Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические и методические вопросы изучения структуры ландшафтов 9
1.1. Современные представления о географическом ландшафте 9
1.2. Методические подходы к изучению сезонной динамики ландшафтов Ставропольского края 13
Глава 2. Ландшафты Ставропольского края 22
2.1. Провинция лесостепных ландшафтов Предкавказья 24
2.2. Провинция степных ландшафтов Предкавказья 29
2.3. Провинция полупустынных ландшафтов Предкавказья 35
2.4. Провинция предгорных степных и лесостепных ландшафтов Большого Кавказа 37
2.5. Провинция среднегорных ландшафтов лесостепей и
остепненных лугов Большого Кавказа 39
Глава 3. Временная структура и сезонная динамика ландшафтов Ставропольского края 41
3.1. Сезонная динамика лесостепных ландшафтов Предкавказья 41
3.2. Сезонная динамика степных ландшафтов Предкавказья 60
3.3. Сезонная динамика полупустынных ландшафтов Предкавказья87
3.4. Сезонная динамика предгорных степных и лесостепных ландшафтов Большого Кавказа 97
3.5. Сезонная динамика среднегорных ландшафтов
лесостепей и остепненных лугов Большого Кавказа 108
Глава 4. Оценка сезонной динамики ландшафтов ставропольского края для целей сельского хозяйства 115
Заключение 129
Литература 135
Приложения 146
- Методические подходы к изучению сезонной динамики ландшафтов Ставропольского края
- Провинция степных ландшафтов Предкавказья
- Сезонная динамика степных ландшафтов Предкавказья
- Оценка сезонной динамики ландшафтов ставропольского края для целей сельского хозяйства
Введение к работе
Актуальность темы. Изучение пространственно-временной структуры ландшафтов является традиционной задачей физической географии. На начальных этапах становления и развития данной дисциплины большее внимание уделялось рассмотрению пространственной структуры ландшафтов. Эта проблема была актуальна также в связи хозяйственным освоением новых территорий, составлением схем их использования и развития. Наряду с изучением пространственной структуры ландшафтов в рамках таких дисциплин как фенология проводились исследования их сезонной динамики. А.Г. Исаченко (1991) отмечает, что структура геосистемы — сложное, многоплановое понятие, определяемое как пространственно-временная организация (упорядоченность) или как взаимное расположение частей и способы их соединения. Поэтому полное ландшафтное исследование предполагает познание всех аспектов структуры ПТК.
К.Н. Дьяконов (1991) под физико-географической организацией геосистем понимает их устойчивую упорядоченность, структурированность во времени и пространстве, проявляющуюся на земной поверхности в форме разнокачественных индивидуальных геокомплексов разного таксономического ранга и закономерном сочетании их суточных, сезонных, годовых и внутривековых микро-, мезо - и макросостояний (режимов функционирования). В таком аспекте структуру геосистем наиболее детально изучали на географических стационарах, а итоги этих исследований обобщены в работах В.Б. Сочавы, А.Д. Арманда, Н.Л. Беручашвили, К.Н. Дьяконова и др.
Территория Ставропольского края, приуроченная к 2 разным в физико-географическом отношении частям (Большому Кавказу и Предкавказью), в настоящее время занята преимущественно антропогенными комплексами. Для нее имеются целый ряд ландшафтных карт и схем физико-географического районирования (Гвоздецкий, 1956; Чупахин, 1972; Беру-
чашвили, 1979; Шальнев, 1995, 2004; и др.). В результате пространственная структура ландшафтов изучена довольно подробно, вплоть до уровня урочищ и фаций (Шальнев, 2004), тогда как их сезонная динамика оказалась практически неисследованной. Помимо теоретического интереса, изучение сезонной динамики ландшафтов имеет несомненное практическое значение в связи с глобальным изменением климата, которое, в свою очередь, приводят к развитию таких негативных процессов, как опустынивание.
В настоящее время при площади Ставропольского края в 6,6 млн. га, 5,8 млн. га (88%) занято сельскохозяйственными угодьями, из которых 4,0 млн. га (61%) составляют пахотные угодья. При этом посевная площадь сельскохозяйственных культур во всех категориях хозяйств края достигает 2,83 млн. га, в том числе: сельскохозяйственные предприятия — 2,4 млн. га, сенокосы и пастбища — 1,5 млн. га.
