее вероятными будут процессы олуговения тундр и остепнения разнотравных лугов, климатические ниши которых в настоящее время частично пересекаются (Рис. 26). Разнотравно-кобрезиево-лишайниково-дриадовые (иногда с ерником) тундры Разнотравно-осоково-мохово-ерниковые тундры Разнотравно-злаково-осоковые, иногда закустаренные луга Разнотравно-злаковые, местами разреженные степи Полынно-разнотравно-злаковые, иногда разреженные степи
Распределение растительных сообществ на вюрмских моренах в диапазонах климатических характеристик (красная стрелка иллюстрирует направленность климатических изменения) Даже в пределах одного макросклона климатические ниши отображают равновероятное существование разных сообществ в одних и тех же градациях климатических характеристик. А наложении изогнет на современную ландшафтную структуру обоих макросклонов дает ещё более плотное пересечение климатических ниш разных геосистем. То есть одни и те же геосистемы противоположных макросклонов, расположенные на разных высотных уровнях, характеризуются одними и теми же интервалами значений температуры и осадков (Рис. 27). Но многолетние полевые наблюдения показывают, что южная сторона массива в нижней части в целом имеет более аридный облик, нежели северная на тех же высотах. Поскольку расчет распределения значений климатических параметров производится по данным одной метеостанции для обоих макросклонов массива (отсутствие метеорологических данных по южной части массива не дает возможность достоверно отразить распределение значений климатических параметров), необходимо для адекватного отражения распределения различных геосистем по условиям увлажнения проводить анализ эколого-климатических ниш северного и южного макросклона отдельно. 100 150 200
При характеристике и анализе климатической обусловленности ландшафтов наиболее оптимальным может быть выявление гидротермических свойств почвы [14], характеризующих непосредственно условия увлажнения как результат одновременного влияния механических свойств грунта и форм микрорельефа. В таком случае местоположения могут быть неотъемлемым признаком растительного сообщества, как например, эрозионные ложбины на склонах средней крутизны, покрытые лиственничными массивами. Однако в масштабе существующих тематических карт невозможно учесть зимнее вымерзание, летнюю деградацию многолетней мерзлоты, криотурбационные изменения почвенных профилей, переувлажнение за счет активного сезонного поверхностного стока и др. Кроме того, в рамках данной работы не рассматриваются требования растений к почвенным условиям, так как трансформация почвенного профиля заведомо происходит намного медленней, нежели смена растительного сообщества. В целом местоположения с переменным в течение вегетационного периода режимом почвенного увлажнения нередко характеризуются совместным произрастанием растений разных экологических рядов [40]. Также и под одинаковыми группировками могут встречаться различные почвы [15]. Так, в ходе полевых исследований не раз было выявлено несоответствие процесса почвообразования и типичного сообщества [49]. В частности, в Каргинской впадине сформировались грубогумусовые тундровые почвы под степными сообществами низкогорья. Кроме того, почвопостоянными сообщества можно считать только условно: в целом постоянством они не отличаются, и потому как индикаторы почвенных условий используются только при подробном анализе сопутствующих условий либо лишь для крупных почвенных единиц [89]. Так, зимнее вымерзание, образование бугров пучения, солифлюкционные процессы могут привести к постепенному смещению участков напочвенного покрова.
Таким образом, моделирование в данной работе ограничено условиями, в которых аргументированно при комплексной оценке, анализе и прогнозировании можно использовать только подробные ландшафтные описания; возможности для многофакторного анализа нет (с учетом фильтрационной способности грунтов, водно-физических свойств поверхности, глубины протаивания деятельного слоя в разных частях массива и пр. [42, 45]).
Для выявления тенденций в трансформации ландшафтной структуры для каждого из длительновременных состояний была составлена матрица вероятностей встречаемости, которые рассчитывались как отношение площади состояния при определенном сочетании условий тепло- и влагообеспеченности к общей его площади на массиве без учета приуроченности к типу местоположения (Таблица 9).