В этой связи изучение сезонной динамики ландшафтов Ставропольского края представляет несомненный теоретический и практический интерес.
Цель и задачи исследования. Целью работы является выявление общих черт и характерных особенностей сезонной динамики ландшафтов Ставропольского края. Достижение данной цели предусматривает решение следующих задач:
характеристика региональных особенностей ландшафтов Ставропольского края и выявление тенденций их изменения в связи с глобальным изменением климата;
анализ сезонной динамики и временной структуры ландшафтов Ставропольского края;
оценка сезонной динамики ландшафтов для целей сельскохозяйственного производства.
Объектом исследования выступают ландшафты Ставропольского края.
Предмет исследования — сезонная динамика ландшафтов Ставропольского края, обусловленная изменением гидротермических условий.
Исходные материалы и методы исследований. В основу работы положены полевые исследования фенологических аспектов ПТК отдельных ландшафтов Ставропольского края. Они позволили с достаточной степенью точности на основе данных Госкомгидромета Ставропольского края за период 1970-2000 гг. выделить состояния зональных ПТК. Наряду с ними использовались разнообразные материалы (картографические, фондовые и др.), собранные автором самостоятельно в период с 1999 по 2005 гг. во время работы на географическом факультете Ставропольского государственного университета.
Для обработки и систематизации первичных материалов применялся стандартный пакет MS-Excel, на основе которого были созданы базы данных метеорологических параметров ландшафтов Ставропольского края, в том числе подпрограммы, позволяющие рассчитать стексы и группы состояния ПТК основных ландшафтов данной территории. Для дальнейшей обработки использовались стандартные функции данных пакетов, в первую очередь — статистические. Картографические материалы обрабатывались при помощи пакета Maplnfo, который наиболее удобен для целей тематического картографирования и создания геоинформационных систем.
Научная новизна заключается в том, что:
впервые охарактеризована сезонная динамика ландшафтов исследуемого района, обусловленная климатогенными факторами с позиции концепции пространственно-временного анализа и синтеза ПТК;
осуществлен анализ состояний типичных ПТК основных ландшафтов исследуемого района;
оценен вклад различных состояний и их групп во временную структуру ландшафтов Ставропольского края;
проведена оценка сезонной динамики ландшафтов для целей сельскохозяйственного производства.
Теоретическая и практическая значимость. Теоретический интерес представляют результаты анализа временной структуры ПТК Ставропольского края, которые позволяют сравнить временную структуру ПТК данного района с ПТК других районов с целью выявления черт сходства и различия. Еще одной важной задачей, имеющей теоретический и практический интерес, является оценка устойчивости ландшафтов данной территории к такому процессу, как изменение климата. В частности, в ходе исследования выявлено, что временная структура ПТК ландшафтов восточной части Ставропольского края за последние годы изменяется в сторону увеличения доли семигумидных и семиаридных состояний, которые связаны с некоторым увеличением температуры воздуха и количества выпадающих осадков.
Созданные базы данных, характеризующие состояния ПТК основных ландшафтов Ставропольского края, позволяют выявить связи между конкретными состояниями и, например, урожайностью сельскохозяйственных культур, прогнозировать отдельные негативные для сельского хозяйства природные явления (засухи, заморозки и т.п.).
Результаты исследования используются также в процессе подготовки специалистов в области геоинформатики, экологии и природопользования. Часть материалов работы в настоящее время применяется в процессе преподавания на географическом факультете Ставропольского государственного университета таких дисциплин, как «Геоэкология», «Сезонная динамика ландшафтов Северного Кавказа» и «ГИС в ландшафтоведении».
Защищаемые положения
Географический облик того или иного ландшафта определяется набором не только доминантных групп состояний и стексов, но также состояниями и стексами, присутствующими во временной структуре ПТК эпизодически.
Во временной структуре степных и полупустынных ландшафтов существенную роль играют не столько семиаридные и аридные состояния
летнего периода, сколько зимние состояния, при которых отрицательные температуры сочетаются с отсутствием снежного покрова. Доля криотермальных криогенных состояний в годичном спектре степных и полупустынных ландшафтов существенно выше, чем доля аридных состояний летнего периода.
Анализ разногодичной динамики ландшафтов, обусловленной изменением гидротермических условий, позволяет достаточно точно проводить реконструкцию естественных ландшафтов, существовавших на данной территории, и выявлять тенденции изменения ландшафтной структуры региона. В частности, в связи с современным потеплением климата, временная структура отдельных ПТК степных ландшафтов становится ближе к таковой полупустынных ландшафтов.
Группами состояний, неблагоприятными для выращивания зерновых культур в пределах территории Ставропольского края являются крио-термальные, семиаридные и аридные.
Апробация и публикации. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на региональных конференциях: «Университетская наука — региону» (Ставрополь, 2001-2005); «Ставрополь: социально-экологические проблемы городской среды» (Ставрополь, 2004). По теме диссертации и району исследования опубликовано 5 работ.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы (132 источника) и приложения (8 таблиц). Собственно текст диссертации изложен на 145 страницах и иллюстрирован 9 таблицами и 13 картами.
Методические подходы к изучению сезонной динамики ландшафтов Ставропольского края
Нами в качестве теоретической основы использовалась методика выделения стексов, разработанная Н.Л. Беручашвили (1983, 1989 и др.). Она была апробирована на Кавказе и в ряде других регионов (Зирикашвили, 1985; Халатов, 1987; Исаченко, 1988; Чистяков, 1988; Гордезиани, 1989; Ромин, 1989; Бешидзе, 1990; Софадзе, 1990; Братков, 1992; Beroutchachvili, Rougerie, 1991). Указанные работы проводились преимущественно в горных условиях, которые несколько отличаются от условий Ставропольского края. Тем не менее, в результате этих работ (стационарных и полустационарных наблюдений, экспедиционных и аэровизуальных исследований) появилась возможность достаточно точного выделения состояний ПТК на основе данных гидрометеорологической сети. Для Кавказа и его отдельных частей обобщили данные за период 1977-1990 гг. Н.Л. Беручашвили (1995) и В.В.Братков (2002а, 20026).
Основными критериями для выделения стексов являются тенденции изменения вертикальной структуры ПТК, температурный режим и режим увлажения. Изменение вертикальной структуры связано как с внешними факторами, так и с внутренним строением и функционированием. Результаты стационарных и полустационарных исследований выявили следующие тенденции изменения вертикальной структуры. 1. Стабилизация структуры — не происходит изменения ни мощности, ни сложности вертикальной структуры и не наблюдается изменения набора геогоризонтов. Она наиболее хорошо выражена в лесных ПТК в летний период, но может наблюдаться в другие периоды (например, зимой) и в других ПТК. 2. Создание структуры — отмечается чаще всего в весенний период, хотя может протекать и в другие время года. Создание структуры отмечается лишь в ПТК с травянистой растительностью и сопровождается быстрым увеличением мощности и сложности вертикальной структуры с развитием новых геогоризонтов и геомасс. 3. Разрушение структуры — процесс, противоположный созданию структуры, хотя может протекать и при катастрофических явлениях, например, при пожарах, наводнениях и т.п. 4. Усложнение структуры — постепенное увеличение мощности и сложности вертикального профиля, иногда увеличение количества геогоризонтов. Данный процесс характерен как для древесных, так и кустарниковых и травянистых ПТК. 5. Упрощение структуры — процесс, противоположный усложнению структуры. Кроме тенденций изменения вертикальной структуры большое значение имеют внешние факторы. В этом отношении наиболее важны термические условия и условия увлажнения, определяемые через характеристики аэро- и гидромасс. С точки зрения термических условий выделяются следующие градации стексов. 1. Морозные (криотермальные) — при отрицательных температурах. 2. Очень прохладные (нанотермальные) — низкие положительные температуры (0-5). 3. Прохладные (микротермальные) — относительно низкие температуры воздуха (5-10). 4. Умеренно теплые (мезотермальные) — температуры от 10 до 15. 5. Теплые (макротермальные) — температуры от 15 до 22. 6. Жаркие (мегатермальные) — температуры выше 22. По условиям увлажнения стексы подразделяются на следующие группы: 1. Гумидные — со средним или повышенным содержанием гидромасс во всех геогоризонтах (G). 2. Семигумидные — некоторый дефицит гидромасс в одном или нескольких геогоризонтах (GS). 3. Семиаридные — с одним или несколькими геогоризонтами с недостаточным количеством влаги, вследствие чего отдельные процессы функционирования ПТК лимитированы (S). 4. Аридные — полный дефицит влаги по всему вертикальному профилю, преобладают процессы абиогенного функционирования (А). 5. Экстрагумидные — один или несколько горизонтов с преобладанием гидромасс над остальными геомассами, в том числе нивальные (Н) (Бе-ручашвили, 1980, 1983, 1990, 1995); В целом выделение стексов довольно сложная процедура, поскольку базируется на комплексном наборе параметров, из которых, как уже отмечалось, важнейшими являются условия тепло - и влагообеспечения, а также тенденция изменения вертикальной структуры.
При выделении стексов на основе данных гидрометеосети условия увлажнения определяются при помощи коэффициента увлажнения, который рассчитывается на основе данных о температурах и осадках соответствующего месяца. Для этого количество осадков соответствующего месяца делится на 3 и на температуру соответствующего месяца. Если коэффициент больше 1,00, то условия увлажнения гумидные; значение коэффициента в пределах 0,99-0,50 указывает на семигумидные условия, 0,49-0,10 — на семиаридные, при значениях коэффициента менее 0,10 условия увлажнения аридные.
Гумидные состояния связаны с гумидным климатом; формируются в условиях избыточного увлажнении, когда осадки превышают испарение и просачивание влаги в почву; избыток воды удаляется поверхностным стоком в виде ручьев и рек (Метеорологический..., 1955).
Семигумидные состояния связаны с полувлажным климатом, с количеством осадков меньше, чем в гумидных условиях. Такие состояния характерны для областей со степной и лесостепной растительностью (Четырехъязычный энциклопедический словарь..., 1980). Семиаридные состояния связаны с полусухим, полуаридным климатом, свойственным пустыням умеренных широт, например, пустыням Средней Азии (Четырехъязычный энциклопедический словарь..., 1980).
Аридные состояния формируются в условиях сухого климата, с количеством осадков, недостаточным для вегетации, они характерны для пустынь. По В. Кеппену климат является аридным, если годовое количество осадков в сантиметрах меньше, чем R/2, причем R=2t, если осадки выпадают преимущественно в холодный сезон, R=2t+14, если осадки выпадают равномерно в течение года; R=2t+28, если осадки выпадают преимущественно в теплый период (Метеорологический..., 1955). Соответственно, в период, когда количество осадков ниже этой величины (R 2t), наблюдается сухой сезон. Сухой сезон с таким соотношением выделятся лишь вне области гор. Для горных условий Альп А.Гессен предлагает выделять также субсухой сезон, когда R 3t (Альпы — Кавказ, 1980).
Провинция степных ландшафтов Предкавказья
Степные ландшафты занимают западные, северные и восточные районы Ставропольской возвышенности с абсолютными высотами 200-350 м. Большая часть территории сложена лессовидными суглинками, которые подстилаются осадочными породами плиоцена. В рельефе преобладают эрозионно-аккумулятивные равнины, где водораздельные слабо расчлененные пространства чередуются с речными долинами и балками. Климат провинции в сравнении с лесостепной провинцией отличается большей континентальностью. Испаряемость увеличивается до 700-800 мм при со кращении годовых сумм осадков (400-450 мм), Поэтому здесь сформировались злаковые (ковыльно-типчаковые) степи на черноземах.
Егорлыкско-Сенгилеевский культурно-природный ландшафт разнотравно-злаковых степей занимает западные склоны возвышенности. Центральное положение здесь имеет Сенгилеевская котловина и долина Егор-лыка. Выделяются следующие ТК: 1) структурно-денудационные междолинные плато верхнесарматской поверхности выравнивания, сложенные породами среднего сармата, с агрофитоценозами плакоров на черноземах и злаковыми степями склонов на смытых черноземах; 2) эрозионно-денудационные равнины с оврагами и оползнями на склонах, сложенные глинами и мергелями среднего палеогена, с агрофитоценозами плакоров на малогумусных почвах и злаковыми степями на смытых черноземах; 3) озерные котловины с пологими и крутыми склонами, сложенными глинами среднего палеогена и сармата, с овражной сетью и оползнями, злаковыми и полынно-злаковыми степями на маломощных засоленных черноземах; 4) долина Егорлыка с террасами, сложенная делювиально-аллювиальными отложениями, со злаковыми степями на солонцеватых черноземах и аллювиальных почвах. Природные геотопы: 1) олигодоминантные экосистемы кустарников шиблякового типа; 2) олигодоминантные экосистемы злаковых и полынно-злаковых сообществ; 3) аквальные экосистемы водохранилищ, лиманов.
Расшеватско-Егорлыкский природно-кулътурный ландшафт злаковых степей занимает западные районы провинции. Центральное положение в нем занимает долина р. Расшеватки, левого притока Егорлыка. Представлены следующие наборы местностей: 1) междолинные водораздельные слаборасчлененные первичные равнины, сложенные нижнечетвертичными и апшеронскими породами (суглинки, пески) и покровными лессовидными суглинками, с агрофитоценозами на обыкновенных малогумусных черноземах; 2) эрозионно-аккумулятивные вторичные (верхнечетвертичного расчленения) равнины, сложенные делювиальными лессовидными суглин ками склонов с агрофитоценозами на обыкновенных малогумусных черноземах; 3) долины второго и более порядков с верхнечетвертичными террасами, сложенными делювиально-аллювиальными отложениями, со злаковыми и полынно-злаковыми степями на аллювиальных почвах. Природные геотопы: 1) олигодоминантные экосистемы пырейно-типчаковых и полын-но-злаковых сообществ; 2) полидоминантные экосистемы пойменных лесов Кубани.
Среднеегорлыкский природно-кулътурный ландшафт разнотравно-злаковых степей занимает северо-западные районы провинции в среднем течении Егорлыка. В рельефе преобладают эрозионно-аккумулятивные равнины с балочным и речным расчленением широтного простирания. Абсолютные высоты колеблются от 100 м в долинах до 200-250 м на плоских водоразделах. Климат континентальный с температурами июля 23-24 и января -4-4,5. Годовое количество осадков не превышает 450 мм, что при высокой испаряемости определяет малые показатели коэффициента увлажнения (0,4-0,5). Близким к 1,0 коэффициент бывает в конце весны — начале лета. Поэтому в растительности преобладают разнотравно-злаковые степи на обыкновенных малогумусных и южных черноземах. Природные ТК в ранге местностей: 1) водораздельные междолинные равнины широтного простирания, сложенные среднечетвертичными хвалынскими отложениями и покровными суглинками, с агрофитоценозами на распаханных обыкновенных малогумусных черноземах; 2) эрозионно-аккумулятивные вторичные равнины с балочным расчленением верхнечетвертичного времени, сложенные делювиальными лессовидными суглинками, с агрофитоценозами на распаханных южных и обыкновенных малогумусных черноземах; 3) долины Егорлыка и притоков второго порядка с пойменными, верхне- и среднечетвертичными террасами, сложенными делювиально-аллювиальными отложениями, со злаковыми и полынно-злаковыми степями на аллювиальных почвах, которые частично распаханы. Бурукшунский природно-культурный ландшафт злаковых степей занимает северные районы провинции. Выделяются следующие местности: 1) эрозионно-аккумулятивные равнины с балочным расчленением, сложенные делювиальными четвертичными суглинками, с агрофитоценозами на темно-каштановых почвах; 2) аллювиально-озерные аккумулятивные послехвалынские равнины, сложенные современными озерными отложениями с агрофитоценозами и полынно-злаковыми степями на каштановых солонцеватых почвах; 3) эрозионно-аккумулятивные вторичные равнины с балочным расчленением верхнечетвертичного времени, сложенные делювиальными суглинками склонов, с агрофитоценозами на распаханных каштановых и темно-каштановых почвах; 4) днища долин со слаборасчленен-ными верхнечетвертичными террасами, сложенными аллювиальными отложениями, со злаково-полынными степями на аллювиальных почвах, частично распаханных. Природные геотопы представлены: 1) олигодоминантными экосистемами типчаково-ковыльных сообществ; 2) олиго доминантными экосистемами полынно-злаковых сообществ днищ долин и прибрежных районов лимана.
Нижнекалаусско-Айгурский природно-культурный ландшафт злаковых степей расположен в северо-восточных районах провинции и занимает бассейн р. Айгурки и нижнего течения Калауса. Выделяются следующие местности: 1) останцовые структурно-эрозионные платообразные равнины, бронированные стойкими породами сармата и покровом лессовидных, суглинков, с агрофитоценозами на темно-каштановых почвах; 2) водораздельные эрозионно-аккумулятивные первичные равнины, сложенные покровными лесоовидными суглинками, с агрофитоценозами на темно-каштановых почвах; 3) эрозионно-аккумулятивные вторичные равнины с балочным расчленением, сложенные делювиальными лессовидными суглинками склонов, с агрофитоценозами на каштановых солонцеватых почвах с солонцами; 4) пойменные аллювиальные современные равнины, сложенные аллювиальными отложениями, со злаково-полынной растительно стью и солянками на аллювиальных засоленных почвах, частично распаханных. Природные геотопы представлены олигодоминантными экосистемами типчаково-ковыльных, полынно-типчаково-бородачевых и бородаче-вых сообществ.
Сезонная динамика степных ландшафтов Предкавказья
В пределах провинции степных ландшафтов получили распространение исключительно травянистые ПТК, которые представлены разными вариантами степей.
При характеристике сезонной динамики провинции степных ландшафтов Ставропольского края использовались данные метеостанций «Благодарный», «Георгиевск», «Красногвардейское», «Новоалександровск», «Арзгир» и «Светлоград». Ниже подробно рассмотрена сезонная динамика разных типов степей по данным метеостанций «Георгиевск», «Красногвардейское», и «Арзгир». Данные по сезонной динамике стексов, рассчитанных на основе оставшихся метеостанций, приведены в Приложении.
Встречаемость групп состояний и конкретных стексов степных ландшафтов, рассчитанную на основе данных опорной метеостанции «Георгиевск», иллюстрирует таблица 3.3. Зональные ПТК — обедненная раз-нотравно-дерновинно-злаковая степь на южных черноземах.
Нивальные состояния имеют максимальную встречаемость в данном ландшафте — 26%, и могут отмечаться на протяжении 5 месяцев — с ноября по март. Доминируют они лишь в типичные календарные сроки, с декабря по февраль, а в марте вероятность продолжения зимы в 2 раза больше, чем ее начало в ноябре. Представлена данная группа 4 структурными стексами, отличающимися друг от друга, как по температурным условиям, так и по характеру снежного покрова. При отрицательных температурах он стабилен, а при крайне низких положительных температурах — неустойчив. Наиболее широко представлен стеке, характерный для фазы традиционной зимы, на его долю приходится 16% в годовом спектре. Доля стексов с неустойчивым снежным покровом достигает 7% в годовом спектре, тогда как доля стексов, характерных для фаз типичной и суровой зимы, составляет соответственно 3 и 1%, то есть последний отмечается эпизодически и связан с циркуляционными процессами.
Гумидные состояния наблюдаются на протяжении 5 месяцев, а их доля в годичном спектре составляет 14%, однако лишь в июне эта группа состояний является доминирующей, тогда как в остальные месяцы доля этой группы колеблется от 16% в сентябре до 35% в мае. Данная группа представлена 2 стексами, отличающимися температурными условиями: на долю макротермальных условий приходится 13%, мегатермальных — 1%, то есть они являются циркуляционными.
Семигумидные состояния, как и переходные, также имеют встречаемость 13%, но они встречаются в летнее время и дополняют, в первую очередь, гумидные. Однако в отличие от них ни в один из летних месяцев они не доминируют, лишь в августе их доля достигает 48%, изменяясь от 13% в мае до 35% в июле. В отличие от гумидных стексов, для которых характерны преимущественно макротермальные условия, доля мегатер-мальных семигумидных стексов более высока (5%).
Семиаридные состояния имеют долю в годовом спектре 9% и отмечаются с мая по сентябрь. Как и семигумидные, ни в один из летних месяцев они не являются доминирующими, а чаще всего дополняют группы гумидных и семигумидных состояний. Наиболее характерны они во вторую половину лета, при этом в июле, когда отмечается их максимум, они протекают при мегатермальных условиях, которые гораздо менее характерны в остальные месяцы. В целом на долю макротермальных условий приходится 5%, а мегатермальных — 4%.
Бесснежные состояния холодного периода представляют собой стексы, при которых процессы биологического функционирования практически затухают, и на их долю в годовом спектре приходится 9%. С точки зрения температурных условий они должны быть отнесены к демисезонным, однако основное отличие заключается в стабилизации постфитоген ной структуры. Данная группа состояний начинает весну и завершает осень, и отмечается на протяжении 2 соответствующих месяцев. В отличие от весны, когда доля этой группы составляет 42%, осенью они доминируют в ноябре (55%). В феврале, и особенно в декабре, данная группа состояний носит циркуляционный характер.
Криотермальные состояния могут отмечаться на протяжении с ноября по февраль, но лишь в декабре их доля достигает 16%, то есть они являются структурными. Аридные состояния являются исключительно циркуляционными как в течение года, так и в июле и августе, поскольку их встречаемость в данные месяцы составляет 3-6%. Условия увлажнения в период активной вегетации ранжируются следующим образом: гумидные — 22% (гумидные стексы летнего периода составляют 14%), семигумидные — 17% (13%), семиаридные — 11% (9%), аридные — 1%. Несмотря на то, что снежный покров в целом характерен для зимы, в декабре минимум 1 раз в 10 лет они не устанавливается, что приводит к гораздо более глубокому промерзанию почвы с соответствующими последствиями для биоты.
Оценка сезонной динамики ландшафтов ставропольского края для целей сельского хозяйства
В настоящее время, как уже отмечалось, подавляющее большинство территории Ставропольского края занята пахотными угодьями, где основной сельскохозяйственной культурой является озимая пшеница.
Отличительной особенностью климата Ставропольского края является большая вариабельность температурных и условий увлажнения, что находит свое отражение в довольно сложной временной структуре ландшафтов. Резкие колебания погодных условий ограничивают жизнедеятельность многих видов животных и растений, создают сложности в организации сельскохозяйственного производства. Например, в весенний период возможны заморозки и суховеи, вызывающие повреждение или даже гибель растений; в августе температуры могут подниматься выше 40 и сопровождаться суховеями; сухая, тёплая и продолжительная осень ведет к снижению запасов почвенной влаги и может негативно сказываться на вегетации растений, в том числе озимой пшеницы, снижая её сопротивляемость экстремальным климатическим факторам (отрицательные температуры, гололёд и пр.).
В этой связи анализ сезонной динамики ландшафтов, основанный на встречаемости групп состояний и стексов дает представление о неблагоприятных для сельскохозяйственных культур условиях (в первую очередь зимних и летних). Как и в случае естественной растительности, продуктивность озимой пшеницы, несмотря на достижения селекции, зачастую зависит, помимо других факторов (вредители, болезни и т.п.), от погодных условий периода зимнего покоя, а также весенних и летних перепадов гидротермического режима. В этой связи, такие группы состояний, как крио-термальные, семиаридные и аридные необходимо относить к факторам, неблагоприятно влияющим на урожайность не только пшеницы, но также на урожайность трав на естественных и искусственных пастбищах.
В связи с этим ниже будут рассмотрены основные группы состояний и стексы с точки зрения их встречаемости в ландшафтах Ставропольского края на протяжении отдельных месяцев. Отличительной особенностью сезонной динамики ландшафтов Ставропольского края является наличие большого числа групп состояний и стексов, а также отсутствие во многих ландшафтах в зимний и летний сезоны господствующих групп состояний и стексов. Поэтому, например, такие группы состояний, как криотермальные, семиаридные и аридные могут быть отнесены к неблагоприятным с точки зрения их влияния на урожайность озимой пшеницы.
Криотермальные криогенные стексы зимой и весной приводят к повреждению всходов. Семиаридные и аридные состояния весной, во время которых возможны засухи, также неблагоприятно влияют на урожайность. Эти же состояния неблагоприятны для созревания урожая летом. Что касается конкретных стексов, то, очевидно, что наиболее неблагоприятными являются мегатермальные их варианты. Поэтому к стексам, негативно влияющим на урожайность сельскохозяйственных культур, мы относим: - криотермальный криогенный (111); - нанотермальный гумидный стеке стабилизации постфитогенной структуры (211) — в зимние месяцы; - мезотермальный семиаридный весеннего усложнения фитогенной структуры (433); - мезотермальный аридный весеннего усложнения фитогенной структуры (443); - макротермальный семиаридный летней стабилизации фитогенной структуры (532); - макротермальный аридный летней стабилизации фитогенной структуры (542); - мезотермальный семиаридный осеннего упрощения фитогенной структуры (434); - мезотермальный аридный осеннего упрощения фитогенной структуры (444);
Наибольшая средняя встречаемость критермального криогенного стекса отмечается в среднегорных лесостепных и луговых ландшафтах (35%), далее следуют предгорные степи и лесостепи (19%), полупустыни (15%) и степи (9%). Что касается конкретных ландшафтов, то, например, в в луговой степи с лесными ПТК Ставропольской возвышенности данный стеке вообще не отмечается. В случае некоторого потепления данный стеке может переходить в нанотермальный гумидный стабилизации пост 117 фитогенной структуры, но его встречаемость крайне мала. То есть, зимняя засуха в ландшафтах Ставропольского края в январе отмечается примерно от 1 раза каждые 3-4 года в среднегорных лугостепных и луговых ландшафтах до почти 1 раза каждые 8-10 лет в степных ландшафтах. Наиболее опасно это явление в степных и полупустынных ландшафтах.
Как и в январе, основную угрозу посевам сельхозкультур представляет критермальныи криогенный стеке, встречаемость которого опять же максимальна в среднегорных лесостепных и луговых ландшафтах Большого Кавказа (29%), но далее следуют полупустынные ландшафты (16%), степные (13%), лесостепные (10%) и предгорные степные и лесостепные (6%). То есть, неблагоприятные условия в феврале отмечаются примерно 1 раз в 8-10 лет в полупустынях и степях. Что касается предгорных степей и лесостепей, то в феврале действие этого фактора на биоту существенно снижается. Нанотермальные гумидные стексы стабилизации постфитоген-ной структуры в феврале связаны с начальной фазой весны, поэтому их не следует относить к неблагоприятным.
Неблагоприятными являются мезотермальные семиаридные и аридные стексы весеннего усложнения фитогенной структуры. Максимально они представлены в полупустынных и степных ландшафтах. При этом семиаридные стексы в полупустынных ландшафтах отмечаются примерно 1 раз в 5-6 лет, а в степных — 1 раз в 6-8 лет. Что касается аридных стексов, то они отмечались лишь 1 раз в 30 лет исключительно в полупустынных ландшафтах. Встречаемость семиаридных стексов в лесостепных ландшафтах невелика — 1 раз в 20-30 лет. В ПТК предгорных степных и лесостепных ландшфатов, а также среднегорных лесостепных и луговых данные состояния вообще не отмечаются.
В ПТК среднегорных лесостепных и луговых, а также в предгорных степных и лесостепных ландшафтов неблагоприятных для развития биоты стексов не отмечается вообще. Основным стексом, который сказывается на урожайности сельскохозяйственных культур в это время года, является макротермальный семиаридный летней стабилизации фитогенной структуры. Его встречаемость максимальна в ПТК полупустынных ландшафтов (20%), далее следуют степные (13%) и лесостепные (9%). То есть, данный стеке отмечается 1 раз в 5 лет в полупустынях, 1 раз в 7-8 лет в степях и 1 раз 8-10 лет в лесостепях и может привести к снижению урожайности. Что касается макротермальных аридных стексов, то они регистрируются не чаще, чем 1 раз в 20-30 лет.
В июле во всех ландшафтах Ставропольского края отмечаются летние состояния. Семиаридные и аридные стексы наблюдаются во всех ландшафтах. Максимальное распространение получает мегатермальный семи-аридный стеке летней стабилизации фитогенной структуры, который встречается абсолютно во всех ландшафтах, при этом в ПТК полупустынных ландшафтов его доля достигает 29-48%; в степных — 23-35%, в лесостепных — до 29%, в предгорных степях и лесостепях — 19%, а в средне-горных лесостепных и луговых — 3%. Доля аналогичного аридного стекса существенно ниже, а в ПТК среднегорных лесостепных и луговых он не отмечается вообще. Существенно ниже также доля макротермальных стек-сов. Некоторый недостаток влаги, таким образом, отмечается практически каждый второй год в полупустынных ландшафтах, каждый третий — в степных и лесостепных, и гораздо реже в остальных ландшафтах.
